Для бытового отопления в качестве низкопотенциальных (низкотемпературных)источников тепла могут использоваться:
- Окружающий воздух
- Грунтовые и геотермальные воды
- Поверхностные и более глубокие слои грунта
- Солнечная энергия
- Водоёмы и реки
В промышленном применении в качестве низкопотенциальных источников можно использовать:
- Охлаждение любых производственных процессов с утилизацией тепла в отопление и ГВС
- Охлаждение Дата-центров с утилизацией тепла в отопление и ГВС
- Охлаждение продуктов супермаркетов с утилизацией тепла в отопление и ГВС магазина
Воздух бесспорно является самым доступным источником тепла для работы теплового насоса. Для использования воздуха нет необходимости в обустройстве дополнительного контура по сбору низкопотенциального тепла. Таким образом первоначальные затраты на установку теплового насоса "воздух-вода" гораздо ниже, чем для других типов тепловых насосов. В летнее время воздушный тепловой насос идеален для нагрева горячей воды для бытовых нужд. Коэффициент эффективности теплового насоса "воздух-вода" в этом случае оказывается выше, чем у иных тепловых насосов за счет более высокой температуры источника тепла. Однако теплота окружающего водуха характеризиуется колебаниями температуры в зависимости от погодных условий, что влечет за собой колебания режимов теплового насоса, снижающие его эффективность. Годовой рабочий коэффициент эффективности воздушного теплового насоса оказывается ниже, чем у других тепловых насосов.
Грунтовые воды обладают достаточно высокой теплоотдачей и имеют постоянную температуру, что обеспечивает эффективность и стабильность режимов работы теплового насоса.
Однако использование этих источников связано с интенсивным вмешательством в гидрологию недр и требует согласования.
Одним из главных преимуществ теплового насоса является то, что его можно использовать не только для отопления и нагрева горячей воды, но и для охлаждения помещений в теплое время года. Особенно это касается так называемого «пассивного» охлаждения, при котором летом используются относительно холодные источники тепла (грунт, подземные воды) для охлаждения нагревательного контура, таким образом, температура в помещении понижается.
При покупке теплового насоса следует обратить внимание на то, есть ли у него такая опция и имеют ли устройства управления функцию контроля за точкой росы во время работы теплового насоса в режиме охлаждения.
Мощность теплового насоса должна компенсировать теплопотери Вашего дома. Выбор мощности ТН абсолютно аналогичен подбору мощности любого другого теплогенератора (например, газового котла).
Единственное отличие – мощность газового (или иного) котла обычно берется с запасом, а с тепловым насосом рекомендуется выбирать мощность, наоборот, с небольшим дефицитом. Это позволяет существенно сэкономить на оборудовании (и сопутствующих работах), а недостаток тепла в сильные морозы (5-10 дней в году) получать от второго источника тепла (например, встроенный электронагреватель).
Вопрос окупаемости сильно зависит от того альтернативой какому виду топлива (и какому котлу) рассматривается тепловой насос. Основные традиционные энергоносители - природный газ, электричество, дизельное топливо, твердое топливо, сжиженный газ. Стоимость условного киловатт-часа тепловой энергии, получаемой от различных теплогенераторов в РФ:
Вид теплогенератора | Стоимость 1кВт*час |
Газовый котёл | 0,65 руб. |
Твердотопливный котёл | 1,05 руб. |
Дизельный котёл | 4,2 руб. |
Электрический котёл | 5 руб. |
Тепловой насос* | 0,7 руб. |
Как видно из таблицы, при существующих российских ценах на энергоносители, газовое отопление в эксплуатации более выгодно, чем теплонасосная установка. Но только в том случае, если газ уже подведен на участок. Если же газовая магистраль отсутствует на участке, то цена согласования, монтажа, подключения газового оборудования может многократно превысить стоимость монтажа теплового насоса и его эксплуатации продолжительное время.
Следующим по дешевизне видом традиционного топлива являются дрова. Но при отоплении даже самым современным твердотопливным котлом невозможно добиться комфортного отопления и функционального управления. Да и эксплуатационные расходы оказываются в два раза выше, чем в случае применения теплового насоса. По сравнению с прямым электрическим нагревом (электрокотел или электроконвекторы) тепловой насос экономичнее в 3-4 раза. Также теплонасосная установка, работающая в моновалентном режиме эксплуатации не требует подключения дополнительных электрических мощностей. Стоимость дополнительного кВт выделенной электрической в Московской Области варьируется от 40 до 80 тысяч рублей. Для отопления отопления коттеджа 200 кв. м. электрокотлом необходимо до 20 кВт выделенной мощности, в случае использования теплового насоса потребляемая мощность не превысит 5 кВт для аналогичного объекта.
Сравнение экономичности дизельного котла с тепловым насосом похоже на сравнение с элекрокотлом. Эксплуатационные расходы на отопление теплонасной установкой ниже в четыре раза, гораздо выше степень автономности и функциональности системы отопления, не возникает вопросов с поставкой и хранением горючего топлива.
* стоимость киловатт-часа указана для теплового насоса "солевой раствор-вода", у тепловых насосов "вода-вода" средняя за год стоимость 1 кВт*ч оказывается чуть ниже, у воздушных тепловых насосов чуть выше.
Уровень звуковой мощности различных типов тепловых насосов колеблется от 43 до 62 Дб. Максимальные значения у тепловых насосов "воздух-вода", так как шум создается вентилятором, обеспечивающим подачу воздуха.
У тепловых насосов "солевой раствор-вода" и "вода-вода" звуковая мощность не превышает 53 Дб, что сопоставимо с бытовым холодильником.
Потреблять электроэнергии тепловой насос будет приблизительно в 4 раза меньше, чем в случае отопления прямым электронагревом. То есть, если при электрообогреве потребляется 10000 кВт*ч электроэнергии в месяц (обычная ситуация для коттеджа, площадью 200-250 м), то тепловой насос потратит 2000-2500 кВт*ч. При этом экономия составит около 15000 рублей в месяц.
Для способов эксплуатации тепловых насосов используется следующая специальная терминология:
- Моновалентный режим эксплуатации
- Моноэнергетический режим эксплуатации
- Бивалентные режимы эксплуатации