Одним із найбільш вигідних енергоефективних рішень із модернізації системи теплопостачання приватного будинку може стати реалізація проекту, що включає заміну газового котла на тепловий насос, а також впровадження власної станції енергопостачання на базі сонячних батарей (фотоелектричних модулів).

Що хоче власник будинку, коли замінює газовий котел, наприклад, на повітряний тепловий насос?

1. Усунути залежність від газових тарифів і знизити в декілька разів розміри платежів.
2. Розширити функції системи: із обігріву + ГВП до обігріву + кондиціювання + нагрівання води.
3. Підвищити рівень комфорту та керування цією системою до сучасних можливостей.

Схожу мету має і власник квартири з індивідуальним опаленням, який може замінити газовий котел або поставити йому в тандем головним джерелом тепла тепловий насос.

Впровадження теплового насоса Hitachi Yutaki S замість газового котла

Розглянемо на прикладі реального реалізованого проекту, наскільки знизилися витрати на обігрів і гарячу воду в домашньому господарстві з будинком площею 150 м2 після установки високоефективного теплового насоса повітря-вода Hitachi Yutaki S тепловою потужністю 9 кВт, а паралельно і сонячних панелей сумарною потужністю 255 Вт х 12 = 3,1 кВт. Сонячні панелі системою керування пов’язані із загальною мережею харчування вдома. Автоматика фіксує вироблення і споживання електроенергії. Ця станція надалі нарощуватиме потужність.

Уточнимо, що будинок добре утеплений, має два поверхи з окремими контурами теплої підлоги і радіаторів. Місце встановлення – Київський регіон. Тепловий насос був встановлений на заміну двоконтурному газовому котлу.

Після встановлення теплового насоса Hitachi Yutaki S маємо в наявності найкращий контроль мікроклімату в кімнатах будинку протягом усього року, а також наступні переваги:

• найнижчі порівняно з іншими системами витрати на тепло;
• найвищий коефіцієнт перетворення енергії (COP до 5);
• стійку роботу теплонасосної системи Hitachi Yutaki S на тепло навіть при -25 °C;
• регульоване нагрівання води для опалення до 60 °С, інверторні технології керування компресором, вентиляторами і насосами;
• керування двома опалювальними контурами;
• клас енергоефективності оборуованія A +++;
• вбудований електронагрівач для роботи при пікових теплових навантаженнях замість газового котла (якщо він не зможе працювати як резервне джерело тепла);
• можливість економного кондиціювання потрібних кімнат у будинку під час установки фанкойлів;
• продумана сумісність з іншим обладнанням: сонячними колекторами, котлами, фотоелектричними станціями;
• екологічна безпека та зручне керування з програмуванням і вибором економних режимів і ін.

Перші ж місяці експлуатації підтвердили прогнозовані розрахунками результати, отримані під час підготовки техніко-економічного обгрунтування проекту. Реальні витрати на рік склали дуже близьку до прогнозованої суми.

За даними розрахунків із урахуванням поточних тарифів і кліматичних умов у регіоні установки теплового насоса отримуємо:

Звідки видно, наскільки менше споживає тепловий насос, ніж сума виробленої ним теплової енергії.

За місяцями року споживання електроенергії тепловим насосом змінюється. Діаграма енергоспоживання теплового насоса (ТН) представлена ​​нижче.

Очевидно – пік енерговитрат припадає на опалювальний період. Влітку теплонасос тільки гріє гарячу воду. Хоча може працювати і на кондиціювання, якщо укомплектований блоком охолодження і системою фанкойлів. Це набагато дешевше, ніж кілька спліт-систем і ціна витрат на їхню роботу й обслуговування. Розбираємося поки із найбільш енерговитратним навантаженням теплового наcоса – опаленням і приготуванням гарячої води.

З урахуванням раніше проведених розрахунків, впроваджений у систему будинку 150 м2 тепловий насос за рік споживає приблизно:

4301,48 + 1783,69 = 6085,17 кВт/год

Споживання електроенергії тепловими насосами хоч і в декілька разів менше, ніж за опалення електрокотлом або газом, все ж значно. Для ще більшого скорочення енерговитрат власник встановив першу чергу з 12 сонячних панелей.

Альтернативні джерела енергії: економічна доцільність застосування

Тепловий насос переносить у будинок теплову енергію навколишнього повітря, шару грунту або глибинної свердловини, водойми або підземного горизонту. Але бажання ще більше використовувати поновлювані джерела та їхні переваги лише ростуть. Завдяки сонячним станціям, власники будинків стають незалежними не тільки від теплопостачальних монополістів, а й від постачальників електроенергії. Альтернативники – люди передових поглядів, і ряди ентузіастів, які широко використовують відновлювану енергію навколишнього середовища, постійно зростають. Навіть у районних центрах, селах, у передмістях мегаполісів, у районі багатоповерхівок запросто можна побачити цілі поля блискучих дахів або блискучі дзеркала сонячних станцій на опорних конструкціях на ділянках біля будинку.

З урахуванням того, що сонячна станція виробляє більше електроенергії в літній період, більш вигідні для роботи в системі з тепловим насосом мережеві сонячні станції. Вони виробляють електроенергію, частина якої забирається на потреби побутових навантажень і роботу теплового насосу. Надлишок виробленої електроенергії направляється в мережу та оплачується державою за «зеленим» тарифом.

Що отримує власник ЕКО-будинку з тепловим насосом та мережевою сонячною станцією (СЕС)?

1. Найекономічніше, комфортне й екологічне опалення та ГВП.
2. Розрахунок за електроенергією, яка споживається на роботу побутових приладів і пристроїв, за дешевим тарифом (за двозонним лічильником або з тарифом на електроопалення).
3. Незалежність від коливань тарифів на енергоносії.
4. Прибуток за рахунок передачі в загальну мережу надлишку щомісяця виробленої електроенергії, понад норму споживання, за високим «зеленим тарифом».

Схема роботи приватної сонячної станції представлена ​​на малюнку.

За результатами розрахунків за спеціальною програмою Photovoltaic Geographical Information System від Joint Research Centre (JRC), що діє в ЄС, подивимося, яка продуктивність станції потужністю 3,1 кВт, встановленої біля будинку з тепловим насосом.

Сумарно така мережева станція виробляє на рік 3300 кВт електроенергії. Причому максимум вироблення припадає на теплі і сонячні місяці року. Графіки наведені для географічного розташування міста в Київській області.

Із графіків видно: максимальна кількість виробленої електроенергії йде в загальну мережу, а основне споживання електроенергії тепловим насосом припадає на зиму. Причому здається в мережу електроенергія за «зеленим тарифом», встановленим залежно від строку введення мережевої станції приватних домогосподарств у стрій. Наприклад, для мережевих станцій, впроваджених у 2019 році, зелений тариф становить:

573,36 коп/кВт·год (без НДС)

 А споживання електроенергії побутовими споживачами, зокрема, і тепловим насосом, оплачується за тарифом близько 1,7 грн/кВт · год. Можлива установка двозонних лічильників із більш дешевим нічним тарифом.

Підіб’ємо прості підсутки

Навіть найпростіша мережева сонячна станція допомагає істотно скоротити витрати на роботу теплового насоса. Зробімо найпростіший розрахунок.

6085 кВт х 1.68 = 10 223 грн. – витрати.

3300 кВт х 5,73 = 18 909 грн – продаж у мережу за «зеленим тарифом».

Отримуємо наступне:

• економне інверторне керування тепловим насосом;
• зручні програмовані режими роботи;
• сонячна станція виробляє більше половини необхідної для роботи теплового насосу електроенергії;
• встановлення мережевої сонячної станції навіть мінімальної потужності в 3 кВт економічно вигідне і прибуткове для скорочення витрат на роботу теплового насоса;
• під час нарощування потужності сонячної станції збільшення прибутковості капіталовкладень забезпечено.

Власник будинку надзвичайно задоволений впровадженою системою, рівнем комфорту в будинку і зручністю керування і контролю тепловим насосом Hitachi Yutaki S і сонячною станцією.

Реалізація схеми модернізації теплопостачання приватного будинку з тепловим насосом і СЕС є безсумнівно економічно вигідною. Інвестиції в подібні проекти перспективні та актуальні для безлічі приватних домоволодінь в Україні.