В связи с тем, что Россия стремится к нулевым чистым выбросам к 2050 году, а домашнее отопление составляет около 14% нашей текущей выработки, становится все более актуальной необходимость поиска альтернатив газовым котлам. В последние годы тепловые насосы превратились в сильную альтернативу низкоуглеродным технологиям, и теперь их поддержка растет, и недавно компания Honeywell Evohome добавила поддержку. Итак, что такое тепловой насос и стоит ли его покупать? Здесь мы поможем вам сделать выбор, в том числе посмотрим на стоимость теплового насоса и эксплуатационные расходы.
Как работает тепловой насос
Почти в каждом доме в Великобритании уже есть тепловой насос. Эта технология существует уже более 150 лет и незаметно работает в каждом холодильнике или морозильной камере, сохраняя внутреннюю холодность. Однако вы, наверное заметили что задняя часть холодильника нагревается. Система перекачивает» тепло из шкафа на кухню.
В установках с тепловым насосом используется точно такая же технология для обогрева дома. Есть два основных типа. С помощью теплового насоса с воздушным источником тепла (ASHP) система извлекает тепло из воздуха снаружи и передает его в систему отопления или горячего водоснабжения в доме. Земной тепловой насос (GSHP) работает аналогичным образом, но забирает тепло из земли или грунтовых вод, используя сеть подземных труб.
Тепловые насосы работают путем перекачивания хладагента по сети труб. Холодная жидкость проходит через «теплую» зону (снаружи или под землей) и забирает тепло, испаряясь в газ. Затем его прокачивают через компрессор, который еще больше повышает давление и температуру газа. Этот теплый газ теперь перемещается в «холодную» зону, где ему позволяют снова конденсироваться в жидкость, выделяя много тепловой энергии в систему отопления.
Из Википедии, как работает тепловой насос с использованием конденсатора (1), расширительного клапана (2), испарителя (3) и компрессора (4)
Почему тепловой насос такой эффективный?
Обычный обогреватель преобразует электрическую или химическую энергию в тепловую. Современные газовые котлы имеют КПД более 90%, поэтому на каждый киловатт-час (кВтч) энергии в сжигаемом ими газе более 0,9 кВтч в конечном итоге будет нагревать ваш дом, и они станут более эффективными, если они будут установлены на подходящая температура для конденсации. Электрические обогреватели на 100% эффективны — камин в баре превращает 1 кВтч электроэнергии в 1 кВтч тепла.
Звучит довольно впечатляюще, но хорошо спроектированная установка с тепловым насосом может иметь КПД около 350%! Причина в том, что тепловой насос не производит тепловую энергию, он перекачивает имеющееся тепло из одного места в другое. Тепловой насос, потребляющий 1 кВт электроэнергии, может перекачивать 3,5 кВт тепловой энергии в ваш дом извне.
Такая производительность значительно снижает стоимость эксплуатации тепловых насосов по сравнению с обычными системами электрического отопления. И, в отличие от газового котла, вы можете снабжать их возобновляемой энергией, что делает их углеродно-нейтральной технологией.
В чем обратная сторона теплового насоса?
К сожалению, тепловые насосы имеют некоторые недостатки по сравнению с обычными системами отопления. Хотя они могут быть очень эффективными, они наиболее эффективны при нагреве до более низких температур, чем газовый котел — примерно до 40 ℃, а не 55 ℃ или более. Из-за этого их лучше всего использовать в домах с хорошей изоляцией и большими поверхностями нагрева, такими как система пола.
В то время как GSHP хорошо работают круглый год, ASHP чувствительны к температуре наружного воздуха. Они будут работать в холодных и морозных условиях, но им придется работать больше, что делает их менее эффективными в разгар зимы.
Все тепловые насосы нагреваются медленнее, чем обычные системы — вы не можете включить один из них и ожидать, что горячая ванна будет через 30 минут. Более того, поскольку они нагревают воду до более низкой температуры, дома с тепловыми насосами обычно нуждаются в резервуаре большего размера для хранения большего количества горячей воды.
Вы можете обойти основные ограничения тепловых насосов, установив их в гибридной системе, используя тепловой насос для нагрева базовой нагрузки и обычный бойлер для быстрой подачи дополнительного тепла, если это необходимо. Однако новые дома, спроектированные для тепловых насосов, будут оптимизированы, чтобы получить от них максимум удовольствия без котла, благодаря более строгим стандартам изоляции и защиты от сквозняков.
Сколько стоит тепловой насос?
Типичная установка ASHP стоит около 5 000-8 000 фунтов стерлингов — намного больше, чем 2 000-3 000 фунтов стерлингов, которые вы заплатили бы за обычное газовое отопление. GSHP еще дороже — от 10 000 фунтов стерлингов и выше. Однако обе системы имеют право на получение государственного гранта на строительство зеленых домов, который внесет до 5000 фунтов стерлингов на установку. Они также подпадают под программу стимулирования использования возобновляемых источников тепла (RHI), согласно которой домовладельцам выплачивается плата за тепло, которое они производят с помощью возобновляемых источников энергии. Выплаты продолжаются ежеквартально в течение семи лет после установки. Ассортимент тепловых насосов постоянно растет, в том числе от традиционных производителей котлов, таких как Worcester Bosch.
Эти гранты могут помочь компенсировать высокие затраты на установку тепловых насосов, но даже без них тепловой насос со временем может оказаться дешевле, чем обычное отопление. При расчете с использованием цен на энергию от Фонда энергосбережения, отопление газом стоит около 4,6 пенсов за киловатт-час, а электричество — 9 пенсов за киловатт-час (при использовании тарифа эконом-класса 7). Использование теплового насоса с электричеством по стандартной ставке может стоить около 4,7 пенсов за кВтч.
Это делает тепловые насосы примерно такими же дешевыми в эксплуатации, как газовое отопление, но их использование с экономией 7 может сделать их дешевле. А если у вас есть солнечные батареи, ваши эксплуатационные расходы могут быть крошечными.
Правительство Великобритании провело консультацию Future Homes Standard по мерам энергосбережения в новом жилье. Среди предлагаемых изменений — запрет на газовые котлы в новых домах с 2025 года. Хотя это еще не политика правительства, котлы, какими мы их знаем, неизбежно будут выведены из эксплуатации в течение следующих двух десятилетий. Как одна из ведущих практических альтернатив, тепловые насосы станут гораздо более распространенными, поскольку мы перейдем к следующему поколению систем отопления и изоляции для достижения наших будущих экологических целей.
Это не единственный выбор, и другие технологии изучаются, например, водородные котлы, в которых отработанным газом является вода.