Даже дешевле газа. Что такое тепловой насос и почему им стало выгодно отапливать частные дома

Источник материала:

С введением нового низкого тарифа на электроэнергию многие владельцы домов задумались, чем выгоднее их отапливать — газом или электричеством? Наш недавний предварительный расчет для электрокотла показал, что газ пока дешевле. Но есть устройства, превращающие электроэнергию в тепловую энергию более эффективно — тепловые насосы. И наши расчеты говорят о том, что ими обогревать дома дешевле, чем газом. В этом материале мы также объясним, почему тепловые насосы стали популярными в Украине и Польше, а у нас люди с ними знакомы еще мало.

Еще раз о тарифе «три копейки»

С 1 января 2019 года в стране действует специальный тариф на электроэнергию, которая расходуется на нужды отопления и горячего водоснабжения жилых домов. Его сразу окрестили «три копейки», так как при соблюдении всех условий (отдельный счетчик электроэнергии и отсутствие централизованного тепло- и газоснабжения дома) электроэнергия, потребляемая «приемниками электрической энергии», будет оплачиваться по 3,35 копейки/кВт·ч. Как поясняет «Белэнерго», к приемникам относятся электрические котлы, водонагревательные установки, электроконвекторы, теплые полы и тепловые насосы.

Что такое тепловой насос и как он работает?

Тепловые насосы относятся к категории энергосберегающего оборудования. Они позволяют использовать общедоступное тепло грунта, грунтовых вод, рек, водоемов, окружающего воздуха для нагрева воздуха и воды в доме.

— Главное достоинство теплового насоса в том, что, потребляя один киловатт электрической энергии, в зависимости от условий он выдает от 3 до 5 кВт тепловой, — объясняет Юрий Григоренко, инженер компании «Энергео». — Соответственно, в отличие от электрического котла, к тепловому насосу требуется подведение в 3−5 раза меньшей установленной мощности. А это важно. Дело в том, что далеко не везде электроснабжающая организация может выделить для домовладельцев требуемую мощность в 10−30 кВт, необходимых для работы электрокотлов. В то же время 5−10 кВт выделенной мощности может быть более чем достаточно для отопления и покрытия общедомовых бытовых нужд в случае использования теплового насоса. Особенно остро этот вопрос стоит для домов большой площади.

Тепловой насос представляет собой установку, визуально напоминающую домашний холодильник. Особых требований к месту монтажа нет, для него не нужен дымоход или вентиляция. Установка теплового насоса, в отличие от газового оборудования, не требует каких-либо согласований проектной документации.

Тепловые насосы не только выглядят как холодильник, но и работают по тому же принципу. Как происходит отбор тепла?

Низкопотенциальное тепло принимается тепловым насосом в теплообменнике-испарителе и передается хладагенту — веществу с низкой температурой кипения. Хладагент, получив определенное количество теплоты, испаряется и в газообразном состоянии поступает в компрессор. Компрессор сжимает его до высокого давления, повышая тем самым температуру. Далее газообразный хладагент поступает в следующий теплообменник — конденсатор. В нем происходит передача теплоты высокого потенциала теплоносителю системы отопления и горячего водоснабжения. После конденсатора хладагент проходит через редукционный клапан, где давление и температура снижаются до первоначальных параметров перед теплообменником-испарителем. Цикл замыкается и повторяется снова.

В зависимости от источника тепла различают типы тепловых насосов: «грунт-вода» (используется тепло грунта и грунтовых вод), «воздух-вода» (используем тепло атмосферного воздуха или системы вентиляции) и другие.

Например, забор тепла из грунта может осуществляться с помощью горизонтального геотермального контура (системы пластиковых труб на глубине 1,2−1,5 метра) или вертикальных геотермальных скважин, глубиной до 100 метров.

Окружающий воздух является наиболее доступным источником низкопотенциальной теплоты для теплового насоса «воздух-вода». Одним из его преимуществ является более простая схема монтажа оборудования в систему с уже установленным любым дополнительным источником тепла (например, дизельным или твердотопливным котлом).

Эффективность использования теплового насоса определяется коэффициентом преобразования или коэффициентом трансформации (обозначается как СОР). Для современных тепловых насосов величина СОР может достигать 5−5,5. Значение СОР = 5 показывает, что при подводе к тепловому насосу 1 кВт электрической энергии можно получить 5 кВт тепла.

Стоит отметить, что тепловые насосы обеспечивают не только отопление и горячее водоснабжение, но и охлаждение дома летом.

Электрокотел, газ или тепловой насос?

Считаем затраты на отопление дома газовым котлом, электрокотлом и тепловым насосом за отопительный сезон.

Допустим, расчетная тепловая нагрузка на отопление частного дома составляет 12 кВт (хорошо утепленный дом площадью 180−240 «квадратов» при условии поддержания в доме температуры +20°С при минимальной температуре наружного воздуха -24°С). Для большей прозрачности расчетов расход тепла на горячее водоснабжение в нашем примере учитывать не будем. Поэтому на один отопительный сезон продолжительностью 6,5 месяца нашему дому потребуется 27 тысяч кВт тепла на отопление (23,3 Гкал в сезон).

Рассмотрим вариант с установленным газовым котлом. На производство такого количества тепла придется сжечь не менее 2,7 тысяч м³ природного газа. С новым тарифом в 0,1143 рублей/м³ хозяину дома в этом случае придется заплатить около 310 рублей за сезон, то есть почти 50 рублей в месяц. Приемлемая сумма, но стоит учитывать и то, что во второй половине 2019 года тариф на газ подрастет до 0,1190 рублей/м³, а в летний период использовать газ на бытовые нужды будет традиционно в 3,5 раза дороже — 0,4114 рублей/м³.

Предположим, что в качестве источника тепла в доме используется электрокотел. Его КПД составляет не менее 98%. Это означает, что на производство 27 тысяч кВт тепла для отопления нашего дома электрическому котлу потребуется «сжечь» примерно столько же киловатт электрической энергии. Соответственно, с новым низким тарифом в 0,0335 рублей/кВт·ч владельцам электрокотла придется заплатить более 900 рублей за сезон, или около 140 рублей в месяц.

Как видим, даже с применением специального субсидируемого тарифа отапливать дом электричеством будет в 3 раза дороже, чем использовать природный газ. Электрический же котел будет выгоднее в эксплуатации, чем газовый, только при нагреве воды в бойлере летом.

С установкой теплового насоса ситуация складывается следующим образом. При среднем коэффициенте преобразования теплового насоса COP = 4 на производство все тех же 27 тысяч кВт тепла на обогрев дома тепловому насосу потребуется затратить всего 6,75 тысяч кВт·ч электрической энергии. Умножаем на тариф в 0,0335 рублей/кВт·ч и получаем, что за отопительный сезон в этом случае придется заплатить лишь 226 рублей, то есть 35 рублей в месяц. А это уже дешевле газа.

Средний срок эксплуатации тепловых насосов — 20 лет, электрических котлов — 7−8 лет, газовых — 7−15 лет в зависимости от производителя и условий эксплуатации.

Использовать дешево, но купить дорого

Получается, что тепловой насос при таких тарифах на электричество и газ — вне конкуренции. Так почему же за ними не выстраивается очередь из желающих экономить на отоплении?

— Основным минусом, ограничивающим массовое применение тепловых насосов в Беларуси, остается относительно высокая величина капитальных затрат на оборудование и монтаж, — говорит Николай Криворот, директор компании «Энергео». — К примеру, стоимость теплового насоса европейского производства тепловой мощности около 10 кВт составляет от 4 до 8 тысяч евро в зависимости от конкретного бренда, типа, оснащения и функционала. Китайская продукция дешевле, но покупать ее можно только при наличии действующего сервисного центра. Конечная стоимость комплекта оборудования с монтажом может достигать 5,5−10 тысяч евро.

Личный опыт

И тем не менее, для тех, у кого нет газа, а выделенной мощности электросети не хватает для подключения электрокотла, инвестиции в тепловой насос не кажутся сверхдорогим мероприятием.

Например, Александр из поселка Дроздово пользуется таким оборудованием уже более 10 лет.

— Мне тепловой насос посоветовали друзья из Литвы, — говорит он. — Потребляемая мощность моего оборудования 4 кВт, оно производит 17 кВт тепла. Этого достаточно, чтобы отопить дом на 260 «квадратов». По улице у меня идет газопровод, но 10 лет назад для подключения к нему нужно было приложить немало усилий: сделать проект, получить кучу разрешений, оборудовать помещение котельной. А с тепловым насосом «грунт-вода» все было гораздо проще.

Дом у Александра деревянный, поэтому пожаробезопасность была не на последнем месте. Тепловой насос в этом плане наиболее безопасный способ отопления.

— Насос с монтажом обошелся в 10 тысяч долларов. Из самых трудоемких работ по его установке — бурение трех скважин. В моей системе отопления есть и теплые водяные полы, и радиаторы, и фанкойлы. Последние способны работать летом на охлаждение, заменяя тем самым кондиционер. Причем холод бесплатный — только за счет циркуляции теплоносителя через скважины.

Такой способ отопления Александру показался экономичным. В отопительный сезон затраты на электроэнергию, с учетом потребления энергии бытовыми приборами, составляют 100−120 долларов в месяц.

— Сейчас пользуюсь дифференцированным тарифом, но в ближайшее время буду устанавливать отдельный счетчик и переходить на новый тариф. По моим расчетам, расходы на отопление сократятся в разы.

Больше об эксплуатации тепловых насосов в Беларуси читайте в материале «Как живется в доме, отапливаемом геотермальным тепловым насосом».

Европейский опыт

Мировые продажи тепловых насосов составляют свыше 1 миллиона в год. Беларусь на общем фоне выглядит почти незаметно — сейчас за год продается около 50−60 тепловых насосов всех марок.

В странах Евросоюза тепловые насосы занимают лидирующее положение в сфере отопления частных домов. И не последнюю роль в популяризации энергосберегающего оборудования играют государственные программы компенсации людям затрат на его покупку.

Например, в Польше до 2019 года общей госпрограммы не было, но в большинстве воеводств существовали свои программы дотаций для модернизации (нового строительства) частного домовладения. Программы позволяли получить компенсацию затрат до 50%. Поэтому в 2017 году поляки установили около 27 тысяч тепловых насосов.

А с 2019 года в Польше заработала государственная программа «Чистый воздух». Ее цель — сокращение выбросов загрязняющих веществ в атмосферу за счет устранения неэффективных, устаревших источников тепла и повышения энергоэффективности частных домов. По ней можно получить субсидию для модернизации старой или монтажа новой системы отопления, горячего водоснабжения, вентиляции с рекуперацией в пределах 12,5 тысячи евро. Все работы, оборудование и материалы освобождены от уплаты НДС.

В соседней Украине тепловые насосы получили популярность сравнительно недавно — сразу после резкого роста цены на газ для населения.

— Сейчас стоимость тысячи кубометров природного газа для населения составляет примерно 300 долларов (646 рублей), а электроэнергия для отопления стоит 1,7 евроцента за кВт·час (примерно 4 копейки), — объясняет ситуацию на энергорынке Украины Остап Кучерук, руководитель компании, занимающейся продажей тепловых насосов в этой стране. — Однако на дешевую энергию существует лимит в 3 тысячи кВт·час в месяц. Поэтому использование электрокотлов актуально для небольших по площади домов. Это многих вынудило искать альтернативные варианты, и актуальными стали, кроме твердотопливных котлов, тепловые насосы. При наших тарифах окупаемость этого оборудования составляет примерно 5−7 лет. К тому же частные покупатели тепловых насосов могут воспользоваться европейской программой IQ energy по компенсации затрат на приобретение оборудования и вернуть до 3 тысяч евро. Поэтому продажи тепловых насосов каждый год показывают хороший рост до 20%.

Что у нас?

Тепловые насосы до этого года были актуальны в основном для тех, кто не имел возможности подключить газ, а также для тех, кому использовать электрокотел было или очень дорого, или невозможно. Но с введением нового тарифа на электроэнергию для отопления тепловые насосы становятся альтернативой любым другим источникам тепла.

Геннадий, который живет в частном доме под Минском, один из первых в стране подключил тепловой насос после введения нового тарифа.

— Во вторник ко мне приехали специалисты из «Энергосбыта», опломбировали отдельный счетчик и заключили договор на электроснабжение. Меня лишь попросили предоставить справку из сельсовета, что моя деревня не газифицирована. Счетчик мне установили еще в прошлом году — с этим тоже проблем не было. Я, если честно, не ожидал, что все будет так просто. Теперь вот пользуюсь дешевой энергией для работы теплового насоса.

Процедура подключения на дешевый тариф довольно проста, и о ней мы уже рассказывали в материале «Как подключить систему отопления к электричеству или сменить тариф: подробная инструкция».