Холодильник наоборот или бум в применении тепловых насосов

Тепловые насосы – это теплогенераторы и одновременно хладогенераторы, удобные для тех потребителей, которые удалены от теплотрасс и газопроводов. Тепловые насосы производят тепло для отопления помещений и горячую воду, забирая теплоту из таких возобновляемых источников, как грунт, грунтовые воды и воздух.
Тепловой насос по сути мало отличается от холодильника. В обоих есть испаритель, компрессор, конденсатор и дросселирующее устройство. Принцип действия у холодильника и теплового насоса одинаков, разнятся лишь рабочие режимы. Холодильник выкачивает тепло изнутри корпуса наружу, а тепловой насос забирает тепло с улицы или из-под земли и передаёт в дом. Важно и то, что тепловые насосы можно использовать не только для отопления и получения горячей воды, но и для кондиционирования помещений в жаркое время.

Заманчивые характеристики

Мощность теплонасосных установок для частного сектора варьируется от 5 до 30 кВт. В промышленных и офисных зданиях могут применяться установки мощностью до 2 МВт.
Основной показатель теплового насоса – это среднегодовой коэффициент эффективности, вычисляемый как соотношение полученной тепловой энергии к затраченной электрической (последняя идёт на привод компрессора тепловой машины). Его величина, конечно же, зависит от выбранного оборудования, искусства разработчиков проекта по установке теплонасоса и качества его исполнения. Среднегодовой коэффициент эффективности может доходить до 3,5 для воздушных тепловых насосов и до 4,5 для грунтовых и водяных.
При переходе от традиционных систем электрообогрева к тепловым насосам эксплуатационные расходы уменьшаются прямо пропорционально коэффициенту эффективности, то есть в разы. Помимо этого выбор теплонасоса позволяет снизить выделенную электрическую мощность, что для многих потребителей оказывается ключевым фактором.

Три – четыре простые части

При отборе тепла от грунта используется грунтовый теплообменник – расположенная в земле система труб. Тепло для отопления коттеджа можно взять из водоёма, если таковой есть неподалёку. Теплообменник воздушного насоса (обычно пластинчатый) может быть установлен вне помещения или внутри него – при применении воздуховодов.
Для извлечения геотермической энергии из глубины потребуется бурение нескольких скважин, которые, к сожалению, обойдутся недёше-во. Однако эффективность системы при этом окажется более высокой, чем в случае, если теплообменник будет размещён в грунте на небольшой глубине. Для обеспечения высокой эффективности насоса грунтовый теплообменник должен охватывать не меньшую площадь, чем площадь отапливаемых помещений.
Следующий компонент системы – собственно теплонасосная установка, внешне иногда напо-минающая холодильник. От неё трубы с горячей водой идут на систему радиаторного отопления или подогрева пола, а также к аккумуляционно-му баку для горячего водоснабжения.
Подобно холодильникам, системы отопле-ния на основе тепловых насосов имеют боль-шой срок эксплуатации (20–30 лет и дольше), просты и надёжны. Заменять их можно по ча-стям. Подземный теплообменник из полимерных труб, например, прослужит до полувека.

Манящие перспективы

В Штатах и Западной Европе тепловые насосы уже давно не считаются диковинкой. Европейцы ежегодно устанавливают свыше 500 тыс. теплонасосных систем. В России число установок не превышает 400 единиц в год. Почему так мало? Основные причины – низкая стоимость магистрального газа и слабая осведомлённость потенциальных потребителей. На селе многие даже не слышали, что такое тепловые насосы и светодиодные лампы. Стоимость удельного киловатт-часа тепловой энергии, выработанного при сжигании магистрального газа, на конец осени 2011 г. была в 7–9 раз ниже, чем в Европе. То есть, газом пока топить выгоднее. Тем не менее, уже сегодня у нас в стране представлены почти все европейские игроки теплонасосного рынка, а также американские и азиатские компании.
Динамика цен на газ и электричество в России такова, что по текущим расходам газовое отопление уже приближается к отоплению тепловым насосом, а в некоторых регионах они уже сравнялись. Так что, по нашему мнению, теплонасосный бум неизбежен.
Перспективы для предприимчивых бизнесменов в данной сфере поражают воображение. Достаточно сказать, что в Швеции 70% тепла вырабатывается тепловыми насосами. Теплонасосная станция мощностью 320 МВт, использующая в качестве источника тепла Балтийское море с температурой воды +8°С, обеспечивает 12% потребностей Стокгольма в отоплении.
Согласно расчётам специалистов компании Stiebel Eltron, срок окупаемости проекта по оборудованию типичного коттеджа площадью 200 м2 в Подмосковье при переходе с электрического отопления составит 4,5 года. Кстати, компании «ЛУКОЙЛ» и «Роснефть» активно устанавливают тепловые насосы на своих автозаправочных комплексах. Дело в том, что на АЗК, как огнеопасных объектах, запрещено применять газовое и мазутное отопление.

Из практики

Уже шесть лет на водоочистных сооружениях в Тобольске работает тепловой насос мощностью почти 200 кВт. Теплообменник расположен в очистной ванне. Установка давно окупилась. Отметим, что на городских водоочистных сооружениях имеется потенциальный источник дарового тепла, повышающий эффективность системы. Теплонасос забирает тепло, которое граждане спускают в кана-лизацию с горячей водой.
В Перми на водоочистных сооружениях си-стема теплонасосного снабжения эксплуати-руется уже три года. Раньше там работала собственная котельная, которая ежегодно сжигала мазута на сумму до 11 млн руб. Помимо этого тратились деньги на ремонт оборудования, обслуживающий персонал и другие нужды. Сегодня котельная законсервирована. Проект по установке теплонасоса окупился менее чем за два года – притом, что использовалось дорогое немецкое оборудование.

В 2005 г. в станице Ярославская Мостовско-го района Краснодарского края был построен тепличный комплекс площадью 4 га для выращивания роз по голландской технологии. Данная агротехнология требует поддержания точного температурного режима в теплице. Выбор места был продиктован наличием источника даровой тепловой энергии – подземной геотермальной воды с температурой 90°С.
Для теплоснабжения комплекса используется теплонасосная установка из теплообменного блока и двух тепловых насосов АБТН-600Т, работающих на газовом топливе. Оборудование разработано ООО «ОКБ Теплосибмаш» и изготовлено в ООО «Кемеровохиммаш». Построенная система полностью обеспечивает потребности комплекса в тепле даже в самое холодное время года. Тепловые насосы потребляют в 3–3,3 раза меньше газа, чем сжигала бы газовая котельная.
* * *
Широкое применение тепловых насосов сулит обществу выгоды со всех точек зрения: экономия средств, сокращение потребления ископаемых топлив и снижение загрязняющих выбросов. Выигрывают все!


По материалам компании «ЛУКОЙЛ-ТТК»

www.energobelarus.by