Co je lepší: tepelné čerpadlo nebo plyn?

Víte, že v Moskevské oblasti jsou náklady na vytápění domu elektřinou, zkapalněným plynem nebo naftou přibližně stejné? A pokud nemáte přípojku na hlavní plyn, tak v tomto případě existuje jediná možnost, jak snížit provozní náklady – nainstalovat tepelné čerpadlo.

Pojďme se společně seznámit se zahraničními zkušenostmi z provozu tepelných čerpadel a spočítat si ekonomickou realizovatelnost konkrétního typu vytápění. Jdeme!

Takže se chystáte stavět nebo už máte venkovský dům. Je zcela zřejmé, že v chladném období bude potřeba topit. Uvažujme dům nacházející se v Moskevské oblasti (v jiných regionech mohou být náklady na energetické zdroje odlišné).

Jako zdroj tepelné energie si můžete vybrat:

• Topení kamny (dřevo, pelety)
• Hlavní plyn
• Elektřina
• Zkapalněný plyn (propan-butan) v plynové nádrži
• Motorová nafta

Máte-li moderní pohodlný domov, pak topení kamny okamžitě odpadá, protože bez lidské přítomnosti nemůže fungovat automaticky a je zdrojem škodlivých částic PM2.5. Aniž byste se dotkli takových problémů, jako je nebezpečí požáru a nízká účinnost. Vytápění kamny škrtneme.

S plynem ze sítě je vše jednoduché a složité zároveň. Jednak se jedná o nejlevnější zdroj tepelné energie a jednak má velmi vysoké náklady na připojení. V moskevské oblasti jsou náklady na připojení přibližně 500 000 rublů (část nákladů na připojení lze zahrnout do nákladů na místo).

Ale s elektřinou, zkapalněným plynem a motorovou naftou se objevuje zajímavější obrázek. Současné náklady na tyto nosiče energie jsou: elektrická energie stojí přibližně 3,9 rublů na 1 kWh, směs propan-butan stojí 23 rublů na 1 litr a nafta stojí 40 rublů na litr.

Spočítejme si výhřevnost těchto zdrojů tepla:

Směs propan-butan SPBT (Liquefied Hydrocarbon Gas LPG).
Měrné spalné teplo LPG je 45,2 MJ/kg nebo při hustotě 27 MJ/litr a při zohlednění účinnosti plynového kotle 90 % získáme při spalování 1 litru 24,3 MJ energie, nebo v konvenčnějších jednotkách – 6,75, XNUMX kWh/l.
Cena 1 litru LPG je 23 rublů.
Proto 1 kWh tepelné energie získané tímto způsobem bude stát: 3 rubly 40 kopecks.

Nafta
Měrné spalné teplo motorové nafty je 42 MJ/kg; nebo s přihlédnutím k hustotě 33,6 MJ/litr
Tito. 1 litr nafty uvolní 9,33 kWh energie nebo 8,397 kWh při zohlednění 90% účinnosti kotle.
Cena 1 litru nafty je 40 rublů.
Proto 1 kWh tepelné energie získané tímto způsobem bude stát: 4 rubly 28 kopecks.

elektřina
Účinnost jakéhokoli elektrického ohřívače se blíží 100 %.
Proto 1 kWh tepelné energie získané tímto způsobem bude stát: 3 rubly 90 kopecks.

Ve skutečnosti můžete zkusit najít naftu nebo směs propan-butan levněji, ale fyzikální zákony neoklamete. Levné palivo bude nekvalitní a výsledná účinnost bude mnohem nižší. Nakonec se stejně ukazuje, že náklady na tyto zdroje tepelné energie jsou přibližně stejné.

A pokud nevidíte rozdíl, proč platit více a komplikovat systém? Jediným argumentem pro instalaci držáku plynu nebo dieselového motoru je proto nedostatek přidělené elektrické energie. Což zase naznačuje, že buď máte hodně velký dům, nebo je špatně izolovaný.

Celkem jsme došli k závěru, že se vlastně vyplatí používat k vytápění buď hlavní plyn, nebo elektřinu. Spočítejme si výhřevnost:

hlavní plyn
Měrná výhřevnost (nižší) plynu G20 (zemní plyn) – 34,02 MJ/m³
Tito. Při spálení 1 m³ G20 uvolní 34,02 MJ nebo 9,45 kWh energie. Dejme tomu, že účinnost kotle je 92 %.
Cena 1 m³ hlavního plynu je 7 rublů.
Proto 1 kWh tepelné energie získané tímto způsobem bude stát: 80 kopejek.

To znamená, že můžeme konstatovat, že provozní náklady na vytápění hlavním plynem jsou 4,75krát nižší než na vytápění elektřinou. Dobrý argument ve prospěch hlavního plynu, pokud neberete v úvahu náklady na jeho připojení. Co ale dělat, když není hlavní přívod plynu??

Musíte použít tepelné čerpadlo! Celé tajemství spočívá v tom, že tepelné čerpadlo bude stát stejně jako instalace plynového zásobníku s plynovým kotlem nebo sudu na palivo s naftovým kotlem. Ale tepelné čerpadlo je schopno vyrobit v průměru 3x více tepelné energie, než spotřebuje elektrické energie. Jednoduše nainstalujete tepelné čerpadlo a hned začnete platit za vytápění 3x méně.

Proto 1 kWh tepelné energie získané z tepelného čerpadla bude stát: 1 rubl 30 kopecks.
A to je již srovnatelné s náklady na hlavní plyn!

Kdy použít tepelné čerpadlo?
• Chybí technická možnost připojení hlavního plynu
• Náklady na připojení plynu jsou příliš vysoké
• Existuje limit na přidělený elektrický výkon
• Velké tepelné ztráty (budova má nedostatečnou izolaci)

Překvapivě, ale pravdivě: čím hůře je dům zateplen, tím výhodnější je použití tepelného čerpadla.

Existuje pouze jedno omezení pro použití tepelného čerpadla – velmi nízké náklady na elektrickou energii, méně než 1,5 rublů/kWh. Při tak nízkých nákladech na elektrickou energii nemá ekonomický smysl instalovat tepelné čerpadlo, protože můžete jednoduše použít přímotop elektřinou.

Už jsem vám několikrát řekl, jak tepelné čerpadlo funguje, takže to nebudu opakovat. Stručně řečeno, tepelné čerpadlo přenáší tepelnou energii z nekvalitního zdroje tepelné energie do topného systému. Náklady na energii jdou pouze na provoz kompresoru, který stlačuje chladivo v systému. Užitný výkon tepelného motoru se tedy v plném souladu se zákony termodynamiky skládá z energie vynaložené na kompresní práci a z přenesené energie. To znamená, že užitečná produktivita je vždy větší než 1. Zdrojem nízkopotenciální energie může být: půda, voda, vzduch.

Mnoho lidí si tepelné čerpadlo představuje jako složité a drahé zařízení zakopané v zemi. Ve skutečnosti je tepelným čerpadlem i běžná domácí lednička. V chladničce se tepelná energie odebírá z vnitřního objemu a přenáší se na zadní stěnu.

Typy tepelných čerpadel

„Voda (půda, nádrž) – voda“

Takové systémy se vyznačují velmi vysokými kapitálovými náklady (často převyšujícími náklady na připojení hlavního plynu, pokud je to možné). Pokud jako zdroj tepelné energie využijete zásobárnu tekoucí vody, můžete získat prakticky neomezené množství tepelné energie. Pokud je však zdrojem tepla půda, může po několika topných sezónách zamrznout (je vyžadován přesný výpočet tepelného výkonu systému).

„Vzduch-voda“ и „vzduch-vzduch“
Takové systémy se vyznačují nízkými kapitálovými náklady a to je jejich hlavní výhoda. Jako zdroj tepelné energie využívají pouliční vzduch, jehož objem není omezen. Jediným omezením těchto systémů jsou velmi nízké okolní teploty: pod –30°C (pro provoz v takových podmínkách je nutná instalace přídavného elektrického ohřívače).

Podívejme se blíže na tyto systémy:

Tepelné čerpadlo vzduch-vzduch

Výhody:
Vytápění v zimě
Chlazení v létě
(Pokud je třeba)
· Kombinace s přívodem a odvodem ventilace
· Nízká cena zařízení

Nevýhody:
· Nemůžete ohřívat vodu

Tepelné čerpadlo vzduch-voda

Výhody:
Vytápění v zimě
· Ohřev vody pro domácí potřebu
Možnost vytvoření hybridního systému vytápění
(připojení alternativních zdrojů tepelné energie)

Nevýhody:
· Přívodní a odsávací ventilace bude samostatným systémem
· Funkce chlazení vyžaduje instalaci fancoilů
· Vysoké náklady na vybavení

Tepelná čerpadla vzduch-vzduch jsou tak cenově nejdostupnějším topným zařízením ze všech existujících typů tepelných čerpadel. Průměrná doba návratnosti tepelného čerpadla vzduch-vzduch v moskevské oblasti je od 3 do 6 let (záleží na velikosti tepelných ztrát v domě – čím větší dům, tím rychleji se tepelné čerpadlo vyplatí).

Tepelná čerpadla v Evropě
Je děsivé pomyslet, ale v roce 2018 bylo v Evropě instalováno 1,3 milionu tepelných čerpadel. Prvních pět zemí vypadá takto: Francie (275 tisíc), Itálie (200 tisíc), Španělsko (120 tisíc), Švédsko (108 tisíc), Norsko (101 tisíc). Celkem je aktuálně v provozu téměř 12 milionů tepelných čerpadel. Jen se zamyslete nad tímto číslem – 12 milionů tepelných čerpadel.

Zpráva EHPA (Evropská asociace tepelných čerpadel) za rok 2018:

Distribuce prodeje podle typu tepelného čerpadla:
„Voda-voda“ – 99 389 ks.
„vzduch-vzduch“ – 596 049 ks.
„Vzduch-voda“ – 547 277 ks.

Vezměte prosím na vědomí, že vzduchová tepelná čerpadla tvoří více než 90 % všech tepelných čerpadel prodaných v roce 2018!

Tepelná čerpadla ve Švédsku a Norsku

Věnujme zvláštní pozornost využití tepelných čerpadel ve skandinávských zemích.
Zdroj: Severský přístup ke strategii EU pro vytápění a chlazení (Jenni Patronen, Eeva Kaura a Cathrine Torvestad).

Dnes je ve Švédsku instalováno více než 1 milion tepelných čerpadel, většinou v rodinných domech. Tepelná čerpadla ve velké míře nahradila přímotopné elektrické vytápění, elektrické a naftové kotle, do určité míry dřevo a pelety a ve velmi omezené míře i ústřední vytápění.

Švédsko je pro nás zajímavé tím, že podnebí je velmi podobné moskevské oblasti. Mimochodem, jaké je klima v Moskevské oblasti Stavební klimatologie SP 131.13330.2012 (Aktualizovaná verze SNiP 23-01-99) a SP 50.13330.2012 Tepelná ochrana budov (Aktualizované vydání SNiP 23-02-2003):

Kashira (moskevská oblast)
Teplota chladné pětidenní periody s pravděpodobností 0.92 -27 ̊С
Délka topného období je 212 dní
Průměrná teplota vzduchu během topného období -3.4 ̊С
Provozní podmínky místnosti B
Počet denostupňů topného období (DHD) 4960.8 °C den

Klima moskevského regionu umožňuje efektivní využití vzduchových tepelných čerpadel. Výkonový koeficient (COP) vzduchových tepelných čerpadel se pohybuje od 2 do 4 v závislosti na okolní teplotě. A při průměrné teplotě vzduchu v topném období -3,4 ̊C bude tepelné čerpadlo 3x levnější než přímé vytápění elektřinou, naftou nebo zkapalněným plynem.

Porovnejme ekonomické výhody použití tepelného čerpadla s jinými zdroji tepelné energie:

Příklady domů vytápěných tepelnými čerpadly v Moskevské oblasti

Můj vlastní jednopodlažní dům z pórobetonu o rozloze 72 m². Postaveno v roce 2012. Není zde hlavní plyn a je zde limit na elektrický výkon (1 fáze 5 kW).

Náklady na vybavení: 150 000 rublů
Roční úspory: 35 000 rublů

Dvoupatrový rámový dům od Ivana Konstantinova o rozloze 230 m². Postaveno v roce 2016. Není zde hlavní plyn a velmi velká plocha domu pro vytápění elektřinou (s přihlédnutím k připojení 3 fází o celkovém výkonu 15 kW).

Náklady na vybavení: 230 000 rublů
Roční úspory: 72 000 rublů

Ověřeno praxí
Vzduchová tepelná čerpadla jsou nejúčinnějším způsobem vytápění bez přívodu plynu. A čím dražší elektrická energie je, tím výhodnější je použití tepelného čerpadla.

Letos jsme s Ivanem začali pracovat na systémech vytápění na bázi vzduchových tepelných čerpadel a systémů přívodního a odtahového větrání s rekuperací tepla na klíč. Pracujeme hlavně se systémy vzduch-vzduch, protože. takové systémy jsou dostupnější a ekonomicky proveditelné než systémy vzduch-voda.

Příklad takového systému lze vidět zde. Náklady na topný systém založený na tepelném čerpadle a přívodní a odsávací ventilaci s rekuperátorem pro jednopodlažní pórobetonový dům na klíč o rozloze 116 m² v tomto konkrétním domě činily 725 tisíc rublů.

Máte nějaké dotazy? Zeptejte se jich v komentářích!

A nezapomeňte se přihlásit k odběru mého blogu, ať vám neuniknou nové články!