В районах, где нет доступа к сетевой газовой установке, люди, планирующие строительство дома, имеют в своем распоряжении два экологически безопасных метода — отопление от газовой установки или с помощью воздушного теплового насоса. Очевидно, что оба решения имеют некоторые ограничения в своем применении, поэтому их сравнение должно облегчить принятие решения о выборе конкретного решения.

Допущения, принятые для функциональных требований
Сравнивая отопление сжиженным газом с тепловым насосом, следует исходить из определенных параметров работы такой установки, возможности ее установки, а также ожидаемых инвестиционных и эксплуатационных затрат . В качестве примера рассмотрим дом на одну семью полезной площадью 150 м2, в котором проживают четыре человека (двое взрослых и двое детей).

Здание будет построено в соответствии с текущими требованиями к энергопотреблению, то есть исходя из предположения, что годовое потребление невозобновляемой энергии, определяемое индексом EP, не превышает 70 кВтч / м2 в год, и для простоты мы предполагаем, что это значение соответствует эффективному спросу на энергию для отопления и горячего водоснабжения, поэтому, например, потребление энергии в доме будет 10,5 МВтч (150 м2 x 70 кВтч / м2 в год), из которых примерно 3 МВтч приходится на тепло для получения горячей воды для бытового потребления.

Схожие инвестиционные затраты на оба решения предполагались на уровне примерно 20 000-25 000 рублей, включая устройства, непосредственно связанные с производством тепла, без учета его распределения внутри дома.

В обоих вариантах система отопления будет выполнена в виде полов с подогревом с максимальной температурой подачи 45 ° C, исходя из максимальной потребности в тепловой мощности 40 Вт / м2, что соответствует общей тепловой мощности источника тепла 6 кВт (150 м2 х 40 Вт / м2). Горячая вода для бытового потребления поступает из резервуара, который круглый год подается от однофункционального газового котла или воздушного теплового насоса.

Как работает тепловой насос с воздушным источником?

Тепловой насос технически представляет собой устройство, которое позволяет передавать тепловую энергию из окружающей среды с более низкой температурой в пространство, которое мы хотим отапливать, то есть путем передачи ее из так называемого от нижнего источника тепла (наружный воздух) к верхнему источнику, т. е. внутрь помещений. Этот процесс характеризуется определенной эффективностью, зависящей от разницы температур между нижним и верхним источниками тепла. Чем она будет меньше, тем выше будет эффективность транспортировки тепловой энергии.

Поскольку для работы теплового насоса требуется подача внешней электрической энергии, его эффективность определяется индексом COP, который определяет долю энергии, переданной в потребляемую электроэнергию, и среднее значение для воздушных тепловых насосов составляет примерно 3, что означает, что мы передаем, например, 3 кВтч тепловой энергии при потреблении 1 кВтч электроэнергии.

Существенным преимуществом теплового насоса является возможность его работы в обратном направлении, то есть в режиме охлаждения, который летом может быть использован — после расширения системы — как источник кондиционирования воздуха .

Установка и условия использования теплового насоса

Тепловой насос воздух-вода устанавливается снаружи дома, что позволяет извлекать энергию из атмосферы, но он может быть построен в моноблочной версии, состоящей из испарителя, объединенного с компрессором и конденсатором, или сплит-системы в помещении. форма наружного блока (испаритель и компрессор) и конденсатора с установленным внутри теплообменником. В обоих вариантах система отопления подводится к дому и подключается к резервуару горячей воды для бытового потребления посредством циркуляции отопительной воды, протекающей через теплообменник насоса.

Технически моноблочный тепловой насос проще в установке, а раздельный вариант позволяет напрямую подключать внутренние блоки кондиционеров, работающих от хладагента . Как правило, в состав установки входит еще и буферная емкость, что обеспечивает более стабильную и экономичную работу отопления. Принцип работы теплового насоса делает его эффективность и, следовательно, мощность нагрева зависимыми от разницы температур внутри и снаружи дома.

При выборе теплового насоса для примерной установки мы не должны использовать его номинальную мощность (указанную производителями в общей информации), а определять ее на основе параметров настроенных условий ее получения . В примерных условиях макс. мощность нагрева должна составлять 6 кВт при температуре воды в отопительных контурах 45 ° C, когда на улице минус 20 ° C.

Технические характеристики модели насоса одного из ведущих производителей с номинальной мощностью 7 кВт (даны для номинальных условий +7/35 ° C) показывают, что при температуре -7 ° C мощность падает до 5,2 кВт, а при более сильных морозах не достигает даже 4 кВт, а КПД в таких условиях чуть выше 1.

В результате необходимо будет выбрать насос с гораздо большей номинальной мощностью или использовать электрический нагреватель, помещенный в буферную емкость, или другой дополнительный источник тепла. При низких температурах СОР значительно падает, что напрямую отражается на расходах на отопление, и его установка становится рентабельной, когда среднегодовой СКОП не ниже 3.

Однако несомненными преимуществами установки теплового насоса являются:

может использоваться как источник охлаждения
высокая эффективность приготовления горячей воды в летний период
возможность питания от собственной фотовольтаической установки в заводской системе

Отопление сжиженным газом (газгольдер LPG)

Система LPG питается из внешнего резервуара, расположенного над землей или встроенного в землю и периодически заполняемого автоцистерной. В баке постоянное давление независимо от степени наполнения (кроме полного опорожнения, конечно), зависящее только от температуры окружающей среды.
Газ из резервуара передается в установку в газовой фазе, но хранится в жидком состоянии, поэтому сначала он должен испариться. Это позволяет оставить 15-20% объема резервуара незаполненным, а поверхность испарения должна быть адаптирована к потоку газа (мощности питаемых устройств).

Газ среднего стабилизированного давления (около 1 бар), выходящий из резервуара, направляется по трубе в газовый шкаф, расположенный на стене дома, содержащий запорный клапан и редуктор 2-й ступени с выходным давлением. приблизительно 0,04 бар, снабжая внутреннюю газовую установку.

Газовый котел может быть размещен в помещении, не предназначенном для постоянного проживания людей и оборудованном в полу воздуховодом сечением не менее 150 см2, выведенным наружу . Конечно, устройства для сжиженного нефтяного газа не должны устанавливаться в помещениях ниже уровня земли, например, в подвале или там, где есть стоки и приточные отверстия в полу. Прочие требования к установке такие же, как и для котлов, работающих на природном газе, в отношении объема помещения, отвода дымовых газов и вентиляции.

Подключенный к установке газовый конденсационный котел обеспечивает эффективное использование газа для отопления и приготовления горячей воды , а его мощность в примерном применении не может превышать 10 кВт. Благодаря гибкой адаптации к тепловым потребностям путем регулирования мощности горелки, будет обеспечена оптимальная настройка параметров нагрева в соответствии с изменяющимися погодными условиями.

Установленные котлы модернизированы (замена форсунок и регулировка), типовые и относительно дешевые модели предназначены для работы в газовой установке . Другое топливо также приводит к несколько более низкой эффективности с точки зрения работы по конденсации, поскольку выпускаемый выхлопной газ содержит меньше водяного пара.

Дополнительными преимуществами установки LPG будут:

возможность использования его для питания плиты для приготовления пищи
энергобезопасность в случае отключения электроэнергии
легко адаптируется к природному газу при расширении газовой сети
практически нет ограничений в расширении установки при предоставлении дополнительного пространства, например, после адаптации чердака
Сравнение затрат на отопление — сжиженный нефтяной газ и тепловой насос воздух-вода
Если предположить, что годовая потребность в тепловой энергии составляет 10,5 МВтч, то приобретение тепла на этом уровне с помощью теплового насоса будет стоить около 2500 рублей, если годовая энергоэффективность насоса по SCOP составляет не менее 3. Однако, если в доме есть менее термостойкие или если температура поддерживается на очень низком уровне в течение длительного времени, следует учитывать значительное увеличение затрат на отопление, непропорциональное увеличению потребности в тепле.

С другой стороны, расходы, связанные с использованием сжиженного газа для отопления, будут зависеть, например, от даты покупки и текущих цен на это сырье на мировых рынках. Также важно качество поставляемого топлива, так как его энергетическая ценность может варьироваться.

Принимая во внимание энергетическую ценность пропана 24 МДж / литр и его среднюю цену 1,8 рублей / литр, годовые затраты на отопление в нашем образце дома составят примерно 2800 рублейс эффективностью конденсационного котла. В заключение отметим, что затраты на отопление в обоих вариантах не сильно отличаются, и решение о выборе конкретного решения будет зависеть от других особенностей этих способов получения тепла.