'Тепловые насосы' ООО

Порівняння експлуатаційних витрат житлового односімейного будинку на опалювання, гаряче водопостачання, підігрів басейну і охолоджування купелі, кондиціонування при використанні газового казана, електроказана і теплового насоса

Новини - Статті

Наведені цифри дійсні для України, кліматичної зони Києва, на підставі тарифів на енергоносії що діють в січні 2010 року.

Для прикладу орієнтовного розрахунку експлуатаційних витрат наведемо приклад з практики: будинок площею 540 квадратних метрів під Києвом, до загальноприйнятого утепленням, в якому житимуть 5 чоловік, з внутрішнім басейном об'ємом 50 кубічних метрів при температурі води +27 ... +28 градусів, і купіллю обсягом 7 метрів кубічних при температурі +6 градусів Цельсія.

Для експлуатації такого будинку приблизно необхідно:

• опалення при температурі мінус 25 градусів на вулиці, в будинку з сучасним загальноприйнятого утепленням, необхідно забезпечити питому потужність опалення 0,07 кВт/м2. Загальна необхідна потужність опалення будинку складає 540х0,07 = 37,8 кВт, де: 540 - опалювальна площа будинку в метрах квадратних. У рік опалення буде працювати на максимальну потужність близько 2000 годин (у відповідності зі спрощеними європейськими методиками), витратить 37,8 х2000 = 75600 кВт тепла;
• підігрів басейну для підтримки заданої температури, за інформацією проектувальників басейну, потрібен постійний нагрів потужністю 10 кВтг тепла. На нагрівання басейну в рік буде потрібно 10х8760 = 87600 кВт тепла, де: 10 - експлуатаційна потужність нагріву басейну кВтг, 8760 - кількість годин у році дорівнює кількості діб 365 помножене на 24 години в добі;
• гарячої води потрібно орієнтовно 50 літрів на людину на день при температурі 45 градусів. Відповідно, за рік буде витрачено 50х5х365 = 91250 літрів гарячої води, де: 365 кількість днів у році, 5 кількість проживаючих. 91250 літрів = 91,25 тонни води. Для підігріву такої кількості води від температури у водозабірної свердловині 10 градусів, до температури розбору у крані 45 градусів, орієнтовно знадобиться 91,25х(45-10)х1 = 3194 кВт тепла, де: 1 орієнтовний коефіцієнт перетворення теплової енергії в градуси нагріву води (з тепловтратами);
• на охолодження купелі 7 кубів до заданої температури необхідно близько 3,5 кВт холоду на годину, на рік 3,5х24х365 = 30660 кВт холоду;
• кондиціонування не передбачено в цьому будинку.

Разом, на будинок буде необхідно в рік 75600+87600+3194 = 166394 кВт тепла, і 30660 кВт холоду.

ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ - электрокотлы и холодильная машина - за год будет израсходовано: на производство тепла ориентировочно 166394 кВтч электроэнергии; на производство холода 30660/2,5=12264 кВтч электроэнергии, где: 2,5 - средний КПД воздушной холодильной машины. Итого, за год будет израсходовано 166394+12264=178658 кВтч электроэнергии. 

ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ГАЗА - газовый котел и холодильная машина - за год будет израсходовано 166394/8=20799 метров кубических газа, где: 8 - практическое количество киловатт тепла получаемое из 1 м3 газа. Итого, за год буде израсходовано 20799 метров кубических газа, и 12264 кВтч электроэнергии для холодильной машины купели.

ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ КАЧЕСТВЕННОГО ГРУНТОВОГО ТЕПЛОВОГО НАСОСА С ДОСТАТОЧНОЙ ТЕПЛОВОЙ МОЩНОСТЬЮ ДЛЯ ОБОГРЕВА - только электрический грунтовой тепловой насос, например грунтовой тепловой насос NIBE F1330-40 - за год будет израсходовано:

• на отопление - количество потребленной теплонасосом электроэнергии зависит от вида отопления: поверхностями (полами, стенами) или приборами (радиаторами, фэнкойлами, вентиляцией). При отоплении поверхностями будет израсходовано 75600/4,5=16800 кВтч электроэнергии, где: 4,5 среднегодовой КПД качественного теплового насоса при отоплении поверхностями (при средней температуре в отопительный сезон в грунтовом контуре 0 градусов, в контуре напольного отопления 35 градусов). При отоплении приборами будет израсходовано 75600/3,5=21600 кВтч электроэнергии, где: 3,5 среднегодовой КПД качественного теплового насоса при отоплении приборами (при средней температуре в отопительный сезон в грунтовом контуре 0 градусов, в контуре напольного отопления 45 градусов);
• на подогрев бассейна будет израсходовано около 87600/3,3=26545 кВтч электроэнергии, где: 3,3 среднегодовой КПД качественного теплового насоса при нагреве бассейна (при среднегодовой температуре в грунтовом контуре 3 градуса, в контуре нагрева бассейна на подаче к теплообменнику бассейна 53 градуса).
• на подогрев горячей воды будет израсходовано около 3194/3,5=913 кВтч электроэнергии, где: 3,5 среднегодовой КПД теплового насоса при нагреве горячей воды (при среднегодовой температуре в грунтовом контуре 3 градуса, в контуре нагрева воды 50 градусов);
• холод для купели может быть получен как "побочный продукт" от производства тепла, например при нагреве бассейна.

Итого, за год грунтовой тепловой насос израсходует: при отоплении поверхностями полов или стен 16800+26545+913=44258 кВтч электроэнергии, при отоплении приборами - радиаторами, фэнкойлами или вентиляцией - 21600+26545+913=49058 кВтч электроэнергии.

ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ КАЧЕСТВЕННОГО ГРУНТОВОГО ТЕПЛОВОГО НАСОСА С НЕДОСТАТОЧНОЙ ТЕПЛОВОЙ МОЩНОСТЬЮ, ДЛЯ РАБОТЫ СОВМЕСТНО С ДРУГИМ ОТОПИТЕЛЬНЫМ ОБОРУДОВАНИЕМ, ТАК НАЗЫВАЕМОЕ "БИВАЛЕНТНОЕ" ОТОПЛЕНИЕ - электрический грунтовой тепловой насос управляет другим котлом, например грунтовой тепловой насос NIBE F1145-17 управляет бивалентным электрическим или газовым котлом - за год будет израсходовано:
- на отопление будет работать тепловой насос с тепловой мощностью компрессора 17 кВт, автоматически включая котел при необходимости. Учитывая работу теплонасоса приоритетно на горячее водоснабжение и бассейн, оставшаяся тепловая мощность компрессора теплонасоса 17-2,5-10 = 4,5 кВт будет использована для отопления;
Мощность компрессора теплонасоса 4,5 кВт, которая осталась на отопление, составляет относительно небольшую величину - 12 % от максимальной потребности дома в отоплении 37,8 кВт.

Оставшейся после бассейна и ГВС мощности компрессора теплонасоса 4,5 кВт достаточно для отопления при среднесуточной температуре на улице от плюс 18 до плюс 13 градусов, при более холодной уличной температуре одновременно с теплонасосом будет подключаться бивалентный котел (газовый или электрический). Среднесуточная температура менее 18 градусов в Киеве длится около 8 месяцев - с середины сентября до середины мая, при которых компрессор теплонасоса будет греть непрерывно на полную мощность. Тепловой насос выработает для отопления за это время 4,5х8х30х24=25920 кВт тепловой энергии, где: 4,5 - оставшаяся на отопление тепловая мощность кВтч, 8 - количество месяцев работы теплонасоса на отопление, 30 - количество суток в месяце, 24 - количество часов в сутки. При такой выработке теплонасос потребит около 25920/4=6480 кВт электроэнергии, где 4 - средний КПД теплонасоса.

Температура воздуха в Киеве

От необходимого на отопление 75600 кВт тепла в год теплонасос выработает 25920 кВт. Другому бивалентному котлу останется произвести 75600-25920=49680 кВт в год.
При применении бивалентным электрокотла для производства 49680 кВт тепла будет необходимо 49680 кВт электроэнергии. Всего электроэнергии, при применении грунтового теплонасоса и электрокотла, на отопление будет использовано 49680+6480 = 56160 кВтч.
При применении бивалентным обычного газового котла для производства 49680 кВт тепла будет необходимо 6210 м3 газа. Электроэнергии на отопление будет использовано 6480+0,07х7х30х24/3 = 6598 кВтч, где: 6480 кВт - потребление электроэнергии грунтовым теплонасосом, 0,07 кВт - ориентировочная мощность циркуляционного насоса газового котла, 7 - количество месяцев работы газового котла в год, 30 - количество суток в месяце, 24 - количество часов в сутки, 3 - ориентировочный коэффициент использования установленной мощности. Всего на отопление будет использовано 6598 кВтч электроэнергии и 6210 м3 газа.
При применении бивалентным конденсационного газового котла для производства 49680 кВт тепла будет необходимо 5520 м3 газа. Всего на отопление будет использовано 6598 кВтч электроэнергии и 5520 м3 газа.

• на подогрев бассейна будет работать только тепловой насос. Будет израсходовано около 87600/3,3=26545 кВтч электроэнергии, где: 3,3 среднегодовой КПД теплового насоса при нагреве бассейна (при среднегодовой температуре в грунтовом контуре 3 градуса, в контуре нагрева бассейна на подаче к теплообменнику бассейна 53 градуса);
• на подогрев горячей воды будет работать только тепловой насос. Будет израсходовано около 3194/3,5=913 кВтч электроэнергии, где: 3,5 среднегодовой КПД теплового насоса при нагреве горячей воды (при среднегодовой температуре в грунтовом контуре 3 градуса, в контуре нагрева воды 50 градусов);
• производство холода для купели может быть организовано как "побочный продукт" от производства тепла теплонасосом, например, при нагреве бассейна.

Итого, за год бивалентная система - грунтовой тепловой насос и котел - израсходует:

• при применении теплонасоса и бивалентом электрокотла - 56160+26545+913=83618 кВтч электроэнергии;
• при применении теплонасоса и бивалентом обычный газовый котел - 6598+26545+913=34056 кВтч электроэнергии и 6210 м3 газа;
• при применении теплонасоса и бивалентом конденсационный газовый котел - 6598+26545+913=34056 кВтч электроэнергии и 5520 м3 газа;

СВОДНАЯ ТАБЛИЦА ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ РАСХОДОВ (цены с НДС)

* Тариф согласно пункту 1.3. Постановления НКРЭ 10.03.99 № 309 "Отпуск электроэнергии населению, проживающему в жилых домах ... оборудованных в установленном порядке кухонными электроплитами, электроотопительными установками (в том числе в сельской местности), производится по тарифу 15,6 коп за 1 кВтч" (с НДС 0,1872 грн / кВтч). Этот сниженный тариф действует на электроэнергию, "которая потребляется населением для различных бытовых нужд в жилых домах, квартирах, общежитиях, для нужд личных подсобных хозяйств, приусадебных и садовых участков, дач; освещения гаражей и боксов для личных автомобилей, лодок ."

Дополнительно рекомендуем ознакомиться:
Состояние и перспективы внедрения инженерных систем на тепловых насосах
Опыт использования тепловых насосов в Украине: как добиться максимальной эффективности проекта
Уничтожение бактерий Легионелл в системах горячей бытовой воды