Мифы и реальности о тепловых насосах.

"Бесплатное" отопление. Мифы и реальности о тепловых насосах.

В то время, когда мода на возобновляемые источники энергии порождает мифы об их эффективности, хочу поделиться мыслями и опытом по поводу тепловых насосов. Речь пойдет, в-основном, о тепловых насосах типа "воздух-воздух". На самом деле это обычный кондиционер с функцией обогрева и элементами, обеспечивающими работу при низких отрицательных температурах.

Каков же принцип работы теплового насоса?

В работе теплового насоса нет никакого чуда, в его основе лежат законы термодинамики. Такие насосы переносят энергию от источников с низкой температурой к потребителю с более высокой температурой. А отбираемая теплота передается потребителю. Сложно? На самом деле тепловой насос - это холодильник наоборот. Он, упрощенно, состоит из компрессора, конденсатора, расширительного вентиля и испарителя. Хладагент (например, фреон) в газообразном состоянии поступает в компрессор, который его сжимает. Давление и температура газа увеличиваются. Далее горячий газ поступает в конденсатор (теплообменник во внутреннем блоке, через который продувается вентилятором комнатный воздух) и там охлаждается, передавая тепло воздуху в помещении.

Сам газ конденсируется и превращается в жидкость. Затем, попадая в расширительный вентиль, давление хладагента падает, а следовательно, и его температура уменьшается, частично жидкость переходит в газообразное состояние. Далее эта смесь попадает в испаритель (теплообменник-радиатор во внешнем блоке на улице) где окончательно превращается в газ, а его температура становится ниже температуры наружного воздуха.

И теперь часть тепла уличного воздуха переходит во внутреннюю энергию хладагента и он снова попадает в компрессор. Все повторяется снова.

В контуре присутствует компрессор (да еще пару вентиляторов), который потребляет электроэнергию. Но электричество не греет непосредственно воздух, а всего лишь перемещает хладагент. Поэтому, например, 1 кВт электроэнергии превращается в 5 кВт тепла. Т.е. 4 киловатта из пяти мы получили бесплатно, но за один заплатили по полной. Тем не менее, ни о какой "бесплатности" не может быть и речи. Хотя... если этот киловатт отнять у солнца...

Соотношение между затраченной электроэнергией и выработанной энергией тепла называют коэффициентом эффективности COP. Но вот беда - этот коэффициент зависит от температуры наружного воздуха. И в настоящее время для более реальной оценки эффективности тепловых насосов ввели показатель сезонной эффективности SCOP, означающий коэффициент эффективности за весь отопительный сезон.

В этом примере SCOP равен 4,1, т.е. на каждый киловатт потребленной электроэнергии мы получим 4,1 кВт тепла. Неплохо. Но при этом в мороз -15°С COP может равняться всего 2, но при +5 °С COP уже будет 5.

Однако в этой благодатной картине есть одно НО: видите схемку под цифрами на этикетке? Это карта Европы с цветным обозначением регионов, к которым относится значение SCOP.

По своему опыту могу сказать, что при температуре на улице 0 °С - -5 °С коэффициент эффективности составил около 3-х. Т.е. при цене киловатта электроэнергии 2,68 руб. за каждый киловатт тепла я заплатил 89 копеек. Это дороже отопления магистральным газом примерно на 30%, но дешевле обычного электрического обогревателя в 3 раза!

У теплового насоса есть очень приятный "побочный эффект" - летом он может работать "наоборот" и охлаждать помещение.

Немаловажны и капитальные затраты на оборудование. Не самый бюджетный чешский Daikin на 25 кв.м, работающий на тепло до - 15 °С, обойдется примерно в 40 тыс. руб. + около 3 тыс. установка.

Какой я для себя сделал вывод? Топить дом только тепловым насосом "воздух-воздух" всю зиму невозможно (если только вы не живете в южных регионах где зимой почти не бывает морозов) - при сильных морозах он либо вообще не будет работать (отключится защитой), либо будет работать с невысокой эффективностью и вырабатываемого тепла будет недостаточно для отопления. Этого недостатка лишены тепловые скважные насосы "вода-воздух" или "вода-вода", использующие тепло земли, но их стоимость и цена монтажа сведет на нет весь эффект. Для моего дома в 150 кв.м такой тепловой насос обошелся бы, по грубым оценкам,в сумму около 1 млн.руб.

С моей точки зрения наибольший эффект использования теплового насоса - кондиционера с функцией обогрева достигается в межсезонье, когда температура на улице не падает ниже нескольких градусов мороза. Но тут имеет значение и стоимость основного отопления, и цена электроэнергии. В любом случае при покупке кондиционера не стоит экономить на функции отопления.

В Германии, кстати, большинство новых домов оснащаются именно тепловыми насосами. Но, во-первых, там климат достаточно мягкий, во-вторых, стоимость энергоносителей намного выше и, в-третьих, есть серьезная господдержка использования возобновляемых источников энергии.

Интересно, если когда-нибудь люди начнут активно использовать тепловые насосы, добывая тепло земли, не начнет ли остывать земля? :) И начнется борьба со всемирным похолоданием... Шутка.

Похожие новости