Тепловой насос. Личный опыт. Часть 1
По просьбам трудящихся пикабушников пилю пост про мой тепловой насос.
Для ЛЛ - тема рабочая и выгодная даже в Сибири, но нужны предварительные расчёты и специалисты. Пользуюсь третью зиму. Доволен.
Букв будет много, а картинок будет мало. Даже разобью пост на несколько частей.
Про дом
Дом строился в три приёма. И первые два "приёма" не мои.
Первая часть - сруб 130 мм "брёвна", утеплены 150 мм минваты снаружи. Фундамент утеплен 50 мм ЭППС вертикально. На перекрытии 150 мм (в сумме) ППС и минваты.
Вторая часть - "старый пристрой". Каркас с 250 мм минваты в стенах, фундамент утеплен 50+50 мм ЭППС вертикально. Перекрытие 150 мм (в сумме) ППС и минваты.
Третья часть - новый пристрой. СИП панели 174 мм + 50 мм минваты. Фундамент утеплен 100 мм ЭППС вертикально. Перекрытие - 200 мм минваты.
Отапливаемая площадь (полная) 167 м2. Жилая площадь без 2 этажа - 137 м2
Отапливаемый объём (полный) - 397 м3. Жилой отапливаемый объём - 337 м3.
Окна с 5 камерными профилями, 2 камерными стеклопакетами.
Дверь металлическая, дешёвая, одинарная, в морозы за -20 покрывается инеем внизу, за -30 обледеневает понизу.
Системы вентиляции нет. Проветривания залповые через окна.
Котёл - Прометей 20 кВт. Хватает всегда, даже в -43 дома было тепло, за 10 часов уходило 3 ведра каменного угля ДО.
Система отопления открытая, с возможностью естественной циркуляции.
Разводка сделана стальной трубой 57 мм (средний расчётный теплосъём с 1 погонного метра - 0,1 кВт). Трубы 100 метров. Радиаторы чугунные МС-140, 104 секции на дом.
Переделывать СО на тёплый пол было слишком хлопотно. И главный вопрос был в том, получится ли успешно присобачить ТН (тепловой насос) к моей радиаторной СО (системе отопления).
Географически - пригород Новосибирска. У нас зимой холоднее, чем в Нске на 5-10 градусов.
Это мои размышления три года назад, в ноябре 2018 года о том, нужен ли мне ТН.
Угольный ТТ (твердотопливный) котёл - вещь инертная, грязная, огнеопасная и надёжная. Прекрасен с точки зрения надёжности в затяжные сильные морозы, когда его можно не гасить 1-2 недели подряд (на хорошем угле). Но во время оттеплей, в межсезонье, в солнечные дни угольный котёл работает не в лучшем диапазоне температур. Его нужно или душить до 40-50 С теплоносителя, или мириться с жарой в доме. Задушенный котёл сильнее зарастает смолой. Даже если котёл работает при 60-65С, но заслонка (поддувало) почти всё время закрыта, КПД котла ниже, идёт недожог, углю мало кислорода для горения.
Почему не хочу ставить угольный котёл-"автомат" - потому, что к нему не прилагается робот, который сам выносит золу, чистит теплообменник котла, приносит и загружает уголь. Без такого робота различие шахтного Прометея и модного автомата не оправдывает разницы в цене.
Казалось бы, можно просто поставить теплоаккумулятор, и не знать горя с перетопом (это когда котёл натопил жарко, и приходится открывать окна, чтобы снизить температуру в доме до приемлемой). Идея здравая, система с ТА надёжная. Есть несколько "но", которые от склоняют от ТА к ТН. Во-первых, ТА - не бесплатен, по грубым прикидкам, ТА на 2000 литров выйдет с фундаментом, утеплением, работами и материалами под 100 000 руб. Во-вторых, для ТА нет места в доме, нужно его выносить на улицу, ставить на свой фундамент, а потом ещё вокруг него возводить веранду (так на том месте запланировано). И третье, главное, ТА не отменяет обслуживания угольного котла. Да, КПД будет повыше, чем при работе без ТА. Да, загрузку угля можно сжечь за день, а ночью пользоваться накопленным теплом. Но хождения с вёдрами вокруг котла это не отменяет.
Электричество на ночном тарифе мне также не подходит. Из-за моего стремления к экономии. Допустим, сейчас электричество на однотарифной схеме 2,05 руб. На ночном тарифе при двухтарифной схеме - 1,62 ночью и 2,36 днём. Но для ночной схемы тоже нужен ТА! См выше про его постройку.
А это мои расчёты тогда же, три года назад.
Средняя потребность в тепле за отопительный сезон - 36 000 кВт*ч. Что грубо это прикидывал, что поточнее посчитал, сошлось один в один.
Но добавлю межсезонье. Будет округлённо 44 000 кВт*ч в год.
Поехали считать в электричестве, угле и остальных попугаях.
На угле. 7,3 тонны угля в год. С доставкой и перекидкой в угольник - 31 450 руб за год. Труд по чистке котла, выносу золы, подносу угля не входит в расчёт, но имеет место всегда.
На электричестве на общем тарифе 2,05 руб
89 950 руб в год. При этом, у меня нет фактической возможности использовать все выделенные мне 15 кВт мощности на отопление. То есть, изначально, этот вариант должен дополняться углём в морозы от -8.
На ночном тарифе 1,62 руб
71 000 руб в год.
На ТН с СОР 2,8 15 670 кВт*ч в год
На общем тарифе 2,05 выходит 32 100 руб в год.
Таким образом, отопление ТНом выходит таким же по цене, как отопление каменным углём.
Как считать окупаемость ТНа - вопрос. Так как, ходим вокруг да около. Неизвестна ни оптимальная конфигурация геоконтура, ни сам ТН. То есть, капитальные затраты ещё посчитать более-менее точно нельзя.
Условная окупаемость ТНа при цене проекта 500 000 руб (грубо прикидывал) такова:
Ежегодная экономия на электричестве: 89 950 - 32 100 = 57 850 руб.
ТН с геоконтуром окупятся за 8,6 года.
Если бы 500 000 положить на депозит, то можно в год получать 35 000 руб.
57 850 - 35 000 = 22 850 руб. "Чистая и правильная" окупаемость ТНа - 21,8 года.
Но, уважаемые любители экономики и экономии (я и сам из них), с момент установки ТНа, прекращается обслуживание угольного котла. Дома становится чище без золы и угольной пыли, нет жары зимой по ночам.
Теперь начинается интересное. Мои отчёты по зимовкам с ТНом
Это по зиме 2019-2020
Угольный котёл за отопительный сезон затопил один раз. Осенью был ураган и отключилось электричество. Я мужественно и лениво мёрз. В 4 часа ночи сдался и растопил котёл, а в 6-30 включилось электричество.
Самый счастливый человек от появления ТН, не побоюсь этого слова, бенефициар - это моя супруга. Уже год она и пальцем не касается угольного котла. Я тоже доволен. Очень доволен! Внезапно, зимой образовалось "лишнее время" по вечерам.
Теперь о суровых реалиях.
Зима была не слишком суровая по морозам. Всего раз было -40. Но -30 -35 по ночам было далеко не один раз. Иногда включали дополнительно 1-2 0.5 кВт обогревателя на ночь. Иногда по утрам в кухне-столовой разжигал дровяной камин (возможно, больше для забавы, я впервые зимовал с камином). Можно было перебиться и без этого, температура дома в пик холода, если не помогать ТНу не опускалась ниже +18.
Для сравнения, когда отапливались углём, около 4 часов утра приходилось вставать и встряхивать колосники котла, дабы раскачать горение. И это при "подхватывающих" ТЭНах на 3,6 кВт и обогревателе 0,5 кВт. Температура падала при этом даже ниже +18.
Но сравнивать по комфорту ТН (даже шумный) и угольный котёл (даже тишайший) - лучше ТН. Если бы мне сказали: "Забери свои деньги, верни нам ТН", я бы не согласился. Комфорт, чистота, красота.
Немножко по технической части.
Контур DX, ТН на 12 кВт по теплу (фактически, я видел только 9кВт по теплосчётчику самого ТНа), максимальная температура на подаче +50. СО не переделывалась никак. Просто врезали ТН параллельно угольному котлу.
По затратам на электру дать точного отчёта не готов. Перед новым отопительным сезоном поставлю второй электросчётчик (наследие от прежних хозяев) прямо перед ТН. "По ощущениям", затраты за отопительный сезон вышли примерно те же, что и на партию угля, качеством выше среднего, с доставкой и перекидкой.
А вот отчёт про зиму 2020-2021
Было холодно. Реально холодно. Две ночи в декабре по -50. Потом не единожды по 45-47. И так, "по мелочи" 37-40 ночью регулярно. Даже сегодня ночью было -11.
В сильные морозы три раза затапливал угольный котёл. В несильные морозы по утрам топил камин (уют, хюгге, тепло, эстетика). Включал дополнительно два 0,5 кВт обогревателя. Перезимовали, в плане тепла, комфортно.
Так вот, с октября по сегодняшний день ТН потратил 5620 кВт. Тариф 2,24. Это 12 589 рублей. К примеру, на эти же деньги можно было купить 3,5 тонны угля. На зиму мне хватало 5-7 тонн угля сорта ДО. В деньгах, с доставкой и перекидкой, это выходило не меньше 20 000 руб.
Пусть, обогреватели работали круглые сутки 2 месяца, усреднённо. Это ещё 3225 руб.
В общем, ТН оказался выгодным, даже в сравнении с углём
Выглядит мой тепловой насос вот так
Про конструкцию, исполнителей и стоимость будет во второй части.
