Тепловой насос: тепло из холода

Share

Cегодня существуют альтернативные газовым котлам технологии отопления. Одна из них – тепловые насосы. Однако к их массовому внедрению в Украине не готовы ни морально, ни материально.


В последние годы спрос на энергоэффективные и экологически чистые технологии в мире стремительно растет. По прогнозам Мирового энергетического комитета, до 2020 г. в развитых странах мира теплоснабжение и горячее водоснабжение будет осуществляться на 75% при помощи тепловых насосов (ТН).


ТН – это компактные системы отопления, позволяющие получать тепло для горячего водоснабжения и отопления как отдельных коттеджей, так и целых городских микрорайонов за счет использования тепла окружающей среды: земли, воды, воздуха. Массовое распространение ТН началось после энергетических кризисов 1973-78 гг., когда ведущие страны мира задались целью уменьшить использование газа на нужды отопления. Первой к широкому использованию ТН перешла Швеция, которая является самым большим потребителем этого оборудования. Около 90% всех новостроек страны оснащаются ТН. Сегодня эта технология распространена в странах Западной Европы, США, Японии. Начинает осваивать ТН и Россия. Всего в мире эксплуатируются более 20 млн. тепловых насосов мощностью от нескольких киловатт до сотен мегаватт.


Перед традиционными видами отопления ТН имеют следующие преимущества:


– экономичность: благодаря высокой энергетической эффективности около 70% тепла черпается из окружающей среды;


– экологичность: в процессе получения тепла при помощи ТН не сжигается топливо, поэтому не создаются вредные для здоровья и окружающей среды выбросы;


– надежность: срок службы ТН без капитального ремонта составляет 15-20 лет;


– безопасность: максимальная температура, до которой нагреваются ТН – +55 градусов Цельсия, поэтому они абсолютно пожаро- и взрывобезопасны;


– универсальность по источнику низкопотенциального тепла: ТН могут утилизировать тепло из всего, что нас окружает, начиная от воздуха и заканчивая отходами человеческой жизнедеятельности.


Еще один плюс – независимость от газа. Если речь идет об отоплении коттеджа, нет необходимости прокладывать дорогостоящую газовую магистраль, так как для работы ТН необходимо только электричество. Простота в эксплуатации также относится к числу достоинств ТН – они работают полностью в автоматическом режиме. Их можно подключить к любой отопительной системе – радиаторам, фанкойлам, системе полового отопления, приточной системе вентиляции. Помимо отопления и горячего водоснабжения, летом тепловой насос может выполнять функцию охлаждения воздуха, а также подогревать воду в бассейне, если таковой имеется.


Принцип работы ТН – такой же как у холодильника, только с использованием тепла, а не холода. Другими словами – это перекачивание тепла от одного объекта другому. При этом ТН необходима только электроэнергия для работы компрессора. На 1 киловатт электричества можно получить от 4,5 до 7 киловатт тепловой энергии, которую ТН отберет у окружающей среды.


В зависимости от вида источника тепла ТН подразделяются на геотермальные и воздушные. Геотермальные ТН используют природное тепло, которое находится в грунте и воде. Воздушные – забирают тепло у воздуха. В климатических условиях Украины, по мнению специалистов, более целесообразно использовать геотермальные ТН, так как при температуре окружающей среды ниже -10 градусов Цельсия энергоэффективность воздушного ТН снижается почти в 2 раза.


Стоимость ТН зависит от их мощности. Чем больше мощность насоса – тем меньше цена установленного киловатта. Самые дорогие насосы малой мощности: 1 киловатт стоит около 1000 Евро. Начиная с мощности ТН в 50-60 киловатт, цена составит уже 300 Евро за 1 киловатт.


Отличается и стоимость установки теплонасосного оборудования в зависимости от источника тепла. Если вы устанавливаете тепловой насос, который использует тепло грунта, необходимо установить горизонтальный или вертикальный коллектор. Пробурить вертикальный коллектор стоит около 100 долларов за 1 метр. Горизонтальный коллектор – дешевле, но для его обустройства необходима большая площадь. Установка же воздушного насоса по стоимости практически не отличается от установки обычного котла.


По данным одной из компаний, занимающейся продажей и установкой ТН в Украине, стоимость оборудования насосом коттеджа в 200 кв. м составит от 20 до 30 тыс. долл.


Основными производителями теплонасосного оборудования являются Швеция, Великобритания, Германия, США и Япония. Внедрение теплонасосной техники в развитых странах мира происходит при существенной государственной поддержке в виде двухставочного тарифа на электроэнергию, субсидий покупателям, различных грантов производителям, налоговых и кредитных льгот фирмам, которые внедряют ТН оборудование. Это связано с тем, что эти страны уже всерьез обеспокоены проблемой выбросов парниковых газов и глобального потепления.


На сегодняшний день примеры использования ТН в Украине – пока единичные. Их широкому распространению мешает, по мнению директора украинско-шведской научной лаборатории «Устойчивые энергетические технологии» Евгения Никифоровича, низкая информированность об альтернативных технологиях отопления, а также высокая стоимость этого оборудования. «Это новая для Украины философия отопления. У нас этот процесс пребывает сейчас в зачаточном состоянии, в то время как в развитых странах тепловой насос так же привычен, как кондиционер».


В то же время, по мнению Е. Никифоровича, существующий в Украине жилой фонд невозможно обогреть при помощи ТН. Сначала необходимо провести энергосберегающие мероприятия в домах, а уже потом устанавливать ТН.


Академик НАНУ, директор Института теплофизики, Анатолий Долинский считает, что жизнь ТН в Украине только начинается. «Энергетика завтрашнего дня – это возобновляемая энергетика, то есть использование тепла окружающей среды и Солнца». По словам ученого, особенно перспективным является развитие этой новой для Украины технологии в Крыму, где источником тепла может быть Черное море, а также в Донецкой области, где более 1200 терриконов. Но это если речь идет о больших теплонасосных станциях, когда нужны большие по объему источники тепла.


Большая роль отводится ТН при реконструкции централизованного отопления, отмечает Долинский. Так, Концепцией государственной программы комплексной модернизации коммунальной теплоэнергетики на 2009-2013 гг. только в Крыму предусмотрено установить 400 ТН большой мощности.


Эксперты считают украинский рынок ТН довольно перспективным, учитывая переход на рыночную стоимость газа и их преимущества перед привычным газовым котлом. Количество фирм, поставляющих в Украину этот вид оборудования, растет с каждым днем.