Источники альтернативного отопления: чем можно заменить газ?
Преимуществом электрических или газовых котлов считается простота обслуживания. Подключение к централизованным магистралям исключает проблемы доставки и хранения топлива, регулярного контроля топки. Остальные варианты отопления сопровождаются рядом проблем, которые необходимо решить на момент установки или запуска оборудования. Разберем наиболее популярные аналоги газа в России:
- Твердое топливо — уголь, дрова или топливные брикеты сжигаются для получения тепла. Из минусов твердотопливных котлов нужно выделить необходимость постоянного контроля и обслуживания печи, а также наличие сухого помещения для хранения топлива. Для дома 200 м2 проект твердотопливного отопления обойдется в 150 000 рублей за дровяной или угольный котел, или 400 000 — для сжигания топливных брикетов.
- Жидкое горючее — дизельные котлы. Для установки требуется отдельное пожаробезопасное помещение, цены на дизель постоянно растут. Для обогрева дома 200 м2 система под ключ обойдется в 400 000 рублей.
- Гелиосистема — подходит для установки в южных или центральных регионах страны, чаще всего используется как дополнительный источник тепла. Требует регулярного обслуживания фотоэлементов, сильно зависит от погоды. Стоимость проекта под ключ для дома 200 м2 начинается от 450 000 рублей.
- Ветрогенератор — высокоэффективный способ получить электричество, которое в дальнейшем можно использовать для отопления, ГВС и бытовых нужд. Установка системы обойдется в 500–600 000 рублей, однако эффективность ветрогенератора напрямую зависит от особенностей местности.
- Тепловой насос — экономный вариант отопления, который также может работать как система кондиционирования в летнее время. Установка теплового насоса позволяет получить большую степень автономности, чем при использовании других источников альтернативного отопления. СОР ТН не зависит от погодных или климатических факторов, оборудование может работать долгое время автономно. Цена проекта геотермального отопления под ключ составляет 600–700 000 рублей, воздушных ТН — 300–400 000.
Альтернативное отопление с помощью теплового насоса
Применение тепловых насосов для обогрева загородного дома — наиболее эффективное решение, позволяющие получить практически автономный источник тепла, не требующий постоянного обслуживания. Для теплового насоса необходима только электроэнергия, которая расходуется на работу циркуляционных насосов и компрессора ТН. При этом на каждый затраченный кВт/ч электричества, тепловой насос выдает до 4.5–5 кВт/ч полезного тепла, используемого для отопления здания и ГВС. Тепловые насосы работают по циклу Карно, где низкопотенциальное тепло из возобновляемого источника энергии преобразуется в полезное тепло для обогрева и ГВС. Принцип работы ТН основан на 2 адиабатных и 2 изотермических процессах, которые проходят в герметичных контурах. Отсутствие химических реакций или сжигания минерального топлива обеспечивает автономность системы и высокую пожаробезопасность. Тепловые насосы могут долгое время работать в автоматическом режиме, а обслуживание сводится только к ежегодной ревизии теплообменников и проверки компрессорного контура. Разберем популярные системы тепловых насосов и составим рейтинг наиболее эффективных решений.
Атмосферный «воздух–воздух»
Принцип работы ТН «воздух–воздух» заключается в использовании низкопотенциального тепла атмосферы. Сжатие компрессором приводит к выбросу тепловой энергии, которая аккумулируется конденсатором для подачи на систему отопления, затем отдавший тепло хладагент проходит через расширительный клапан и конденсируется. Охлажденный фреон поступает в испаритель и аккумулирует низкопотенциальное тепло воздуха, далее цикл повторяется. В качестве внешнего теплообменника выступает радиаторная пластина испарителя, на которую нагнетается воздух из атмосферы с помощью вентилятора. Система отопления теплового насоса представлена системой фанкойлов, рассеивающих тепло по периметру здания. Конструкция фанкойлов позволяет отдельно регулировать микроклимат для каждой комнаты, и обогревает здание более эффективно, чем инверторные кондиционеры.
| Преимущества | Недостатки |
| Принцип работы ТН позволяет быстро прогреть или охладить все комнаты здания. | Работа теплового насоса сопровождается незначительным шумом. |
| Компактность системы, возможность подключения цепи из нескольких фанкойлов. | Постоянная ротация и конвекция воздуха при работе ТН увеличивает количество пыли в помещении. |
| Простота установки, не требуется проведение земляных работ и организации сложной системы радиаторов или теплого пола. | При температуре воздуха ниже -10 градусов во внешнем контуре теплообменника увеличивается расход электроэнергии ТН. |
| Быстрая окупаемость ввиду небольшой стоимости оборудования. | ТН «воздух–воздух» не способны работать на обогрев воды для ГВС. |
Воздушный тепловой насос подходит для обогрева небольших зданий или нескольких неизолированных помещений проходного типа. Постоянная конвекция воздушных масс обеспечивает поддержание стабильной температуры и позволяет обогреть здания с высокими потолками. Цена теплового насоса класса «воздух–воздух» для обогрева здания общей площадью 120–150 м2 составляет 150–300 000 рублей. Рейтинг производителей:
- Raymer — модель на 5 кВт стоит от 110 000 рублей.
- MITSUBISHI — ТН мощностью 5.5 кВт обойдется в 210 000 рублей.
- AlterTeplo — от Х рублей за модель мощностью Х кВт.
Атмосферный «воздух–вода»
Принцип работы теплового насоса «воздух–вода» схож с предыдущим типом ТН. Для отопления используется низкопотенциальная энергия воздуха, которая направляется к компрессорному контуру для получения тепла. Аккумулированное конденсатором тепло распространяется по водяному контуру — на радиаторные батареи или теплый пол. Исключение фанкойлов и подключение водяного контура позволяет использовать ТН также для получения горячего водоснабжения.
|
Преимущества |
Недостатки |
| Для организации отопления не требуется проведение земляных работ. | Для моноблочных систем может потребоваться снос части стены. |
| Конструктивная простота ТН обеспечивает долгий срок службы и ремпригодность. | Не подходит в качестве основного источника тепла для больших помещений. |
| Возможность работы в бивалентном режиме или интеграции в другую систему отопления. | Существует риск заморозки теплоносителя в моноблочных ТН, требуется установка дополнительного буферного бака. |
| Низкая себестоимость оборудования, нет особых требований по размещению блоков ТН. | Для увеличения КПД системы в период заморозков может потребоваться дополнительный подогрев воздуха во внешнем контуре. |
Организация радиаторного отопления или системы теплый пол увеличивает стоимость проекта. Цены на тепловые насосы «воздух–вода», способных обогреть здание площадью 150 м2, следующие:
- Hiseer — моноблок на 10 кВт стоит 345 000 рублей.
- Meeting — моноблок на 8 кВт обойдется в 230 000 рублей.
- AlterTeplo — тепловой насос мощностью Х кВт стоит Х рублей.
Геотермальный «вода–вода»
Водяной тепловой насос работает за счет преобразования низкопотенциального тепла воды из открытого водоема или подземного горизонта. Особенностью ТН считается открытый контур испарителя, где в качестве теплоносителя используется вода, закачиваемая из водоема. Для эффективной работы теплового насоса забор воды должен производиться из водоема площадью не менее 200 м2 и глубиной от 2 м, который удален от дома не дальше, чем на 100 м. При этом расстояние от заборной и сливной скважины должно быть не менее 5 м. В случае установки контура в подземном водном горизонте, максимальная глубина скважины составляет 40–50 м, дебетовая и сливная скважины размещаются на разной глубине. При вертикальном способе монтажа расстояние между скважинами должно быть 20 м, для сокращения дистанции к водоему также предполагается возможность наклонного бурения.
| Преимущества | Недостатки |
| Стабильно высокий коэффициент производительности, позволяющий покрыть все до 100% нагрузки по отоплению, а также ГВС. | Размещение внешнего контура возможно только при наличии поблизости подходящего водоема. |
| Высокая эффективность ТН ускоряет срок окупаемость проекта, позволяет сэкономить на комплектующих для внешнего контура. | Для установки теплообменника в естественном водоеме может потребоваться разрешение у Росводнадзора. |
| Тепловой насос «вода-вода» может работать на охлаждение в пассивном режиме, без запуска компрессора. | В северных регионах необходима установка дополнительного буферного бака, предупреждающего замерзание воды в контуре. |
| Простота управления, отсутствие индустриальных шумов. | Для систем с открытым забором воды требуется установка системы фильтрации. |
Водяной ТН позволяет снять больший объем тепла, чем у систем с закрытым теплообменником. Однако открытый внешний контур усложняет обслуживание оборудования — для корректной работы системы необходимо контролировать уровень жесткости и химический состав воды. Также требуется установка фильтров и буферного бака, предупреждающего риск замерзания воды в системе. Цены на геотермальные тепловые насосы класса «вода–вода» представлены ниже:
- NIBE — модели мощностью 7 кВт начинаются от 575 000 рублей.
- Henk — насос 8 кВт обойдется 250 000 рублей.
- AlterTeplo — стартовая цена за модель Х кВт — Х рублей.
Геотермальный «земля–вода»
Система работает за счет преобразования низкопотенциальной энергии земли. Для эффективной работы системы достаточно получить перепад температуры в 5–6 градусов между внешним контуром и охлажденным хладагентом в теплоносителе. Получить такой результат можно в любом регионе на глубине непромерзания грунта — наличие геотермальных источников не требуется. Внешний контур теплообменника может размещаться горизонтально на глубине 0.8–2 м, либо вертикально в геологических зондах на глубине до 200 м. При наличии рядом подводного водного горизонта или открытого водоема, эффективность теплового насоса увеличивается. Основным отличием ТН «земля–вода» от «вода–вода» считается герметичная конструкция теплообменника испарителя — во внешний контур заправляется раствор воды с антифризом, в отличие от водяных ТН, забор воды не производится.
| Преимущества | Недостатки |
| Производительность ТН не зависит от сезонных колебаний температуры. | Установка ТН сопровождается объемным фронтом земляных и инженерных работ. |
| Срок службы геотермального ТН больше, чем у других источников альтернативного тепла. | Высокий порог входа увеличивает период окупаемости проекта до 6–10 лет. |
| Геотермальные ТН не требуют регулярного обслуживания, могут долго работать в автономном режиме. | При горизонтальном размещении теплообменника запрещается проведение хозяйственных работ на участке. |
| Тепловой насос «земля–вода» способен обогреть здание с любой площадью при правильном расчете мощности. | Геотермальный насос не способен работать на охлаждение в пассивном режиме. |
Цены на бюджетные тепловые насосы «земля–вода» для отопления дома 200 м2 следующие:
- NIBE — 6 кВт с блоком для ГВС от 550 000 рублей.
- Henk — 7 кВт без бойлера за 200 000 рублей.
- Waterkotte — реализуются только с блоком ГВС, модель на 8 кВт обойдется в 650 000 рублей.
- AlterTeplo — Х кВт с бойлером обойдется в Х рублей, без блока ГВС — Х.
Какой тепловой насос лучше?
Основные преимущества тепловых насосов — универсальность и многофункциональность. Установка теплового насоса позволяет получить источник энергии, независящий от сезонных изменений погоды и климата, готовая система не требует постоянного обслуживания и долго может работать в автономном режиме. При выборе теплового насоса необходимо провести расчет мощности системы отопления и реальных теплопотерь здания, затем рассчитать объем тепла, который можно получить, используя доступные источники природной энергии. Правильный расчет проекта позволяет ускорить окупаемость проекта альтернативного отопления и получить автономный источник тепла, полностью покрывающий энергозатраты на отопление и ГВС.
| Класс ТН | Для чего подходит? | Где установить? | Особенности |
| «воздух–воздух» | Обогрев или охлаждение, частичная вентиляция. | Небольшие или проходные жилые или технические помещения площадью до 100–150 м2. Может устанавливаться в пентхаусах. | Подходит для обогрева небольших помещений, за счет фанкойлов позволяет сформировать отдельный микроклимат для каждой комнаты. |
| «воздух–вода» | Обогрев или охлаждение, организация горячего водоснабжения. | Жилые или производственные здания площадью до 150–180 м2. | Не подходит, чтобы отапливать большие помещения, может интегрироваться с другими системами отопления. |
| «вода–вода» | Отопление, пассивное и активное кондиционирование, организация водоснабжения. | Жилые или промышленные помещения любой конфигурации и площади с доступом к водоему. | Высокоэффективный, размещается только при наличии рядом подходящего водоема. |
| «грунт–вода» | Отопление, ГВС, активное охлаждение. | Здания любой площади и конфигурации с собственным земельным участком. | Наиболее надежный, сопровождается сложными земляными и инженерными работами. |
Из всех представленных вариантов отапливать загородный дом площадью 80–150 м2 выгоднее за счет воздушных тепловых насосов, для зданий с большей площадью есть смысл рассмотреть установку геотермального насоса. Срок окупаемости воздушных ТН составляет 3–5 лет, геотермальные — 6–10 лет, ресурс оборудования превышает остальные варианты альтернативного отопления. Кроме того, использование других источников возобновляемой энергии для отопления сопровождается рядом недостатков, которых можно избежать при установке ТН.