<<< На главную <<<              <<< к тепловым насосам <<<

Тепловые насосы: находка в области энергоэффективности и возобновляемых источников энергии

Европейская политика устанавливает требования к экологическим безопасным технологиям, в которых используется возобновляемая энергия, в соответствии с Директивой об использовании возобновляемой энергии (RES), Европейской директивой по энергетическим характеристикам зданий (EPBD) и Директивой о требованиях к экологическому проектированию продукции (ErP). С момента публикации Директивы об использовании возобновляемой энергии (2009/28/ЕС|RUS Directive, парагр.2) тепловые насосы официально стали частью этого исследования. Директива признает технологии использования возобновляемых источников энергии из воздуха, воды и земли. Это признание не полностью отображает ситуацию на рынке, где до сих пор недооценены преимущества тепловых насосов и их вклад в снижение потребления энергии в секторе отопления и охлаждения.

Тройная выгода от тепловых насосов:
- тепловые насосы используют возобновляемую энергию из воздуха (аэротермальные), воды (гидротермальные) и земли (геотермальные);
- они снижают конечное и первичное энергопотребление;
- уменьшают выбросы парниковых газов (ПГ).

Как работает тепловой насос?
Тепловые насосы преобразовывают возобновляемую энергию из воздуха, земли и воды в полезное тепло. Они также используют отработанную энергию промышленных процессов и вытяжной воздух жилых домов. Система теплового насоса состоит из источника тепла, теплонасосного блока и распределительной системы, которая обеспечивает отопление/охлаждение здания. Теплоноситель переносит тепло от низкоэнергетического источника к более мощному потребителю энергии. Также требуется источник вспомогательной энергии – обычно электричество или газ – необходимый для работы компрессора и насоса.
Направление этого цикла можно поменять, то есть одна и та же установка может использоваться и для отопления, и для охлаждения. Таким образом, могут быть получены дополнительные экономические выгоды, если потребуется использование этих двух режимов работы. В режиме отопления, окружа-ющий воздух является источником тепла, а здание – теплопоглотителем (потребителем тепла). В режиме охлаждения, цикл обратный: здание охлаждается, используя окружающую среду как теплопоглотитель (рисунок 1).


Прикладные возможности применения технологии теплового насоса

Тепловые насосы обеспечивают отопление, охлаждение, а также горячее водоснабжение. Они могут давать, как только отопление, так и отопление с охлаждением. Также они могут предоставлять сочетание вышеупомянутых функций с ГВС (комби-блоки). И, наконец, они могут снабжать энергией как одиночные устройства или в объединении с другими технологиям, а также быть источниками энергии в гибридных системах. Следовательно, применение теплового насоса является решением для почти ста процентов потребностей рынка. Рынок обычно делится на 6 сегментов (малоэтажная и многоэтажные жилые дома, сооружения промышленного применения, рассматриваемые для новых и уже существующих зданий), которые находятся на различных этапах разработок. Технологии теплового насоса проще всего использовать в сегменте новостроек, так как они могут быть оптимизированы для эффективной работы теплового насоса. Потенциал использования тепловых насосов в этом секторе почти 100%, и именно в этом секторе технология достигла наибольшего распространения на рынке. В настоящее время, тепловые насосы являются стандартным устройством для применения в новых жилых домах и его все чаще используют в промышленности. Применение тепловых насосов в секторе модернизации вызывает большие проблемы: простая замена (например, газового котла на тепловой насос) скорее всего, приведет к неоптимальной системе. Чтобы этого избежать, потребуется провести энергетическую оптимизацию ограждающих конструкций здания. Развитие технологий также направлено на те тепловые насосы, которые смогут эффективно обеспечивать температуру в 65-90 градусов на выходе, что увеличит возможные области их эффективного применения.

Эффективность и потребление энергии

Новейший электрический тепловой насос может преобразовать одну единицу электроэнергии в 3-5 единиц тепла. Эффективность системы при этом зависит от эффективности самого устройства, качества установки и энергопотребления здания. Чем выше эффективность системы, тем ниже выбросы. Это также в значительной степени зависит от значений выбросов топливных смесей, использованных для производства электричества. Следовательно, тепловые насосы с электрическим приводом будут в выигрыше от будущих улучшений их эффективности и последствий снижения выбросов углерода в Европейском энергобалансе. Установленные и новые устройства будут получать выгоду от снижения энергопотребления и снижения выбросов парниковых газов. Вдобавок, на данном этапе работы эти тепловые насосы нетоксичны.

При использовании зеленой электроэнергии или тепловой энергии возобновляемых источников теплонасосные системы становятся 100% выбором для отопления и охлаждения в здании. В системах, где расходуемая энергия обеспечивается традиционными источниками (ископаемым топливом), используемая возобновляемая энергия является разностью между полным конечным энергопотреблением и количеством входящей вспомогательной энергии. Сравнение системы воздушного или грунтового теплового насоса, установленной в жилое здание, с газовым конденсационным котлом, показывает возможную экономию от 20% до 49% по первичной энергии, от 67% до 79% по потребленной энергии и от 49% до 68% по выбросам парниковых газов. Тепловые насосы используют от 65% до 78% возобновляемой энергии для удовлетворения их общего конечного потребления энергии.

Таблица 1. Сегменты рынка тепловых насосов
Новое строительство Модернизация
Малоэтажные дома Большая часть рынка в настоящее время находится в стадии развития Распространение этого сектора рынка (Франция, Швеция, Швейцария), повышается значимость установки устройств для ГВС в домашних условиях.
Многоэтажные жилые дома Рынок небольшой, находится в стадии развития Пройдены первые этапы развития
Не жилые дома (промышленное применение) Занимает небольшую долю всех проданных тепловых насосов. Доступно несколько демонстрационных проектов. Проекты охлаждения и отопления в настоящее время не разрабатываются. Повышения значения низких эксплуатационных затрат для потребителей. Специальное применение в канализационных системах, метрополитене и тоннелях.
Яндекс.Метрика