Пример внедрения тепловых насосов для загородного дома в

В условиях проживания в климатической зоне Северо-западного региона РФ, одним из
важнейших вопросов для владельцев частных домов и коттеджей является вопрос отопления. Все
схемы реализации систем отопления, условно, можно разделить на три большие группы:
традиционное отопление – вода нагревается в котле (газовом, дизельном, электрическом,
дровяном и т.п.) и посредством системы трубопроводов, радиаторов, теплых полов отапливает
помещения; воздушное отопление – подается теплый воздух в отапливаемые помещения; прямое
электрическое отопление – нагрев воздуха в помещении осуществляется электроконвекторами и
другими приборами, в которых электроэнергия непосредственно преобразуется в тепловую
энергию. В основе всех методов отопления лежит либо сжигание какого-то вида топлива, либо
использование электричества.
Газ. Основной проблемой отсутствия газового отопления дома заключается в том, что не везде
есть магистральные газопроводы, а там где есть, необходимо согласование на подключение,
согласование проекта, прокладка газопровода и т.п., и конечно же все это выливается в очень
большие затраты. При этом не следует забывать, что газ – это взрывопожароопасно.
Дизельное топливо. На сегодняшний день его стоимость очень высока и сохраняется тенденция
дальнейшего повышения цен на дизельное топливо. К тому же его необходимо где-то хранить,
оно обладает резким техническим запахом, и его запасы необходимо постоянно пополнять, для
этого нужны дополнительные площади. Не следует забывать, что данный способ обогрева дома
связан с открытым огнем в доме, даже если он под контролем.
Дрова, пеллеты, уголь и другое твердое топливо – необходимо иметь в достаточном объеме, а
это опять дополнительные площади.
Любой котел требует постоянной дозагрузки топлива, как правило, она осуществляется вручную,
любое сжигание топлива подразумевает под собой строительство отдельного помещения (или его
выделение) под котел, строительство дымохода, плюс обязательное сервисное обслуживание
(сажа, копоть и пр.)
Электричество. Основным достоинством современных электрических котлов является их
достаточно компактные размеры, так что установить их в доме не является проблемой. Но в
отличие от любого топлива, где теплотворная способность достаточно высокая, например, 1 литр
дизельного топлива дает при сжигании 8 кВт тепла (в идеальном котле), для выработки 1 кВт
тепла электричеством, понадобиться 1 кВт электричества. В данном случае актуальность
приобретает не только стоимость этого самого кВт электричества, но и его наличие в достаточном
количестве, так как у большого дома, как правило, большие теплопотери, которые необходимо
восполнять.
И однажды, хозяин загородного дома задается простым вопросом: а нет ли в современном
мире такой технологии, которая позволяла бы вырабатывать тепло с показателями топливных
котлов, но при этом не надо было постоянно решать задачи топливоснабжения, хранения,
обслуживания и контроля. К тому же хорошо было бы повысить безопасность и экологичность
процесса: убрать из дома открытый огонь и выхлопные газы, сохранив при этом, высокую
экономичность?
На этот вопрос есть положительный ответ. Это тепловой насос - устройство для
переноса тепловой энергии от источника низкопотенциальной тепловой энергии с низкой
температурой, например, земля, воздух, вода, к потребителю (теплоносителю) с более высокой
температурой. Термодинамически тепловой насос аналогичен холодильной машине, проще
говоря, это холодильник с обратным принципом действия. Установка теплового насоса не требует
отдельного помещения, специального обслуживания, он практически бесшумен, работает в
автоматическом режиме, более того, им можно управлять через Интернет или телефон. При этом,
тепловой насос потребляет электричество только на работу компрессора и насосов, а не
преобразует его в тепло (как электрокотел). За счет этого коэффициент преобразования теплового
насоса, равный отношению теплопроизводительности к электропотреблению, зависит от уровня
температур в испарителе и конденсаторе и колеблется в различных системах в диапазоне от 2,5
до 5, то есть на 1 кВт затраченной электрической энергии тепловой насос производит от 2,5 до 5
кВт тепловой энергии. Экономия энергетических ресурсов достигает 70%!
Представляем решения для автономной системы отопления на базе тепловых насосов
Dimplex – крупнейшего производителя отопительных систем, работающих от электрического тока.
Г
Glen Dimplex уже более 30 лет разрабатывает и производит на своем заводе в
Германии инновационные теплонасосные системы.
Dimplex - единственный производитель, который имеет 100% выходной контроль качества!
Для демонстрации энергоэффективного решения на базе теплового насоса Dimplex был
выбран не совсем стандартный проект дома. Имея достаточно интересное дизайнерское
решение, проект накладывает достаточно жесткие условия на систему отопления. Большие
панорамные окна не позволяют использовать радиаторы, обилие паркета на полу второго этажа
приводит к невозможности на втором этаже использования теплого пола и т.п. Помимо этого,
выделено достаточно большое помещение под котельную, которое можно было бы использовать
иначе, например, в качестве кладовки или гардероба. Выбором в качестве теплогенератора в
доме теплового насоса, мы решаем еще одну проблему – кондиционирования воздуха, ведь
тепловой насос - это все-таки холодильная машина, пусть и с обратным принципом работы.
Поэтому, некоторые модели тепловых насосов Dimplex (реверсивные модели) позволяют
одновременно с выработкой тепла, вырабатывать и холод. Это достаточно актуально в жаркие
месяцы лета. И опять же, сохраняя задумку дизайнера и архитектора дома, мы не портим фасады
внешними блоками кондиционеров.
Краткая характеристика дома:
Площадь дома: 150 м2
Количество проживающих: 4 человека.
Теплопотери здания: 11 кВт.
Потребность в холоде: 10 кВт.
Материал стен: Пенобетон, облицованный кирпичом
Для решения данной конкретной задачи. предлагаем к установке воздушный тепловой
насос Dimplex LI 16TER+ внутреннего исполнения. Этот тепловой насос нового поколения,
позволяющий работать с коэффициентом преобразования теплового насоса более 1 до -25°С. При
достижении очень низких температур, тепловой насос работает как электрокотел.
Официальный график температур воздуха по СПб и Ленинградской области за последние 5
лет показывает, температуры ниже -25°С в нашем регионе отмечались достаточно небольшой
промежуток времени. Все остальное «ощущение» холода добавляется показателями влажности и
направления ветра.
При производстве тепла тепловым насосом, холод является побочным продуктом, поэтому
затраты электроэнергии на кондиционирование воздуха будут нулевыми. Такие тепловые насосы
наиболее выгодно использовать в системах, в которых есть постоянные потребители тепловой
энергии: подогрев горячей воды, теплый пол и т.д., а также потребители с переменным режимом
нагрузки. К потребителям с переменным режимом нагрузки относятся: система вентиляции,
местные доводчики воздуха. Данные потребители зимой работают в режиме отопления, а летом в режиме охлаждения. В Европе установка местных доводчиков воздуха в помещениях стала
нормой, специально для таких решений компанией Dimplex разработаны реверсивные тепловые
насосы с дополнительным теплообменником (более подробная информация о данном типе
тепловых насосов)
Принципиальная схема:
В зимнее время тепловой насос (1) работает только в режиме отопления, горячая вода
поступает в систему отопления, подогрева теплых полов (на 1-м этаже). В системе также
предусмотрен бак водонагреватель (2) для приготовления горячей воды, в котором за счет
подвода тепла от теплового насоса, нагревается горячая вода для бытовых нужд. Также, горячий
теплоноситель поступает в местные доводчики воздуха, и зимой их можно использовать в
качестве отопительных приборов.
В летнее время система радиаторного отопления не используется, теплые полы, как
правило, работают на кухне и в санузлах. Тепловой насос большую часть времени работает в
режиме нагрева горячей воды. Происходит переключение дополнительного выхода,
предназначенного для местных доводчиков воздуха, с отопления на охлаждение, вместо горячего
теплоносителя туда поступает холодная вода с температурой 7°С, и местные доводчики воздуха
выступают в роли кондиционеров.
План первого этажа
С учетом того, что задача по эффективному отоплению коттеджа должна была согласовываться с
дизайнерским проектом, то на первый этаж отапливается при помощи теплых полов. На полу
используется каменное покрытие, что обеспечивает хорошую передачу тепла. Для повышения
комфорта, теплый пол работает круглогодично: зимой в режиме отопления, летом в комфортном
режиме - поддерживается оптимальная температура пола. При минимальных температурах
наружного воздуха, а также для быстрого прогрева помещения после длительного отсутствия,
можно использовать местные доводчики воздуха в режиме обогрева.
Для комфортного поддержания температуры летом, в холле и кухне-столовой установлены
местные доводчики воздуха, которые за счет подвода к ним холодной воды из теплового насоса,
охлаждают воздух в данных помещениях.
План второго этажа
На втором этаже в жилых комнатах в качестве напольного покрытия используется паркет, поэтому
применять теплый пол не эффективно. Конструкция панорамных окон, которые начинаются от
самого пола, диктует отказ от отопительных радиаторов, поэтому в данном случае применяются
встраиваемые в пол конвектора.
Для обеспечения комфортной температуры в летний период в спальнях и кабинете установлены
местные доводчики воздуха, работающие на холодной воде от теплового насоса, в зимний
период времени их также можно использовать как отопительные приборы для быстрого прогрева
помещений.
Основные преимущества предложенного варианта отопления и кондиционирования воздуха с
использованием теплового насоса:
годовые эксплуатационные затраты с использованием теплового насоса сравнимы с
отоплением при помощи газового котла (см. график ниже);
использование теплового насоса решает задачу не только
отопления, но
и
кондиционирования воздуха;
сохранен внешний вид дома, на фасадах дома отсутствуют наружные блоки кондиционеров;
работа системы отопления и кондиционирования практически бесшумна;
в доме не требуется отдельное помещение для установки котла;
в доме не требуется дымоход;
в случае установки в доме камина, его тепло можно использовать для отопления всего дома, а
не только того помещения в котором он установлен (ссылка на решение с камином), что
позволит еще больше снизить затраты на отопление дома;
за счет применения напольного отопления, а также встроенных в пол конвекторов и местных
доводчиков воздуха, в доме отсутствуют отопительные приборы, изменяющие интерьер;
в зимний период времени в помещениях, которые не используются, можно устанавливать
более низкую температуру воздуха, что в значительной степени скажется на экономии
электроэнергии;
в случае, если помещение или весь дом не использовались долгое время (система отопления
работает в пониженном режиме, поддерживая в доме +12°С), для быстрого прогрева
помещений можно использовать местные доводчики воздуха.
Сравнение различных источников отопления по данному проекту
по годовым затратам*.
* по официальным тарифам Петербургской сбытовой компании
Как видно из данного графика, отопление при помощи воздушного теплового насоса Dimplex
более чем в 2,5 раза эффективнее, чем обычное электроотопление и почти в 5 раз дешевле, чем
отопление дизельным котлом. При этом, в случае использования предложенного реверсивного
теплового насоса, нет необходимости в установке кондиционеров для охлаждения воздуха в
помещениях в летний период времени.
Стоимость тепловых насосов и различные варианты решений Вы можете узнать позвонив к нам в
офис.