Экономия по-сибирски: тепло и недорого бывает

10 июл 2018

Теплонасосные технологии известны уже более 150 лет, но широкое распространение они получили только в последние десятилетия. Чем они хороши? Во-первых, они используют естественные возобновляемые источники энергии; во-вторых, они относительно безвредны для окружающей среды; в-третьих, они экономичны в эксплуатации по сравнению с традиционными теплоносителями. По прогнозам Международного энергетического агентства, тепловые насосы будут обеспечивать 10 % потребностей в энергии на отопление в странах ОЭСР к 2020 году и 30 % — к 2050 году.

Например, в селе Вершинино в 30 км от Томска нет централизованной системы теплоснабжения, поэтому каждое здание требует создания собственного источника тепла. При этом морозы достигают здесь –40 °C, бывает даже холоднее. Инновационную энергоэффективную технологию внедрили при строительстве новой школы, инициированном главой крестьянского фермерского хозяйства Денисом Колпаковым. Для школы, площадь которой полторы тысячи квадратных метров, была создана установка из тепловых насосов Danfoss, общей мощностью 84 киловатта.

На фото: школа в поселке Вершинино. Фото с сайта heatpumps.danfoss.ru 

Внедрением энергоэффективного решения занималась компания «Экоклимат». Александр Гранин, коммерческий директор ООО «Экоклимат»: «В рамках проекта было пробурено 28 скважин в среднем по 45—50 метров. Туда опущены геотермальные зонды, с помощью которых мы собираем низкопотенциальное тепло земли. Тепловые насосы позволяют преобразовать низкотемпературную энергию в высокотемпературную и подать ее в систему в качестве тепла в системе отопления (+55 °C) либо в качестве горячей воды (до +100 °C). Затратив 1 кВт энергии для работы самого теплового насоса, мы можем дать от 4 до 7 кВт тепла. Это самый эффективный способ, который человечество придумало для отопления и горячего водоснабжения своих зданий». 

Нагретая с помощью тепловых насосов вода отправляется в систему «теплый пол». Она позволяет поддерживать в классах температурный режим, соответствующий санитарным требованиям (в классах — в пределах 18—20 °C, в коридорах — 16—18 °C). Часть нагретой воды поступает в систему ГВС, обеспечивая потребности школы в горячей воде.

На фото: новое оборудование в школе поселка Вершинино Томской области. Фото с сайта ecoklimat.com

На фото: установка нового оборудования в школе. Фото с сайта heatpumps.danfoss.ru  

Аркадий Эскин, президент торгово-промышленной палаты г. Томска: «Мы живем в сложных климатических условиях, энергия обходится очень дорого, и нам интересна любая возможность удешевления энергоносителя. Поэтому когда наши предприниматели в условиях нашего климата сделали такой шаг, как внедрение данных технологий, это был прорыв». Для сравнения: чтобы обеспечить эту школу теплом с помощью традиционных технологий, потребовалось бы около 19 тонн сжиженного газа или 25 тонн дизельного топлива. Если проанализировать принципы работы геотермального теплового насоса, то получится, что на отопление  и горячее водоснабжение от 75 до 84 процентов тепловой энергии потребитель получает бесплатно. Сегодня  в Томской области тепловые насосы внедряют повсеместно. Их ставят и в частных домах, и в административных зданиях, на автомобильных заправках, в магазинах, на туристических базах, в пригородных ресторанах и складских терминалах.
Тепловые насосы различаются в зависимости от того, из какой среды забирается низкопотенциальное тепло и какой среде потом передаётся: «грунт-вода», «воздух-воздух», «вода-вода», «воздух-вода». В качестве «воды» часто выступают специальные жидкости-теплоносители.

Воздушные тепловые насосы

Популярны ввиду низкой стоимости, но их КПД зависит от температуры воздуха снаружи здания. Установки типа воздух-воздух используются обычно для отопления помещений, а воздух-вода — для отопления и/или ГВС. Низкая стоимость привела к их широкому применению в жилых домах, владельцы которых редко рассчитывают на долгосрочную перспективу. Они часто используются как вспомогательный источник тепла.

На фото: тепловой насос серия Q-TON, Mitsubishi Heavy Industries. Фото с сайта www.mhiae.com

Водяные тепловые насосы

Это тепловые насосы типа «вода-вода» или «вода-воздух». Они более эффективные,  чем воздушные, но для их установки нужен водоем. Стоимость монтажа существенно выше, чем воздушных, но ниже чем геотермальных. В основном используются водяные теплонасосы большой мощности, которые устанавливаются в морях и обеспечивают теплом прибрежные регионы. Реже их устанавливают владельцы частного жилья, многоквартирных и промышленных зданий.

На фото: geoTHERM VWS 63/3 -103/3, тепловой насос типа «рассол / вода», с функцией пассивного охлаждения. Фото с сайта www.vaillant.ru

Геотермальные (грунтовые) тепловые насосы

Монтаж таких установок наиболее дорогой из-за необходимости укладки геотермального поля или бурения скважин. Основной их плюс — они подходят практически для любой местности. Высокий КПД таких насосов позволяет использовать низкопотенциальное тепло земли для отопления строений любого типа. Но высокая стоимость приводит к тому, что их чаще устанавливают владельцы жилья большой площади, либо промышленных и производственных зданий.


На фото: геотермальный насос Vitocal 200-G компании Viessmann. Фото с сайта www.geoteplo.com

На фото: укладка геотермального поля. Грунтовые тепловые насосы требуют большой свободной площади. Фото с сайта vteple.xyz

Как и любая другая технология, тепловые насосы имеют свои особенности, например, ограничения по температуре на выходе из теплового насоса. Максимальная температура, которую может обеспечить греющий контур геотермальных тепловых насосов, как правило, составляет 55 °С, у отдельных моделей — 60—65 °С. Для того, чтобы тепловой насос мог работать в течение всего отопительного периода и максимально реализовать свой энергосберегающий потенциал, необходимо использование низкотемпературных систем отопления: системы отопления с максимальными температурами в прямой и обратной линиях не выше 70 и 50 °С соответственно. Однако для низкотемпературных систем требуется увеличенная площадь отопительных приборов по сравнению с традиционными системами отопления, рассчитанными на температурный график 95/70 °С.  Это влечет дополнительные затраты.

Как выглядят и на что способны тепловые насосы, можно познакомиться на  конкретных примерах:

Компания Danfoss: тепловой Насос DHP-L Opti 10

Пример геотермального теплового насоса. Тепловой Насос DHP-L Opti 10 применяется для отопления  дома, для получения горячей воды для бытовых нужд, для нагревания воды в бассейне с использованием низкопотенциального тепла грунта.


На фото: тепловой Насос DHP-L Opti 10. Фото с сайта http://danfosshp.ru

Компания «Ренсон»: тепловой насос Renson® Endura®

С помощью встроенного теплового насоса «воздух-вода» тепловая  энергия забирается  из смеси наружного и вытяжного вентиляционного воздуха. Полученное тепло используется  для отопления помещений и производства  горячей воды для бытовых нужд. Для подогрева воды в жилом доме можно использовать не только низкопотенциальное тепло наружного воздуха, но и тепло удаляемого вентиляционного воздуха.

На фото: установка RENSON® Endura®. Фото с сайта velu.nl

Компания Frisquet: тепловой насос Teamao 8

Теоретический тепловой коэффициент цикла — до 4,0. Температура отопления до +50 °C. Минимально возможная наружная температура до –15° C. Инверторная технология, мощность 8 кВт в стандарных условиях.

На фото: тепловой насос Teamao 8. Фото с сайта apreslachat.com  

Компания Octopus Energi: тепловой насос Octopus 

Тепловой насос перекачивает тепло, рассеянное в наружном воздухе, в тепло для внутренней системы отопления объекта. Для этого на улице, вблизи здания устанавливается испаритель, состоящий из медных труб, оребренных алюминиевыми пластинами. Испаритель медными трубами соединяется с компрессорно-конденсаторным блоком, находящимся в здании, и заполняется хладагентом. Компрессор засасывает из испарителя хладагент, сжимает его, за счет чего температура хладагента повышается, и выталкивает его в конденсатор. В конденсаторе, нагретый в результате сжатия, хладагент отдает полученное тепло в систему отопления объекта и переходит в жидкое состояние. Процесс повторяется.


На фото: тепловой насос Octopus. Фото с сайта aqua-therm.ru   

Компания «Укринтерм»: тепловой насос ASK

Компактные тепловые насосы в корпусе из нержавеющей стали, нагревают воду, извлекая тепло из наружного воздуха.  Предназначены для наружной установки. Подходят для систем радиаторного отопления и систем «теплый пол». Максимальная температура нагрева воды до +55 °C. Очень тихая работа осевого вентилятора. Эффективное функционирование при температуре до –25 °C;

 

 

На фото: тепловой насос ASK. Фото с сайта http://ukrinterm.com.ua

Компания «Атмосистемы»: тепловой насос SHKZ(R)-35

Данный тип теплового насоса в качестве низкопотенциального источника тепла использует тепло воды (грунтовая, бытовая). При отоплении температура подающегося воздуха +45 °С, выходящего воздуха +40 °С; температура воды в контуре на входе +15 °С, на выходе +9 °С. Мощность насоса при отоплении 3960 Вт. Номинальная мощность 0,88 кВт.

 

На фото: тепловой насос SHKZ(R)-35. Фото с сайта atmosystems.ru

Источник: WorldBuild365



Генеральный медиапартнёр


Поддержка деловой программы

Banbas

Выставки-партнёры

Продукция участников

    Чтобы использование этого веб-сайта было более удобным для Вас, мы используем технологии куки. Используя этот веб-сайт, посетитель по умолчанию дает согласие на использование куки. Дополнительная информация.