Нет необходимости доказывать, что тепловые насосы (ТН) обогревают дом зимой, подогревают воду и охлаждают комнаты летом, наиболее дешевым способом. Эффект сокращения энергозатрат основан на использовании альтернативных бесплатных источников энергии: потребляя из сети до киловатта электроэнергии и извлекая 3-4 киловатта тепла из воздуха, воздушный тепловой насос переносит в помещение до 5 киловатт тепла. Энергосберегающие теплонасосные технологии позволяют платить только за малую долю полученного тепла. Этим объясняется быстрая окупаемость теплонасосного оборудования и перспективность широкого внедрения теплонасосов.
Сравнение способов нагрева воды в бассейне
Еще недавно воду в бассейне грели мощные электрокотлы, проточные электронагреватели, а это огромные энергозатраты. Об энергосбережении стали задумываться только в последние годы.
Есть еще системы с газовым или твердотопливным котлом, когда вода греется для контура теплообменника. Мощность теплообменника в этом случае должна быть в два раза выше, чем мощность проточного электронагревателя. Летом воду бассейна могут греть системы с солнечными коллекторами. Но у каждого из этих способов куча своих недостатков.
Остановимся на наиболее стабильном в работе и универсальном способе нагрева воды — тепловом насосе. Он работает стабильно круглый год, к тому же работает параллельно на подогрев воды для потребностей жильцов дома. Летом еще греет воду в бассейне и охлаждает комнаты.
Устанавливая тепловой насос, потребление электроэнергии снижается на 70-80 %!
Тепловой насос для нагрева воды в открытом бассейне
Остановимся на сравнении затрат на нагрев воды в открытом частном бассейне.
При расчетах учитывается, что каждый час в зависимости от температуры воды и окружающего воздуха теплопотери от воды зеркала бассейна могут составлять от 200 до 1000 Вт/м2.
На величину теплопотерь влияет тот фактор, насколько бассейн защищен от ветра и имеет ли защитное покрытие или каркасное укрытие.
В среднем считается, что для первичного подогрева воды до величины 20 °C нужно тратить до 12 кВт͘ˑч на м3 воды бассейна.
По самой простой формуле можно прикинуть, сколько киловатт тепла необходимо потратить на начальный нагрев бассейна.
Схема с электронагревателем
Например, бассейн имеет размеры 6 х 3 х 1,5 = 27 м3.
Для его нагрева от 14 до 25 °C потребуется по формуле из физики:
Q = 27 х (25 – 14) · 4186/3600 = 345 кВт
Схема с тепловым насосом
Сравним с обогревом тепловым насосом. Если максимальна тепловая мощность теплового насоса 11 кВт, то для нагрева всего объема воды понадобится 345/11 = 31 час или меньше полутора суток. Дальше тепловой насос включается иногда, только для восполнения потерь тепла через зеркало бассейна, для поддержания нужной температуры воды, работает очень экономно.
При летних тарифах 2019 величина затрат на предварительный нагрев воды бассейна проточным нагревателем составит:
100 кВт х 0,9грн/кВт = 90 грн;
245 х 1,68 грн/кВт =411,6 грн; суммарно 90 + 411,6 = 501,6 грн.
За работу теплового насоса на нагрев воды в бассейне придется заплатить намного меньше:
при COP 4,7 эта сумма составит всего 501,6 / 4, 7 = 106, 7 грн.
Это приблизительный расчет, но реальная экономия до 70-80% уже не раз доказывалась на практике использования ТН для подогрева воды в домашних бассейнах.
Схема с газовым котлом
Прикинем, сколько будет стоить прогрев бассейна при газовом нагреве. Тариф на газ теперь для разных регионов колеблется в пределах от 6,1 до 6,78 грн за м3. Теплотворность газа до 8 кВт от 1 м3. При КПД газового котла до 0,9, стоимость 1 кВт тепла полученного от газового котла, рассчитывается по формуле:
6, 78 / 8 / 0,9 = 0,94 грн/кВт
Для предварительного нагрева бассейна нужно потратить: 345 кВт х 0,94грн/кВт = 324,3 грн., т. е. это будет стоить в три раза дороже, чем нагрев тепловым насосом.
Для восполнения потерь тепла от зеркала открытого бассейна 18м2 нужно будет ежечасно тратить для поддержания температуры в 24°С:
Q = 800 Вт/м2 х 18 м2 = 14, 4 кВт тепла
Сравним по затратам:
- Электронагреватель — 14,4 кВт х 0, 98 грн/кВт =14,11 грн.
- Тепловой насос — 14,4 / 4,7 кВт х 0, 98 грн/кВт = 3 грн. (где СОР= 4,7)
- Газовый котел — 14, 4 кВт х0, 94 грн/кВт = 13,54 грн.
Экономия очевидна. Можно использовать бассейн пару часов в день, а после накрывать его теплоизолирующим покрытием, можно изолировать объем бассейна от окружающего воздуха павильоном или жалюзи, можно греть воду в баке-накопителе по льготному тарифу, можно подключить к тепловому насосу пару солнечных коллекторов, — возможности для экономии есть. Главное преимущество тепловых насосов – они подогревают воду дешевле всех других источников.
Продумать, насколько будет экономно работать тепловой насос (как и любой другой источник тепла), особенно важно. Если энергии потребуется намного меньше, то и стоимость нагревающего оборудования будет оптимально необходимой. Совет и расчеты специалистов здесь особенно важны.
Выводы
В подобных случаях — для нагрева воды бассейнов — чаще используются ТН воздух-вода. Преимуществом теплового насоса, кроме подогрева большого количества воды, является его применение для обогрева дома зимой, кондиционирования гостиной, спальни и кабинета летом, а также для удовлетворения потребностей в теплой воде для душа, кухни и прочих бытовых нужд. Такое универсальное оборудование способно максимально повысить комфорт в доме, причем самым экономным способом. Это перспективное оборудование для широкого внедрения в жилом секторе.