Насколько тепловые насосы дорогие? Работают ли они в старых зданиях? А в холодном климате? Отвечаем на главные вопросы об этом альтернативном способе отопления.
РЕКЛАМАВы, наверное, уже слышали о тепловых насосах — устройствах, которые забирают энергию из воздуха, земли и воды и преобразуют её в тепло или холодный воздух. Но как, когда и где именно они работают?
Учитывая необходимость энергетического перехода, вполне понятно, что дискуссии о том, какие возобновляемые источники энергии лучше, могут быть довольно жаркими.
Тепловые насосы устанавливают всё больше и больше людей. В прошлом году они помогли Европе сэкономить 8 млн тонн выбросов CO2, так как 3 млн установок заменили около 4 млрд кубометров ископаемого газа — так что потенциал у них, безусловно, большой.
Если вы подумываете о том, чтобы стать владельцем теплового насоса, вот некоторые моменты, которые вам следует знать.
Как работают тепловые насосы?
Воздушные, водяные и грунтовые тепловые насосы работают, забирая энергию из этих источников и превращая ее в тепло или холодный воздух. Это происходит в рамках "цикла хладагента", состоящего из четырех фаз: испарения, сжатия, конденсации и расширения, поясняет Европейская ассоциация тепловых насосов (EPHA).
По сути, собранное тепло используется для превращения хладагента в теплообменнике насоса в газ, который затем концентрируется до высокого давления в компрессоре, вызывая повышение температуры. Для работы этой части оборудования требуется дополнительная энергия, в идеале — экологически чистое электричество, что позволило бы сделать весь процесс углеродно-нейтральным.
Затем горячий пар под высоким давлением проходит через второй теплообменник, называемый конденсатором. Здесь хладагент отдает тепло в систему отопления дома — водяную, например, радиаторы или теплые полы, или кондиционер.
Сброс тепла возвращает хладагент в жидкое состояние, которое затем проходит через устройство снижения давления (расширительный клапан), после чего цикл начинается заново.
Тепловые насосы могут использоваться в домах, офисах и на производстве. Их достоинством является высокая эффективность: на каждую единицу потребляемой энергии приходится около трех единиц тепла.
Работают ли тепловые насосы в холодном климате?
Это один из основных мифов о тепловых насосах. На самом деле в четырех странах с наибольшей долей тепловых насосов — Норвегии (60% домохозяйств), Швеции (43%), Финляндии (41%) и Эстонии (34%) — наблюдаются одни из самых холодных зим в Европе.
Даже при температуре -30°C тепловые насосы могут быть более эффективны, чем электрическое отопление.
Причина в том, что при отрицательных температурах, заставляющих нас дрожать, наружный воздух и вода все еще содержат энергию. Ключевым показателем здесь является "коэффициент полезного действия", который представляет собой количество тепла, которое может быть произведено на каждую единицу поступающей энергии.
В большинстве домов тепловые насосы имеют КПД три-четыре. С наступлением холодов их эффективность снижается, но исследования показывают, что тепловые насосы способны работать даже в сильные морозы.
Например, в Финляндии лабораторные испытания некоторых лидирующих на рынке тепловых насосов показали, что у двух моделей КПД выше двух при температуре -20°C. А при -30°C КПД превышает единицу, поэтому тепловые насосы всё еще могут обеспечивать тепло.
По данным другого исследования, в таких климатических условиях лучше использовать тепловые насосы с грунтовыми источниками, поскольку температура почвы не так резко меняется в разные сезоны и оборудованию не нужно тратить энергию на размораживание.
В одном из проектов, отмеченном наградой EPHA в Финляндии, геотермальная энергия сочетается с технологией тепловых насосов для создания передвижной системы, обеспечивающей электроэнергией строительные площадки. Система Geolo в городе Вантаа работает при температуре до -30°C и была использована для строительства средней школы и жилья.
Можно ли устанавливать тепловые насосы в старых зданиях?
РЕКЛАМАВ Европе установлено около 20 млн тепловых насосов, что позволяет избежать выброса 54 мегатонн CO2, что примерно соответствует годовому объему выбросов Греции.
Многие люди хотели бы установить у себя тепловые насосы, но не уверены, что эти устройства подходят для их домов.
Одно из опасений заключается в том, что они не будут работать в старых зданиях. Однако EPHA утверждает, что тепловые насосы подходят для любого типа домов, если существующая система отопления или охлаждения совместима с ними.
Финансируемый правительством проект в Великобритании показал, что они могут быть установлены в домах любого стиля и эпохи — от викторианских до зданий, построенных до Второй мировой войны, и многоквартирных домов 1960-х годов.
"Тепловые насосы, работающие на чистой возобновляемой энергии, станут ключевым способом обогрева домов в Великобритании в будущем, — заявил министр энергетики и экологически чистого роста лорд Калланан. — Этот опыт демонстрирует, что низкоуглеродные системы отопления являются эффективной альтернативой для домов всех типов и возрастов. По мере дальнейшего совершенствования технологий и снижения стоимости в течение следующего десятилетия они станут очевидным и доступным выбором для потребителей".
РЕКЛАМААббатство Бат в Англии показывает, что даже в самом величественном старинном здании можно найти место для теплового насоса. Но самым большим камнем преткновения для британцев, как правило, является не разрешение на проектирование, а стоимость.
По данным Energy Systems Catapult, на сегодняшний день большинство тепловых насосов в Великобритании устанавливаются в больших домах, не имеющих газовой сети, и устанавливают их хорошо обеспеченные люди, застройщики или социальные домовладельцы.
Обходятся ли тепловые насосы дороже, чем газовые котлы?
Несомненно, тепловые насосы в настоящее время являются непомерно дорогими для многих людей.
Покупка и установка теплового насоса с воздушным источником тепла обходится примерно в 10 тыс. фунтов стерлингов (11,5 тыс. евро). Средние первоначальные затраты примерно в два-четыре раза выше, чем у газовых котлов.
РЕКЛАМАЦена на электроэнергию также дороже цены на газ — в Великобритании примерно в три раза. К сожалению, это может свести на нет экономию от использования насоса, но все зависит от цен на электроэнергию в вашей стране, как показывает удобный калькулятор Международного энергетического агентства (МЭА).
МЭА утверждает, что тепловые насосы могут сэкономить деньги потребителям в долгосрочной перспективе, одновременно защищая их от ценовых потрясений. По данным отчета за 2022 год, экономия для домохозяйств в Европе составила около 840 евро.
"При соответствующей поддержке малоимущих домохозяйств, позволяющей им справиться с первоначальными затратами, тепловые насосы могут существенно решить проблему энергетической бедности", — добавляется в докладе.
Работают ли тепловые насосы только в домах с хорошей теплоизоляцией?
Существуют и другие сопутствующие расходы, связанные с использованием тепловых насосов. Поскольку производимая ими горячая вода имеет более низкую температуру, чем у газовых котлов, то плюсом являются радиаторы большего размера.
Двойное остекление и другие меры по улучшению теплоизоляции также помогут вашему дому удерживать больше тепла, но за все это приходится платить.
РЕКЛАМАОднако, по словам одного из экспертов, "для установки теплового насоса не обязательно проводить капитальный ремонт дома".
Марек Миара, пишущий в научном блоге Института солнечных энергетических систем Фраунгофера (ISE), добавляет, что чем меньше тепловые потери, тем эффективнее может работать тепловой насос. Поэтому меры по реконструкции, направленные на снижение потребности в тепловой энергии, действительно имеют смысл, как и в случае с любой другой системой отопления.
Шумят ли тепловые насосы?
Тепловые насосы с наземным источником тепла вообще не издают шума.
Воздушные тепловые насосы обычно состоят из наружного и внутреннего блоков. Последняя часть обычно имеет уровень шума от 18 до 30 децибел — примерно как шепот, по данным EHPA.
РЕКЛАМАБольшинство наружных блоков имеют уровень шума около 60 децибел, что сравнимо с обычным разговором или умеренным дождем.
"Помните также, что летом, когда вы находитесь в саду, тепловые насосы обычно не работают, поскольку обогрев не требуется", — говорит Ян Розеноу. Директор британской неправительственной организации Regulatory Assistance Project (RAP), занимающейся вопросами экологически чистой энергии, составил полезную подборку мифов о тепловых насосах, где можно найти больше фактов, которые помогут вам в выборе энергоресурсов.