Про тепловой насос⁠⁠

Раз уж такое дело, то придется дальше продолжать развлекать все увеличивающуюся аудиторию читателей своими рассказами. Вкратце поделюсь планами. Хочу написать о

- Велосипедах

- Автомобилях

- Здравоохранении

- Образовании

- Физкультуре и спорте

- Отпусках

- Солнечных панелях.

Дайте знать, какие посты вы бы хотели увидеть первыми.

А сегодня у меня будет пост по заказу читателей: о тепловых насосах.

Изначально наш дом отапливался обычным газовым котлом. В Нидерландах это самый распространенный вид отопления. Более 90% домов так и отапливаются.

В 2019 один мой хороший знакомый - большой любитель пристроить дома какую-нибудь замороченную систему энергоснабжения, поставил себе тепловой насос (воздух-вода) и тут же начал всех склонять в свою теплонасосную веру. Прям как ксендзы Козлевича. Я довольно быстро на это повелся. Причин на то было несколько: во первых - газ не дешев и имеет тенденцию к быстрому удорожанию (в том чисдле по политическим причинам). Во-вторых, в 2020 ударил Ковид, поездка в отпуск в Испанию накрылась медным тазом, что высвободило время и некоторые средства. В третьих, этот мой хороший знакомый уже прошел путь перевода отопления имеющегося дома на тепловой насос и показал, что это вполне возможно сделать, что минимизировало риски. Ну и в четвертых - интересный проект, которым хотелось заняться чтобы размять мозг и тело. Не стоит забывать и о том, что правительство предлагало хорошую субсидию, чем увеличивало привлекательность проекта.

Что такое теплонасос? Вот его принцип работы

Это как-бы кондиционер наоборот: он охлаждает улицу и нагревает дом. Или что то же самое — холодильник в котором наружная часть — это ваш дом, а внутренняя — это улица.

В таком деле все нужно начинать с расчетов. Так же как и с установкой солнечных панелей (смастерю отдельный пост на эту тему, т.к. они у меня тоже есть).

У нас дома стоят электронные счетчики газа и электричества, которые передают данные поставщику через мобильную связь. Поставщик позволяет считывать эти данные. В прошлом году я установил специальную приблуду которая мне считывает данные по месту и пишет их на карту памяти, так что я могу знать расход электроэнергии с разрешениев в 30 сек и газа в 5 минут. Раньше у меня были только данные за день от поставщика.

Итак, я взял данные по расходу газа за большую часть года (покрывающую весь отопительный период и еще немного). Прикинул сколько уходит в среднем в день если мы не топим, т.е. летом. Вышло где-то 1.5-2 куба. Это на нагрев воды (душ каждый день для четверых) и приготовление еды. Эту величину я вычел из потребления в период отопления и получил расход газа чисто на отопление.

С сайта Нидерландского Королевского Метеорологического Института скачал данные по среднедневной температуре в нашем городе за тот же период. Получился вот такой график: расход газа и температура снаружи.

Как видите, в те дни, когда температура опускалась к нулю, мы тратили порядка 10-12 кубов газа в день на отопление. Учитывая, что нидерландский газ несет в себе чуть меньше 10кВтч энергии, это эквивалентно 100 кВтч в день. Вот здесь в киловатт-часах.

Дальше берем характеристику выбранного теплового насоса: сколько Ватт он потребляет электричества и сколько выдает тепла в зависимости от наружной температуры воздуха. Я пошел простым путем и взял такой, как установил себе мой приятель. Этот насос, когда на улице не очень холодно (скажем градусов 10-12) выдает 5 киловатт тепла потребляя 1 киловатт электрической энергии - фактор 5. Когда на улице холодно, то эффективность падает где-то до 3 - когда ниже нуля. Эта зависимость прописывается в паспортных данных аппарата.

Таким образом, зная зависимость эффективности теплового насоса от наружной температуры, я могу вычислить сколько он потребил бы электроэнергии каждый день за отопительный период 2019-2020. Вот что получается.

Теперь я беру стоимость куба газа и киловатт-часа электроэнергии и перевожу все в деньги. Получается, что я за год сэкономил бы порядка 500 евро: газ обошелся в 1300 евро (по 80 центов за кубометр), а электричество на тепловой насос в 590 (по 21 цента за киловатт-час). Здесь я учел еще, что в холодные дни нужно подтапливать газом - 200 евро в год, т.к. выбранная модель теплового насоса не справится (максимальная мощность 5 кВ, что утром, когда  совсем холодно недостаточно для поддержания температуры в доме). Итак - выигрыш 500 евро в год, что в принципе интересно.  Это все по ценам 20-го года. Сейчас все нужно умножать на 2.

Почему же я не взял более мощный теплонасос? Дело в том, что в здешнем клтимате больше дней, когда не так уж и холодно и мощный тепловой насос в такие дни, во первых, не нужен (а стоит он заметно дороже), а во-вторых, он не умеет модулировать энергию сильно вниз, а значит будет постоянно включаться и выключаться, что не очень хорошо отражается на его здоровье.

Теперь нужно понять во сколько же обойдется установка, чтобы решить есть ли смысл городить весь этот огород.

Но сначала нужно сделать еще один расчет. Т.к. тепловой насос предполагает низкотемпературное отопление (вода в системе отопления должна быть градусов 30-35), то нужно понять хватит ли моих батарей чтобы нагреть дом такой не очень горячей водой.  Идеально было бы иметь теплый пол, тогда бы не было никаких проблем, но увы, у меня батареи. Для этого тот самый мой товарищ надыбал где-то табличку по пересчету мощности стандартных батарей в зависимости от температуры теплоносителя (воды). Я взял эту табличку и посчитал свои радиаторы. Конечно же, они оказались недостаточно мощными. Дом рассчитан на отопление довольно горячей водой (хотя наш газовый котел конденсационного типа и тоже наиболее эффективно работает при низкой температуре воды — об этом напишу как-нибудь отдельно). Получается что и батареи нужно менять. Я посчитал и получилось что если поменять все мои одинарные батареи на двойные - то должно как раз хватить мощности для низкотемпературного отопления. В общем - нужно таки менять батареи!

Дальше я пригласил нескольких установщиков тепловых насосов, чтобы они посмотрели и сказали сколько будет стоить мне поставить и подключить сам аппарат.  Мне идеально подошла бы сплит-система: наружный модуль как у кондиционера и внутренний модуль с теплообменником, который можно повесить рядом с газовым котлом и подключить в систему параллельно. В нашем доме это все довольно удобно все можно было бы  повесить и проложить все коммуникации. Вот такой

Но, вот здесь оказалось, что голландские установщики весьма жадные и задешево ничего делать не будут. Они дерут три шкуры за сам аппарат (который они вам как-бы сами продают) и за установку. В общем, за подключение такой системы под ключ запросили порядка 5000 евро - это уже после субсидии. Получается срок окупаемости 10 лет, что близко к сроку службы самого аппарата и вообще как-то мало привлекательно.

Тогда я обратился к своему товарищу, который сам все делал и он убедил меня что если взять моноблок (это где испаритель, конденсатор, теплообменник, насос,  водяной насос и все прочее в одном ящике) купить аппарат в Германии (где они почему-то значительно дешевле) и установить самостоятельно, то получится нормально. В общем - я решился на самостоятельную установку.

Главное придумать куда его пристроить и как ввести в дом трубы с водой и электрокабели. Мы с женой поразмышляли (спасибо супруге за участие!) и пришли к выводу, что это вполне возможно осуществить если поставить аппарат возле стены у входа в дом, там, где мы машину паркуем. Места там более-менее хватает. А трубы и кабели можно ввести через подвал и подключиться как-раз удобно в том месте где у меня идет разводка труб на первый этаж (под лестницей).  Более того, в фундаменте обнаружилось резервное отверстие там, где все коммуникации входят в дом (газ, электричество и прочее), через которое можно трубы и положить. В общем, все вроде-бы должно получится. На все эти раздумья я потратил начало лета 2020.

Пора было браться за дело.

Съездил в Германию и купил там вот такой аппарат.

Это уже несколько устаревшая модель, поэтому на него была неплохая скидка. Обошелся он мне в 2450 евро. Еще я там же купил к нему демпфирующие подставки за 140 евро.

Заказал в интернете комплект батарей на весь дом. Вместе с разными фитингами и трубами они обошлись в 1200 евро.

Выкопал траншею в том месте где в дом входят все коммуникации и проложил трубы под землей. Вот как это выглядело (глубина траншеи где-то 80 см).

Потом установил сам аппарат.

Для подключение к системе отопления я вызвал специалиста. Это необходимо было в любом случае, т.к. без его бумаги мне бы не дали субсидию на тепловой насос. Ну и, честно говоря, там сложновато было врезать трубы, а у него рука уже набита, есть необходимые инструменты и сделал он все замечательно. Вот смотрите.

За работу специалиста-сантехника заплатил 460 евро (сюда вошло еще подключение двух батарей - там нужно было трубы подогнуть хитрым образом а у меня трубогиб не очень).

Поменял батареи в доме. Та еще морока, т.к. новые не повесишь на старые кронштейны. Кроме того, т.к. они толще (двойные же), пришлось морочить голову с подключением (гнуть трубы хитрым образом). Но справился.

Электрические кабели ввел через подвал к распределительному щитку. Там установил  дополнительную группу (электрика вызвал). Сам тепловой насос я повесил на ту же группу, на которой висит газовый котел. Они никогда не работают одновременно, так что это вполне оправдано. Отдельная группа нужна была на 3кВт-ный нагреватель, который стоит в теплонасосе и включается если на испарителе намерз лед.снег (это происходит когда на улице сыро и холодно, скажем 0-+3). Вот как выглядит обмерзший испаритель теплонасоса

Еще с теплонасоса идет кабель пульта управления. Он же термостат. Его я повесил на место старого термостата газового котла и подключил к нему и газовый котел тоже. Теперь этот термостат, который шел в комплекте с тепловым насосом, включает или теплонасос или газовый котел в зависимости от  температуры за бортом. Это его стандартная функция -так называемый бимодальный режим.

Скажу пару слов о настройке системы. Там буквально несколько параметров, основным из которых является зависимость температуры воды в батареях от наружной температуры воздуха. Она линейна, т.е. вы вводите две координаты (температуры воды в системе отопления при, скажем, нуле снаружи и при +10). Дальше насос своим датчиком меряет температуру окружающего воздуха и выставляет свою мощность так, чтобы нагреть воду до нужной температуры. Еще есть такой параметр: желательная разница в между температурой на входе и выходе в систему отопления. Этот параметр определяет как сильно будет качать воду насос. Если вы ставите малую разницу, насос будет качать посильнее, если побольше, то он будет работать помедленнее чтобы дать воде остыть пока она течет через дом. Я, честно говоря, этот параметр еще особо не оптимизировал. Поставил какое-то рекомендованное значание. А вот зависимость темрературы воды от температуры возхдуха я откалибровал тщательно так, чтобы теплонасос работал нонстоп компенсируя потери тепла дома.

Сколько же обошлась установка аппарата? Все полностью 2800 евро после субсидии (субсидия от государства 1700 евро). По моим расчетам он должен был окупиться за 6 лет, но при нынешних ценах на газ уже к концу этого отопительного сезона я должен выйти в 0.

Теплонасос — это, конечно, хорошо. Но зажечь зимой в пятницу вечером каминчик  — вот это душевно!