Водоснабжение

Тепловые насосы

Затраты на отопление зданий в 6–8 раз меньше чем для обычных электрических и газовых нагревателей, а при нынешних ценах на газ, надо пользоваться случаем, что:

у Вас под боком водяные скважины!

Используйте работающие и неработающие скважины для нагрева воды и отопления за счет тепла грунта и грунтовых вод.

Каждые 10-20 погонных метров работающих и неработающих скважин, кроме питьевой воды дополнительно дает дармовой 1-2 киловатт тепловой энергии на отопление зданий и горячее водоснабжение!

При этом скважины без помех будут эксплуатироваться для подъема воды.

Если скважин нет, то мы установим не менее эффективный подземный радиатор (горизонтальный или вертикальный коллектор) даже на небольшом участке.

Геотермальные тепловые насосы эффективно дополнят вашу систему отопления и горячего водоснабжения. При правильном подходе затраты на их установку окупятся за один отопительный сезон.

Если вы любите комфорт, то геотермальные тепловые насосы дополняются фанкойлами (тепловыми вентиляторами) и летом могут также дешево охлаждать, как зимой нагревать помещения, превратившись в климатическую систему в вашем доме, офисе.

Принцип действия и характеристики тепловых насосов

Тепловым насосом называется машина, которая поглощает теплоту из окружающей среды (воздух, грунтовые воды, нагретые продукты техпроцессов, сбросные воды, водоемы и т.п.) и передает ее в систему теплоснабжения потребителей в виде нагретой воды или воздуха.

Использование тепловых насосов для отопления, горячего водоснабжения и т.п. представляет собой способ, альтернативный другим способам, таким как сжигание органического топлива, центральное паровое или водяное отопление, электрообогрев и др.

Характерной особенностью теплового насоса является то, что при подводе к тепловому насосу, например, 1 кВт электроэнергии, в зависимости от режима работы насоса и условий эксплуатации возможно получение до 2-6 кВт тепловой энергии. Эффективность теплового насоса характеризует его коэффициент преобразования, представляющий собой отношение тепла в кВт, полученного в тепловом насосе к затратам мощности на привод теплового насоса. Этот коэффициент, например, для геотермального теплового насоса равен от 3,8 до 6,0. Линейка тепловых насосов представлена тепловыми насосами, с номинальной теплопроизводительностью от 6кВт до 200 кВт.

Геотермальные тепловые насосы (ГТН)

Геотермальный Тепловой Насос использует тепло грунта и грунтовых вод — это одна из наиболее эффективных систем для обогревания и охлаждения помещений, которая есть на рынке. Её тепловая эффективность на 50-70% выше других систем теплоснабжения, а охлаждающая способность на 20-40% выше любых существующих на рынке систем воздушного кондиционирования. Всё это напрямую переводится в экономию оплаты счетов за потребление энергии.

Большая часть ГТН располагается под землёй. В качестве подземного теплообменника могут использоваться горизонтальные коллектора и вертикальные коллектора — тепловые зонды (специальные недорогие скважины), а также существующие старые (неэксплуатируемые) скважины, действующие водоподъемные или дренажные скважины, траншеи.

Внутри дома ГТН занимает примерно такое же пространство, как обычные теплонагревательные приборы или системы воздушного кондиционирования.

ГТН может быть комбинированной машиной, позволяющей обогревать и охлаждать помещение и одновременно производить обогрев воды. Вы можете переходить с одного режима ГТН на другой простым переключением термостата. Используя функцию ГТН для производства горячей воды, вы сможете сэкономить до 50% ваших платежей за потребление горячей воды. Функция производства горячей воды может быть стандартной или дополнительной в зависимости от типа ГТН.В течение лета, когда ГТН работает в режиме охлаждения, ваша горячая вода производится бесплатно, как вспомогательный продукт при кондиционировании воздуха.

ГТНы могут быть легко добавлены к существующей отопительной системе, в данном случае это будет двойная отопительная система. Двойные отопительные системы используют ГТН как основной источник теплоснабжения, а печь (котёл), работающие на топливе или электричестве, как дополнительный источник отопления (пиковый нагреватель) в период сильных холодов.

Геотермальные тепловые насосы прочны и надёжны и имеют длительный 25-летний срок службы. Они имеют мало механических частей, и все эти части либо находятся под землёй, либо внутри дома, и это защищает их от наружного воздействия. Трубы теплообменника теплового насоса, расположенные в земле, имеют гарантийный период 50 лет.

Геотермальные тепловые насосы для жилых зданий работают совсем бесшумно, обеспечивая приятную, тихую внутреннюю среду в помещениях, не имеют шумных вентиляторов, которые могут вас беспокоить как внутри, так и снаружи вашего дома.

Большие и малые Геотермальные Тепловые насосы выпускаются согласно ТУ У 29.1-35182513-001:2008 и предназначены для круглосуточного подогрева теплоносителя в системах отопления и горячего водоснабжения жилых, производственных, спортивных сооружений, теплиц, зимних садов и других помещений.

Выбор оборудования и монтаж ГТН

В качестве базовых моделей тепловых насосов для VIP коттеджей и зданий повышенной комфортности мы предлагаем новые малошумные агрегаты фирмы DAIKIN (VRV — модель 2008 г.) производительностью10-31 кВт по теплу и холоду стоимостью 7-14 тыс. евро.

Для промышленных, административных зданий и жилых домов мы предлагаем отечественные агрегаты эконом класса производства ОАО РЕФМА, типа НКТ с диапазоном мощностей 10-50 кВт и более, по теплу и стоимостью 45-100 тыс. грн.

ГТНы обычно выбираются по типоразмеру для того, чтоб удовлетворить все ваши потребности по охлаждению, воздушному кондиционированию помещения. В зависимости от нужд теплоснабжения ГТНы обычно поставляют 80-100% тепловой нагрузки.

Наше предприятие предоставит вам расчёты тепловой и охлаждающей нагрузки для вашего здания в качестве руководства для правильного выбора оборудования.

Возможный комплект оборудования:

1. Тепловой насос "вода-вода", "грунт-вода".
2. Внешний подземный коллектор с тепловыми зондами для снятия геотермального тепла из грунта.
3. Пиковый нагреватель (догреватель) электрический или газовый.
4. Бак-аккумулятор — буферная емкость, располагается между тепловым насосом и системой отопления. Ввиду наличия буферной емкости тепловому насосу нет необходимости часто включаться.
5. Бойлер косвенного нагрева (термос с горячей водой 60°C) — накапливается вода для системы горячего водоснабжения. Программа работы теплового насоса настроена таким образом, что нагрев горячей воды производится ночью, когда снижено энергопотребление отопительной системы. В случае большого разбора горячей воды тепловой насос догревает ее также и днем.
6. Насосное оборудование — гидроблоки.
7. Система трубопроводов, автоматика.

Работы:

1. Бурение тепловых зондов — недорогих скважин в расчетном количестве для получения общего метража.
2. Укладка теплообменников в скважины.
3. Обустройство горизонтального коллектора и ревизионных колодцев.
4. Подключение тепловых зондов через коллектор к тепловому насосу.
5. Установка теплового насоса и буферных емкостей.
6. Обвязка котельной и установка датчиков.
7. Пусконаладочные работы.

В качестве источников тепла кроме тепловых зондов мы предлагаем использовать старые неработающие скважины или эксплуатируемые водяные скважины с насосами, различные траншеи. Это позволяет экономить значительные средства (до 50%) на бурение.

Траншеи располагаются на расстоянии 1,0-2,5 метров друг от друга, скважины на расстоянии 5-10 метров.

Экономика геотермальных тепловых насосов

Первоначальные инвестиции на ГТН не намного больше по сравнению с обычными системами теплоснабжения. Однако, когда вы рассматриваете эксплуатационные расходы геотермального отопления, охлаждения или горячего водоснабжения, существенная экономия энергии за счёт использования ГТНа быстро смещает баланс первоначальных затрат при покупке в свою пользу. ГТНы экономят ваши деньги как при эксплуатации, так и при техническом обслуживании. Ваши инвестиции в ГТН могут быть возмещены за 1-3 года или даже меньше. Используя ГТН, вы существенно снижаете свои расходы на отопление или охлаждение зданий, на горячее водоснабжение, и тем самым получаете значительную экономию своих финасовых средств.

Стоимость геотермальной климатической системы

Любая климатическая система состоит из некоторого комплекта оборудования. Состав оборудования определяется задачами, которые должна выполнять в здании климатсистема (отопление, охлаждение, горячее водоснабжение, осушение, рекуперация тепла вентиляции), и доступными энергоресурсами (магистральный газ, электроэнергия, жидкое топливо и прочих). Например, в здании необходимо обеспечить отопление, горячую бытовую воду, кондиционирование, используя энергоресурсы:

• магистральный газ и электроэнергию: система будет состоять из газопровода, газового двухконтурного котла, электрических климат-систем;
• электроэнергию: система будет состоять из мощной линии электропередачи, электрокотла, бойлера и бака-аккумулятора горячей воды, электрических климат-систем;
• геотермальное тепло и электроэнергию: система будет состоять из внешнего подземного коллектора, геотермального теплонасоса, бойлера и бака-аккумулятора горячей воды, фэнкойлов;
• жидкое топливо и электроэнергию: система будет состоять из вкопанных цистерн с топливом, двухконтурного котла, электрических климат-систем.

Во всех перечисленных случаях необходимы также радиаторы и/или полы/стены с подогревом и/или охлаждением, фэнкойлы. Сравним ориентировочные капиталовложения в системы для, например, здания повышенной комфортности площадью 500 м2. Очевидно, что указанные величины будут различными в каждом конкретном случае, например: проект газопровода может стоить и 1000 грн, и $10000, газопровод может быть длинной и 10 метров, и 500 метров, и т.д.

Стоимость оборудования, грн.	Магистра­льный газ и электро­энергия	Электро­отопление	Геотермальное тепло и электро­энергия	Жидкое топливо и электроэнергия
Газопровод длиной 250 м или внешняя кабельная линия + КТП 6/0,4 63 кВт, включая проект	50000	100000	-	-
Двухконтурный котел с автоматикой	25000	-	-	25000
Электрические конди-ционеры или Сплит-системы	50000	50000	-	50000
Фанкойлы	-	-	15000	-
Электрокотел или нагреватель	-	10000	2000	-
Бойлер и бак-аккумулятор горячей воды 500 литров	-	8000	12000	-
Внешний, подземный коллектор для геотермаль-ного теплонасоса	-	-	100000	-
Геотермальный тепловой насос	-	-	70000	-
Цистерны с топливом	-	-	-	20000
Радиаторы с монтажом	65000	65000	-	65000
Водяные теплые / холодные полы и/или стены	-	-	100000	-
Утепление / звукоизоляция полов, стяжка	50000	50000	учтено в теплых полах	50000
Котельная, включая дымоходы	30000	15000	15000	30000
Всего	270000	298000	314000	190000

Как видно из приведенных ориентировочных расчетов, на геотермальную климатическую систему необходимо немного больше капитальных затрат, чем у аналогичных систем. Разница составляет около 15%.

Экономическая эффективность и срок окупаемости геотермальной климатической системы

Для определения срока окупаемости геотермальной климатической системы относительно других систем необходимо учитывать стоимости энергоресурсов в ближайшие годы, а также амортизацию основного оборудования. Учитывая резкое повышения стоимости энергоресурсов в Украине, примем сегодняшние стоимости энергоресурсов:

• газ — $250 (190 евро) за 1000 м3 — сегоднящняя цена газа для больших частных домов;
• электроэнергия — 0,35 грн/кВтч — сегодняшняя цена для частных домовладений;
• жидкое топливо (солярка) — 5 грн/литр  — сегодняшняя цена с доставкой.

Ориентировочные эксплуатационные и амортизационные расходы за год в евро для здания площадью 500 м2 с бассейном 30 м3 (такому дому в год ориентировочно необходимо 110000 кВтчас тепла и 70000 кВтчас холода):

Стоимость оборудования, грн	Магистраль­ный газ и электро­энергия	Электро­отопление	Гео­термальное тепло и электро­энергия	Жидкое топливо и электро­энергия
Стоимость в год газа, электроэнергии и жидкого топлива, грн	59000	63000	18000	90000
Амортизация в год двухконтурного котла (стальной, срок службы 15 лет)	1670	-	-	1670
Амортизация электрических кондиционеров или Сплит-систем (срок службы 10 лет)	5000	5000	-	5000
Амортизация фанкойлов (срок службы 10 лет)	-	-	1500	-
Амортизация электрокотла или нагревателя (срок службы 10 лет)	-	1000	200	-
Амортизация бойлера и бака-аккумулятора горячей воды (срок службы 5 и 50 лет, соответственно)	-	400	100	-
Амортизация внешнего коллектора теплонасоса (срок службы 50 лет)	-	-	2000	-
Амортизация геотермального теплонасоса (срок службы 25 лет)	-	-	2800	-
Амортизация цистерн с топливом (срок службы 25 лет)	-	-	-	800
Амортизация радиаторов (срок службы 25 лет)	2600	2600	-	2600
Амортизация водяных теплых / холодных полов и стен (срок службы 50 лет)	-	-	2000	-
Работы по доставке топлива, чистке и наладке оборудования, чистке фильтров, заправке фреоном и т.д.	2000	1000	200	3000
Всего эксплуатация и амортизация, грн в год	70270	73000	26800	103070

Срок окупаемости геотермальной климатической системы в рассмотренной комплектации около 1 года по сравнению с аналогичными системами. Через год и далее хозяин геотермальной климатической системы каждый год сэкономит несколько тысяч евро.

Однако, в первую очередь, срок окупаемости зависит от стоимости газа и жидкого топлива через несколько лет. Очевидно, что эти энергоресурсы будут постоянно дорожать. Рост цен на электроэнергию (~10% в год) для Украины не столь значителен из-за избытка мощностей АЭС.

Плюсом эксплуатации геотермальных климатических систем, является сниженный по сравнению с другими потребителями тариф на электроэнергию, как для домов с электрическим отоплением.

Также у геотермальной климатической системы есть преимущества, которые можно косвенно выразить деньгами — пожаробезопасность, взрывобезопасность, санитарная и экологическая безопасность, сохранение внешнего вида зданий и другие.