Вопросы и ответы


Какой срок окупаемости тепловых насосов?


Срок окупаемости зависит от стоимости капитальных вложений на те, или иные системы тепло/холодоснабжения и годовой платы за тепло/холод. Для начала требуется определить, по сравнению с чем мы будем рассчитывать срок окупаемости: с природным газом, электрическим отоплением, котлами на сжиженном газе, дизельном топливе, дровах, магистральном тепле от угольных, мазутных, газовых ТЭЦ и т.п. Необходимо определить вид теплового насоса в зависимости от условий окружающей среды и стоящих задач: геотермальный, воздушный или вода-вода. Также необходимо учитывать разные тарифы на тепловую энергию, на углеводороды и на электрическую энергию в разных регионах (различия достигают иногда 300% и даже выше).


Примеры расчетов окупаемости тепловых насосов приведены здесь:


А) Энергоэффективный многоквартирный дом в г.Кондрово (Калужская область) (4 страницы);


Б) Индивидуальный жилой дом в Подмосковье (2 страницы).


Итак, тепловые насосы не являются, как и любой другой генератор энергии, «панацеей» в повышении энергетической эффективности страны. В некоторых случаях их ставить целесообразно, в некоторых – нет. Это зависит от стоимости капитальных затрат на установку того или иного оборудования, от региональных тарифов, от условий окружающей среды, особенностей участка, где расположен объект и т.п. То есть окупаемость каждый раз индивидуальна, в некоторых случаях тепловой насос способен окупить себя сразу (если стоимость его установки ниже стоимости подведения стандартных коммуникаций), в некоторых случаях –  окупаться может очень долго (например, если есть возможность к дому подвести недорого газ).


И все же тепловые насосы имеют ряд дополнительных преимуществ перед стандартными системами тепло/холодоснабжения:


  1. Абсолютно безопасная система: нет источников открытого огня, нет отработанных газов, нет высоких температур, что значительно понижает травматизм и вред здоровью в результате несчастных случаев;
  2. Экологичная система: на 1 кВт затраченной электрической энергии мы получаем в некоторых случаях до 8 кВт природной полностью восполняемой тепловой энергии;
  3. Способность не только отапливать дом, но и включать обратный цикл – забирать лишнее тепло в летнее время из дома, т.е. кондиционировать;
  4. Надежность. Тепловой насос относится к промышленной холодильной технике, то есть по своей сути – обычный холодильник, только более сложный и с мощным компрессорным и теплообменным оборудованием. У многих на дачах еще сохранились проработавшие более 40 лет советские холодильники «Смоленск», «Бирюса» и прочие – а принцип устройства теплового насоса идентичен их циклу работы. Кол-ва моточасов работы теплового насоса при соблюдении требований к установке (подробнее здесь) и соблюдении правил эксплуатации, согласно документации производителей компрессорного оборудования, должно хватить на 25 лет работы, после чего происходит замена компрессора (1/4 стоимости всей машины). Кроме того, при правильной эксплуатации обслуживание теплового насоса не требуется, хотя и лишним не будет.


Каковы преимущества тепловых насосов «Корса»?


Основные преимущества тепловых насосов «Корса» в том, что они спроектированы и изготовлены с учетом  российского климата. Среднегодовая температура грунта в Европе значительно выше (на 4-6 °С), чем в центральной части России (тем более Урал и Сибирь), и зимний период  у нас гораздо более продолжительный. И Скандинавия – не исключение: из-за Гольфстрима земля у них гораздо более теплая. В связи с этим, нельзя использовать европейские методики расчета извлечения природного геотермального тепла применительно к российским климатическим условиям. И также не совсем верно приводить опыт западных коллег: мол, у них ведь стоят такие-то системы, значит, и у нас это будет в том же самом виде целесообразно и эффективно. Наша компания в своих расчетах по определению общей длины скважин  геотермальных зондов для тепловых насосов, использует опыт стран и регионов со сходными климатическими условиями. Мы, как и наши коллеги в Канаде считаем (мы используем их практику расчетов кол-ва скважин, за 10 лет она себя зарекомендовала), что с 1 п.м. скважины в течение отопительного периода можно взять не более 20-30 Вт*ч тепловой энергии для условий центральной части России (в зависимости от характеристик грунта).  Конечно, можно снять и 100 Вт с 1 п.м. скважины (и мы этого очень хотели бы), но при этом земля не успеет восстановиться и дальнейший отбор тепла создаст ледяную глыбу в почве и никто не знает, какой вред это может нанести окружающей среде, а также осложнит дальнейший тепловой сбор.  Конструкция наших тепловых насосов не позволяет в зимнее время  замораживать землю  ниже 0°С.


ООО "Корса" 11 лет проектирует и производит тепловые насосы с поправками на местный климат и температуру грунта, с учетом качества электрических сетей и иногда - высокотемпературных систем отопления, в мире практически не использующихся.


Мы проводим глубокий анализ источника тепла (грунта) и исходя из этого проектируем весь комплекс. Главное, чтобы тепла хватило на весь отопительный период. При этом очень важно  определить, сколько тепла грунт может реально дать (а не сколько мы можем у него отобрать) для конкретной цели и при этом не повредить его структуру. Мы рассчитываем тепловой сбор таким образом, чтобы не замораживать землю. Поскольку, если допустить его циклическое глубокое замораживание в течение многих лет, окружающей среде будет нанесен непоправимый вред. К тому же при глубокой заморозке грунта очень сложно предсказать - успеет ли земля оттаять за наше короткое лето? Если нет, то на следующий отопительный сезон тепла явно не хватит для отопления данного объекта. Поэтому, имея многолетний практический опыт в этой области, мы и производим оборудование с учетом российских климатических особенностей: длительности отопительного периода, более низкого потенциала грунта, особенно на небольшой глубине. Более 50% территории России находится в зонах вечной мерзлоты, поэтому утверждения о том, что грунт в России не отличается от среднеевропейского, является большим заблуждением, и установка тепловых насосов по стандартным европейским методикам может привести к обмерзанию грунта, к выходу из строя компрессора.


Проектирование тепловых насосов и теплового сбора с учетом российского климата - наше основное отличие от зарубежных производителей и основное наше преимущество.


Помимо проектирования тепловых насосов, мы занимаемся их установкой, пуско-наладкой, гарантийным и послегарантийным обслуживанием, а также проектированием систем отопления объекта, монтажом инженерных систем в соответствии с требованиями по эксплуатации тепловых насосов. И все же основная наша цель на будущее – производство тепловых насосов, а не их установка, в связи с чем мы активно пытаемся расширить дилерскую сеть в регионах.


Какой принцип работы теплового насоса?


Тепловой насос  — это устройство для переноса тепловой энергии от источника низкопотенциальной тепловой энергии (с низкой температурой) к потребителю (теплоносителю) с более высокой температурой. Тепловой насос по своей сути является промышленным холодильником: холодильник забирает тепло из морозильной камеры и передает на заднюю стенку, ТН же забирает тепло из внешнего источника (грунта, воды, воздуха) и направляет в систему отопления дома. Цикл работы у холодильника и насоса абсолютно одинаков, отличаются только конструкция и параметры настройки в требуемых условиях. На один киловатт затраченной электрической энергии может перекачиваться из одного источника к объекту, в зависимости от условий, до восьми киловатт теплой энергии. Существует три основных источника тепловой энергии для теплового насоса: грунт, вода, воздух. В связи с этим разделяют три основные категории тепловых насосов: воздушные (воздух-вода), геотермальные (грунт-вода), водяные (вода-вода).


Поглощение тепла из окружающей среды.


В испарителе жидкая рабочая среда находится под низким давлением. Температура источника (окружающей среды), воспринимаемая испарителем, выше температуры кипения теплообменника (рабочей среды) при соответствующем давлении. Этот перепад температур обеспечивает передачу тепла источника теплоприемнику. При этом рабочая среда (теплоприемник) кипит и испаряется. Необходимое для этого тепло забирается от источника тепла.


Нагрев в компрессоре.


Пар рабочей среды постоянно откачивается компрессором из испарителя и сжимается. При сжатии повышается давление пара и его температура.


Передача тепла.


В системе отопления из компрессора пар рабочей среды попадает в конденсатор, который омывается сетевой водой. Температура сетевой воды ниже, чем температура конденсации рабочей среды, поэтому пар охлаждается и снова превращается в жидкость (конденсируется). Поглощенная в испарителе энергия (тепло), а также электрическая энергия, полученная в результате сжигания пара, освобождается в конденсаторе в процессе конденсации и отдается сетевой воде.


Завершение циркуляции.


Затем рабочая среда возвращается в испаритель через расширительный клапан. Высокое давление конденсатора снимается с рабочей среды до величины низкого давления испарителя. При поступлении в испаритель снова достигаются начальное давление и начальная температура. Цикл завершен. Примерно три четверти энергии, необходимой для отопления, тепловой насос берет из окружающей среды, оставшаяся часть требуемой энергии покрывается электрическим током, необходимым для работы привода.


Отопление от тепловых насосов дешевле, чем от природного газа?


Рассмотрим геотермальные тепловые насосы, так как воздушные в центральной части России не смогут обеспечить круглогодичного эффективного теплоснабжения. Тепловые насосы же «вода-вода» могут устанавливаться только в очень ограниченных местах.


Стоимость отопления зависит от выбора системы отопления дома, т.к. коэффициент преобразования теплового насоса зависит от температурного режима: чем режим выше, тем коэффициент ниже. А также от региональных тарифов на газ, на электрическую энергию. То есть опять же, каждый раз индивидуально. Мы сможем сделать для Вас примерный расчет при предоставлении от Вас указанных данных. Для этого запрос нужно прислать нам на почту: контакты.


В качестве примера можно привести данные по Калужской области с табличкой сравнения стоимости единицы тепловой энергии.


Анализ цен на газ и электрическую энергию для населения в период 2001-2011 гг. на примере Калужской области показывает: стоимость природного газа увеличилась в 9,9 раза, электрической энергии в 5,2 раза. Таким образом, средний годовой рост цен на газ составляет 26%, на электрическую энергию 18%. При сохранении динамики к 2016 году отопление тепловым насосом будет в 1,5 раза дешевле газового. При выравнивании стоимости газа на внешнем и внутреннем рынке в России, получение тепловой энергии от теплового насоса станет экономически эффективнее в несколько раз, как сейчас в ЕС.


Данные взяты из открытых источников: http://kaluga.news-city.info, http://www.cfo-info.com, http://docs.pravo.ru.


В расчете тариф на электрическую энергию принят для стационарных электрических плит (или для населения в сельских пунктах) и при системе отопления объекта «теплые полы».


Что лучше и дешевле сделать для геотермального теплового насоса: горизонтальный тепловой сбор (траншеи по периметру участка) или вертикальный (геотермальные скважины)?


Мы всем нашим и не нашим клиентам настоятельно рекомендуем установку геотермальных скважин для теплового сбора. Это связано с тем, что закопанные на глубине 1,5-2 метра траншеи не смогу обеспечить круглогодично полноценный тепловой сбор. Глубина промерзания грунта в центральной части России составляет до 2 метров, соответственно, на глубине 2 метра в течение зимы температура земли составляет около 0°С даже без использования теплового насоса. При таком температурном режиме источника тепла компрессор в тепловом насосе должен быть специальным, предназначенным работать при отрицательных температурах. Большинство же стандартных компрессоров в европейских тепловых насосах работают по своим техническим характеристикам в среднеевропейском климате, где грунт в зимнее время не промерзает. В связи с этим данные компрессоры в России работают не в штатном режиме, что ведет к существенному сокращению их срока эксплуатации и уменьшению коэффициента преобразования (COP). Кроме того, сильное промерзание грунта участка, где закопаны горизонтальные зонды, возможно, может оказать негативное влияние на окружающую среду.


Наша компания имела неоднократный опыт установки теплового сбора с горизонтальных траншей (по просьбе клиентов), и каждый мы после этого все равно бурили скважины для полноценного и непрерывного теплоснабжения.


Целесообразно ли поставить на объекте вместо геотермального – тепловой насос «вода-вода» (где источник тепла – артезианская вода)?


Да, вполне возможно. Но для этого требуется основательное изучение геологии грунта, чтобы объема воды хватило для обеспечения тепловой энергией объекта в течение года. Первый тепловой насос мощностью 30 кВт, установленный нашей компанией, в 2002 году в г.Подольск как раз работает по такому принципу. Информация здесь. В качестве источника тепла используется артезианская вода, подаваемая с глубины 20 метров. Вода забирается с одной скважины, охлаждается тепловым насосом, и направляется в скважину вниз по направлению течения подземных вод.


Существует три основные причины, по которым мы не рекомендуем использовать тепловые насосы такого типа без основательного изучения геологии грунта:


Во-первых, объема артезианской воды может просто не хватить, чтобы круглогодично использовать ее в качестве источника тепловой энергии. Например, мы самый максимум можем снять с единицы объема прокачиваемой жидкости 4°С. Для обеспечения тепловой мощности 20 кВт, то есть тепловой энергии 400 кВт.ч в сутки (максимум в зимнее время), нам потребуется прокачать примерно 100 м3 воды (физический смысл 1 Мкал=1,163кВт=1тонну воды нагреть на 1°С). Существует вероятность того, что в течение какого-то времени (дня, месяца или года) вода не сможет обеспечивать такой поток.


Во-вторых, забираемую воду нужно куда-то деть: не факт, что грунт сможет принять ее быстро в таком же объеме обратно. Прогнозировать без очень основательного изучения геологии грунта нельзя. Кроме того, температура охлажденной сбрасываемой воды так или иначе будет влиять на температуру забираемой воды, что может привезти к обморожению скважин.


В-третьих, на подъем воды с глубины 50-100 метров затрачивается много электрической энергии (контур ведь не замкнут), которую в расчетах энергетической эффективности обычно не учитывают, строя результаты расчетов только по COP компрессора, без учета работы циркуляционных насосов.


Целесообразно ли поставить на объекте вместо геотермального – тепловой насос «воздух-вода» (где источник тепла – окружающая среда)?


Воздух является надежным, энергоэффективным источником тепловой энергии при положительной температуре окружающей среды, COP (коэффициент преобразования компрессора) может достигать 5. И все же при отрицательных температурах требуется учитывать затраты электрической энергии на оттайку уличного драйкулера, а также сокращения COP и мощности компрессора. При низких температурах окружающей среды воздушный тепловой насос работает с эффективностью электрического котла, даже меньше. При этом, при температуре ниже -10°С у неспециализированных компрессоров сокращается ресурс работы, т.к. они будут работать не в своем штатном режиме.


В связи с этим воздушные тепловые насосы целесообразно применять в качестве дополнительного источника тепловой энергии, например, для отопления и горячего водоснабжения при температуре окружающей среды выше 0°С.


Может ли ваша компания поставить тепловой насос иной марки?


В этом случае мы не выполняем комплекса всех работ. Мы готовы установить геотермальный тепловой сбор до точек подключения к тепловому насосу или предоставить все комплектующие к тепловому сбору, тепловому пункту.


Что входит в стоимость комплекса теплового насоса «под ключ»?


буровые работы, установка геотермальных зондов, подведение труб к коллектору, тепловой насос, гидромодуль, буферная емкость. Плюс выполнение монтажа, пуско-наладки, гарантии на оборудование и на все виды работ, исполнительная документация на оборудование и на геотермальный тепловой сбор.

То есть мы выполняем весь комплекс работ до точки подключения к системе тепло/холодоснабжения дома: до «прямой» и «обратной» трубам. Дополнительно мы выполняем работы по проектированию систем ОВК (отопления, вентиляции, кондиционирования), по монтажу инженерных систем. Желательно, чтобы за теплоснабжение отвечала одна компания, иначе в случае неправильной установки или наладки, будет бесконечное перекладывание ответственности «с больной головы на здоровую».


Есть ли какие-либо требования для установки тепловых насосов (например, к котельной, или к системе тепло/холодоснабжения объекта)?


Требования к индивидуальному тепловому пункту, условия подключения теплового насоса изложены здесь (скачать, смотреть).


Также требуется изучить технические характеристики теплового насоса выбранной модели.


Возможно ли совмещение двух контуров для теплового насоса: на отопление и горячее водоснабжение?


С практической и экономической точек зрения целесообразно сделать так, чтобы температура теплоносителя в системе отопления и температура горячей воды были равны.


Например, температуру выхода теплоносителя в радиаторы из теплового насоса установить 60-62°С и на нагрев воды в накопительном баке для ГВС 60-62?С. Либо на подачу в теплые полы (низкотемпературные радиаторы) 30-35?С и для ГВС 30-35?С, а далее бак с ГВС нагревается электрическим котлом до требуемой температуры. По СНИПу температура горячей воды должна составлять не менее 60?С.


Если же использовать эти два контура с разной температурой, то придется устанавливать дорогостоящий гидромодуль, который никогда себя не окупит.


Напоминаем о СанПиН 2.1.4.2496-09.


2.3. Санитарно-эпидемиологические требования к системам горячего централизованного водоснабжения направлены на:


- предупреждение загрязнения горячей воды высоко контагенозными инфекционными возбудителями вирусного и бактериального происхождения, которые могут размножаться при температуре ниже 60 гр, в их числе Legionella Pneumophila;


- минимизацию содержания в воде хлороформа при использовании воды, которая предварительно хлорировалась;


- предупреждение заболеваний кожи и подкожной клетчатки, обусловленных качеством горячей воды.


2.4. Температура горячей воды в местах водоразбора независимо от применяемой системы теплоснабжения должна быть не ниже 60 °С и не выше 75 °С.