Энергосбережение
АВТОНОМНАЯ СИСТЕМА ОТОПЛЕНИЯ: КАК ЭКОНОМИТЬ ?
СОВЕТЫ ДЛЯ "ЧАЙНИКОВ"
СОВЕТЫ ДЛЯ "ЧАЙНИКОВ"
I. Немного теории
Разница температур наружного воздуха и воздуха внутри отапливаемого помещения вызывает переток тепла из отапливаемого помещения на улицу (теплопотери). Чтобы температура воздуха в отапливаемом помещении оставалась на заданном уровне, система отопления должна производить и "добавлять" в помещение "теряемое" на улицу тепло. Количество тепла, "добавляемого" системой отопления в отапливаемое помещение, должно быть равно величине теплопотерь, так как:
- если количество тепла, "добавляемого" системой отопления в отапливаемое помещение, меньше величины теплопотерь, то температура воздуха в отапливаемом помещении снижается;
- если количество тепла, "добавляемого" системой отопления в отапливамое помещение, больше величины теплопотерь, то имеет место "перерасход" тепла.
"Перерасход", или, другими словами, тепло, произведенное системой отопления сверх необходимого и поэтому ушедшее бесполезно в окружающую среду - это в прямом смысле слова "деньги на ветер".
Как же избежать "перерасхода" тепла, а главное - как минимизировать расходы на отопление?
- если количество тепла, "добавляемого" системой отопления в отапливаемое помещение, меньше величины теплопотерь, то температура воздуха в отапливаемом помещении снижается;
- если количество тепла, "добавляемого" системой отопления в отапливамое помещение, больше величины теплопотерь, то имеет место "перерасход" тепла.
"Перерасход", или, другими словами, тепло, произведенное системой отопления сверх необходимого и поэтому ушедшее бесполезно в окружающую среду - это в прямом смысле слова "деньги на ветер".
Как же избежать "перерасхода" тепла, а главное - как минимизировать расходы на отопление?
II. Проектирование
На практике заказчики автономных систем отопления, равно как и подрядчики, зачастую или вообще пренебрегают проектированием как таковым, или довольствуются очень приблизительными расчётами. За основу таких расчётов, как правило, принимается величина удельной тепловой мощности отопительных приборов (радиаторов) в 100 ватт на 1 кв.м отапливаемой площади (или 1 куб. м объёма - при высоте потолков в 3м).
Для оценки последствий такого "проектирования" рассмотрим простенький наглядный пример:
В отапливаемом здании имеются две одинаковые по площади комнаты:
- первая - на северной стороне здания, вторая - на южной;
- площадь остекления первой больше, чем второй;
- суммарная площадь наружных стен первой больше, чем второй;
- первая на 1-м этаже здания с подвалом, вторая - на мансардном этаже.
Очевидно что суммарная тепловая мощность нагревательных приборов первой комнаты (условно "холодная") должна быть больше, чем второй (условно " тёплая"). Руководствуясь при определении необходимой тепловой мощности всех нагревательных приборов расчётами по формуле:
N(вт) = 100 (вт/кв.м) * S (кв.м) ,
Для оценки последствий такого "проектирования" рассмотрим простенький наглядный пример:
В отапливаемом здании имеются две одинаковые по площади комнаты:
- первая - на северной стороне здания, вторая - на южной;
- площадь остекления первой больше, чем второй;
- суммарная площадь наружных стен первой больше, чем второй;
- первая на 1-м этаже здания с подвалом, вторая - на мансардном этаже.
Очевидно что суммарная тепловая мощность нагревательных приборов первой комнаты (условно "холодная") должна быть больше, чем второй (условно " тёплая"). Руководствуясь при определении необходимой тепловой мощности всех нагревательных приборов расчётами по формуле:
N(вт) = 100 (вт/кв.м) * S (кв.м) ,
получаем один из следующих вариантов :
1. В обоих комнатах холодно - мощность установленных нагревательных приборов оказалась меньше расчётной даже для "тёплой" комнаты.
2. В "тёплой" комнате - тепло, в холодной комнате - холодно, то есть "расчёт" оказался по "тёплой" комнате.
При подобных расчетах, во избежание получения вариантов "1" и "2" мощность всех установленных нагревательных приборов принимается заведомо выше фактически необходимой. По той же схеме тепловая мощность отопительного котла принимается не меньшей, чем сумма мощностей всех установленных отопительных приборов - то есть, по сравнению с фактически необходимой, мощность котла также оказывается существенно завышенной. Количество тепла, передаваемого от котла к отопительным приборам. циркулирующим в системе теплоносителем, определяется диаметрами проходных сечений системы трубопроводов и характеристиками циркуляционного насоса системы. И, соответсвенно, диаметры трубопроводов и характеристики насоса также оказываются завышенными.
В результате система отопления производит тепла больше, чем величина теплопотерь: имеет место "перерасход"тепла. Существуют и другие факторы, игнорирование которых, вследствие отказа от проектирования, приводит к"перерасходу" тепла.
В итоге:
- заказчик несёт завышенные расходы на закупку отопительных приборов, котла, труб, насосов, арматуры... - единоразово.
- заказчик несёт завышенные расходы на отопление - всегда.
Фактическая разница эксплуатационных расходов систем отопления двух одинаковых объектов (построенной на основе профессионального теплотехнического проекта и построенной "на глазок") может достигать 20 и более процентов.
III. Система "тёплый пол"
Получившие в настоящее время достаточно широкое применение системы "тёплый пол" работают экономнее, чем радиаторное отопление. Экономия происходит вследствие понижения ( в сравнении с радиаторным отоплением) средней температуры воздуха в отапливаемом помещении на 3- 5 градусов. При этом уровень теплового комфорта в помещении не уменьшается, но каждый градус понижения температуры воздуха в отапливаемом помещении уменьшает теплопотери, то есть даёт экономию энергоносителя до 5%. Таким образом, при правильном применении, экономия (именно уменьшение расхода энергоносителя, а не недопущение "перерасхода" тепла) может достигать величины в 15 - 25 %.
Вместе с тем, при несомненных достоинствах системы "тёплый пол" по сравнению с радиаторным отоплением, существуют ряд экологических ограничений и специфических технических характеристик, сдерживающих её повсеместное применение как абсолютную альтернативу радиаторному отоплению:
1. Температура теплоносителя ( в случае водяной системы) на подаче в пол не должна превышать 50 градусов - в противном случае может произойти растрескивание стяжки пола.
2. Температура поверхности пола в жилом помещении не может превышать величины 28 - 29 градусов - медицинское ограничение.
3. Максимальная экономическая эффективность достигается при использовании в качестве покрытия пола материалов, хорошо проводящих тепло: керамическая плитка, гранит, мрамор и т.п.; и практически мало применима как отопление, а не комфортный подогрев пола - с деревянными, ковровыми и т.п. (так называемыми "тёплыми") покрытиями.
4. Существует ряд материалов для покрытия пола, вообще не допускающих нагрева по экологическим и техническим причинам.
5. Удельная тепловая мощность системы "тёплый пол" ограничена (вследствие ограничений п.п.1,2,3) величиной максимум в 120 вт/кв.м, а значительная часть площади пола может быть занята мебелью. Поэтому система "тёплый пол" далеко не всегда может быть единственным и достаточным отоплением.
6. Тепловая инерционность системы "тёплый пол" в разы выше, чем радиаторной системы: от момента управляющего воздействия на систему ("повернули" регулирующий кран) до получения желаемого эффекта (изменилась до желаемых значений температура) могут пройти часы. Поэтому обязательно необходима специальная система регулирования и управления, адекватно согласованная со всей системой управления отоплением. В противном случае вместо экономии можно получить и "перерасход" тепла, и/или экологические проблемы.
Вывод: для получения экономической эффективности применения системы "тёплый пол" профессиональное проектирование следует выполнять в обязательном порядке
Вместе с тем, при несомненных достоинствах системы "тёплый пол" по сравнению с радиаторным отоплением, существуют ряд экологических ограничений и специфических технических характеристик, сдерживающих её повсеместное применение как абсолютную альтернативу радиаторному отоплению:
1. Температура теплоносителя ( в случае водяной системы) на подаче в пол не должна превышать 50 градусов - в противном случае может произойти растрескивание стяжки пола.
2. Температура поверхности пола в жилом помещении не может превышать величины 28 - 29 градусов - медицинское ограничение.
3. Максимальная экономическая эффективность достигается при использовании в качестве покрытия пола материалов, хорошо проводящих тепло: керамическая плитка, гранит, мрамор и т.п.; и практически мало применима как отопление, а не комфортный подогрев пола - с деревянными, ковровыми и т.п. (так называемыми "тёплыми") покрытиями.
4. Существует ряд материалов для покрытия пола, вообще не допускающих нагрева по экологическим и техническим причинам.
5. Удельная тепловая мощность системы "тёплый пол" ограничена (вследствие ограничений п.п.1,2,3) величиной максимум в 120 вт/кв.м, а значительная часть площади пола может быть занята мебелью. Поэтому система "тёплый пол" далеко не всегда может быть единственным и достаточным отоплением.
6. Тепловая инерционность системы "тёплый пол" в разы выше, чем радиаторной системы: от момента управляющего воздействия на систему ("повернули" регулирующий кран) до получения желаемого эффекта (изменилась до желаемых значений температура) могут пройти часы. Поэтому обязательно необходима специальная система регулирования и управления, адекватно согласованная со всей системой управления отоплением. В противном случае вместо экономии можно получить и "перерасход" тепла, и/или экологические проблемы.
Вывод: для получения экономической эффективности применения системы "тёплый пол" профессиональное проектирование следует выполнять в обязательном порядке
IY. Конденсационные газовые котлы
Известно, что в продуктах сгорания газа, удаляемых из котла в окружающее пространство, присутствует водяной пар. Тепло водяных паров вместе с газами сгорания уносится в окружающую среду, бесполезно для системы отопления. В конденсационных же котлах этот водяной пар конденсируется, а полученное от конденсации тепло возвращается в систему отопления. В результате эффективность преобразования газа в тепло может достигать (теоретически) величины в 105 %. То есть, по сравнению с не конденсационным котлом, теоретически можно получить экономию газа до 15%. С физикой тут всё в порядке, так как на конденсацию водяных паров затрачивается энергия и итоговый К.П.Д. котла 100% не превышает.
Конечно, неизбежно существуют и "но", иначе бы не конденсационные котлы не производились:
1.В режиме "конденсации" котёл работает только с пониженной, по сравнению с неконденсационными котлами, температурой нагрева теплоносителя. Другими словами, для получения описанного выше эффекта экономии газа система отопления должна быть низкотемпературной("тёплый пол", радиаторы увеличенных размеров, фэн-койлы... и др.).
2.Существенно более высокая цена.
Поэтому экономическая целесообразность применения конденсационных котлов - это вопрос технокоммерческих расчётов,то есть проектирования.
Конечно, неизбежно существуют и "но", иначе бы не конденсационные котлы не производились:
1.В режиме "конденсации" котёл работает только с пониженной, по сравнению с неконденсационными котлами, температурой нагрева теплоносителя. Другими словами, для получения описанного выше эффекта экономии газа система отопления должна быть низкотемпературной("тёплый пол", радиаторы увеличенных размеров, фэн-койлы... и др.).
2.Существенно более высокая цена.
Поэтому экономическая целесообразность применения конденсационных котлов - это вопрос технокоммерческих расчётов,то есть проектирования.
Y. Выбор оборудования и комплектующих
Подбор оборудования и комплектующих влияет главным образом на надёжность и долговечность работы системы отопления, а не на ее экономичность. Это происходит потому, что теплотехнические характеристики однотипного оборудования различных производителей отличаются мало. Например, паспортный (в лабораторных условиях) коэффициент полезного действия (КПД) газовых котлов всегда находится в диапазоне 89 - 92%. В реальной эксплуатации КПД газовых котлов всегда несколько ниже паспортных значений. Величина этого снижения (а, следовательно, и увеличение расхода газа) зависит от правильности подбора величины и режима использования мощности котла, а также выбранного способа управления как котлом, так и системой отопления в целом.
YI. Автоматика
В конечном итоге экономность работы профессионально спроектированной системы отопления обеспечивается выполнением следующих условий:
1. Минимально возможная - для данных значений температуры наружного воздуха - температура теплоносителя, обеспечивающая поддержание в помещении заданной температуры воздуха. Именно нагрев теплоносителя сверх фактически необходимых значений температуры и приводит к "перерасходу" тепла.
2. Поддержание в каждом из отапливаемых помещений в заданные промежутки времени минимально необходимой температура воздуха.
Например, нет смысла поддерживать в гостевой спальне при отсутствии гостей температуру воздуха 22 градуса. Вполне достаточной может быть температура 16 градусов. А понижение температуры воздуха в отапливаемом помещении на 1 градус даёт, как мы уже знаем, фактическую экономию энергоносителя до 5 процентов.
Решение указанных выше задач:
- обеспечивается выбором оптимальной, индивидуальной для каждой системы отопления схемы регулирования и управления, подбором адекватных для данной схемы средств автоматики.
- может дать как собственно экономию энергоносителя, так и недопущение "перерасхода" тепла, суммарно ( в денежном выражении) от 5 до 20% и более.
Важно отметить, что при относительно небольших затратах модернизация существующей не автоматизированной системы отопления может дать и больший эффект.
1. Минимально возможная - для данных значений температуры наружного воздуха - температура теплоносителя, обеспечивающая поддержание в помещении заданной температуры воздуха. Именно нагрев теплоносителя сверх фактически необходимых значений температуры и приводит к "перерасходу" тепла.
2. Поддержание в каждом из отапливаемых помещений в заданные промежутки времени минимально необходимой температура воздуха.
Например, нет смысла поддерживать в гостевой спальне при отсутствии гостей температуру воздуха 22 градуса. Вполне достаточной может быть температура 16 градусов. А понижение температуры воздуха в отапливаемом помещении на 1 градус даёт, как мы уже знаем, фактическую экономию энергоносителя до 5 процентов.
Решение указанных выше задач:
- обеспечивается выбором оптимальной, индивидуальной для каждой системы отопления схемы регулирования и управления, подбором адекватных для данной схемы средств автоматики.
- может дать как собственно экономию энергоносителя, так и недопущение "перерасхода" тепла, суммарно ( в денежном выражении) от 5 до 20% и более.
Важно отметить, что при относительно небольших затратах модернизация существующей не автоматизированной системы отопления может дать и больший эффект.
Y. Экономия в итоге
Посчитаем цифры возможной экономии для жилого дома площадью 350 кв. м с газовым автономным отоплением:
Расчётный расход газа для отопления такого дома может достигать величины порядка 7 тысяч куб.м/год, а стоимость газа (тариф при таком расходе - 2,248 грн./куб м) порядка 16 тысяч гривень.
Недопущение, за счёт проектирования, годового "перерасхода" газа в 20 % даёт прямую экономию расходов на отопление:
16 000 грн. * 20% = 3 200 грн./год
(Это сумма, сопоставимая со стоимостью профессионального проектирования системы отопления.)
Предположим, что суммарный итог проведения всех описанных выше мероприятий дал фактическую годовую экономию энергоносителя (в данном случае газа) "всего лишь" 20%:
7 000 куб.м - 20% = 5 600 куб. м.
Такое значение годового расхода газа означает перехода с тарифа в 2,248 грн./куб.м (расход больше 6000 куб.м/год) на тариф в 1,098 грн./куб.м (меньше 6000 куб. м/год).
Тогда годовая стоимость отопления составит :
1,098 грн./куб.м * 5 600 куб.м = 6 150 гривень,
то есть фактическая экономия может составит:
17 000 - 6 150 = 11 850 грн./год.
А это уже сумма, сопоставимая с общей стоимостью проектирования + оборудования для регулирования и управления системой отопления в целом + автоматики.
Конечно, приведенная разница между годовым потреблением газа в 5 600 и 6 000 куб.м относительно небольшая и достаточно условная. Конкретные значения по каждому объекту могут быть получены только в результате предметных техно-коммерческих расчётов в результате профессионального проектирования. Фактические же значения результатов приведенных выше расчётов зависят от совокупности конструктивных особенностей отапливаемого здания, принятых проектных решений по системе отопления, качества комплектации и монтажа спроектированной системы отопления, выбранного режима эксплуатации, климатических условий отопительного периода.
Расчётный расход газа для отопления такого дома может достигать величины порядка 7 тысяч куб.м/год, а стоимость газа (тариф при таком расходе - 2,248 грн./куб м) порядка 16 тысяч гривень.
Недопущение, за счёт проектирования, годового "перерасхода" газа в 20 % даёт прямую экономию расходов на отопление:
16 000 грн. * 20% = 3 200 грн./год
(Это сумма, сопоставимая со стоимостью профессионального проектирования системы отопления.)
Предположим, что суммарный итог проведения всех описанных выше мероприятий дал фактическую годовую экономию энергоносителя (в данном случае газа) "всего лишь" 20%:
7 000 куб.м - 20% = 5 600 куб. м.
Такое значение годового расхода газа означает перехода с тарифа в 2,248 грн./куб.м (расход больше 6000 куб.м/год) на тариф в 1,098 грн./куб.м (меньше 6000 куб. м/год).
Тогда годовая стоимость отопления составит :
1,098 грн./куб.м * 5 600 куб.м = 6 150 гривень,
то есть фактическая экономия может составит:
17 000 - 6 150 = 11 850 грн./год.
А это уже сумма, сопоставимая с общей стоимостью проектирования + оборудования для регулирования и управления системой отопления в целом + автоматики.
Конечно, приведенная разница между годовым потреблением газа в 5 600 и 6 000 куб.м относительно небольшая и достаточно условная. Конкретные значения по каждому объекту могут быть получены только в результате предметных техно-коммерческих расчётов в результате профессионального проектирования. Фактические же значения результатов приведенных выше расчётов зависят от совокупности конструктивных особенностей отапливаемого здания, принятых проектных решений по системе отопления, качества комплектации и монтажа спроектированной системы отопления, выбранного режима эксплуатации, климатических условий отопительного периода.
Y. Альтернативные энергоносители
Есть два основных способа использования альтернативных (по отношению к природному газу) энергоносителей:
1.Использовать в качестве единственного теплогенератора (котла) устройство, использующее наиболее дешёвый в настоящее время энергоноситель: дрова, уголь, топливные брикеты, пеллеты, какой-то вид жидкого топлива... Недостатком этих решений в большинстве случаев является "хлопотность": дрова (уголь, топливные брикеты, пеллеты...) в твёрдотопливный котёл нужно периодически загружать и периодически чистить топку; дизельное топливо, имеющее неприятный, стойкий и быстро проникающий в помещения запах, необходимо где-то хранить, сепарировать, зимой оно загустевает и требует подогрева.... В каждом конкретном случае "хлопоты" свои. И в целом, соотношение цен на энергоносители - вопрос алогичный и мало прогнозируемый, особенно в нашей стране и в настоящее время....
Для справки: использовать солнечную энергию для отопления в наших климатических условиях практически невозможно.
2. Более интересным представляется решение комбинации двух (или более) теплогенераторов, один из которых - основной, а другой - вспомогательный, работающий параллельно основному или вместо него. Например, в дополнение к газовому котлу использовать теплогенератор на альтернативных энергоносителях (например, тепловой насос - как наиболее экономный теплогенератор) таким образом, чтобы потребление газа не превышало величину 2 500 куб. м в год (тариф 0,725 грн./куб.м), или не более 6 000 куб.м в год (тариф 1,098 грн./куб.м).
Если же газа нет - в качестве основного теплогенератора использовать твёрдотопливный котёл, а при больших тепловых нагрузках дополнительно электрический. Возможно также использование ночного тарифа на электроэнергию с аккумуляцией тепла: ночью работает электрический котёл, поддерживая работу системы отопления и нагревая воду в буферной ёмкости. Днём электрокотёл не работает, а нагретая ночью в буферной ёмкости вода используется для работы системы отопления. Дефицит тепла днём компенсируется работой котла, к примеру, на твёрдом топливе.
Какие именно теплогенераторы, в какой комбинации и в каком временном режиме использовать, чтобы получить максимально дешёвую в эксплуатации систему отопления - это очень конкретный вопрос технокоммерческих расчётов.
1.Использовать в качестве единственного теплогенератора (котла) устройство, использующее наиболее дешёвый в настоящее время энергоноситель: дрова, уголь, топливные брикеты, пеллеты, какой-то вид жидкого топлива... Недостатком этих решений в большинстве случаев является "хлопотность": дрова (уголь, топливные брикеты, пеллеты...) в твёрдотопливный котёл нужно периодически загружать и периодически чистить топку; дизельное топливо, имеющее неприятный, стойкий и быстро проникающий в помещения запах, необходимо где-то хранить, сепарировать, зимой оно загустевает и требует подогрева.... В каждом конкретном случае "хлопоты" свои. И в целом, соотношение цен на энергоносители - вопрос алогичный и мало прогнозируемый, особенно в нашей стране и в настоящее время....
Для справки: использовать солнечную энергию для отопления в наших климатических условиях практически невозможно.
2. Более интересным представляется решение комбинации двух (или более) теплогенераторов, один из которых - основной, а другой - вспомогательный, работающий параллельно основному или вместо него. Например, в дополнение к газовому котлу использовать теплогенератор на альтернативных энергоносителях (например, тепловой насос - как наиболее экономный теплогенератор) таким образом, чтобы потребление газа не превышало величину 2 500 куб. м в год (тариф 0,725 грн./куб.м), или не более 6 000 куб.м в год (тариф 1,098 грн./куб.м).
Если же газа нет - в качестве основного теплогенератора использовать твёрдотопливный котёл, а при больших тепловых нагрузках дополнительно электрический. Возможно также использование ночного тарифа на электроэнергию с аккумуляцией тепла: ночью работает электрический котёл, поддерживая работу системы отопления и нагревая воду в буферной ёмкости. Днём электрокотёл не работает, а нагретая ночью в буферной ёмкости вода используется для работы системы отопления. Дефицит тепла днём компенсируется работой котла, к примеру, на твёрдом топливе.
Какие именно теплогенераторы, в какой комбинации и в каком временном режиме использовать, чтобы получить максимально дешёвую в эксплуатации систему отопления - это очень конкретный вопрос технокоммерческих расчётов.
YI. Тепловые насосы
Использование тепловых насосов сегодня очень модная тема в популярной литературе по теплоснабжению. Тепловой насос - это термодинамическая электрическая машина, перемещающая ("перекачивающая" - отсюда название - "насос") низкопотенциальное (с низкой температурой) тепло окружающей среды (грунта, грунтовых вод, водоёма с проточной водой, наружного воздуха - с температурой до - 25 градусов) внутрь отапливаемого помещения, с повышением потенциала (температуры) до значений, позволяющих использовать его в системах отопления."Фишка" тут в том, что 1 квт затраченной тепловым насосом электроэнергии "перекачивает" от 2 до 5 киловатт тепла. То есть, для работы теплового насоса выходной тепловой мощностью порядка 20 квт требуется электрическая мощность порядка всего 4 - 10 квт.
Эта технология известна достаточно давно (более 150 лет), и успешно используется в современных устройствах, к примеру, в кондиционерах и фреоновых холодильниках. Актуальность использования данной технологии в системах отопления подтверждается и тем фактом, что объём продаж (в деньгах) тепловых насосов в мире сопоставим с объёмом продаж оружия и вооружений.
К сожалению, В Украине теплонасосные установки для отопления не нашли пока широкого применения - по характерным для постсоветских стран причинам:
1. Относительно низкая и в смысле экономики не сбалансированная цена энергоносителей для конечных потребителей. Особенно в отношении электроэнергии и углеводородных энергоносителей.
2. Достаточно высокая цена теплонасосой установки: удельная стоимость 1 квт номинальной выходной мощности может составлять от 300 до 1 000 и более евро.
3. Финансовая несостоятельность основной массы населения и особенности менталитета его состоятельной части.
4. Как минимум безразличие государства к энергосбережению.
Есть и технические особенности применения тепловых насосов для систем отопления, сдерживающие их повсеместное использование. Это относительно невысокая (максимум до 50-60 градусов) температура нагрева теплоносителя; понижение эффективности при повышении температуры нагрева теплоносителя и/или понижении температуры окружающей среды ( особенно в зону отрицательных температур); необходимость увязки гидравлических контуров самой теплонасосной установки и собственно водяной системы отопления; некоторые другие...
Тем не менее, при инвестиционной состоятельности заказчика и его ментальной готовности инвестировать в фактическое энергосбережение своего дома необходимые средства, а также должной профессиональной квалификации подрядчика, использование теплонасосоной установки для отопления (равно как и для кондиционирования) может дать значительный экономический эффект. Представление об эффективности использования теплонасосных установок для отопления дают приведенные ниже таблицы, рассчитанные для типовых климатических условий г.Одесса.
Эта технология известна достаточно давно (более 150 лет), и успешно используется в современных устройствах, к примеру, в кондиционерах и фреоновых холодильниках. Актуальность использования данной технологии в системах отопления подтверждается и тем фактом, что объём продаж (в деньгах) тепловых насосов в мире сопоставим с объёмом продаж оружия и вооружений.
К сожалению, В Украине теплонасосные установки для отопления не нашли пока широкого применения - по характерным для постсоветских стран причинам:
1. Относительно низкая и в смысле экономики не сбалансированная цена энергоносителей для конечных потребителей. Особенно в отношении электроэнергии и углеводородных энергоносителей.
2. Достаточно высокая цена теплонасосой установки: удельная стоимость 1 квт номинальной выходной мощности может составлять от 300 до 1 000 и более евро.
3. Финансовая несостоятельность основной массы населения и особенности менталитета его состоятельной части.
4. Как минимум безразличие государства к энергосбережению.
Есть и технические особенности применения тепловых насосов для систем отопления, сдерживающие их повсеместное использование. Это относительно невысокая (максимум до 50-60 градусов) температура нагрева теплоносителя; понижение эффективности при повышении температуры нагрева теплоносителя и/или понижении температуры окружающей среды ( особенно в зону отрицательных температур); необходимость увязки гидравлических контуров самой теплонасосной установки и собственно водяной системы отопления; некоторые другие...
Тем не менее, при инвестиционной состоятельности заказчика и его ментальной готовности инвестировать в фактическое энергосбережение своего дома необходимые средства, а также должной профессиональной квалификации подрядчика, использование теплонасосоной установки для отопления (равно как и для кондиционирования) может дать значительный экономический эффект. Представление об эффективности использования теплонасосных установок для отопления дают приведенные ниже таблицы, рассчитанные для типовых климатических условий г.Одесса.
ТЕПЛОВЫЕ НАГРУЗКИ И СТОИМОСТЬ ОТОПЛЕНИЯ ЗДАНИЙ В г. ОДЕССА
(УСРЕДНЁННЫЕ ЗНАЧЕНИЯ климатических условий за ОТОПИТЕЛЬНЫЕ СЕЗОНЫ 2005/2006 И 2006/2007 )
Рассматривается радиаторная система отопления дома площадью 350 кв. м с удельными теплопотерями 0,09 квт/кв.м., то есть с достаточно хорошей, для отечественной строительной практики, теплоизоляцией.
Исходные данные:
S = 350 м²
Теплотворность 1куб.м газа = 8900 Вт СОР теплового насоса ном. - 3,5
Теплопотери при -18 гр.Ц = 0,09 кВт/м² КПД электрического котла - 0,95%
Расчетная мощность отопления = 32 кВт КПД газового котла - 0,93%
Тариф на электроэнергию = 0,365 грн/кВт*час
Теплопотери при -18 гр.Ц = 0,09 кВт/м² КПД электрического котла - 0,95%
Расчетная мощность отопления = 32 кВт КПД газового котла - 0,93%
Тариф на электроэнергию = 0,365 грн/кВт*час
ТАБЛИЦА №1.
МОНОВАЛЕНТЫЙ РЕЖИМ
(газовый котёл 32 кВт или электрический котел 32 кВт или тепловой насос 32 кВт)
(газовый котёл 32 кВт или электрический котел 32 кВт или тепловой насос 32 кВт)
Цена газа = 2,248 грн/куб.м
Расчётная годовая стоимость отопления составит:
газовый котёл 16 775 грн./год
электрокотёл 23 445 грн./год
тепловой насос 6 992 грн./год
ТАБЛИЦА №2.
БИВАЛЕНТНО-АЛЬТЕРНАТИВНЫЙ РЕЖИМ
(тепловой насос 21 кВт + газовый котёл 32 кВт)
БИВАЛЕНТНО-АЛЬТЕРНАТИВНЫЙ РЕЖИМ
(тепловой насос 21 кВт + газовый котёл 32 кВт)
В дипазоне температур наружного воздуха + 15 - 0 гр. работает только тепловой насос (типа "воздух - вода", то есть использующий тепло наружного воздуха для работы водяной системы отопления), а при отрицательных температурах наружного воздуха - только газовый котёл (так называемый бивалентно-альтернативный режим).
Цена газа = 2,248 грн/куб.м
Из таблицы видно, что годовая стоимость отопления по приведеной схеме составляет 6 931 грн.
Для существующих в настоящее время тарифов на газ и электроэнергию видим следующее:
1. Величина стоимости отопления тепловым насосом в обоих случаях практически одинаковая - 6992 и 6931 грн./год соответственно.
2.Стоимость теплового насоса мощностью 16 кВт в 2 и более раз ниже, чем теплового насоса мощностью 32 кВт. То есть эффективность инвестиций в теплонасосную установку в бивалентно-альтернативном режиме существенно выше.
3. При изменении соотношения тарифов на электроэнергию и газ для оптимизации расходов на отопление схема использования теплового насоса может быть другой. Например, так называемая бивалентно-параллельная: в диапазоне отрицательных температур наружного воздуха тепловой насос продолжает работать, а "недогретый" в нём теплоноситель догревается до необходимых для отопления значений температуры газовым котлом.
Следует отметить, что существуют достаточно веские, в первую очередь коммерческие причины использовать тепловые насосы и для отопления квартир в многоэтажных домах. Например, безнадёжно плохая работа системы центрального отопления, невозможность, либо неприемлемо высокая стоимость получения разрешения на индивидуальное газовое отопление, отсутствие необходимой электрической мощности для прямого электроотопления...
Или квартира в новострое с крышной котельной: отопление очень дорогое из-за высоких тарифов на газ (более 500 долларов за 1 000 куб.м газа). И таких конкретных ситуаций может быть достаточно много. В результате профессионального подхода для каждой из них может быть найдено своё решение, оптимальное для данных условий.
Цена газа = 2,248 грн/куб.м
Из таблицы видно, что годовая стоимость отопления по приведеной схеме составляет 6 931 грн.
Для существующих в настоящее время тарифов на газ и электроэнергию видим следующее:
1. Величина стоимости отопления тепловым насосом в обоих случаях практически одинаковая - 6992 и 6931 грн./год соответственно.
2.Стоимость теплового насоса мощностью 16 кВт в 2 и более раз ниже, чем теплового насоса мощностью 32 кВт. То есть эффективность инвестиций в теплонасосную установку в бивалентно-альтернативном режиме существенно выше.
3. При изменении соотношения тарифов на электроэнергию и газ для оптимизации расходов на отопление схема использования теплового насоса может быть другой. Например, так называемая бивалентно-параллельная: в диапазоне отрицательных температур наружного воздуха тепловой насос продолжает работать, а "недогретый" в нём теплоноситель догревается до необходимых для отопления значений температуры газовым котлом.
Следует отметить, что существуют достаточно веские, в первую очередь коммерческие причины использовать тепловые насосы и для отопления квартир в многоэтажных домах. Например, безнадёжно плохая работа системы центрального отопления, невозможность, либо неприемлемо высокая стоимость получения разрешения на индивидуальное газовое отопление, отсутствие необходимой электрической мощности для прямого электроотопления...
Или квартира в новострое с крышной котельной: отопление очень дорогое из-за высоких тарифов на газ (более 500 долларов за 1 000 куб.м газа). И таких конкретных ситуаций может быть достаточно много. В результате профессионального подхода для каждой из них может быть найдено своё решение, оптимальное для данных условий.
YII. И РЕЗЮМЕ
Суммарная сметная стоимость современной системы газового отопления дома площадью 350 кв. м может составить 100 - 150 и более тысяч гривень, то есть сравнима со стоимостью европейского автомобиля среднего класса. Но автомобиль - это результат высокоорганизованной работы тысяч и десятков тысяч профессионалов, промышленное (конвеерное) заводское изделие, прошедшее жесточайшее тестирование. А система отопления - изделие "штучное, ручной работы", надёжность, долговечность, экономические показатели работы которого определяются принятыми "на месте" и реализованными техническими решениями. Автомобиль безболезненно можно продать и купить другой. А "поменять" одну систему отопления на другую можно только в процессе существенных строительных разрушений помещений отапливаемого здания.
И тут возникает фактически риторический (даже для "чайников") вопрос: отказ от профессионального проектирования системы отопления - это действительно экономия (разовая!, в 2 -3 тысячи гривень на смете в десятки тысяч гривень и более), или же безразличие к качеству системы отопления и будущим (постоянным, и неизбежно с течением времени растущим!) расходам на отопление?!
Ответ: для минимизации инвестиционных и эксплуатационных расходов на отопление следует выполнить профессиональное - в том или ином виде, объёме - проектирование.
И тут возникает фактически риторический (даже для "чайников") вопрос: отказ от профессионального проектирования системы отопления - это действительно экономия (разовая!, в 2 -3 тысячи гривень на смете в десятки тысяч гривень и более), или же безразличие к качеству системы отопления и будущим (постоянным, и неизбежно с течением времени растущим!) расходам на отопление?!
Ответ: для минимизации инвестиционных и эксплуатационных расходов на отопление следует выполнить профессиональное - в том или ином виде, объёме - проектирование.
© 2011 - 2012 ООО "Теплый дом"
