Установка насосов отопления в частном доме: как установить своими руками, где поставить, схема подключения к котлу

Установка насоса в систему отопления частного дома

Два основных вида устройства для системы отопления

Циркуляционные насосы различают по условиям работы. Если ротор соприкасается с рабочей средой, то он называется мокрым. Если ротор изолирован от перекачиваемой жидкости, то он называется сухим.

Принцип работы сухого ротора

• КПД выше;
• способен работать с загрязнённой жидкостью;
• подходит для перекачки больших объёмов;
• менее чувствителен к перепадам температуры.

Ротор устроен без активного возбуждения (постоянный магнит) и соприкасается с перекачиваемой жидкостью — так называемый мокрый. Находится в отдельном стакане, изолированном от электрического статора.

Внимание! Роль смазки и охлаждения играет транспортируемая среда. Из плюсов:

Из плюсов:

• простота устройства;
• сравнительно низкая цена;
• долгий срок службы;
• бесшумность работы;
• компактность.

Фото 1. Циркуляционный насос с сухим ротором Wilo Crono Bloc-BL 50/220-3/4 с высоким уровнем КПД.

Из минусов:

• низкий КПД;
• необходимость точного соблюдения правил монтажа — ротор располагается строго горизонтально;
• чувствительность к чистоте — абразивные примеси в теплоносители резко сокращают срок службы;
• повышенная шумность;
• необходимость регулярного техобслуживания и меньший срок службы.

В каком режиме работает мокрый ротор?

Чаще в частном доме устанавливают циркуляционные насосы с мокрым ротором. При этом их низкая эффективность не играет особой роли, поскольку итоговая затрачиваемая мощность невелика. Куда важнее бесшумный режим, долговечность, нетребовательность к ТО и компактность.

Фото 2. Циркуляционный насос с мокрым ротором Making Oasis Everywhere CN-22/2, компактный и долговечный.

Виды насосов

При покупке циркуляционного насоса важно знать, что данные системы бывают трех видов. Основным различием является энергоисточники — воздушные, грунтовые или жидкие (вода)

Система, работающая от грунтовой энергии, эффективна, но больше подходит для частных домов. Температура почвы не подвергается резким скачкам, и поэтому такой метод считается стабильным.

Воздушные насосы часто используются в России, реализация данного способа отопления не составит особого труда.

Система с водным источником энергии сегодня является наиболее эффективной и популярной — источником тепла может служить система водоснабжения или даже водоем.

Грунтовой энергоисточник — это проверенный и надежный способ, при наличии небольшого земельного участка энергия грунта используется для обогрева. Стабильность метода заключается в сохранении практически неизменной температуры почвы в течение многих лет.

Классификация насосов

Модель с мокрым ротором служит дольше, так как детали смазываются теплоносителем

Домашний вид коммуникаций или отопление многоэтажного дома допускает устанавливать агрегаты с различными решениями узла «турбина-ротор».

Модели с мокрым ротором

Крыльчатка и ротор контактируют с рабочим теплоносителем постоянно. Вода смазывает элементы прибора и одновременно охлаждает его. Зона ротора и статора разделена сосудом герметизации. Скорость устанавливается ступенчатым регулятором, что удобно для контроля энергозатрат.

Благодаря модульной конструкции упрощается ремонт и подбор деталей для повышения напора. Двигатель при постоянном воздействии воды не требует охлаждения. Модификации с мокрым ротором имеют несколько преимуществ:

• минимальный уровень шума;
• компактность и небольшой вес;
• сокращение энергопотребления;
• простота настройки и обслуживания;
• длительный эксплуатационный период.

Минус нагнетателей – износ гидравлических механизмов при наличии мелких абразивных частиц в воде.

Устройства с сухим ротором для котлов отопления

Насос с сухим ротором

Помпы обеспечивают перекачку больших объемов теплоносителя при отсутствии контакта ротора и воды. Корпус из чугуна или стали покрыт противокоррозийными составами. Между мотором и насосным узлом находится уплотнитель в виде статического и динамического колец. Отличие помп с сухим ротором – КПД 85 %.

Для пользования в условиях многоквартирного дома подойдут следующие модели:

• Моноблоки. Двигатель с насосом находятся в одном узле, что упрощает обслуживание и эксплуатацию.
• Консольные. У осей мотора и насосного узла – общая линия. Трубка всасывания находится на улитке, нагнетания – напротив нее, на корпусе.
• In-line. Установка производится на трубопроводной магистрали. Патрубки всасывания и напора расположены по одной линии. Механизм компенсации уплотнителя автоматический.
• Сдвоенные. Работают совместно или по отдельности. Один агрегат включается при поломке второго – котел функционирует в непрерывном режиме.

Нагнетатели с сухим типом ротора характеризуются эффективностью, ремонтопригодностью. Они нетребовательны к составу теплоносителя.

Необходимость циркуляционных насосов

Прежде чем мы расскажем, как правильно установить циркуляционный насос для отопления вашего жилища, поговорим немного о том, для чего он нужен в отопительной системе. Тонкие пластиковые трубы появились в продаже совсем недавно. Их предшественниками являются более толстые металлические трубы большого диаметра. Обладая солидным запасом прочности и повышенной пропускной способностью, они обеспечивали беспрепятственное протекание теплоносителя по системе отопления.

Водяные насосы раньше были не нужны, так как толстые трубы не создавали серьезного гидростатического сопротивления. Следует отметить и конструкцию старых отопительных приборов – их внушительные внутренние объемы не создавали особых препятствий для протекания теплоносителя. Только вот монтировать контуры нужно было по особой схеме:

• От котла устанавливалась высокая труба, поднимающая теплоноситель выше всех отопительных приборов;
• В самой высокой точке монтировался расширительный бачок;
• Подающая труба монтировалась под наклоном, чтобы теплоноситель беспрепятственно тек в сторону радиаторов;
• Обратная труба нужно было монтировать под наклоном в сторону отопительного котла.

Такая схема, не включающая в себя водяные насосы, обеспечивала отличную работу отопления.

Проблемы создавались только в том случае, если нужно было обогреть большой дом. В этом случае теплоноситель тек по системе с затруднениями, так как большой контур создает высокое сопротивление. Чем длиннее трубы и чем больше отопительных приборов, тем больше препятствий. В двухэтажных особняках сопротивление и вовсе достигает высочайших величин. Как следствие мы наблюдаем:

Озвученные проблемы решаются двумя способами – более тщательной проработкой схемы системы отопления или применением водяного насоса.

• Неравномерный прогрев системы отопления;
• Холодные ответвления;
• Перегрев котловой воды.

Паровой тип отопления

Некоторые потребители путают паровое отопление с водяным. В сущности, эти системы очень похожи, за исключением того, что теплоносителем служит пар, а не вода.

Внутри отопительного котла системы с естественным типом циркуляции вода нагревается до температуры кипения и преобразуется в пар, который затем перемещается в трубопровод и далее подается к каждому радиатору в контуре.

В конструкцию паровой системы отопления с естественной циркуляцией теплоносителя входят такие компоненты:

• специальный отопительный котел, внутри которого вода нагревается до температуры кипения, и аккумулируется пар;
• клапан для выпуска пара в систему отопления;
• трубопровод;
• отопительные радиаторы.

Классификация отопления парового типа по схемам разводки и другим критериям точно такая же, как и у водяных отопительных систем. В последнее время используют и бойлер для отопления частного дома, что тоже имеет свои преимущества.

Как выбрать подходящую модель насоса?

Следует помнить, что подбор циркуляционного насоса осуществляют исходя из гидравлических параметров отопительной системы, спроектированной для конкретного жилого объекта. Обеспечение комфортного микроклимата в доме возможно при выполнении грамотного расчета необходимого количество тепла, который производят специалисты с учетом следующих критериев:

• наличие особых метеоусловий в регионе;
• теплопроводность материала, используемого для возведения стен дома, и способа их утепления;
• ориентации дома по сторонам света;
• устройство межэтажных перекрытий и пола дома;
• характеристики установленных в помещении окон;
• наличие в системе термостатических вентилей и др.

В результате произведенных вычислений определяется объем подачи теплоносителя в системе водяного отопления, измеряемый в кубических метрах в час. Данная величина и берется за основу при выборе подходящего оборудования

Помимо этого следует обращать внимание на напор насоса, количественное значение которого исчисляется общим гидравлическим сопротивлением в системе. Не следует выбирать насос с «запасом» мощности, так как это повлечет во время эксплуатации его работу «вхолостую» в течение длительного времени

Мало того, что оборудование будет работать впустую, так еще и электросчетчик намотает лишних киловатт-часов.

Если проводится реконструкция действующей системы отопления, то рекомендуется выбирать специальную модель регулируемого циркуляционного насоса. При производстве данного оборудования используются технологии, которые позволяют приборам автоматически реагировать на изменившиеся условия работы отопительной системы, подстраиваясь к ним.

Как выбрать водяной насос для отопления дома

Насос для отопления в частном доме выбирается по нескольким основным параметрам:

• Производительность и напор;
• Тип ротора;
• Потребляемая мощность;
• Тип управления;
• Температура теплоносителя.

Давайте посмотрим, как выбирают водяные насосы для отопления частного дома.

Производительность и напор

Правильно сделанные расчеты помогут вам подобрать агрегат, наиболее полно удовлетворяющий вашим запросам, а значит поможет сберечь семейный бюджет.

Под производительностью водяного электронасоса подразумевается его способность перемещать определенное количество воды в минуту. Для расчета используется следующая формула – G=W/(∆t*C). Здесь С – это тепловая емкость теплоносителя, выраженный в Вт*ч/(кг*°С), ∆t – это разница температур в обратной и подающей трубах, W – требуемая тепловая мощность для вашего дома.

Рекомендованная разница температур при использовании радиаторов составляет 20 градусов. Так как в качестве теплоносителя обычно используется вода, то ее теплоемкость составляет 1,16 Вт*ч/(кг*°С). Тепловая мощность рассчитывается для каждого домовладения индивидуально и выражается в киловаттах. Подставьте эти значения в формулу и получите результаты.

Напор вычисляется в соответствии с потерями давления в системе и выражается в метрах. Потери считаются следующим образом – считаются потери в трубах (150 Па/м), а также в других элементах (котел, фильтры очистки воды, радиаторы). Все это складывается и умножается на коэффициент 1,3 (обеспечивает небольшой запас в размере 30% на потери в фитингах, изгибах и т. д.). В одном метре 9807 Па, следовательно, делим полученное суммированием значение на 9807 и получаем необходимый напор.

Тип ротора

В домашнем отоплении используются водяные помпы с мокрым ротором. Они отличаются простой конструкцией, минимальным уровнем шума и отсутствием необходимости в проведении технического обслуживания. Также для них характерны небольшие габариты. Смазывание и охлаждение в них осуществляется с помощью теплоносителя.

Что касается водяных насосов сухого типа, то в домашнем отоплении они не применяются. Они громоздкие, отличаются высоким уровнем шума, требуют охлаждения и периодической смазки. Также они нуждаются в периодической замене уплотнителей. А вот пропускная способность у них большая – по этой причине они применяются в системах отопления многоэтажных домов и крупных промышленных, административных и хозяйственных зданиях.

Потребляемая мощность

Наименьшей потребляемой мощностью обладают самые современные водяные насосы с классом энергопотребления «А». Их недостатком является дороговизна, но лучше один раз вложиться, чтобы получить разумную экономию электроэнергию. Кроме того, дорогие электронасосы обладают меньшим уровнем шума и продолжительным сроком службы.

Тип управления

Через специальное приложение вы сможете получить информацию о работе приборе где бы вы не находились.

Обычно регулировка скорости вращения, производительности и напора выполняется трехпозиционным выключателем. Более продвинутые помпы наделяются электронными системами управления. Они контролируют параметры отопительных систем и позволяют экономить электроэнергию. Самые продвинутые модели управляются в беспроводном режиме, прямо со смартфона.

Температура теплоносителя

Водяные насосы для отопления частного дома отличаются по диапазону рабочих температур. Отдельные модели выдерживают нагревание до +130-140 градусов, именно таким и следует отдать предпочтение – они справятся с любыми тепловыми нагрузками.

Как показывает практика, эксплуатация на предельной температуре возможна разве что самое непродолжительное время, поэтому наличие солидного запаса станет плюсом.

Прочие характеристики

При выборе водяного насоса для отопления необходимо обратить внимание на максимальное рабочее давление для выбранной модели, монтажную длину (130 или 180 мм), тип соединения (фланцевое или муфтовое), наличие автоматического отводчика воздуха. Также обращайте внимание на бренд – ни в коем случае не покупайте дешевые модели от малоизвестных разработчиков

Водяной насос – это не та деталь, на которой следует экономить.

Конструкция насоса

Осуществить подбор насоса для отопления будет намного проще, если разобраться в принципе его действия и понять, какой может быть его конструкция. Основной принцип — это принудительное движение воды или другого источника энергии. Такая система обеспечивает быстрый нагрев отопительных приборов, за счет чего повышается и сама температура в помещении.

Корпус насоса состоит из разных материалов и содержит несколько элементов:

• ротор;
• ротор вращения;
• роторный вал;
• электродвигатель;
• крыльчатка.

Колесо состоит из двух дисков, соединенных лопастями и расположенных противоположно друг другу. Лопасти имеют по два отверстия, благодаря которым движется жидкость и лопастные колеса. На самом корпусе также есть отверстие, преобразующее водную энергию в давление. Таким образом, теплоноситель охлаждает и смазывает роторный вал, двигаясь при этом в нужном направлении.  Ротор закрепляется на подшипниках и изолируется от статора электрического двигателя, который располагается под емкостью из нержавейки.

Принцип работы циркуляционного насоса напоминает дренажный. Происходит воздействие на жидкость и направление в трубопровод. Колесо находится в движении, и от этого всасывающий жидкость патрубок создает вакуум и циркуляцию теплоносителя.

Эффективность работы циркуляционного насоса зависит не только от того, какой прибор вы выберете, но и правильной установки и точных расчетов, о которых будет рассказано далее.

Обзор моделей циркуляционных насосов популярных изготовителей

Марка Грюндфос выпускает различные серии насосов для бытового и промышленного монтажа

Сравнивать нагнетательные устройства можно не только по параметрам. Выбор также предусматривает изучение информации о моделях известных производителей.

Grundfos UPS

Качественное устройство, оснащенное керамическими подшипниками, нержавеющими гильзами и композитными колесами. Грундофс выпускает в основном мокророторные модели, которые отличаются:

• энергоэффективностью – потребляют 45-220 Вт;
• минимальным уровнем шума, не превышающим 43 дБ;
• температурным диапазоном эксплуатации от 2 до 110 градусов;
• простотой монтажа и обслуживания;
• компактность и легкий вес.

Оборудование Grundfos нельзя назвать бюджетным.

Wilo Star-RS

Итальянские насосы Вило отличаются качеством и долговечностью в российских условиях работы

Серия отличается надежность узлов и электронных схем. Wilo – экономичная модель с режимами регулировки мощности, чугунным корпусом, полипропиленовыми турбинами. Для валов применена нержавейка, для подшипников – металлографит. Особенности агрегатов:

• легкость монтажа;
• работа при температуре от -10 до +110 градусов;
• наличие системы защиты от колебания напряжения.

Насосы на большой скорости шумят.

DAB VA

Итальянское оборудование стоит выбрать для эксплуатации в отечественных условиях. Двигатель в литой алюминиевой оболочке, турбинное кольцо из технополимера, вал и подшипник – из керамики. Особенности приборов:

• три режима регулировки скорости;
• быстроразъемные монтажные фиксаторы;
• установочные размеры 130 и 180 мм;
• шумность на уровне до 70 дБ.

Втулки выполняются из графита.

Как подключить циркуляционный насос к электричеству

Электрическая схема подключения насоса отопления может быть реализована следующим образом:

• С помощью дифференциального автомата. Наиболее простой вариант, который без проблем можно реализовать самостоятельно.
• Управление термостатом. Дает возможность автоматически останавливать движение теплоносителя, если его температура упадет ниже определенного уровня.
• Совместное применение сети и блока бесперебойного питания. Присоединить электропитание через ИБП совсем несложно, благодаря специальным разъемам. Чего не скажешь о процедуре подключения насоса к распределительному щитку: для этого лучше позвать специалиста.
• Питание от встроенной автоматики. Организация такой электрической схемы циркуляционного насоса потребует некоторых знаний в области электрики.

Использовать для коммутации прибора простую розетку без автоматики и заземления не рекомендуется.

Два насоса в системе отопления и больше

Для того чтобы обеспечить экономичную работу отопления, советуем приобретать более продвинутые энергосберегающие модели водяных насосов.

Водяной насос для циркуляции воды в отоплении частного дома часто является не единственным в системе. Модой последних лет являются водяные теплые полы. Они обеспечивают нагревание напольных покрытий, создавая комфортную атмосферу для пребывания людей. Так как основой для их изготовления служат тонкие трубы из сшитого полиэтилена, самостоятельная циркуляция теплоносителя в них невозможна. Поэтому в систему ставится дополнительный насос.

Системы теплых полов требуют обязательного монтажа водяного насоса. Он ставится в распределительную коробку, рядом с термостатическими клапанами, после чего его нужно подключить к электросети. Работает он только в контуре теплых полов, в то время как второй насос гоняет теплоноситель по остальному контуру отоплению.

Также существуют схемы систем отопления с несколькими отопительными контурами. Планируя создать независимый обогрев по этажам и комнатам, потребители задумываются – сколько насосов нужно для отопления частного дома. Один электронасос здесь ставится общим, в подачу или на обратку, далее устанавливается по отдельной помпе на каждый контур.

Кавитация в отопительной системе и в системе водоснабжения

Кавитация – это такой процесс, во время которого в отопительной установке благодаря уменьшению давления образуются молекулы пара. Такой процесс имеет место в том случае, если в трубах снизится или повысится скорость потока жидкости.

Если отопительная система характеризуется слишком низкими или слишком высокими температурами, то такое явление может сказаться отрицательным образом. Пар, который образуется, собирается в пузырьки, и если они лопаются, то, тем самым, наносят повреждение материалу, из которого изготовлены трубы или другие компоненты системы отопления.

Если у вас не получается самостоятельным образом произвести такие операции, как как рассчитать насос для отопления, или вы сомневаетесь в их правильности, то лучше доверить это дело профессионалу в данной области. Специалист не только поможет с выбором помпы или произведением расчетов, но также займется непосредственно и установкой насоса.

Как выбрать лучший насос для системы отопления частного дома

Зависит от типа системы и необходимых функций, расчётов, проведённых при создании проекта.

Общие параметры

Рекомендуется обращать внимание на 4 характеристики:

1. Допустимая температура. Качественные приборы поддерживают работу в диапазоне 110—130 °C. Следует учитывать, что даже недорогое устройство должно иметь в описании не менее 90 °C. Это не касается низкотемпературных систем. Напротив, для твердотопливных котлов, этот показатель очень важен.

1. Материал, применённый в изготовлении корпуса. Наиболее благоприятным в соотношении цена — качество считают чугун. При недостатке бюджета рекомендуют искать насос из жаропрочного пластика.
2. Размер соединения — от G1 до G4. И также важен тип: резьбовой или фланцевый. Резьбовой делится на наружный и внутренний, причём для них необходимо устанавливать специальные переходники. Фланцевый — цельное крепление, для подбора которого достаточно учесть диаметр точки монтажа.
3. Необходимо два вида защиты: от сухого хода и от перегрева. Оба типа используют в циркуляционных насосах для продления эксплуатации. Первый служит в «мокрых» устройствах для безопасного охлаждения мотора. Вторая предназначена для отключения прибора по достижению критической температуры. Качественная защита обеспечит сохранность и позволит избежать аварий.

Выбор, исходя из производительности

Силы устройства должно хватать на передачу горячего теплоносителя по всем участкам обвязки. Для расчёта пользуются простой формулой:

K = N, где N — мощность котла в кВт.

Размерность K — литры в минуту. Так, для нагревателя 30 кВт используют насос 30 л/мин.

Давление в одноэтажных и двухэтажных домах

Каждое устройство имеет верхнюю границу, пересечение которой грозит возникновением неисправностей. В частных двухэтажных домах её принимают за 3—4 атмосферы, в остальных случаях — за 1,5—2,5.

Обязательно нужно рассчитать высоту подъёма воды прибором. Для этого определяют длину обвязки и умножают её на 0,06 м. Например, для 80 м трубы необходим напор 4,8 Атм.

Желательно выбирать насос с несколькими скоростями. Это позволит контролировать расход или быстрее прогревать помещение, при необходимости.

Важно! Рекомендуется выбирать устройства до 1,6 м/с, поскольку, в противном случае возникает шум

Внешние условия

Диаметр труб должен соответствовать расчётам для обвязки. Число находят при создании проекта. Использование материалов меньшего размера снизит давление в системе. Это правило работает и в обратную сторону.

Возможно применение байпаса, который создаст естественную циркуляцию теплоносителя. Для монтажа потребуется приобрести трубы меньшего диаметра. Их размещают вокруг насоса, врезая кран в любой участок.

Как подобрать прибор, исходя из особенностей потребления

0,1 кВт/м2для небольших частных домов;Зависит от размеров строения и региона, в котором оно расположено. В тёплом климате необходимо:

• 0,07 кВт/м2 для многоквартирных;
• 2 для производственных зданий.

В холодных районах используют нормы СНиП 2.04.07—86, по которым:

• Для малоэтажных строений применяют насосы мощностью 173—177 Вт/кв. м.
• Для 3-этажных и более высоких — 97—101 Вт/кв. м.

Технические характеристики устройств

Циркуляционные насосы для ГВС и отопления выбирают по мощности и способу монтажа в систему труб

Знание характеристик циркуляционного насоса поможет найти подходящий вариант для домашнего или квартирного отопления. При покупке учитываются такие параметры:

• напор – технический параметр, определяющий поднятие воды на определенный уровень;
• расход и показатель производительности – количество теплоносителя, поданного за определенное время;
• монтажные габариты – размер прибора, позволяющий определить возможность врезки в трубопровод.

На передней части корпуса присутствуют цифровые и числовые маркеры:

• разновидность – циркуляционные нагнетатели обозначаются как UP;
• регулировка скорости – модели с односкоростным режимом не индексируются, S означает ступенчатое переключение, E – плавное частотное;
• диаметр внутреннего патрубка в мм;
• напор – в зависимости от изготовителя маркируется в метрах или дециметрах.

По информации на передней панели можно определить тип корпуса. N говорит о том, что использовалась нержавейка, чугун не индексируется, A – о наличии штуцера для спускника, K – о возможности применения для систем с холодной водой, KU –для холодной, но с пенным наполнителем для статора и клеммной коробки.

Выбор насоса для отопления в частном доме: разновидности, особенности монтажа насосов

В процессе обустройства частного дома владельцы нередко устанавливают самотечные системы отопления. Их работа основывается на естественной способности жидкости к циркуляции, создаваемой под влиянием изменения масс теплой и холодной воды, которая подается в систему.

Если небольшие дома эти системы в состоянии эффективно отапливать, то для более крупных жилых строений они становятся непригодны. Решить проблему можно путем монтажа циркуляционного насоса в уже установленную отопительную систему.

Основное назначение этой установки состоит в обеспечении равномерной подачи теплоносителя к каждому элементу системы обогрева.

Для чего необходимо подключение насоса?

С покупкой или завершением строительства частного дома проблемы у владельца не заканчиваются. Если в нем установлена автономная система отопления, то следует быть готовым к тому, что не все участки системы будут получать в равном количестве тепловую энергию.

Вполне ожидаемой будет ситуация, при которой радиаторы, расположенные на максимальном удалении от котла, постоянно остаются теплыми. И оставлять это так не следует.

Среди возможных путей решения этой проблемы можно выделить следующие:

• устройство системы отопления «с нуля», оборудованной трубопроводом большего диаметра;
• установка насосного оборудования в уже функционирующую систему отопления.

Хотя, выбрав первый вариант, можно получить ощутимый эффект, все же затраты на его реализацию заметно выше по сравнению с установкой насоса в отопительную систему. К тому же этот процесс является очень трудозатратным. Причина этого заключается в том, что владельцу придется выполнить демонтаж старых труб, что потребует серьезных усилий.

Второй вариант представляется более предпочтительным не только по причине отсутствия аналогичных сложностей. На его реализацию требуется меньше финансов и времени.

Решение врезать в систему отопления помпу будет самым правильным. Помимо того, что температура во всех помещениях не будет падать ниже установленного уровня, можно будет навсегда забыть о таком неприятном явлении, как воздушные пробки, при появлении которых внутри труб ухудшается циркуляция воды.

Всем, кто имел возможность попользоваться циркуляционными насосами, понимают, какую они способны принести пользу. По этой причине об использовании такого метода задумываются все больше владельцев, ведь после подключения помпы к отопительной системе им становится проще поддерживать благоприятный тепловой режим в доме и в то же время удается не думать о проблемах, с которыми сталкиваются собственники, не имеющие такого оборудования в своем доме.

Особенности выбора насоса

Осознав всю полезность присутствия насоса в отопительной системе, первым делом следует определиться с типом устройства. Следует иметь в виду, что решить поставленную задачу можно, если выбираемый прибор и не будет обладать впечатляющей мощностью.

Если купить чересчур мощный насос, то последствия такого решения вас вряд ли обрадуют. Помимо сильного шума вы заплатите за него слишком высокую цену, а пользоваться всеми его возможностями не сможете. До того, как вы начнете рассматривать модели насосов, вам следует понять, какой мощностью он должен обладать.

На мощность влияют такие характеристики, как:

• диаметр трубопровода;
• уровень напора теплоносителя;
• температура воды.

Понять, какой будет норма расхода теплоносителя, проходящего сквозь замкнутый контур системы отопления, довольно просто. Для этого нужно выяснить норму расхода воды для котла и сопоставить полученные значения.

Мощность котельной установки и пропускная способность теплоносителя — это ключевые параметры, которые обязательно нужно учитывать. Также нужно определить норму расхода теплоносителя для каждого в отдельности радиатора и кольца отопительной системы.

При расчете мощности нужно исходить из того, какой объем воды в минуту должен поступать, что она смогла поддерживать требуемую температуру.

Имейте в виду, что не меньшее значение на характеристики мощности насосной установки оказывает длина трубопровода. Здесь нужно придерживаться следующего правила: на каждые 10 метров системы обогрева должно приходиться порядка 0,5 м насосного напора.

Разновидность насосов

Еще до того, как вы начнете знакомиться с особенностями монтажа насоса для отопления в частном доме, не помешает узнать, какие существуют виды этих установок.

Самыми распространенными считаются два типа:

• «сухие»;
• «мокрые».

Особенность первых состоит в том, что в процессе эксплуатации исключается их взаимодействие с теплоносителем. Что касается «мокрых» насосов, то они все время находятся в воде, обеспечивая ее циркуляцию.

Во время использования «сухих» помп возникает сильный шум. По этой причине подобные насосы для отопления дома являются не лучшим решением. Эти агрегаты желательно устанавливать на крупных предприятиях, в фирмах и производственных цехах.

Для владельцев загородных домов и иных частных строений оптимальным вариантом станут именно модели, постоянно погруженные в воду.

Чаще всего они изготавливаются в бронзовых или латунных корпусах, содержащих нержавеющие элементы, что защищает систему от повреждения в результате длительного контакта с водой.

Чтобы в каждом помещении вашего дома поддерживалась комфортная температура, вы должны уяснить, как должен выполняться монтаж насосного оборудования.

Подготовка к монтажу

Прежде чем приступить к монтажу помпы, следует выполнить подготовительные работы, которые в рассматриваемом случае являются обязательными .

Начальный этап установки

Во избежание сложностей во время установки насоса для отопления дома и в целях экономии времени желательно приобрести в магазине модель, которая уже будет иметь необходимые разъемные резьбы. Так вам не придется тратить дополнительное время и силы на то, чтобы найти подходящие крепления и соединения. Позаботьтесь и о наличии необходимых гаечных ключей, с помощью которых вы будете монтировать крепления.

Завершив подготовительные мероприятия, следует ознакомиться с инструкцией к насосу и схемой его монтажа. Если вы сомневаетесь, что справитесь с этой задачей, имеет смысл поручить эту работу опытным специалистам.

Подбираем место для установки насоса

Какой бы вариант подключения насоса для отопления частного дома вы ни выбрали, нужно позаботиться о том, что к нему был обеспечен свободный доступ для обслуживания. А необходимость в этом у вас, скорее всего, возникнет.

Раньше в магазине продавались «мокрые» помпы, чьи элементы довольно быстро выходили из строя вследствие длительного контакта с водой. Однако с каждым годом технологии становятся все совершеннее, в результате чего сегодня доступны системы, иных конфигураций, которые надежно защищены и от влаги, и от критических температур. Благодаря этому насос можно установить не только на подающем, но и на обратном трубопроводе, не опасаясь выхода из строя установки раньше положенного срока.

Важной задачей является увеличение уровня давления на участке всасывания. Решить ее можно путем размещения оборудования рядом с местом подключения расширительного бака в зоне спадающего трубопровода отопления.

Вы должны принять все необходимые меры, чтобы насос смог справиться с сильным напором горячей воды. В противном случае это может привести к возникновению аварийных ситуаций.

Правила установки

После ознакомления с основными теоретическими аспектами монтажа насоса на отопление можно переходить к самой работе. И чтобы она была выполнена без последствий, необходимо помнить о некоторых правилах установки:

1. Позаботьтесь об установке с левой и правой стороны помпы специальных шаровых кранов. Они принесут вам пользу тогда, когда потребуется выполнять техническое обслуживание системы либо демонтировать насосное оборудование.
2. Приобретите фильтр и установите его в систему. Благодаря ему установка будет защищена от мелких частичек, которые могут негативно повлиять на работу самой помпы и отдельных ее элементов.
3. Не забывайте, что в наших системах отопления циркулирует вода, содержащая разные примеси. Поэтому советуем предпринять соответствующие меры защиты.
4. Позаботьтесь об установке клапана, который размещают над отопительным байпасом. Выбрать можно как ручной, так и автоматический вариант — большого значения это не имеет. Если ваша отопительная система будет оборудована таким приспособлением, то вы сможете решить проблему с воздушными пробками, появления которых вам не избежать.
5. Убедитесь, что клеммы помпы обращены строго наверх.
6. Обратите внимание на тип агрегата. Если вам придется иметь дело с «мокрой» моделью, то его монтаж следует выполнять строго горизонтально. При несоблюдении этого требования он не сможет полностью погрузиться в воду. Вследствие этого возникнет риск повреждения рабочей поверхности аппарата. И тогда толку от установки насоса в отопительную систему не будет.
7. Всем креплениям и соединениям необходимо обеспечить надежную защиту, для чего на них наносят герметический состав. Так вы добьетесь того, что все узлы будут работать максимально долго.
8. Проверьте, как размещены в системе отопления насос и крепления. Они должны быть установлены последовательно и в соответствии с технологией монтажа.

Принцип монтажа насоса

На первом этапе из системы удаляют отопительную жидкость и выполняют прочистку, если в этом имеется необходимость. Далее производится врезка насоса — это нужно сделать в специально подготовленном для этого месте. Закончив работы по установке системы, в трубопровод подают воду.

Очень важно убедиться в отсутствии неисправностей и отклонений в работе. Если что-нибудь подобное будет обнаружено, это сразу же нужно устранить. Далее выполняется очистка от излишков воздуха, используя для этого центральный винт.

Подключать помпу допускается лишь к уже работающей системе, которая должна быть заполнена теплоносителем и очищена от воздуха. Минимизировать участие со стороны владельца в работе насоса можно путем установки модели типа автомат. Вдобавок ко всему это обеспечит ему защиту на случай нарушения правил эксплуатации.

Имейте в виду, что из системы придется удалять излишки воздуха каждый раз, когда потребуется включить насос. Для выполнения этой работы вручную следует применять специальные клапаны, которые должны быть заранее размещены по обеим сторонам теплового насоса.

Выполнить правильный монтаж насоса вы сможете при условии, что вами будут соблюдаться все правила и особенности подключения подобного оборудования.

Имейте в виду, что подобная работа требует максимально серьезного отношения, так как это в конечном итоге повлияет на то, насколько комфортно будет находиться в вашем доме. Объективно оценивайте свои силы. Если у вас есть сомнения насчет того, что вы сможете все сделать правильно, воспользуйтесь услугами профессионала.

Причины поломки циркуляционных насосов

Со временем каждый насос отопления начинает хуже работать и в итоге выходит из строя. И чаще всего подобное происходит по следующим причинам:

• ошибки, допущенные во время монтажа насоса. Валу двигателя обязательно нужно придать горизонтальное положение. Если этого не сделать, то это приведет к образованию скопления воздуха, из-за чего устройство может сломаться;
• ошибки при размещении клеммного модуля либо подводки кабеля;
• пренебрежение процедурой удаления из системы излишков воздуха;
• неэффективное удаление из системы твердых частиц.

Имейте в виду, что для устранения любой поломки циркуляционного насоса необходимо обладать специфическими навыками и знаниями. По этой причине заниматься ремонтом таких агрегатов должны профессионалы.

Заключение

Чтобы на порядок повысить качество обогрева в частном доме, следует не только правильно выбрать насос для отопления, но и произвести грамотную его установку. Соблюдение технологии его монтаж поможет сэкономить время и деньги и поддерживать в каждом помещении дома комфортный микроклимат.

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

Установка насоса на отопление в систему, инструкция, электрическая схема и подключение

Для чего необходимо установить насос в отопительную сеть? Наверняка многие задаются подобным вопросом. Данная установка насоса на отопление необходима, так как в случае децентрализованного отопления в загородном или частном доме типичной проблемой является неравномерное распределение тепла по всем компонентам и контурам отопления. В котле вода может закипать, а в дальних помещениях батареи могут нагреваться до незначительной температуры, и такая ситуация не является приемлемой. Поэтому возникает необходимость найти решение, которое поможет устранить данную проблему и повысить эффективность работы всей системы отопления.

Циркуляционный насос в системе отопления

Данную проблему можно решить одним из двух следующих методов:

• Модернизация отопительной системы посредством врезки циркуляционного насоса в трубопровод.
• Сооружение трубопровода для отопительной системы с довольно большим размером диаметра.

Вряд ли наберется большое количество тех, кто согласится произвести демонтаж труб, тем более, что во многих домах они расположены под полом или в стене. Установка насоса в систему отопления будет более удачным решением не только с технических, но также и с экономических соображений. Данный способ решения вышесказанной проблемы будет намного более быстрым и дешевым. Электрическая схема циркуляционного насоса отопления показывает, что это эффективное устройство.

Электрическая схема циркуляционного насоса

Благодаря врезке циркуляционного насоса удастся добиться следующего:

Рекомендуем к прочтению:

• Температурный режим станет более равномерным.
• Радиус действия контура системы отопления значительно возрастет.
• Полностью будет исключено образование воздушных пробок, которые во многом и мешали нормальной циркуляции теплоносителя.

Выбираем циркуляционный насос

Слишком мощный насос тоже нецелесообразно приобретать. Также излишне мощный насос только будет создавать шумовые помехи. Существуют и схемы, где работают два насоса в системе отопления.

Чтобы произвести расчет насоса для помещения, которое выделяется слишком сложными архитектурными особенностями, потребуется вызывать специалиста в области теплотехники.

Для обычного частного дома будет достаточным применение простой формулы. Рассмотрим же, какова схема установки насоса на отопление.

Технология установки насоса в систему отопления

Как установить насос на отопление? Чтобы облегчить себе процесс установки насоса, нужно покупать такое оборудование, в базовом комплекте которого имеются резьбы разъемного типа. Если они отсутствуют, то переходники придется покупать самому. Кроме того, их придется еще и подбирать самостоятельным образом. Также необходимо купить обратный клапан и фильтр глубокой очистки. Благодаря клапану удастся добиться нормального функционирования системы отопления под высоким давлением. Потребуется точная схема подключения циркуляционного насоса отопления.

Установка насоса в систему отопления

Также перед тем, как подключить насос отопления, не стоит забывать о том, что потребуются гаечные ключи и другие инструменты. Если вы не знаете, как производится врезка насоса в систему отопления, то потребуется вызвать специалиста в данной области. Если вы хотите произвести установку самостоятельным образом, то необходимо изучить информацию о том, как производится правильная установка циркуляционного насоса. Еще потребуется выбрать место для его установки.

Рекомендуем к прочтению:

Выбираем место для врезки насоса в систему отопления

Любая электросхема циркуляционного насоса для отопления покажет, что лучше всего выбрать такое место, чтобы в случае надобности можно было легко произвести профилактику оборудования, его ремонт или техническое обслуживание. Не так давно насосы «мокрого» типа устанавливали в обратку. Полагалось, что вода, омывая рабочую часть насоса, продлевала долговечность таких его компонентов, как роторы, различные подшипники и сальники.

На сегодняшний день благодаря современным технологиям выпускаются такие насосы, в которых различные узлы изготовлены из материалов, не боящихся воды. Благодаря этому можно как поставить насос на отопление на обратном трубопроводе, так и на подающем.

Циркуляционный насос установлен на подающем трубопроводе

Итак, как подсоединить насос к отоплению? Во время установки насоса необходимо соблюдать следующую последовательность – это своеобразная инструкция:

• Необходимо слить теплоноситель в том случае, если установка насоса на котел отопления производится в уже имеющуюся и действующую сеть. Если отопительная система уже в течение многих лет была в эксплуатации, то ее потребуется очистить от различных механических загрязнений. Для этого потребуется наполнить ее пару раз водой, а затем опорожнить.
• Монтаж насоса в систему отопления и цепочки из арматуры должна быть произведена в заранее запланированном для врезки месте. Для этого есть схема подключения насоса отопления. Далее идет подключение насоса в систему отопления.
• После того, как будет закончен монтаж насоса, а также арматуры, отопительную систему потребуется заполнить водой.
• После этого необходимо открыть центральный винт для того чтобы из насоса вышел лишний воздух. Центральный винт находится на крышке корпуса. Как только воздух будет полностью удален, из отверстий покажется вода.

Не рекомендуется включать насос циркуляционный для отопления до тех пор, пока система не заполнена водой и пока в ней имеется воздух. Для того чтобы оборудование отопительной системы прослужило как можно дольше, можно приобрести насос-автомат или насос, который имеет компоненты, позволяющие следить за работой агрегата. Схема отопления с циркуляционным насосом – это эффективно и удобно.

Установка насоса в систему отопления дома

От того насколько правильно была произведена установка насоса на отоплении зависит долговечность, эффективность и бесперебойная работа оборудования. Специалисты компании «ОБИНС» предоставляет услуги по монтажу физическим и юридическим лицам, мы гарантируем качество и соблюдение стандартов. 

Стоит ли производить установку насоса в систему отопления? 

Установка насоса в систему отопления выгодна по нескольким причинам. После монтажа насосного оборудования КПД в системе отопления возрастает на 30-40%. Следствием является повышение эффективности отопления и уменьшение расходов. 

Преимущества циркуляционных насосов: 

• возможность создавать контуры с зауженными участками и любой конструкции;

• удаление возможных воздушных пробок из системы;

• после того, как котел включен за счет насосного оборудования дом прогревается в течение нескольких минут;

• увеличение показателей КПД;

• оптимизация давления в сети – решение проблемы с затрудненным ходом или при отсутствии движения теплоносителя;

• насосы с «мокрым» ротором надежны, просты в обслуживании и ремонте.

Для двухэтажных домов наши специалисты рекомендует установку нескольких насосов в систему отопления, что позволит регулировать показатели температуры на каждом этаже по отдельности, также можно приобрести нагнетательный механизм. 

Виды циркуляционных насосов для отопления 

В зависимости от сферы применения наши специалисты производят монтаж насоса в систему отопления разных видов. На рынке представлено насосное оборудование с «мокрым» и «сухим» ротором. 

Монтаж насоса отопления с «сухим» ротором выполняется в многоэтажных домах, производственных объектах, торговых и развлекательных центрах. Устройства отличаются высоким КПД – 80%. Сложный монтаж и обслуживание лучше доверить профессионалам. В этом случае ротор надежно изолирован и в контакт с теплоносителем не вступает. Не рекомендуется производить установку в систему отопления дома частного или загородного, так как помпа работает очень шумно. 

Для частного дома идеально подходит циркуляционный насос с «мокрым» ротором. В этом случае рабочая часть ротора находится в непосредственном контакте с теплоносителем. Коэффициент полезного действия ниже, чем у предыдущего вида и составляет около 50%. Устройство практически бесшумно при работе, стоит дешевле «сухого» ротора, проще в ремонте и обслуживании. 

Как рассчитать мощность циркуляционного насоса? 

Перед тем как выполнять установку циркуляционного насоса в систему требуется рассчитать необходимую мощность. При обращении в компанию «ОБИНС» наши сотрудники все расчеты сделают за вас, где будут учтены следующие моменты: 

• плотность теплоносителя в системе отопления;

• диаметр труб и главных частей отопительного оборудования;

• расход теплоносителя котлом за определенное время;

• максимальное давление напора теплоносителя от котла в систему;

• общий объем и максимальную температуру теплоносителя, и многое другое.

Сделать расчеты без опыта и наличия специальных устройств весьма проблематично, а от правильности данных зависит долговечность и эффективность отопления. 

Нашими специалистами подбирается место установки насоса отопления с учетом свободного доступа для обслуживания и ремонта насосного оборудования. Врезка выполняется после котла и до 1-ого ответвления – это оптимальный вариант для парового отопления и любого другого. При необходимости врезаются вспомогательные насосы отопления для достижения оптимальной и эффективной системы. 

Стоит знать, что потребуется нагнетающий механизм при обустройстве теплых полов для подачи теплоносителя от котла в напольную систему обогрева. 

Основные этапы установки циркуляционного насоса в частном доме 

Способы монтажа циркуляционного насоса в систему отопления могут быть разными и зависят от конструктивных особенностей отопления, вида помпы и многих других факторов. В штате компании «ОБИНС» работают узконаправленные специалисты, которые смогут выполнить работу любой сложности и в любом объеме. 

Работы выполняются по представленному алгоритму: 

• выключается котел и дается время для остывания воды;

• устанавливаются шаровые краны с двух сторон, чтобы при возникновении непредвиденной ситуации быстро перекрыть воду с нужной стороны;

• монтируется фильтрующий клапан для предотвращения попадания механических примесей, элемент необходим для увеличения срока службы оборудованию и защиты от любых возможных засоров;

• при правильной обвязке теплогенератора теплоноситель сливать не обязательно;

• на последнем этапе выполняется врезка насоса;

• система тестируется на работоспособность и эффективность, клиенту даются советы по обслуживанию, и подписывается акт приемки.

Где заказать монтаж насоса? 

Компания «ОБИНС» предлагает конкурентные цены на монтаж насоса для отопления частных домов. Наши специалисты проведут полный анализ, подберут оборудование с учетом выделенного бюджета, мощности котла, системы отопления и многих других критериев. 

Мы не являемся представителями определенного производителя циркуляционных насосов, и в принципе клиент может выбрать любую торговую марку. Мы предоставляем на сегодня перечень услуг: 

Все услуги предоставляются с подписанием двустороннего договора, а на выполненную работу выдается гарантия. Сколько стоит монтаж циркуляционного насоса в систему отопления частного дома, вы всегда можете узнать у наших менеджеров по телефону.

Дополнительная информация:

Как выбрать циркуляционный насос для отопления? Монтаж.

Использование отопительных систем с естественной циркуляцией теплоносителя, кроме того, что малоэффективно, оно нуждается в выполнении обязательных требований и ограничений. Поэтому владельцам частных домов или загородных коттеджей придется узнать, как выбрать циркуляционный насос для отопления, для того чтобы обеспечить равномерную доставку теплоносителя по всем трубам и радиаторам системы.

Содержание этой статьи

В зависимости от типа самой системы: одно- или двухконтурной, могут одновременно эксплуатироваться несколько циркулярных насосов (помп), например, один для горячего водоснабжения и один или несколько для отопления, количество которых определяется, прежде всего, площадью дома, а также необходимостью автономной организации теплоснабжения отдельных помещений в доме или общественном здании.

По данной теме есть похожая статья — Как прочистить канализацию в домашних условиях?

Почему нужен насос для отопления в частном доме?

Традиционная система отопления с естественной циркуляцией теплоносителя – малоэффективна, потому как жидкости приходится постоянно преодолевать сопротивление, что замедляет ее оборачиваемость. Поэтому в котел теплоноситель возвращается уже охлажденным, что требует дополнительных затрат энергоносителей для ее подогрева до нужной температуры.

Реконструкция с использованием труб меньшего диаметра способна лишь частично решить проблему, к тому же расходы в этом случае несравнимо выше, чем стоимость циркулярного насоса, который применяется для принудительного нагнетания в трубопровод системы теплоносителя, обеспечивая ему одинаковую скорость движения на всех участках.

Принцип действия помпы в системе достаточно прост и основан на законах термодинамики: на входе теплоноситель принудительно всасывается в систему, а на выходе, за счет создаваемой крыльчатками циркулярного насоса центробежной силы, выталкивается.

Автономные системы отопления частных домов, как правило, изначально проектируются с учетом эксплуатации насоса, но если модернизировать старую, то ее эффективность возрастет на 25-35%, при этом существенно сократится потребление энергоносителей.

Достигается это за счет ускоренной оборачиваемости теплоносителя в системе, который совершив полный цикл, возвращается в котел, не растратив всю свою тепловую энергию. Поэтому и усилий для его подогрева требуется меньше, а значит – происходит экономия энергоносителя.

Организация системы с принудительной циркуляцией теплоносителя обязательно предполагает, что будет установлен байпас для циркуляционного насоса, которому отводится выполнение таких функций:

• возможность переключения системы в режим естественной циркуляции, например, при отключении электроэнергии или необходимости проведения ремонтных работ на определенном участке;

• в качестве устройства для регулирования температуры в помещении.

Как правило, система с принудительным циркулированием теплоносителя предполагает в каждом помещении установку байпаса, монтаж которого производится в комплекте с фильтром и запорными клапанами, а в некоторых случаях и с автоматическим клапаном для отвода воздуха (альтернативой крана Маевского).

Так как в частных домах средней площади чаще всего устанавливаются циркулярные насосы так называемого «мокрого» типа, установка байпаса должна выполняться горизонтально, при этом его диаметр должен совпадать с размером трубы, к которой он подключается, а также и с диаметром запорного клапана.

Циркуляционные насосы для систем отопления: виды и типы

Рынок циркулярных насосов довольно обширен, но независимо от фирмы производителя, все их можно отнести к одному из следующих типов устройств с:

• сухим ротором;
• мокрым ротором.

Кроме того, отличаются они между собой и по типу питания: переменное, с напряжением 220 В, так и постоянное – 12В, которое часто обеспечивает источник бесперебойного питания для циркуляционного насоса, установленный в котельной.

Отличаются насосы также и способом удаления воздуха:

• автоматическим;
• принудительным, ручным.

Аппараты с автоматическим воздухоудалением более удобны в эксплуатации, так как не требуют вмешательства человека, точнее, поиска специалиста для выполнения этого вида работ.

Поэтому, даже более практично, выбирать для частного, особенно расположенного за городом, дома модели с автоматическим удалением, несмотря на то, что их цена выше.

Для регулирования температуры в помещении, предназначены байпасы, но в тех случаях, когда требуется уменьшить или увеличить потребление электроэнергии, то для этого предназначены:

• переключатель, расположенный на корпусе;
• автоматика для циркуляционного насоса отопления, позволяющая эксплуатацию аппарата в зависимости от температуры на улице в автономном режиме.

«Сухие» насосы

В насосах с «сухим» ротором отсутствует прямой контакт теплоносителя с двигателем, а погруженной в жидкость является только крыльчатка, изолированная от ротора прокладками и уплотнительными кольцами.

Такое конструктивное устройство прибора обеспечивает ему высокий КПД (более 80-85%, в зависимости от модели), но и гарантирует наличие постоянного шума. Поэтому для частных домов такой вариант малопривлекателен, за исключением очень больших объектов, на которых есть возможность расположения котла в отдельном помещении, максимально удаленном от жилых комнат.

Охлаждение в аппаратах этого типа происходит за счет отдачи тепла ребристой поверхностью корпуса в окружающую среду, а также вентилятора, расположенного в задней части прибора.

Как правило, данный тип циркулярных насосов наиболее востребован на больших объектах, прежде всего, общественного назначения.

Еще одним существенным недостатком является необходимость проведения регулярного обслуживания: для того чтобы не допустить стирания рабочих деталей двигателя, необходимо периодически обновлять и добавлять смазку.

Насосы с «мокрым» ротором

Для загородных коттеджей или частных домов с автономным отоплением применяются циркулярные насосы с «мокрым» ротором, отличающиеся от первых тем, что у них в теплоноситель погруженными оказывается не только крыльчатка, но и сам двигатель. В этом случае, жидкость теплоносителя обеспечивает выполнение двух функций:

1. охлаждает двигатель;
2. играет роль своеобразной смазки.

Основным потребительским достоинством данного типа аппаратов является тихий режим работы, но при этом существенным недостатком выступает значительно более низкий КПД, редко превышающий 60%.

Когда стоит вопрос о том, какой насос выбрать для отопления частного дома, то стоит обратить внимание и на такое преимущество «мокрых» помп, как большой моторесурс, а также отсутствие необходимости в постоянном обслуживании. Поэтому для объектов с небольшим объемом теплоносителя этот тип циркулярных насосов является самым оптимальным выбором.

Несмотря на то что крыльчатка и сам ротор постоянно соприкасаются с жидкостью теплоносителя, опасности в развитии коррозии на их элементах невысокая. Происходит это потому, что производятся они из специальных материалов, не подверженных разрушению в результате действия агрессивных сред.

А постоянное охлаждающее воздействие со стороны теплоносителя, наоборот, благоприятно отражается на долговечности аппарата.

Конструкция циркулярного насоса и его принцип действия

Основное и единственное назначение циркулярного насоса для системы отопления – обеспечивать принудительным способом движение теплоносителя по трубам и радиаторам, в том числе и преодоление возникающего сопротивления в замкнутом контуре.

Конструктивно состоит из следующих основных элементов и узлов:

• корпуса, изготавливаемого из нержавеющих видов металла: стали, латуни, чугуна и других, а также различных сплавов;
• электродвигателя, приводящего в движение ротор;
• стального или керамического ротора;
• вала с крыльчаткой.

Независимо от марки этот прибор должен быть надежным и в этом лидером являются западноевропейские марки.

Хотя рынок наводнен и изделиями из Поднебесной, значительно уступающим первым по качеству, при этом разница в цене не является столь критичной.

Поэтому, если существует необходимость в монтаже циркулярного насоса, то лучше всего выбирать между датским Grundfos или немецким Wilo, а также можно обратить внимание, например, на итальянские марки, стоимость которых ниже в 1,5-2 раза.

Как влияет принцип работы системы отопления на выбор насоса

Недостаточно знать, что эксплуатация циркулярного насоса способна существенно сократить расходы на отоплении дома, надо обязательно учитывать все необходимые критерии при его выборе. И прежде всего, следует определиться с типом самой системы отопления, ее характерными особенностями.

Эту работу можно провести и самостоятельно, но учитывая, что подбор насоса производиться не на один сезон, лучше обратиться к специалисту.

Итак, до того как остановиться на конкретной марке насоса, нужно определиться с:

• типом системы отопления. Если существующая сеть имеет естественную циркуляцию, то рекомендуется установка «мокрого» насоса мощностью до 50-60 Вт. Для систем с принудительной работой, потребуется более мощный аппарат – до 80 Вт и то при условии наличия уклона, а без него – следует обращать внимание на приборы свыше 90 Вт;

• отапливаемой площадью и объемом циркулирующего в системе теплоносителя. Естественно, с ростом этих параметров, нужно уделять внимание более мощным насосам. Но для того чтобы рассчитать точную мощность аппарата – потребуется помощь теплотехника. Иногда организация отопительной системы предполагает, что будет производиться установка дополнительного насоса в систему отопления, например, для увеличения мощности или отдельно для теплого пола;

• ограничением на предельный уровень шума – именно из-за этого параметра для частных домов, без возможности установки насоса в отдельном помещении на максимальном удалении от жилых комнат, не рекомендуется использовать аппараты с «сухим» циклом работы;

• техническим состоянием существующей системы отопления. К новой системе можно подключить любой аппарат, но для сетей, которым от 15-20 лет и более, следует учитывать наличие примесей в теплоносителе. К расчетной мощности стоит прибавить дополнительные 25-35%, особенно если планируется установка насоса с «мокрым» двигателем. Но, при возможности, для старых систем лучше подходят насосы с сухим двигателем, так как, из-за закрытой конструкции, они менее чувствительны к качеству теплоносителя.

Обязательно нужно учитывать и вид топлива, на котором работает котел, а также его конструктивные особенности, в том числе и уровень температуры теплоносителя на выходе и входе.

Как правильно выбрать водяной насос для отопления

Таким образом, выбирая циркулярный насос, следует обращать внимание на такие его технические характеристики:

• мощность;
• предельный температурный уровень;
• внутреннее давление, отвечающее за напор. Для одноэтажных домов данный критерий не столь важен, но при отоплении многоэтажных объектов, на этот параметр нужно обращать пристальное внимание. Находиться в прямой зависимости с диаметром труб в системе и о данном показателе сообщает специальная маркировка 30, 40, 80 и так далее, обозначающая высоту подъема теплоносителя в дециметрах, соответственно на 3, 4 или 8 м;
• производительность аппарата, представляющую собой объем теплоносителя, перекачиваемого за единицу времени и зависящего от мощности котла, расхода насоса и температуры воды в подающей трубе и в обратной;
• объем расхода электроэнергии, а также возможности регулирования этого параметра с помощью переключателя. На корпусе, как правило, указывается наибольшее потребление, хотя многие «бытовые» модели не имеют регулировки и обладают усредненными показателями.

Но перед тем как сделать окончательный выбор, специалисты рекомендуют ориентироваться не на пиковые показатели, так как в таком режиме аппарат работает исключительно мало времени, лучше во внимание принимать усредненные значения и тогда не будет слышно шума от движения теплоносителя в трубах.

К тому же такой подход позволит сэкономить на этапе покупки, а также и во время эксплуатации.

Как выбрать газовый котел отопления? — здесь больше полезной информации.

Расчет необходимого напора и объемной подачи, видео:

Основные требования к монтажу циркулярного насоса

До того как установить циркуляционный насос в систему отопления, следует выполнить соблюдение нескольких правил, чтобы эффективность от использования этого аппарата была максимальной. К ним относятся:

• установка расширительного бачка с учетом того, чтобы его уровень был минимум на 1 м выше, чем самая высокая точка системы отопления;
• обязательно следует снабдить каждый радиатор системой отвода воздуха: автоматической или при помощи крана Маевского;
• в каждом помещении должен иметься в наличии байпас, позволяющий осуществлять в критических случаях обход системы, например, при отключении электричества, хотя лучше установить бесперебойник, который полностью исключит или сведет к минимуму такие нештатные ситуации.

Вас заинтересует эта статья — Печи для дома на дровах длительного горения.

Кроме того, если решено проводить работы самостоятельно, потребуется освоить минимальные навыки проведения расчетов. Для этого можно учитывать что:

• на 1 кВт мощности насос способен перекачать приблизительно 1л теплоносителя;
• в среднем на каждые 10 м контура требуется мощности напора равного 0,6 м, следовательно, если вся длина равна 100 м, то необходимо приобретать аппарат с маркировкой 60;
• также нужно знать, что средняя скорость движения жидкости составляет около 1,5-2 м/с.

Но выполняя самые простые расчеты, не следует забывать принимать во внимание и диаметр труб, соблюдая принцип: чем она тоньше, тем мощнее насос.

Установка циркуляционного насоса, видео:

Установка насоса в систему отопления частного дома

Лучше всего устанавливать циркулярный насос одновременно с монтажом всей системы отопления. Но так как необходимость в эксплуатации этого прибора существует и в уже действующих системах, то следует остановиться именно на этом варианте.

1. Сначала нужно подготовить «поле действия», для чего потребуется освободить систему от теплоносителя. Также заранее следует подготовить все необходимые инструменты и расходные материалы.
2. Далее надо изготовить резьбовые соединения на трубах с учетом диаметра отверстий насоса.
3. Перед тем как установить прибор, сначала монтируют перед ним фильтр для очистки. Отсутствие этого элемента непосредственно на работу не влияет, но вероятность того что уже в скором времени потребуется ремонт циркуляционного насоса, достаточно велика, так как грязь и частицы песка выведут из строя прибор.
4. Для того чтобы правильно установить насос, обязательно нужно обращать внимание на стрелку, нанесенную на корпус прибора: она должна совпадать с направлением движения теплоносителя.
5. Обязательной является и установка на входном и выходном патрубке кранов, так называемой, запорной арматуры и обратного клапана, а также байпаса, наличие которых значительно облегчает выполнение ремонтных и обслуживающих работ.
6. Как правило, насос монтируется в горизонтальном положении. Для «мокрых» двигателей – обязательно, а для «сухих» – предпочтительно.
7. После выполнения всех работ по установке, нужно проверить надежность соединений и выполнить пробный запуск системы, для чего ее следует заполнить теплоносителем.
8. Заполнение системы рекомендуется проводить при помощи нижней трубы – это способствует тому, что весь воздух, находящийся в трубах, поднимется вверх в расширительный бачок, через который и будет удален из системы.

Циркулярный насос можно устанавливать как на обратную трубу, так и на подающую. В первом случае он будет работать в более щадящем режиме, так как на него не будут воздействовать высокие температуры теплоносителя.

Но установка на подающей трубе – наиболее эффективна, потому как большинство современных приборов способны выдерживать температуру жидкости более 105-110 °C. В основном, насосы с «мокрым» двигателем устанавливаются на подаче, а с «сухим» – на обратке.

Циркуляционный насос в системе отопления частного дома

Выбор и монтаж насоса в систему отопления частного дома – вопрос, который волнует многих владельцев загородных коттеджей. Нужен ли вообще насос, как выбрать циркуляционный насос и какие сложности могут возникнуть в процессе его монтажа – вот, пожалуй, три основных нюанса, которые следует знать.

Нужен ли циркуляционный насос в системе отопления загородного дома

Можно организовать системы отопления в загородном доме с естественной или принудительной циркуляцией. Подробнее о вариантах отопления с принудительным и самотечным движением теплоносителя мы говорили тут. Вкратце напомним о чём речь – при естественной циркуляции теплоносителя система работает благодаря законам физики – вследствие теплового расширения нагретый теплоноситель поднимается вверх, а охлажденный спускается вниз. В подобной системе котёл всегда устанавливается максимально низко, чтобы получить наибольший градиент температурной разницы. Также есть ряд условий при монтаже и проектировании, чтобы самотечная система была эффективна.

Точно нужен циркуляционный насос, когда владелец желает получить преимущества системы отопления с принудительной циркуляцией или если самотечная система не может быть установлена или будет неэффективна.

Циркуляционные насосы вне зависимости от типа модели выполняют одну функцию – перемещение теплоносителя по контуру отопления. При этом циркуляционные насосы помимо непосредственно обеспечения работы системы отопления, позволяют регулировать интенсивность отопления за счет изменения давления в контуре. Например, при начале работы, до достижения желаемой температуры в помещении насос работает более интенсивно, а после прогрева комнат – активность работы уменьшается таким образом, чтобы только поддерживать полученную температуру.

Устройство циркуляционного насоса

Все циркуляционные насосы относятся к устройства центробежного принципа действия – теплоноситель попадает в рабочую камеру, из которой выталкивается лопатками центробежного колеса в боковой выходной патрубок. Заметим, что все устройства такого типа достаточно требовательны к чистоте теплоносителя и обладают КПД не более 80%.

Состоят циркуляционные насосы непосредственно из корпуса, с размещенным внутри электродвигателем, тщательно защищенным от влаги, и рабочим колесом на валу. В насосах закрытого типа колеса состоят преимущественно из двух дисков, между которыми расположены подающие лопасти.

Виды циркуляционных насосов

Среди циркулярных насосов системы отопления выделяют: быстроходные и тихоходные, а также с сухим и мокрым ротором.

Быстроходными называют насосы, частота оборотов в минуту у которых превышает 1500, у тихоходных этот показатель, соответственно, ниже 1500. Частота оборотов оказывает непрямое влияние на давление и потребляемую энергию, в частности изменение мощности пропорционально квадрату изменения напора и кубической степени изменения частоты вращений.

Тихоходные насосы имеют более сложную конструкцию и стоят дороже, при этом позволяют экономить электроэнергию. Если же выбрать модель, которая регулирует частоту вращения вала двигателя в зависимости от температуры, то можно ещё более значительно сэкономить на расходе электроэнергии.

Для получения наибольшего КПД циркуляционные насосы рекомендуется устанавливать таким образом, чтобы рабочая точка находилась в средней трети части характеристик (то есть обращать внимание на те модели, которые в основном процессе не будут работать на максимуме или минимуме своих возможностей).

Впрочем гораздо чаще принципиальный выбор модели циркуляционного насоса проводят в зависимости от типа ротора – с сухим или с мокрым.

Насосы с сухим ротором

У таких моделей в основной поток теплоносителя погружается только рабочее колесо на валу, которое вращается на подшипниках, отдаленных от стартера и ротора торцевыми уплотнениями.

Одна из основных задач – значительная герметизация – решается путем использования плотно прилегающих подпружиненных колец, изготовленных из керамики и высокопрочного графита. Одно из таких колец вращается на валу, а второе статически закреплено в корпусе. В момент вращения между уплотнительными шайбами образуется водная пленка, выполняющая функцию смазки, а также охлаждающая конструкцию.

Сухороторные насосы имеют двигатели с воздушных охлаждением (у моделей с высокой мощностью может присутствовать специальное устройство подачи холодного воздуха на мотор).

КПД подобных циркуляционных насосов зависит от мощности устройства – модели с мощностью до 1500 Вт обладают КПД 30-65%, до 7500 Вт – 35-75%, а более мощные порядка 40-80%.

Наиболее часто подобные модели используются в системах горячего водоснабжения, а также системах отопления, где необходима подача жидкости с большим напором.

Насосы с мокрым ротором

Циркуляционные насосы с мокрым ротором могут применяться с замкнутых контурах отопления для обеспечения значительной скорости перемещения теплоносителя. Такие модели позволяют значительно снизить диаметр труб, а также уменьшить количество теплоносителя, что положительно сказывается на экономичности отопления.

Конструкция таких насосов предполагает наличие разделения стартера и ротора тонкостенным стаканом, при этом ротор вращается в жидкости на подшипниках, смазывающихся и охлаждающихся теплоносителем. Сам стакан изготавливается из немагнитной нержавейки или углеродного волокна с толщиной стенки 0,1-0,3 мм, а подшипники производятся из прессованной керамики или спеченного графитового сплава.

Насосы с мокрым ротором, как правило, бесшумные, а частота вращения в них регулируется ступенчато вручную или при помощи автоматики, отслеживающей разность давления или температуры.

Заметим, что КПД насосов с мокрым ротором ниже, чем у моделей с сухим – при мощности 100 Вт КПД достигает 5-25%, до 500 Вт – 20-40%, а более 500 Вт – 30-40%.

Технические параметры циркуляционных насосов

Среди основных параметров циркуляционных насосов для систем отопления можно выделить следующие:

• Пропускная способность – указывается в метрах кубических в час или литрах в минуту. Данный параметр отображает объем жидкости, который прокачивает насос за отрезок времени. Пропускная способность зависит от скорости потока и диаметра трубопровода.
• Напор – указывается в метрах водяного столба и отображает высоту, на которую насос способен вытолкнуть жидкость по вертикали. Наибольший напор бытовых насосов составляет 17 метров, можно найти и более мощные модели, однако они достаточно громоздки, дороги и их нецелесообразно использовать в загородных частных домах.
• Уровень шума – немаловажный параметр для оборудования, работающего в доме. Заметим, что уровень шума всегда ниже у моделей с мокрым ротором, чем у агрегатов с сухим.
• Температурный диапазон – учитывая, что в трубах движется горячий теплоноситель оборудование должно выдерживать достаточно высокие температуры. Большинство насосов легко работает с температурами до 110 градусов Цельсия, однако можно встретить модели и с более высоким показателем (до 130 градусов).
• Габариты – в частности важными параметрами являются монтажная длина и диаметр входного и выходного патрубков.

Следует также учитывать возможность установки насоса в открытые и закрытые системы отопления. В частности, при открытой системе нельзя использовать насос с мокрым ротором (что связано с возможным загрязнением теплоносителя и последующим выходом насоса из строя).

Как рассчитать производительность циркуляционного насоса

Объем подачи циркуляционных насосов можно рассчитать по нескольким формулам, в частности может использоваться следующая:

Q = P/(1,163 х (Tf — Tr))
или
Q = 0,86R/(TF–TR)

В которой:

Q – объем теплоносителя

P – тепловое потребление помещений (тепловая мощность)

Tf-Tr – разница температур выходной трубы и обратки

1,163 – коэффициент удельной теплоемкости воды (если в системе в качестве теплоносителя используется антифриз необходимо использовать значение его коэффициента удельной теплоемкости).

Также можно рассчитать объем подачи насоса по формуле:

Q = 3,6 х P/(С х (Tf — Tr))

Обозначения аналогичны предыдущей формуле, С – теплоемкость (справочный показатель для воды 4,2 кДж/кг*С)

Для определения тепловой мощности помещений можно воспользоваться СНиП для теплосетей, где для двух- и одноэтажных зданий при температуре воздуха на улице используется показатель теплового потребления 173-177 Вт/м2 (для многоэтажных зданий 97-101 Вт/м2).

Данные формулы являются достаточно общими, в том числе вследствие использования усредненных показателей тепловой мощности. Полученные результаты могут использоваться при начальных расчетах системы и применяться при выборе котла, если же котёл уже установлен, то в формуле необходимо использовать его показатели мощности.

Ещё один параметр, который необходимо просчитать – напор. Это вторая значительная характеристика, для определения которой необходимо выяснить гидравлическое сопротивление системы (напор всегда должен быть больше этого показателя):

H = (F х R × L)/(p × g) или (F х R × L)/10000 (м.)

В которой:

H — напор в метрах водяного столба

F — коэффициент, используемый для сантехнической арматуры (показатель для фасонных деталей – 1,3, для термостатического вентиля или клапана – 1,7, при использовании обоих видов комплектующих – 2,2, установка гравитационного тормоза или смесителя повышает коэффициент на 1,2, однако если используются все три вида оборудования коэффициент принимают равным 2,6

R — гидравлическое сопротивление труб, измеряемое в паскалях на погонный метр, в среднем составляет 50-150 Па/м

p — плотность теплоносителя (для воды данный показатель составляет 1000 кг/м3)

g — наибольшая высота подъема водяного столба, которая ограничена атмосферным давлением (при отсутствии гидравлического сопротивления данный показатель составляет 10,33 м и округляется при расчётах до 10)

Какой циркуляционный насос всё-таки выбрать

В загородных домах для систем отопления чаще используются насосы с мокрым ротором – они бесшумные и позволяют значительно уменьшать сечение труб, а значит и количество теплоносителя и затраты на обогрев дома.

В остальном же циркуляционный насос следует подбирать в зависимости от необходимых технических характеристик. Производителей насосов на рынке много, для того, чтобы определиться в марке насоса можно ознакомиться с отзывами о различных моделях или проконсультироваться со специалистами – имея большой опыт в обустройстве систем отопления каждый мастер может отдавать предпочтение конкретной фирме.

Также при выборе следует обратить внимание на количество скоростей, а также возможность их регулирования (вручную или автоматически). Наличие нескольких скоростей, а также автоматического регулирования их переключения позволяет получить достаточно удобную в использовании систему и оптимизировать расход топлива на различных этапах обогрева дома. В частности для быстрого обогрева можно использовать максимальную скорость, а для поддержания температуры в хорошо утепленном здании – минимальную.

Особенности монтажа насоса для отопления

Поставить насос на отопление частного дома одна из простейших задач в монтаже отопительной системы. Однако это не значит, что не нужно соблюдать правила монтажа. К основным требованиям при установке можно отнести следующие:

• Циркуляционный насос устанавливается в магистраль таким образом, чтобы вал был расположен горизонтально, а направление теплоносителя совпадало со стрелкой на корпусе прибора.
• Крепление следует производить при помощи резьбового крепежа с прокладками.
• Подключение к системе энергообеспечения производят согласно индивидуальных схем, предоставляемых вместе с устройствами, при этом используют провода сечением не менее 0,75 мм2.
• Перед тестовым запуском необходимо убедиться в отсутствии посторонних предметов и частиц в магистрали, а также герметичности резьбовых соединений и правильности подключения электропитания. Нельзя запускать насос при закрытых кранах запорной арматуры.
• При включении следует удалить воздух из насоса путем выкручивания резьбовой пробки, а также проверить силу тока в обмотке (полученные данные должны совпадать с приведенными на корпусной маркировке). Также при тестовом запуске проверяют уровень вибрации и шума.

При установке циркуляционного насоса следует учитывать некоторые особенности:

• Желательно устанавливать насос на байпас, что позволит снимать насос для ремонта или замены без удаления теплоносителя из системы. Кроме того, подобное решение позволит переключать систему с принудительной на естественную циркуляцию (если проект системы предполагает не принудительное движение теплоносителя).
• Выбор циркуляционного насоса лучше доверить специалистам, даже изучив гору материалов сложно определиться, если вы не видели подобные устройства в работе (мастера же, которые занимаются обустройством и обслуживанием систем могут сказать об эффективности не только новых устройств, но и уже отработавших 5-10 лет).
• Расчёт напора и производительности насоса можно провести самостоятельно, однако многие данные, которые используются в формулах следует дополнительно вычислять и без наличия специальных знаний мало кому удается не допустить ошибки. Также заметим, что вычисление параметров достаточно долгое занятие, в то время как у специалистов помимо значительного опыта есть ещё и специальные программы, что позволяет сэкономить время.

Планируете обустраивать систему отопления в загородном доме – обратитесь к нашим специалистам, мы не только подберем и просчитаем циркуляционный насос и но быстро и грамотно обустроим всю систему.

расчет параметров и выбор оборудования

Начиная с древних времен человек стремился обеспечить комфортные условия в своем жилище. В каменный век — это просто костер, горевший в пещере, затем с развитием технологий строительства появились дома и печи в них. Развивалась наука, появлялись новые технологии, росли возможности техники. Достижения теплоэнергетики и ряда смежных наук позволили создать современные отопительные системы — тепловые насосы и котлы, использующие энергию газа, нефти и электричества. Отопительные системы частных домов являются автономными.

Автономные системы обогрева

Известно несколько разновидностей автономных систем обогрева. Это системы с котлами, использующими газ, твердое или жидкое топливо, и входящие в моду тепловые насосы. Самая простая из них — система с открытым расширительным баком, она энергонезависима и монтируется с учетом обеспечения естественной циркуляции воды. Труба горячей воды от котла поднимается вверх для создания напора внутри системы, а затем горячая вода распределяется по приборам отопления.

Реальная эксплуатация «открытых» систем показала, если применить нагнетательный насос для отопления, то ускоряется нагрев помещения, увеличивается эффективность и снижаются расходы. Насос устанавливается в «обратку» вблизи котла. Подходящий насос для отопления для дома купить можно в магазине или заказать в сети.

Антифриз в таких системах не используется из-за значительного испарения в открытом баке (расширительном). Теплоноситель — вода. Для уменьшения отложений на внутренних стенках трубопроводов лучше использовать смягченную воду с небольшим количеством растворенных минеральных веществ.

Если же система отопления предназначена для двух или трехэтажного дома, то в таком случае возникают дополнительные проблемы, которые требуют решения. В такие системы отопления входят значительное число батарей отопления, разветвлений, задвижек и других элементов, которые будут создавать значительное гидравлическое сопротивление.

Расчет параметров насоса

Для создания необходимого напора и преодоления гидродинамического сопротивления системы применяют насосы для отопления частных домов, которые обеспечат активную циркуляцию теплоносителя. Чтобы система отопления работала эффективно нужно выполнить расчет циркуляционного насоса. Он позволит осуществить оптимальный подбор насоса для отопления частного дома и обеспечить в нем комфортные условия.

Основные задачи нагнетательного насоса:

1. создание такой величины давления в системе, которая преодолеет гидравлическое сопротивление;
2. обеспечить достаточное количество теплоносителя.

Исходя из этих предпосылок, насосы на отопление в частном доме подбираются только после расчета необходимого количества тепла для дома и гидравлического сопротивления контура. На основании расчетов приобретаются циркуляционные насосы для отопления частных домов цена, и качество обычно соответствуют наилучшему соотношению.

Для расчета производительности применяется формула вида — Q=0,86R/TF-TR, где:

• Q — необходимый расход куб. м/час;
• R — выбранная тепловая потребность, кВт;
• TF — TR = 20.

Величина (R) может иметь следующие величины:

1. нормативы для частных домов — 100 Вт/м2;
2. для многоэтажных домов — 70 Вт/м2;
3. заводские помещения — 30-50 Вт/м2;
4. помещения с очень хорошей теплоизоляцией — 30 Вт/м2.

Гидравлическое сопротивление системы

Расчет производительности и гидравлического сопротивления дают ответ на такой вопрос — как правильно подобрать насос для системы отопления и обеспечить ее эффективную работу в отопительный сезон.

Для расчета применяется формула такого вида — H=1,3*(R1L1+R2L2+Z1+….+ZN)/10000, в которой:

• L1,L2 — общая длина линий трубопровода — м;
• R1, R2 — падение давления на подаче и «обратке» — Па/метр;
• Z1,…..ZN — сопротивление элементов системы — Па.

В технических паспортах узлов и элементов системы указывается гидравлическое сопротивление комплектующих. Для основных элементов оно составляет:

1. котел — 1-2 кПа;
2. тепломер — 1-15 кПа;
3. вентиль — 5-10 кПа;
4. смеситель — 1-15 кПа;
5. фильтр (новый) — 15-20 кПа;
6. водонагреватель — 2-10 кПа;
7. обратный клапан — 5-10 кПа.

Выбор насоса

Нагнетательные насосы для отопления частных домов как выбрать подходящий? Ошибиться трудно, ведь современные насосы для отопления для дома цена, которых в высшей степени соответствует наилучшему соотношению цена/качество — трехскоростные.

Возможность изменения скорости вращения двигателя изменяет производительность насоса в широких пределах.

Скорости переключаются рычагом, но некоторые типы насосов можно подключить к датчикам температуры и обеспечить автоматическую регулировку производительности прибора.

Вышеописанный расчет только один из вариантов. Известны и другие методы расчета. Все методики рассчитывают работу контура при максимальной нагрузке, значит, в реальности нагрузка будет несколько ниже, поэтому можно приобретать насосы для отопления частных домов цена которых меньше, а характеристики несколько хуже расчетных. Более мощный насос тоже не следует покупать, ведь расходы увеличатся, а работа системы не станет лучше.

Полезные советы специалистов

Приобрести циркуляционный насос можно в магазинах или заказать в интернете. Перед покупкой желательно получить консультацию специалиста по системам отопления. Обычно менеджеры, которые реализуют насосы различных фирм, знают о них все. От вас они могут потребовать некоторые исходные данные, которые помогут сделать оптимальный выбор. Обычно спрашивают о том, какой котел будет установлен, величину общей площади жилища, наличие утепления дома, этажность и т. п.

Советы специалистов, которые помогут сделать выбор:

• лучше справляются с нагрузкой насосы с «мокрым» ротором;
• дольше работают модели с корпусами из бронзы, латуни или нержавеющей стали;
• в случае появления шума в системе нужно проверить отсутствие воздуха в системе;
• при запуске включить максимальные обороты двигателя насоса.

Альтернативное отопление

В постоянной борьбе с ростом цен был изобретен так называемый тепловой насос. Он энергию из воздуха, из грунта и из воды. Его принцип действия довольно прост. Тепловой насос работает как холодильник наоборот. Поэтому альтернативное отопление частного дома тепловой насос обеспечит полностью, если сделаны правильные расчеты на основании термодинамики. Расчеты сложные и их лучше поручить специалисту. При этом следует знать, что тепловой насос, извлекая тепло из внешней среды, передает его через компрессор в отопительную систему.

Отопительная система имеет все элементы обычной — батареи, краны, смесители, насос для отопления в частном доме и другие, а роль котла отопления взял на себя компрессор, который является источником тепла. Таким образом, и для альтернативной системы отопления, в виде теплового насоса, все атрибуты и элементы сохраняются, за исключением котла. Но отопительный котел можно легко присоединить к системе для резерва, на случай поломки теплового насоса. Но, подбор насоса для отопления дома нужно произвести для обеспечения циркуляции воды.

Виды тепловых насосов

Сама идея об извлечении и использовании тепла окружающей возникла давно, но ее активное претворение в жизнь тепловых насосов началось недавно. Их активному внедрению способствовали появившиеся надежные и производительные циркуляционные насосы для отопления частных домов, с успехом используются в тепловых насосах. Для хорошей работы теплового насоса нужно перекачивать большие объемы теплоносителя для извлечения тепла из грунта или водоема в тепловой насос.

Следовательно, насос для системы отопления частного дома цена и производительность которого выбраны оптимально, хорошо работают не только в газовых системах отопления, но успешно применяются в тепловых насосах.

Существующие тепловые насосы классифицируются по методу извлечения тепла.

Окончательный подбор насоса для системы отопления частного дома делается на основании довольно сложных расчетов. Различают три основных вида:

1. воздушный — абсорбирует тепло из воздуха;
2. геотермальный — отбирает тепло из грунта, наземных и подземных вод;
3. вторичного тепла — отбор тепла с канализации или центрального отопления, применяется в промышленности.

Исходя из технических возможностей подбирается насос для отопления в частном доме, и его установка. Для создания автономной системы наиболее предпочтителен второй вариант — геотермальный тепловой насос. Тип насосов может быть замкнутым или открытым. Второй способ применяется при наличии больших объемов чистой воды, т. к. после отъема тепла вода выливается назад в водоем.

В настоящее время можно купить тепловой насос для отопления дома, геотермальный, один из трех типов:

• насос геотермальный водный;
• насос геотермальный с глубинным расположением коллектора;
• насос геотермальный горизонтальный.

Прежде чем купить геотермальный насос для системы отопления частного дома нужно проконсультироваться у специалистов и сделать предварительные расчеты. Многие интернет-магазины предлагают выезд специалиста, бесплатный расчет за 24 часа и доставку. А если будет заказана установка насоса в систему отопления частного дома, фирма обеспечит гарантийное обслуживание и бонусы при покупке теплового насоса.

Окупить тепловой насос для отопления в частном доме цена которого значительно выше цены систем стандартного отопления, потребуется несколько лет. Но если учесть большой срок работы подобного оборудования и отсутствие платы за тепло, то экономическая выгода очевидна. Спрос на тепловые насосы для отопления дома увеличится, и они станут конкурировать с газовым отоплением при уменьшении цены покупки и установки. Благодаря неоспоримым преимуществам геотермального отопления — тепловой насос для системы отопления частного дома оправдан экономически.

Установка теплового насоса в существующем доме

Тепловой насос — это эффективное устройство, которое используется для передачи тепла из одного места в другое. Как и кондиционер, тепловой насос может отводить тепло из вашего дома, когда вы хотите, чтобы внутри было прохладнее, и он имеет дополнительное преимущество, заключающееся в возможности отводить тепло в дом, когда вы хотите, чтобы оно было теплее. Они также могут полностью заменить кондиционеры летом. Независимо от того, отапливаете ли вы дом с помощью печи на природном газе или пропане, добавление теплового насоса — отличный способ снизить выбросы углекислого газа, и вы можете сэкономить деньги, используя тепловой насос для обогрева весной и осенью вместо печи.Если вас интересуют тепловые насосы, вам может быть интересно, как они устанавливаются. Вот что вам следует учесть.

Перед установкой теплового насоса

Перед покупкой теплового насоса вам следует учесть несколько моментов:

• Эффективность дома : Обновление изоляции и устранение утечек воздуха — мудрое решение перед установкой теплового насоса. Чем эффективнее конструкция вашего дома, тем дольше зимой вы сможете использовать тепловой насос вместо печи.
• Размер теплового насоса : Убедитесь, что вы работали с квалифицированным специалистом по HVAC, чтобы выбрать тепловой насос, размер которого соответствует вашему дому, чтобы обеспечить его оптимальную эффективность. Размер теплового насоса будет ограничен количеством воздуха, которое ваша существующая система воздуховодов может эффективно перемещать.
• Тип теплового насоса : необходимо учитывать два основных типа тепловых насосов: наземный источник и воздушный источник. Тепловые насосы с воздушным источником используют воздух за пределами вашего дома в качестве источника тепла и назначения тепла летом.Их проще установить. Для грунтовых тепловых насосов (также называемых геотермальными) необходимо проложить трубопровод в землю. Эти контуры заземления могут быть установлены в виде вертикальных контуров или горизонтальных контуров, если имеется много свободных земель. Основное преимущество геотермальных тепловых насосов заключается в том, что они очень эффективны круглый год, поскольку температура почвы довольно постоянна. Если вас интересует наиболее эффективная система отопления, вам обязательно стоит подумать о геотермальной системе.

Хотите узнать больше о том, как установить тепловые насосы в вашем доме? Не смотрите дальше. Наша команда ClimateCare может вам помочь. Свяжитесь с нами сегодня!

Найдите ближайшего к вам ClimateCare

Как устанавливаются тепловые насосы

Так же, как и в системах центрального кондиционирования воздуха, тепловые насосы с воздушным источником имеют внутренние и внешние блоки. Ваш специалист по HVAC покажет вам, где будет располагаться каждый блок, и объяснит, что потребуется для подключения блоков и как подключить тепловой насос к существующим системам отопления и охлаждения вашего дома.Лучше всего устанавливать наружный блок выше уровня снега, что может быть проблемой в нашем климате, потому что вы никогда не можете быть уверены в том, сколько снега выпадет в каждом конкретном году.

В отличие от тепловых насосов, работающих на воздухе, тепловые насосы, работающие на земле, не имеют видимого блока за пределами вашего дома. Вместо этого контуры заземления закопаны под землей, где они извлекают тепло из земли зимой и сохраняют тепло, отводимое от вашего дома, в землю летом.В зависимости от того, сколько у вас земли и каковы топография и ландшафт, вам может потребоваться установить вертикальные петли или возможно установить горизонтальные петли. Ваш квалифицированный специалист по геотермальной установке проведет оценку участка и порекомендует вам варианты.

В процессе установки тепловой насос необходимо подключить к электрической системе вашего дома для подачи питания и к системе воздуховодов для отвода теплого или холодного воздуха. После завершения установки ваш специалист по HVAC проверит и введет в эксплуатацию тепловой насос и убедится, что он работает должным образом.

Затем они также должны объяснить вам, какое обслуживание потребуется вашему тепловому насосу в дальнейшем, чтобы он продолжал работать оптимально и эффективно.

Если у вас есть какие-либо вопросы или вы хотите узнать больше о тепловых насосах в Канаде, процессе их установки и их преимуществах, свяжитесь с профессионалами HVAC в ClimateCare сегодня. Мы будем рады помочь!

Тепловые насосы для жилых домов в США: частный экономический потенциал и его выбросы, здоровье и влияние энергосистемы

Чтобы избежать наихудших последствий изменения климата, мировая экономика продолжает искать возможности для сокращения выбросов парниковых газов.Одна из таких возможностей — электрификация, когда энергоемкие виды деятельности переключаются с использования ископаемого топлива на чистую электроэнергию. В жилом секторе основным способом электрификации является замена существующих обогревателей для нефти, природного газа, пропана или неэффективных резистивных электрических обогревателей тепловыми насосами, что заменяет потребление ископаемого топлива на месте и потреблением электроэнергии. Такое переключение может снизить выбросы парниковых газов или других загрязняющих веществ при условии, что в течение срока службы устройства электричество, используемое для его питания, будет достаточно чистым, чтобы иметь более низкие выбросы, чем при прямом сжигании ископаемого топлива.

Тепловые насосы — это реверсивные кондиционеры. Летом они действуют как кондиционеры. Зимой они реверсируют поток хладагента, поглощая тепло снаружи и отводя его внутрь здания. Электричество используется для механической работы по перемещению тепла, а не для его производства. Отношение количества тепла, которое в конечном итоге доставляется в отапливаемое пространство, к количеству энергии, поставляемой в виде электричества, обычно намного больше единицы. Даже с учетом того факта, что выработка электроэнергии за счет сжигания угля или природного газа менее эффективна, чем сжигание природного газа в домашней печи, переход на тепловой насос обычно снижает чистые выбросы парниковых газов в здании.Таким образом, во многих исследованиях изучается, в какой степени 100% внедрение тепловых насосов снизит чистые выбросы парниковых газов во многих частях мира [1].

Использование тепловых насосов для бытовых нужд, однако, имеет последствия, выходящие за рамки сокращения выбросов парниковых газов. Это может увеличить ущерб здоровью, вызванный определенными загрязнителями воздуха. Хотя бытовые печи и котлы часто производят больше чистых выбросов парниковых газов, чем тепловые насосы, они часто производят меньше вредных для здоровья загрязнителей, таких как SO ₂ , NO _x и PM _2.5 , чем производится, когда такое же количество тепла доставляется путем выработки электричества и использования его для питания теплового насоса [2]. Внедрение теплового насоса может затруднить эксплуатацию электрической сети, поскольку внедрение крупномасштабного теплового насоса может значительно увеличить пиковую потребность в электроэнергии [3]. И его частные затраты могут перевесить его общественные выгоды, потому что тепловые насосы дороже в установке, чем печи или бойлеры, а электричество часто дороже, чем топливо, такое как природный газ [4].Учитывая эти последствия, в данном исследовании исследуются частные и государственные компромиссы при внедрении тепловых насосов, а также оценивается, как эти компромиссы меняются по мере того, как увеличивается использование тепловых насосов, тепловые насосы становятся дешевле, а электросеть становится чище.

В литературе исследуются эффекты внедрения тепловых насосов с использованием различных структур моделирования энергопотребления. Эти схемы обычно включают моделирование энергопотребления дома до и после внедрения теплового насоса. Путем прогнозирования цен на энергию и оценок выбросов на эти профили потребления энергии исследование оценивает затраты и / или выбросы дома как до, так и после внедрения теплового насоса.Хотя эта общая стратегия уместна, в литературе обнаруживается множество недостатков, которые снижают полезность метода в качестве руководства для принятия решений.

Многие исследования, например, не в состоянии изучить компромиссы между экономикой, пиковым спросом на электроэнергию, ущерб здоровью и выбросами парниковых газов или показать, как эти компромиссы влияют на потенциал внедрения тепловых насосов. Ханова и Доулатабади оценивают чувствительность сокращения выбросов CO ₂ от перехода на наземные тепловые насосы к интенсивности выработки электроэнергии CO ₂ , затратам на энергию и эффективности теплового насоса [5].Управление энергетических исследований и разработок штата Нью-Йорк считает, что бытовые потребители, как правило, не видят никакой выгоды от перехода на электрические тепловые насосы, но переход снизит выбросы CO ₂ и принесет пользу коммунальному предприятию за счет смещения спроса с летнего пика [6 ]. Ни в одном из исследований не рассматривается влияние на выбросы других загрязнителей. Уэйт и Моди оценивают влияние (частичной) электрификации отопления на пиковое потребление электроэнергии в системе, но не принимают во внимание какое-либо воздействие на окружающую среду [3].Кауфман и др. обнаружили, что при сочетании технологических усовершенствований и климатической политики тепловые насосы могут быть конкурентоспособными по стоимости по сравнению с газовыми печами в различных климатических условиях США [7]. В некоторых исследованиях изучаются аспекты этих компромиссов, но не учитываются капитальные затраты на тепловые насосы [1, 8], изменения в пиковом спросе на электроэнергию [9] и / или монетизированный ущерб от критериев загрязнителей воздуха [1, 8, 10, 11]. Без полного учета этих компромиссов трудно проанализировать плюсы и минусы различных темпов внедрения тепловых насосов, поэтому большинство исследований игнорируют это обсуждение, анализируя влияние только 100% внедрения тепловых насосов [1, 10, 12].

Еще одним недостатком является невозможность моделирования выбросов домов и электрических сетей с почасовым разрешением. Во многих исследованиях моделируется потребление энергии домашним хозяйством в годовом [13] или сезонном [9] масштабе времени. Аналогичным образом, во многих исследованиях используются годовые или усредненные коэффициенты для количественной оценки выбросов из электрических сетей [1]. Без использования почасового разрешения эти исследования не могут точно зафиксировать суточные и сезонные колебания потребности в отоплении, производительности теплового насоса, выбросов в электросети или пикового спроса на электроэнергию, которые влияют на компромиссы при внедрении тепловых насосов.

Большинство предыдущих анализов также предполагают статическую сеть: их анализ выгод и затрат действителен только для электрической сети, как это было на момент анализа. Фактически, электрическая сеть США имеет [14], и, если текущие предложения по политике будут успешными [15], будет продолжать становиться значительно чище в течение срока службы теплового насоса, установленного сегодня. В этом анализе мы учитываем быструю очистку электросети. В соответствии с «Прогрессивным» сценарием исследования Национальной Оценки Электрификации Института Электроэнергетики (EPRI) за 2018 год, мы предполагаем, что выбросы CO ₂ из электрических сетей и ущерб здоровью снизятся на 45% и 75% в период с 2017 по 2032 год [16]; что ущерб от выбросов CO ₂ оценивается в 40 долларов за тонну [17]; стоимость и производительность теплового насоса статичны.Мы также учитываем утечку метана при добыче, транспортировке и распределении природного газа, которая затрагивает как бытовые печи, так и газовые электростанции.

Литература также неадекватно отражает разнообразие жилищного фонда, регионов электросетей и климатических условий. Многие исследования анализируют внедрение тепловых насосов путем моделирования отдельных типов зданий [2, 13, 18, 19] или нескольких архетипов зданий [10], которые не могут адекватно охватить разнообразие зданий в жилом жилищном фонде.Хотя в других исследованиях используются вероятностные методы для создания сотен или тысяч имитационных моделей зданий, чтобы более тщательно отразить разнообразие жилищного фонда, они сосредоточены на отдельных электрических сетях и климатических условиях [1, 8]. Без моделирования разнообразия домов, регионов электросетей и климатических условий с помощью одного и того же метода моделирования эти исследования не позволяют адекватно исследовать разнообразие ситуаций, которые делают внедрение тепловых насосов столь нюансированным.

Из-за этих недостатков в литературе не полностью исследуются последствия внедрения тепловых насосов.Он не уравновешивает экономические, электросетевые, медицинские и климатические компромиссы при внедрении тепловых насосов, а также не учитывает полную стоимость и преимущества высоких темпов внедрения тепловых насосов.

В этом исследовании мы устраняем описанные выше пробелы. Мы учитываем неоднородность нынешнего жилищного фонда страны и то, как эта неоднородность взаимодействует с различиями в региональных электрических сетях и климате. Мы учитываем как капитальные, так и эксплуатационные затраты на переоборудование тепловых насосов в современные дома.Мы также оцениваем ущерб здоровью, ущерб от выбросов парниковых газов и влияние на пиковый спрос на электроэнергию. Мы оцениваем, как меняются выгоды и затраты от внедрения теплового насоса по мере увеличения проникновения теплового насоса (т. Е. Мы не предполагаем 100% проникновения). Наш анализ также признает, что в отсутствие политики скорость принятия, вероятно, будет определяться частными выгодами для пользователей. Мы учитываем тот факт, что сеть будет развиваться в течение срока службы тепловых насосов, установленных сегодня. Наконец, мы проводим анализ чувствительности, чтобы оценить влияние климатической политики (например,грамм. налог на выбросы углерода) и ускоренное снижение интенсивности выбросов в энергосистему. Для этого мы исследуем экономические компромиссы, выбросы и пиковый спрос при внедрении тепловых насосов для 400 местных репрезентативных домов в каждом из 55 городов, чтобы спросить, как затраты и выгоды от внедрения тепловых насосов меняются с увеличением проникновения. Мы спрашиваем, какой уровень внедрения тепловых насосов является экономичным, учитывая сегодняшний жилищный фонд, электросеть, цены на энергию и технологию тепловых насосов, при условии, что домовладельцы минимизируют свои затраты.И мы исследуем, какие политики, инновации и технологические усовершенствования можно использовать для более широкого внедрения тепловых насосов.

Отвечая на эти вопросы, данный анализ заполняет пробел в исследованиях, который не позволяет полностью понять последствия широкого распространения тепловых насосов. Заполнение этого пробела в исследованиях позволяет нам лучше понять потенциал внедрения тепловых насосов и проблемы, препятствующие более высокому уровню внедрения. Это помогает определить, на чем следует сосредоточить текущие усилия по стимулированию внедрения тепловых насосов: как с точки зрения географического положения, так и с точки зрения характеристик здания.Это также помогает нам разработать прогнозы того, как новая политика и инновации могут изменить баланс выгод и затрат на электрификацию отопления.

Для количественной оценки затрат и выгод от внедрения тепловых насосов в континентальной части США мы используем пятиступенчатый метод.

На шаге 1 мы моделируем потребление энергии в жилых домах. Мы используем инструмент ResStock от NREL, чтобы создать виртуальный фонд из 400 домов для каждого из 55 городов. Мы моделируем потребление энергии в этих домах с помощью программного обеспечения для моделирования зданий EnergyPlus.В результате получено 22 000 смоделированных годовых 8760 часовых профилей потребления природного газа, мазута, пропана и электроэнергии на уровне домашних хозяйств.

На шаге 2 мы используем общедоступные данные для количественной оценки затрат на электроэнергию, ущерба здоровью и выбросов CO ₂ этих профилей потребления. Мы умножаем потребление электроэнергии на предельные выбросы CO ₂ , факторы предельного ущерба для здоровья и цены на электроэнергию на уровне штата. Мы умножаем объем сжигания топлива в домашних условиях на уровни выбросов CO ₂ , сезонные факторы ущерба здоровью и среднегодовые цены на топливо на уровне штата.Результаты показывают годовые затраты на энергию, годовые выбросы CO ₂ и годовой ущерб здоровью, связанный с каждым из 22 000 энергетических профилей домашних хозяйств.

На шаге 3 мы вычисляем частную и государственную чистую приведенную стоимость (ЧПС), которая получается в результате использования каждым домохозяйством теплового насоса. Для каждого смоделированного дома мы заменяем существующую систему отопления тепловым насосом с воздушным источником тепла. Модель EnergyPlus, лежащая в основе анализа ResStock, автоматически определяет размер теплового насоса. Мы выбираем рабочие характеристики теплового насоса (HSPF / SEER), как описано в разделе выше.Затем мы повторно моделируем энергетические профили дома и пересчитываем их затраты, ущерб здоровью и выбросы. Для каждого дома частная чистая приведенная стоимость внедрения теплового насоса равна экономии затрат на энергию за вычетом амортизированной стоимости установки теплового насоса. Для каждого дома общественная чистая приведенная стоимость внедрения теплового насоса равна базовому климатическому ущербу и ущербу для здоровья за вычетом климатического ущерба теплового насоса и ущерба здоровью.

На шаге 4 мы количественно оцениваем процент жилищного фонда, который выиграет от внедрения теплового насоса.С чисто частной точки зрения затрат сюда входят все дома, для которых внедрение теплового насоса дает положительную частную чистую приведенную стоимость. С общественной точки зрения мы также включаем любой дом, положительная общедоступная NPV которого превышает отрицательную частную NPV, т. Е. где чистый положительный (частный + государственный) NPV может быть достигнут за счет стимулирования внедрения тепловых насосов с помощью субсидии.

На шаге 5 мы используем почасовые профили электроэнергии в домах, чтобы количественно оценить влияние внедрения теплового насоса на пиковый спрос на электроэнергию.Для каждого из 55 городов мы используем профили электроэнергии из шага 1 для расчета совокупного спроса на электроэнергию для 400 базовых домов. Затем мы выполняем тот же расчет с использованием обновленных профилей электроэнергии для всех домов, определенных на шаге 4 как пользователей тепловых насосов. Сравнивая совокупный профиль базового потребления электроэнергии с совокупным профилем, который включает пользователей тепловых насосов, мы можем количественно оценить, как внедрение тепловых насосов меняет профиль электроэнергии в жилых домах для каждого города, включая то, как внедрение тепловых насосов меняет пиковую потребность в электроэнергии в жилых домах.

Следуя этим пяти шагам, мы объединяем проверенный инструмент моделирования энергопотребления жилых зданий, общедоступные данные о стоимости, ущербе для здоровья и выбросах CO ₂ , а также экономические расчеты, чтобы определить дома на всей континентальной части США, где внедрение тепловых насосов снижает экономичность. стоимость и денежный ущерб окружающей среде. В разделах ниже представлены дополнительные сведения о различных компонентах этого метода.

2.1. Моделирование энергопотребления зданий

Мы моделируем энергопотребление 400 домов в каждом из 55 городов с помощью ResStock [20].ResStock — это база данных характеристик жилья. Он описывает эти характеристики жилья с использованием распределений вероятностей, которые зависят от местоположения дома, площади в квадратных футах, урожая и других характеристик. Такой подход позволяет ResStock вероятностно создать виртуальный фонд из сотен домов, распределение старинных домов, площадь в квадратных футах, изоляция чердаков, инфильтрация воздуха, эффективность HVAC, качество окон и другие характеристики точно отражают качество фактического жилищного фонда.

Затем мы загружаем эти модели домов ResStock в программу моделирования энергопотребления зданий EnergyPlus. EnergyPlus использует строительные характеристики дома и погодные данные для определения размера кондиционера / печи / теплового насоса в доме и расчета его почасового годового графика работы / профиля энергопотребления.

Другие академические исследования использовали аналогичные методы. Protopapadaki и др. [8] и Asaee и др. [12], например, используют вероятностные методы для создания большой выборки виртуальных домов для ввода в инструмент моделирования энергопотребления зданий.Некоторые исследования также используют сам инструмент ResStock [1].

Чтобы сократить вычислительные затраты на моделирование такого большого количества домов, мы предприняли два шага, чтобы минимизировать количество домов, которое нам нужно было моделировать для каждого города. Мы основали наш анализ на результатах моделирования из NREL, где 80 000 домов моделируются в ResStock и сообщаются характеристики эффективности каждого дома и годовое потребление энергии для отопления, охлаждения и других конечных целей. Во-первых, мы уменьшили степени свободы модели.Мы использовали регрессионный анализ, чтобы определить характеристики, которые мало повлияли на годовые потребности в отоплении или охлаждении. Для этих характеристик — например. эффективность посудомоечной машины, эффективность стиральной машины — мы оценили все дома одинаково. Мы также удалили редкие характеристики — например, окна с тройным остеклением, которые встречаются в очень небольшом подмножестве домов.

Во-вторых, мы использовали эти обновленные характеристики для моделирования 1000 домов для Питтсбурга, Далласа и Сан-Франциско и сравнили годовые потребности этих домов в отоплении с 4500 домами, указанными в наборе данных NREL для каждого из этих городов.Произведя случайную выборку подмножеств этих 1000 смоделированных домов, мы оценили соответствие r-квадрата между кумулятивными функциями плотности годовой потребности в отоплении и охлаждении между симуляциями NREL и нашими симуляциями. См. Результаты этих сравнений в SI (доступны на сайте stacks.iop.org/ERL/16/084024/mmedia). Мы пришли к выводу, что, моделируя 400 домов, мы можем рассчитывать уловить 88–96% колебаний годовой потребности в отоплении, которые будут отражены в модели, в которой используется 4500 домов.Мы определили, что уменьшение количества симуляций, например, до 300, значительно снизит это соответствие, а увеличение количества симуляций, например, до 500, приведет к увеличению вычислительных затрат без значительного улучшения подгонки. Подробнее см. SI.

Чтобы количественно оценить энергетические последствия внедрения теплового насоса, мы смоделировали каждый из 22 000 домов как с их базовой технологией HVAC, так и с модификацией теплового насоса. Мы модернизируем каждый дом воздушным тепловым насосом на 8,5 HSPF, 14,3 SEER в соответствии со стандартами Министерства энергетики [21].Энергоэффективность теплового насоса изменяется в зависимости от температуры окружающей среды, при этом более низкие температуры приводят к снижению эффективности теплового насоса. Инструмент EnergyPlus использует файлы погоды окружающей среды с хронологическими значениями нормальной температуры за каждый час. Когда тепловая нагрузка превышает мощность теплового насоса, что может происходить при низких температурах окружающей среды, когда производительность теплового насоса ниже, инструмент EnergyPlus предполагает, что тепловой насос работает как резистивный нагреватель (т. Е. С COP, равным 1).

2.2. Моделирование городов

Мы моделируем жилищный фонд 55 городов континентальной части США.Мы предположили, что климатические выбросы и выбросы из электросети будут важными индикаторами ценности внедрения тепловых насосов. Таким образом, мы выбрали города, представляющие различные климатические условия и регионы электросетей. Климатические регионы определены с использованием данных проекта Building America Управления по энергоэффективности и возобновляемым источникам энергии США [22]. Регионы электрических сетей определяются как субрегионы, используемые Североамериканской корпорацией по надежности электроснабжения (NERC) [23].

Чтобы выбрать города, мы начали с моделирования одного города для каждой комбинации климатического региона и региона электрической сети.Затем мы добавили дополнительные города, чтобы лучше представить (а) районы с большим населением и жилым фондом и (б) климатические / электрические регионы с большими географическими границами. Используя эти рекомендации, мы решили смоделировать жилищный фонд 55 городов, показанных на рисунке 1.

Увеличить

Уменьшить

Сбросить размер изображения

Рис. 1. 55 серых кружков представляют города, смоделированные в нашей модели. Города были выбраны так, чтобы представлять различные регионы электрических сетей, как определено в [23], и различные климатические регионы, как определено в [22], в пределах каждого региона электросетей.Черные линии и текст показывают границы каждого региона NERC, его название и средний климат + интенсивность ущерба здоровью (в долларах США / МВтч).

Загрузить рисунок:

Стандартный образ
Изображение высокого разрешения

Чтобы представить все 80 миллионов домов на одну семью в жилом секторе США, мы масштабируем моделированный жилищный фонд: мы масштабируем 400 смоделированных домов каждого города, чтобы представить общее количество домов в близлежащих регионах города, как определено данные из программы NREL ResStock.В больших густонаселенных регионах, таких как Сан-Франциско, Бостон и Лос-Анджелес, каждый смоделированный дом масштабируется до примерно 10 000 домов реального мира. В небольших и малонаселенных регионах, таких как Гудленд, Канзас, Карибу, штат Мэн и Мидленд, штат Техас, каждый смоделированный дом масштабируется до 500 домов. В среднем каждый смоделированный город представляет 1,45 миллиона домов, и каждый дом масштабируется до 3600 домов.

2.3. Ущерб для климата и здоровья

Мы рассчитываем выбросы и связанный с ними ущерб для климата и здоровья как от сжигания ископаемого топлива в каждом городе, так и от потребления электроэнергии в каждом регионе электрической сети.

Для каждого региона электрической сети мы используем коэффициенты предельных выбросов и ущерба здоровью, которые варьируются в зависимости от сезона и времени суток. Эти факторы составлены с использованием методов, разработанных Siler-Evans и др. [24], и о них сообщает Центр Карнеги-Меллона по принятию решений в области климата и энергетики (CEDM) [25]. Для выбросов CO ₂ коэффициенты указаны в килограммах-CO ₂ / МВт-ч потребления электроэнергии. Чтобы монетизировать этот ущерб, наносимый климату, мы умножаем эти факторы на социальную стоимость углерода в размере 40 долларов за тонну CO ₂ .Что касается ущерба здоровью, выбросы SO ₂ , NO _x и PM _2,5 монетизируются с использованием методов, разработанных Heo и др. [26], и указываются в единицах потребления электроэнергии $ / МВтч. Умножив почасовое потребление электроэнергии каждым домом на сезонный / часовой климат в электросети и ущерб здоровью, мы можем рассчитать годовой ущерб от выбросов в электрическую сеть, вызванный каждым домом.

Чтобы учесть утечку парникового газа метана в инфраструктуру природного газа, мы оцениваем количество утечки метана на МВт-ч выработки электроэнергии в каждом регионе NERC и переводим в эквивалентные выбросы CO ₂ через потенциал глобального потепления (GWP). метана.Например, мы обнаружили, что в 2017 г. штаты, входящие в западный регион (WECC) электрической сети США, потребляли 1,45 млн. Кубических футов природного газа в электроэнергетическом секторе [27]. Мы предполагаем, что на каждый миллион кубических футов израсходованного природного газа в атмосферу попадает 0,023 миллиона кубических футов метана [28]. Умножив эту скорость утечки на 1,45 миллиона кубических футов израсходованного природного газа, преобразовав в тонны и умножив на GWP, равный 28 [29], мы оценим, что энергетический сектор WECC 2017 года способствовал утечке метана в размере 18.6 Мт CO ₂ -эквивалент. Разделив эти 18,6 Мт на 724 ТВтч электроэнергии, произведенной в штатах WECC [27], мы вычислим коэффициент скорости утечки метана 25,7 кг МВтч ⁻¹ . Таким же образом мы рассчитываем коэффициенты утечки метана для других регионов НКРЭ. Мы используем значение GWP за 100 лет для метана, равное 28. Хотя были предложения использовать значения GWP за 20 лет, недавние исследования показывают, что преимущества этой альтернативы через 20 лет переоценены [30].

В этом исследовании мы называем разные регионы электросетей с низким, средним или высоким уровнем выбросов по сравнению с другими субрегионами электросети США. Мы основываем эти различия, вычисляя средний ущерб. Как описано выше, мы рассчитываем ущерб, предполагая, что SCC составляет 40 долларов США за тонну CO ₂ [17], а для PM _2,5 , NO _X и SO ₂ , используя методы, разработанные Siler-Evans . и др., [24] и сообщается CEDM [25] в каждом регионе и классифицирует их следующим образом: <35 $ / МВтч = низкий; 35–50 $ / МВтч = средний; > 50 $ / МВтч = высокая.Для получения более подробной информации см. Рисунок 1.

Поскольку срок службы теплового насоса составляет 15 лет [31, 32], мы предполагаем, что выбросы во всех электрических сетях США уменьшатся в течение срока службы теплового насоса. Чтобы зафиксировать этот эффект, мы используем прогнозы выбросов электрических сетей из Национальной оценки электрификации EPRI [16]. Мы используем «прогрессивный» сценарий этого исследования (баланс между «консервативным» и «трансформирующим» сценариями исследования), чтобы предположить, что с 2017 по 2032 год (а) энергия угля снизится на 75% с 1200 ТВтч до 300 ТВтч и (b ) CO ₂ интенсивность выбросов снизится на 45% с 850 фунтов МВтч ⁻¹ до 450 фунтов МВтч ⁻¹ .Мы предполагаем, что большая часть вреда здоровью от угольной энергетики [33]. Таким образом, мы предполагаем, что для каждого региона сети ущерб здоровью снизится на 75%, а выбросы CO ₂ — на 45% к 2032 году. Мы предполагаем линейный тренд.

Для сжигания топлива для отопления мы рассчитываем выбросы CO ₂ , SO ₂ , NO _x и PM _2,5 , генерируемые различными технологиями отопления, и монетизируем эти выбросы с использованием коэффициентов ущерба для города. Мы используем данные Агентства по охране окружающей среды [34] для количественной оценки выбросов CO ₂ для каждого вида топлива.Для количественной оценки выбросов NO _x и PM _2,5 для каждого вида топлива мы используем данные Брукхейвенской национальной лаборатории [35]. Мы применяем стехиометрические расчеты, предполагая, что 3% O ₂ в выхлопных газах, чтобы рассчитать килограмм выбросов на 1 мм БТЕ топлива для подогревателей газа и мазута с различными показателями энергоэффективности. Установив линию тренда для этих данных, мы разработали линейную модель выбросов NO _x и PM _2,5 в зависимости от используемого топлива для обогрева печи и эффективности использования энергии.Мы предполагаем, что пропан и природный газ имеют схожие характеристики выбросов. Эти расчеты аналогичны методу оценки выбросов NO _x и PM _2,5 , используемому Вайшнавом и др. [2]. Для выбросов SO ₂ мы используем данные из [36] и предполагаем, что содержание серы в мазуте составляет 0,0015% [37]. Используя эти расчеты, мы разработали серию моделей для расчета кг / ммBtu CO ₂ , SO ₂ , NO _x и PM _2.5 выбросов, генерируемых каждой из различных существующих технологий отопления, имеющихся в домах ResStock.

Чтобы учесть утечку парникового газа метана в инфраструктуру природного газа, мы оцениваем количество утечки метана в расчете на один терм природного газа, потребляемого для отопления, и переводим его в эквивалентные выбросы CO ₂ через ПГП метана. Мы предполагаем, что на каждый терм природного газа, израсходованный на отопление, в атмосферу уходит 0,023 терма метана [28].Используя плотность энергии природного газа, мы переводим термины в килограммы и умножаем на 28 — ПГП метана [29], чтобы рассчитать коэффициент 1,27 кг CO ₂ -эквивалента на терм израсходованного природного газа.

Чтобы монетизировать ущерб здоровью SO ₂ , NO _x и PM _2,5 , мы используем модель ущерба здоровью EASIUR. EASIUR — это модель пониженной сложности, которая использует регрессионный анализ для аппроксимации результатов более сложной модели химического переноса CAMx.Используя онлайн-инструмент EAISUR, мы вводим географические координаты каждого города, чтобы получить денежный ущерб здоровью для каждого из трех загрязнителей, представленных в единицах $ / кг. Эти данные представлены в 24-часовых профилях за три сезона. Спроецируя эти профили ущерба на сезонное, почасовое потребление энергии каждого из этих видов топлива для каждого дома ResStock, мы оцениваем стоимость ущерба здоровью, вызванного сгоранием топлива. Обратите внимание, что ущерб может значительно варьироваться в зависимости от города, и что в регионах с меньшим населением и погодными условиями, которые быстро рассеивают и разбавляют концентрации загрязняющих веществ, ущерб здоровью от этих выбросов, как правило, будет ниже, потому что меньше людей будет подвергаться воздействию загрязняющих веществ по сравнению с густонаселенный город с разными погодными условиями.Чтобы монетизировать выбросы CO ₂ , мы предполагаем, что социальные издержки углерода составляют 40 долларов за тонну CO ₂ .

В ходе анализа чувствительности данного исследования мы скорректируем факторы, наносящие вред здоровью и климату для электросети, а также социальную стоимость углерода, чтобы увидеть, как они влияют на общественную чистую приведенную стоимость внедрения тепловых насосов. Что касается электросети, мы предполагаем, что ущерб, нанесенный климату и здоровью, уменьшается с одинаковой скоростью. Если, например, выбросы CO ₂ в электросети снизятся на 50% от базовой линии, мы предполагаем, что ущерб здоровью электросети также снизится на 50%.Таким образом, например, за счет уменьшения выбросов из электрических сетей и увеличения социальных затрат на углерод, общественная чистая приведенная стоимость внедрения тепловых насосов будет иметь тенденцию к увеличению. Затем для любых домов, в которых положительная государственная ЧПС превышает отрицательную частную ЧПС, мы предполагаем, что дом будет использовать тепловой насос при получении субсидии, чтобы свести частную ЧПС к нулю.

2.4. Экономика

Мы используем показатель NPV для количественной оценки общего положительного или отрицательного изменения стоимости энергии, ущерба для климата, ущерба здоровью и капитальных затрат.Мы рассчитываем чистую приведенную стоимость внедрения теплового насоса как с частной, так и с общественной точки зрения, как показано в уравнениях (1) и (2).

, где C _{энергия} — годовая стоимость электроэнергии, газа, мазута или пропана в доме, C _{здоровье} — ежегодный ущерб здоровью, вызванный критериями загрязнителей воздуха, связанных с потреблением энергии в доме, C _климат — это ежегодный ущерб климату, вызванный выбросами CO ₂ , связанными с потреблением энергии в доме, а K _{тепловой насос} — чистые капитальные затраты на замену существующего обогревателя дома на тепловой насос.Кроме того, i равняется процентной ставке, а n равняется количеству лет, в течение которых рассчитывается NPV. Мы используем i = 7% и n = 15 лет, чтобы представить срок службы теплового насоса и процентную ставку, которую можно было бы получить, вложив этот капитал в другое место. В других исследованиях тепловых насосов используется тот же расчет NPV с аналогичными процентными ставками и сроками службы [2, 10].

Затраты на энергию рассчитываются путем умножения годового потребления природного газа, мазута, пропана или электроэнергии каждым домом на цену энергии.Цены на энергию представляют собой среднегодовые розничные значения, опубликованные Управлением энергетической информации США [38], и различны для каждого вида топлива и для каждого штата США. Мы предполагаем, что эти базовые цены на топливо сохранятся на протяжении всего периода исследования, хотя цены, которые видят потребители, могут вырасти в зависимости от цен на углерод, предполагаемых в некоторых сценариях. Наше предположение об исторических годовых и средних ценах по штату является ограничением анализа. Однако, учитывая потенциально огромную неопределенность будущих цен на энергоносители [39], это упрощающее допущение упрощает определение воздействия жилищного фонда, структуры производства электроэнергии, налоговой политики и технологических усовершенствований.Ущерб здоровью и климату рассчитывается по методике, описанной в разделе 2.3.

Чистые капитальные затраты на тепловой насос K _{тепловой насос} рассчитываются, как показано в уравнении (3).

, где C _{тепловой насос} — стоимость покупки и установки теплового насоса, C _{воздуховод} — стоимость установки воздуховода, C замена — стоимость замены существующего нагревателя на аналогичный технология.Таким образом, чистая стоимость теплового насоса K _heatpump представляет собой дополнительные затраты на замену существующего обогревателя дома на тепловой насос вместо его замены аналогичной технологией. То есть мы предполагаем, что домовладельцы, скорее всего, купят тепловой насос всякий раз, когда их существующий обогреватель подходит к концу, и его нужно будет заменить либо на новый аналогичный обогреватель, либо на новую систему теплового насоса.

Капитальные затраты на тепловой насос и затраты на замену существующего нагревателя взяты из Национальной базы данных мер по повышению эффективности жилищного строительства [40].Данные о стоимости воздуховодов взяты из компиляции обзоров затрат, предоставленных [41]. Мы предполагаем, что каждая из этих затрат варьируется в зависимости от характеристик существующего дома.

Мы рассчитываем стоимость установки теплового насоса с использованием коэффициента 143,30 $ / кВт мощности во всех случаях плюс фиксированная стоимость, которая варьируется от 3300 до 4800 долларов. Для домов с существующими централизованными системами кондиционирования мы предполагаем фиксированную стоимость 3300 долларов США, которая представляет собой среднее значение, указанное для замены существующей системы теплового насоса новой системой теплового насоса.Для домов с существующими печами и плинтусами, но без централизованной системы кондиционирования, мы предполагаем фиксированную стоимость в размере 3700 долларов США, что является средним значением, указанным для установки системы теплового насоса с нуля. Для домов с существующими котлами мы учитываем дополнительные трудозатраты по демонтажу гидравлического радиаторного оборудования и предполагаем фиксированную стоимость в 4800 долларов, что является самым высоким показателем для установки системы теплового насоса с нуля.

Мы рассчитываем стоимость воздуховодов как 0 долларов для домов, в которых уже есть центральные системы воздуховодов.В противном случае мы используем фиксированную стоимость, которая зависит от площади дома. Модель ResStock имеет четыре отдельных ящика для площади дома. Мы используем стоимость 1500 долларов для домов площадью менее 1500 квадратных футов, 3000 долларов для домов площадью от 1500 до 2500 квадратных футов, 4500 долларов для домов площадью от 2500 до 3500 квадратных футов и 6000 долларов для домов с площадью больше чем 3500 квадратных футов.

Мы рассчитываем стоимость замены существующего нагревателя на аналогичную технологию, используя линейное уравнение: C _замена = a + bx , где x — мощность существующего нагревателя в кВт.Уравнение зависит от базового топлива [40]. Для газовых обогревателей используем 2500 + 13,3 x . Для подогревателей жидкого топлива мы используем 4100 + 13,3 x . Для пропановых обогревателей мы используем 3800 + 13,3 x . А для резистивных электронагревателей мы используем 1600 + 170,6 x .

2,5. Расчет пикового спроса

Мы рассчитываем изменение пикового спроса в зависимости от скорости внедрения теплового насоса для каждого города, используя четыре шага. Во-первых, мы рассчитываем частную чистую приведенную стоимость для каждого дома, когда в нем установлен тепловой насос.Во-вторых, мы сортируем дома в порядке увеличения частного NPV. В-третьих, мы объединяем профили потребления электроэнергии в домах, чтобы соответствовать интересующей нас процентной ставке по внедрению тепловых насосов. Например, в выборке из 400 домов потребность в электроэнергии для 30% -го коэффициента внедрения теплового насоса будет равна потребности в электроэнергии 120 домов с самой высокой частной ЧПС, установившей тепловой насос, плюс потребность в электроэнергии других 280 домов, сохраняющих их базовая технология отопления. В-четвертых, мы вычисляем 99-й процентиль итогового агрегированного профиля электроэнергии.Мы выбрали 99-й процентиль, чтобы обеспечить некоторую свободу действий, учитывая, что многие трансформаторы и другая электроника распределительных сетей могут превышать свою номинальную мощность на небольшое количество часов в год.

Путем сравнения пикового спроса на электроэнергию до внедрения теплового насоса с пиковым спросом на электроэнергию после внедрения теплового насоса, мы можем рассчитать процентное изменение пикового спроса для различных уровней внедрения тепловых насосов.

Наш анализ пикового спроса предполагает, что дополнительное тепло обеспечивается резистивным нагревом (т.е.е. тепловой насос, работающий с COP 1). Ясно, что пиковый спрос может быть уменьшен (а частная экономика тепловых насосов может быть улучшена), если дополнительное тепло будет обеспечиваться за счет природного газа [3]. Однако использование природного газа в качестве резервного тепла противоречит цели декарбонизации посредством электрификации. На практике Уэйт и Моди [3] пришли к выводу, что при использовании тепловых насосов с двумя источниками энергии только 1% и 2% тепловой энергии может потребоваться за счет природного газа. Однако неясно, будет ли распределительная сеть природного газа экономически жизнеспособной при такой низкой загрузке.

Хотя существуют некоторые данные, помогающие количественно оценить стоимость, например. в долл. США / кВт — чтобы укрепить сеть для удовлетворения пикового спроса, мы решили избежать монетизации увеличения пикового спроса. Есть много распределительных и электрических сетей, у которых есть избыточные мощности по передаче и распределению. В этих городах повышенный спрос на электроэнергию может быть выгодным, поскольку он увеличивает коэффициент использования существующей инфраструктуры передачи и распределения, а более высокие пиковые потребности могут быть легко удовлетворены за счет дополнительной пропускной способности линии.Вместо того, чтобы пытаться количественно оценить резервную мощность передающих и распределительных сетей каждого города, мы сообщаем только об изменениях пикового спроса и оставляем оценку и монетизацию этой информации экспертам по конкретной ситуации в каждом городе.

3.1. Частные экономические выгоды поддерживают утроение внедрения тепловых насосов в США с 11% до 32% односемейных домов

Мы обнаружили, что 16,7 млн ​​домов — или 21% жилого фонда односемейных домов в США — могли бы сегодня получить экономическую выгоду от замены их существующий обогреватель с тепловым насосом.Добавьте к этому 8,7 миллиона домов, в которых уже есть тепловые насосы, и общий показатель внедрения тепловых насосов в США может вырасти до 32% только за счет частных экономических выгод.

Частная экономическая выгода для этих 16,7 миллионов домов составляет 7,1 миллиарда долларов в год, как показано на рисунке 2. Эта частная выгода включает 12,0 миллиардов долларов ежегодной экономии энергии за вычетом амортизированных затрат на модернизацию технологии теплового насоса. Общественная выгода от внедрения этого теплового насоса составляет 0,6 миллиарда долларов в виде предотвращения ущерба здоровью и 1 доллар.7 миллиардов предотвращенных климатических повреждений ежегодно. Годовые выбросы CO ₂ в жилых помещениях снизились на 8,3% с 506 до 464 млн тонн.

Увеличить

Уменьшить

Сбросить размер изображения

Рис. 2. Уровень использования существующих тепловых насосов составляет 11% существующих домов на одну семью в США. Частный NPV, рассчитанный исходя из годовых и средних цен на электроэнергию и газ по штату, применения тепловых насосов положителен еще для 21% домов в США.Польза для здоровья от внедрения теплового насоса значительно различается. Климатические выгоды в основном увеличиваются с внедрением тепловых насосов: только в 1,7 миллиона домов (2,1% жилого фонда США) внедрение тепловых насосов увеличивает выбросы CO ₂ . Тем не менее, затраты на борьбу с загрязнением могут быть высокими: хотя 22,4 миллиона домов (28% жилищного фонда США) имеют затраты на борьбу с загрязнением от 0 до 200 долларов за тонну CO ₂ , есть 5,1 миллиона домов (6% жилищного фонда США) с стоимость борьбы с выбросами превышает 1000 $ / тCO ₂ .Эти оценки основаны на исторических данных о работе сети и предположениях о том, что в течение 15 лет эксплуатации теплового насоса выбросы CO ₂ из электросети уменьшаются на 45%, а ущерб здоровью — на 75%. Частные и социальные издержки снизятся, если сеть станет чище быстрее, чем предполагалось в нашем анализе, или если в будущем будут установлены тепловые насосы.

Загрузить рисунок:

Стандартный образ
Изображение высокого разрешения

Мягкий климат (смешанный и прибрежный) имеет наибольший потенциал для внедрения тепловых насосов, как показано на рисунке 3.В этом климате зимние температуры достаточно мягкие, чтобы поддерживать эффективную работу теплового насоса, а лето достаточно жаркое, чтобы получить значительные выгоды от высокоэффективного кондиционирования воздуха теплового насоса. С другой стороны, дома в холодном климате получают наименьшие выгоды от внедрения тепловых насосов.

Увеличить

Уменьшить

Сбросить размер изображения

Рис. 3. Внедрение тепловых насосов, потенциал субсидий и общественный ущерб зависят от региона электросети и температуры климата.На рисунке 1 изображена карта, показывающая различные регионы электросетей и климатические регионы.

Загрузить рисунок:

Стандартный образ
Изображение высокого разрешения

3.2. Полное внедрение теплового насоса снижает CO

₂ на 160 Мт при чистых ежегодных затратах в размере 25,2 миллиарда долларов

Поскольку проникновение теплового насоса превышает 60%, совокупный климатический ущерб продолжает снижаться, в то время как совокупные частные расходы и ущерб здоровью стремительно растут. Если бы во всех односемейных домах были установлены тепловые насосы, это снизило бы выбросы CO ₂ в жилых домах до 346 млн тонн — сокращение на 160 млн тонн или 32%, что составляет 6 долларов.4 миллиарда ежегодных климатических выгод. Хотя это благоприятное воздействие на климат является значительным, оно обходится дорого: ущерб здоровью составляет 4,9 миллиарда долларов, а частные экономические издержки — 26,7 миллиарда долларов. Используя эти цифры, совокупная годовая стоимость 100% внедрения тепловых насосов в континентальной части США составляет минус 25,2 миллиарда долларов, не считая затрат на создание инфраструктуры распределения электроэнергии для удовлетворения повышенного пикового спроса на электроэнергию.

Кроме того, внедрение теплового насоса увеличивает выбросы CO ₂ на 2 человека.1% домов в США и затраты на борьбу с выбросами превышают 1000 долларов за тонну CO. ₂ для 6% домов в США. Исходя из этих цифр, может быть трудно оправдать очень высокие темпы внедрения тепловых насосов.

3.3. Частные и общественные результаты обычно совпадают

Учитывая текущую электросеть, технологии и цены на энергию, всякий раз, когда дом в США заменяет свой существующий обогреватель на тепловой насос из-за частных экономических выгод, внедрение теплового насоса обычно приносит пользу общественному здравоохранению и климату. также.См. Синие незатененные части рисунка 3.

Во многих случаях внедрение теплового насоса приводит к общественному ущербу, т. Е. где общественная чистая приведенная стоимость внедрения теплового насоса отрицательна. Но в большинстве случаев это относится к домам, которые не любят тепловые насосы, т. Е. дома, где ЧПС внедрения теплового насоса в частных компаниях отрицательна, и внедрение теплового насоса предположительно маловероятно. См. Красные заштрихованные части рисунка 3.

Однако бывают случаи, когда внедрение теплового насоса создает частную экономическую выгоду, но наносит ущерб обществу.См. Синие заштрихованные части рисунков 3 и 4. Это несоответствие частных и общественных результатов происходит почти исключительно для домов, которые в настоящее время отапливаются пропаном. Эффект сосредоточен в областях электрической сети с более высоким уровнем излучения и в более холодных частях областей сети со средним уровнем излучения. Пропан относительно чистый, но дорогой. Обычно замена пропанового обогревателя тепловым насосом имеет экономический смысл. Но в более холодном климате, где тепловые насосы будут работать с меньшей эффективностью, а в электрических сетях с более высокими выбросами, переключение с пропана на тепловой насос часто увеличивает ущерб от выбросов.

Увеличить

Уменьшить

Сбросить размер изображения

Рис. 4. Внедрение тепловых насосов, потенциал субсидий и общественный ущерб зависят от базового топлива для отопления, региона электросети, климатической температуры и характеристик жилья. Выводы основаны на текущем жилищном фонде, а повреждения электросети основаны на исторической сети и предположении, что эти убытки уменьшаются, как описано в разделе 2.3.

Загрузить рисунок:

Стандартный образ
Изображение высокого разрешения

3.4. Оптимальная по Парето политика может расширить внедрение тепловых насосов с 32% до 37% домов.

Есть много домов, в которых внедрение тепловых насосов принесет пользу обществу, но внедрение тепловых насосов маловероятно, поскольку частная чистая приведенная стоимость отрицательна. Политика может стимулировать эти дома к установке тепловых насосов. Политика может, например, (а) определять дома, в которых общественная выгода от внедрения теплового насоса превышает частные потери, и (б) субсидировать капитальные затраты на тепловой насос, чтобы свести частные убытки к нулю.Мы классифицируем подмножество домов, в которых возможна данная политика, как «потенциальные субсидии», как показано на рисунках 3 и 4.

Эта категория потенциальных субсидий охватывает почти каждый город в данном исследовании и включает дополнительные 3,8 миллиона домов. Такая политика будет стоить 2,6 миллиарда долларов — годовая амортизированная стоимость — 280 миллионов долларов — и увеличит выгоды для здоровья и климата на 190 и 405 миллионов долларов в год соответственно.

Как показано на рис. 2 и подтверждено Дэвисом [11], многие дома в США могут быть заинтересованы в использовании теплового насоса с помощью небольшой субсидии.Однако мы показываем, что только небольшой процент этих тепловых насосов будет давать выгоды от выбросов, превышающие их стоимость субсидий.

3.5. Темпы внедрения тепловых насосов зависят от региона электросети, климата, характеристик жилья и базового топлива для отопления.

Возможно, наиболее важным показателем того, приносит ли пользу использование теплового насоса в доме, является текущее топливо для отопления. Переключение отопления дома с природного газа на тепловые насосы редко приносит пользу, особенно в холодном климате, где почти нет домов, где такое переключение имеет смысл.Если есть возможность выгодной замены нагревателей природного газа тепловыми насосами, то это будет в домах средней эффективности (1970–1989 гг.) В жарком или мягком климате.

Замена домов, в которых используются электрические резистивные нагреватели, на тепловые насосы почти всегда дает явную пользу. Замена электрического резистивного нагревателя тепловым насосом становится более привлекательной в больших (> 1500 SF), менее эффективных (<1990 г.) домах в более холодном климате и регионах с более высокими выбросами в электросетях.

Дома, отапливаемые мазутом, почти всегда приносят пользу обществу от внедрения тепловых насосов. Но это обычно приводит к частным экономическим потерям домовладельца. Почти 65% домов, отапливаемых мазутом, находятся в холодном климате, где уровень использования тепловых насосов выше 20% маловероятен, если домовладельцы будут выбирать свой режим отопления исключительно по стоимости. Наибольшие возможности для замены нагревателей жидкого топлива тепловыми насосами связаны с небольшими (<1500 SF) домами с меньшей эффективностью (<1990 г.).

Замена пропанового обогревателя тепловым насосом, как обсуждалось ранее, часто экономична для домовладельца, но ухудшает качество воздуха. Это особенно верно в электрических сетях с высоким уровнем выбросов, т.е. MRO и RFC — где расположено почти 50% домов, отапливаемых пропаном.

3.6. Ущерб здоровью подрывает климатические преимущества в 28% возможных модификаций тепловых насосов

Внедрение тепловых насосов в США почти всегда снижает выбросы CO ₂ : только 1,7 миллиона (2,1%) домов в США внедрение тепловых насосов приводит к повышению CO ₂ выбросов.См. Рисунки 2 и 5. Таким образом, рассматривая тепловые насосы исключительно как средство обезуглероживания, имеет смысл стремиться к очень высокому уровню внедрения.

Увеличить

Уменьшить

Сбросить размер изображения

Рис. 5. Изменение климата и ущерб здоровью, причиненный каждым домом, использующим тепловой насос. Каждая точка представляет собой один смоделированный дом. В большинстве случаев использование теплового насоса снижает ущерб, наносимый климату, но увеличивает ущерб здоровью.Четкие линейные полосы точек в верхнем правом квадранте показывают модернизацию электрических резистивных нагревателей для отдельной электрической сети. Отношение ущерба здоровью к ущербу, наносимому парниковыми газами, довольно постоянно для конкретной электросети. Расстояние, которое проходит конкретная точка по этой линейной полосе, зависит от того, сколько электроэнергии экономится при переключении с электрического резистивного нагревателя на тепловой насос.

Загрузить рисунок:

Стандартный образ
Изображение высокого разрешения

Однако то же отношение не действует в отношении ущерба здоровью.Использование тепловых насосов часто увеличивает ущерб здоровью, вызванный такими загрязнителями воздуха, как SO ₂ , NO _x и PM _2,5 . По сравнению с электростанциями, бытовые печи и котлы работают при более низких температурах горения и более строгих нормах качества воздуха. То есть электростанции производят значительно больше вредных веществ, загрязняющих воздух, чем бытовые обогреватели. Хотя внедрение теплового насоса переносит загрязнение географически из городских домохозяйств в сельские районы, где, как правило, расположены электростанции и меньше людей может подвергаться загрязнению, чистый рост загрязняющих веществ и способность этих загрязняющих веществ часто перемещаться на многие сотни миль приводит к увеличению вреда для здоровья в целом.Как показано на рисунке 5, такая ситуация — когда внедрение тепловых насосов увеличивает общий ущерб здоровью — имеет место для 47,5 миллионов домов в США, или 67% жилищного фонда без тепловых насосов. Михалек и др. [42] и Голландия и др. [43] наблюдают аналогичный сдвиг в повреждениях, когда легковые автомобили электрифицированы.

Для 26,1 миллиона таких домов климатические выгоды от внедрения теплового насоса превышают ущерб для здоровья. Это дает положительную чистую общественную ценность. Таким образом, вред для здоровья от внедрения теплового насоса часто перевешивается преимуществами для климата.

Однако есть много других домов, для которых верно обратное: климатические преимущества использования тепловых насосов затмеваются вредом для здоровья. Из 69,6 миллиона домов, в которых использование тепловых насосов приносит пользу климату, 19,7 миллиона причиняют вред здоровью, превышающий их климатические преимущества. Это дает отрицательную чистую общественную ценность.

Общественные выгоды от внедрения тепловых насосов могут быть улучшены за счет снижения выбросов в энергетическом секторе определенных загрязнителей воздуха.Этого можно достичь, например, за счет более строгого регулирования загрязняющих веществ на электростанциях, например. посредством обессеривания, каталитического восстановления, электростатических пылеуловителей и поэтапного отказа от угля [44].

3,7. Потребности в укреплении сети невелики, за исключением высоких темпов внедрения тепловых насосов в холодном климате.

Помимо увеличения ущерба здоровью, еще одной потенциальной проблемой для очень высоких темпов внедрения тепловых насосов является стоимость укрепления электрической сети для надежного удовлетворения более высокого пикового спроса на электроэнергию [ 8].На рисунке 6 показано, как уровень внедрения тепловых насосов влияет на пиковый спрос на электроэнергию в каждом городе. Многие города видят удовлетворяемые потребности в укреплении энергосистемы. При 100% внедрении тепловых насосов мы обнаруживаем, что в 24 из исследованных городов, представляющих 41% жилищного фонда США, пиковый спрос на жилье увеличивается на 50% или меньше. Более того, в городах с жарким климатом — где потребность в охлаждении приводит к пиковому потреблению электроэнергии, а новый тепловой насос может обеспечить повышение эффективности охлаждения по сравнению с существующим в доме кондиционером — может даже увидеть, что внедрение теплового насоса приведет к снижению пикового спроса на электроэнергию в жилищах.

Увеличить

Уменьшить

Сбросить размер изображения

Рисунок 6. В жарком климате тепловой насос часто заменяет менее эффективный существующий кондиционер, что снижает общую пиковую потребность в жилом помещении. В холодном климате тепловой насос часто заменяет топку или котел, работающие на ископаемом топливе, что увеличивает общий пиковый спрос населения. Определения «сторонников тепловых насосов» и «потенциала субсидий» см. На рисунке 3.

Загрузить рисунок:

Стандартный образ
Изображение высокого разрешения

Тем не менее, при 100% внедрении тепловых насосов мы обнаруживаем, что в 24 из исследованных городов, представляющих 44% жилого фонда США, пиковый спрос на электроэнергию в жилищном секторе увеличивается более чем на 100%. Эти города, как правило, находятся в более холодном климате, где тепловой насос должен регулярно работать при очень низких температурах, что снижает производительность теплового насоса.

Однако при более низких темпах внедрения тепловых насосов большинство городов заметят лишь небольшие изменения в пиковом спросе на электроэнергию в жилых домах.При показателях внедрения тепловых насосов, показанных для категорий «сторонников тепловых насосов» и «потенциального субсидирования» на рисунке 3, мы обнаруживаем, что пиковый спрос в жилищном секторе в некоторых случаях увеличивается на 40%, а в большинстве городов — менее чем на 20%. Многие распределительные сети могут иметь избыточную мощность, чтобы справиться с этим увеличением без необходимости каких-либо обновлений.

3.8. Анализ чувствительности

Наши результаты основаны на предположениях, изложенных выше и подробно описанных в разделе 2: сеть становится значительно чище в течение срока службы теплового насоса, установленного сегодня.Результаты этого анализа могут измениться, если эти допущения изменятся. В следующем разделе мы обсудим чувствительность темпов внедрения тепловых насосов к выбросам в электросети и социальным затратам на углерод, а также к стоимости и эффективности технологии тепловых насосов.

3.9. Более высокая социальная стоимость углерода должна сопровождать более чистые электрические сети.

Мы моделируем последствия внедрения тепловых насосов за 15 лет и предполагаем, что выбросы из электрических сетей — как CO ₂ , так и загрязняющих веществ — уменьшаются с течением времени.Тем не менее, выбросы в электросети могут падать быстрее или медленнее, чем мы предполагаем. Социальная стоимость углерода — цена или экономические внешние эффекты, представляющие денежный ущерб, причиненный выбросами углерода, — также может возрасти в будущем.

Каждое из этих изменений повлияет на общественную чистую приведенную стоимость внедрения теплового насоса. Более чистые электрические сети и более высокие социальные затраты на углерод обычно будут стимулировать декарбонизацию, которую обеспечивают тепловые насосы. Рисунок 7 иллюстрирует этот эффект.

Увеличить

Уменьшить

Сбросить размер изображения

Рисунок 7. Снижение выбросов из электрических сетей не может стимулировать высокие темпы внедрения тепловых насосов, если в первую очередь не возрастут социальные издержки углерода. Уровень внедрения тепловых насосов включает 11% существующих домов с существующими тепловыми насосами, 21% домов, в которых тепловые насосы используются исключительно в личных целях, и дома, в которых субсидирование внедрения тепловых насосов обеспечит чистую общественную выгоду. Обратите внимание, что крайняя левая часть оси x — где средние выбросы в электросети за 15 лет приближаются к нулю — маловероятна, если вообще возможна.Полная ось абсцисс исследуется для иллюстрации.

Загрузить рисунок:

Стандартный образ
Изображение высокого разрешения

Используя наши текущие допущения о социальных затратах на выбросы углерода в 40 долларов за тонну, более чистая электрическая сеть с меньшим количеством CO ₂ и критериев выбросов загрязняющих веществ не стимулирует более широкое внедрение тепловых насосов. Для многих домов внедрение теплового насоса означает небольшое сокращение выбросов CO ₂ , значительный ущерб здоровью и / или большие частные экономические затраты.Все эти проблемы противоречат аргументам в пользу тепловых насосов как средства рентабельной глубокой декарбонизации.

Для преодоления этих проблем требуется нечто большее, чем очистка электросети — это требует, чтобы общество придавало большее значение ущербу, причиненному выбросами CO ₂ , т.е. более высокая социальная стоимость углерода. Однако, если и то, и другое произойдет одновременно, умеренное увеличение стоимости углерода и сокращение выбросов из энергосистемы могут усилить аргумент в пользу значительного внедрения тепловых насосов.Например, если выбросы в сеть упадут на 35% ниже наших предположений, а социальные издержки на выброс углерода достигнут 300 долларов за тонну CO ₂ , то чистая выгода для общества может быть достигнута за счет внедрения тепловых насосов на уровне 75%.

3.10. Более низкие затраты на тепловой насос должны сопровождаться более высокой эффективностью теплового насоса

Приведенный выше анализ описывает эффекты замены базовой технологии отопления дома тепловым насосом 8,5 HSPF, 14,3 SEER. Эта замена обходится домам в среднем в 6600 долларов по сравнению со стоимостью замены существующего обогревателя на ту же технологию.Но стоимость и эффективность тепловых насосов могут меняться в зависимости от проекта, стимулов или технологических исследований и разработок.

Изменения в стоимости и эффективности тепловых насосов повлияют как на частную, так и на государственную чистую приведенную стоимость внедрения тепловых насосов. Более дешевые тепловые насосы увеличивают чистую приведенную стоимость использования тепловых насосов в обществе и сокращают экономию энергии, необходимую для того, чтобы сделать их привлекательным вариантом. Более эффективные тепловые насосы имеют более низкие затраты на электроэнергию. Рисунок 8 иллюстрирует эти эффекты.

Увеличить

Уменьшить

Сбросить размер изображения

Рисунок 8. Снижение затрат улучшает влияние эффективности теплового насоса на скорость внедрения. Уровень внедрения тепловых насосов включает 11% домов с существующими тепловыми насосами и домов, в которых внедрение теплового насоса дало бы положительную частную чистую приведенную стоимость.

Загрузить рисунок:

Стандартный образ
Изображение высокого разрешения

Мы показываем, что более высокая эффективность теплового насоса действительно улучшает показатели внедрения тепловых насосов, но с уменьшением отдачи. Это уменьшение отдачи особенно заметно при более высоких затратах на установку.Например, при базовой стоимости повышение эффективности теплового насоса мало повлияет на общие показатели внедрения.

Если затраты снизятся — например. из-за технологических достижений, мягкого снижения затрат или субсидий — тогда убывающая отдача от более эффективных единиц будет менее заметной. Например, политика, направленная на покрытие некоторых дополнительных затрат на тепловые насосы с более высоким КПД, может быть эффективным способом одновременного снижения затрат и повышения эффективности.

В нашей статье представлена ​​более подробная картина преимуществ и затрат на внедрение тепловых насосов, чем в предыдущих исследованиях.В то время как прошлые исследования выявили целые регионы, где тепловые насосы приносят общественные или частные выгоды или убытки [2], мы обнаружили, что в большинстве климатов и для большинства типов домов проникновение тепловых насосов ниже, чем это социально оптимально (т. Е. Общественное + частное, ЧПС> 0). В соответствии с предыдущими исследованиями экологического воздействия отопления [2] и электрификации транспортных средств [42], мы обнаружили, что электрификация часто сокращает выбросы парниковых газов. Однако преимущества этих сокращений могут быть сведены на нет увеличением ущерба, наносимого загрязнителями, которые вносят более непосредственный вклад в краткосрочную смертность.Предыдущие исследования показывают, что полная электрификация резко увеличит спрос на энергосистему, и предполагают, что решением может быть продолжение использования природного газа для обеспечения небольшого количества тепла [3]. Мы показываем, что, хотя пиковый спрос на электроэнергию вряд ли резко возрастет, если тепловые насосы будут использоваться только теми, кто этим экономит деньги, более высокие уровни проникновения резко увеличивают пиковую потребность в электроэнергии. Это потребует творческой адаптации электроэнергетической системы, включая распределенную генерацию и реагирование на спрос (см., Например, [45]).

Хотя наш метод моделирования дает общую картину государственных и частных затрат и выгод от внедрения тепловых насосов, он имеет два основных недостатка, которые можно было бы исправить в будущем.

Мы изучаем энергоэффективность элементарным способом. Модель ResStock предоставляет множество характеристик, по которым можно оценить энергоэффективность различных смоделированных домов, например. инфильтрация воздуха, оконный тип, утепление чердака. Тщательное исследование этих характеристик и их влияния на внедрение тепловых насосов выходит за рамки настоящего исследования.Вместо этого мы используем год постройки дома, т.е. винтаж — как показатель энергоэффективности. Это предположение согласуется с тем, как разработан ResStock, потому что вероятность того, что случайно сгенерированный дом будет иметь качественную утепление, окна, изоляцию чердака и другие качества, увеличивается, если его винтаж моложе. Винтаж — это также показатель, который политики могут легко использовать при разработке политики. Однако политическая инициатива по поощрению внедрения тепловых насосов вполне может сопровождаться стремлением улучшить качество жилищного фонда.Действительно, дома будущего могут быть спроектированы с учетом электрификации и эффективности, и это может изменить баланс выгод и затрат на тепловые насосы. В будущей работе следует оценить совокупные выгоды и затраты на такую ​​модернизацию с использованием тепловых насосов.

Высокие темпы внедрения тепловых насосов, а также политика, развитие технологий и инновации, необходимые для их достижения, окажут значительное влияние на электросети и на энергетические рынки. Мы предполагаем постоянные значения цен на топливо, предельных выбросов в сеть, цен на электроэнергию и капитальных затрат на тепловые насосы.В действительности, по мере того, как скорость внедрения тепловых насосов увеличивается, а электрическая сеть становится чище, эти переменные могут изменяться по-разному. Например, затраты на тепловой насос могут снизиться из-за большей экономии на масштабе производства и опыта установщиков тепловых насосов, электрическая сеть может стать чище быстрее из-за углеродной политики, а цены на топливо могут измениться по мере снижения спроса на это топливо со стороны жилого сектора. Наше предположение об исторических годовых и средних ценах по штату является ограничением анализа.Однако, учитывая потенциально огромную неопределенность будущих цен на энергоносители [39], это упрощающее допущение упрощает определение воздействия жилищного фонда, структуры производства электроэнергии, налоговой политики и технологических усовершенствований. Более полное исследование могло бы изучить эти разные чувствительности, чтобы лучше понять неопределенность нашего решения.

Хотя эти недостатки могут повлиять на некоторые ценности наших результатов, мы не ожидаем, что они повлияют на основные выводы этого исследования.Внедрение тепловых насосов — это многогранная проблема, охватывающая несколько секторов и отраслей энергетики, но наш анализ охватывает достаточно этой сложности, чтобы дать обоснованную оценку государственных и частных затрат и выгод от внедрения тепловых насосов в США. Наконец, хотя мы пытаемся учесть тот факт, что сеть, вероятно, станет чище в течение срока службы тепловых насосов, установленных сегодня, очевидно, что существует потребность в других подходах, которые прогнозируют влияние на выбросы структурных изменений в сети [46, 47] или даже произвести альтернативные оценки выбросов от существующей электросети [48].

Применение теплового насоса хорошо сочетается с декарбонизацией. В некоторых случаях такое согласование является слабым — для 8% домов в США внедрение тепловых насосов либо увеличивает выбросы CO ₂ , либо требует очень высоких затрат на сокращение выбросов. В то время как универсальное внедрение тепловых насосов в США имеет сомнительную ценность, очень высокие темпы внедрения, составляющие 80–90%, могут рентабельно снизить выбросы парниковых газов.

Однако с учетом текущих цен на электроэнергию, прогнозов выбросов в электросети и технологии тепловых насосов мы считаем такие высокие темпы внедрения маловероятными.С частной экономической точки зрения, мы обнаружили, что внедрение теплового насоса дает чистую экономическую выгоду для 21% односемейных домов в США. При включении домов с существующими тепловыми насосами это составляет 32%. С точки зрения общественного благосостояния, мы обнаружили, что комбинированная чистая приведенная стоимость для климата и здоровья при внедрении тепловых насосов является положительной для 70% жилищного фонда США, не использующего тепловые насосы. Эта ставка может снизиться, если учесть стоимость укрепления электрической сети для удовлетворения повышенного пикового спроса на электроэнергию: последствия, с которыми столкнутся многие города.

Таким образом, мы находим преимущество тепловых насосов в качестве инструмента декарбонизации, но есть много препятствий для достижения высоких показателей внедрения. Однако наш анализ показывает ключевые технологии, политику и стратегические идеи для преодоления этих препятствий, причем все они применимы не только к США, но и к другим странам или юрисдикциям:

• В первую очередь обращайтесь к мягкому климату: внедрение тепловых насосов в смешанном и прибрежном климате (см. Рис. 1) свидетельствует о сильном частном экономическом потенциале и ограниченном ущербе для общества.Особенно это касается электрических сетей со средним уровнем выбросов. Более того, в городах с мягким климатом меньше шансов увидеть резкий рост пикового спроса на электроэнергию или связанных с этим затрат на укрепление сети.
• В последнюю очередь обращайтесь к холодному климату: внедрение тепловых насосов в холодном климате (см. Рисунок 1) свидетельствует о слабом частном экономическом потенциале и значительном ущербе для общества. Более того, в городах с холодным климатом более вероятно резкое увеличение пикового спроса на электроэнергию и связанных с этим затрат на укрепление сетей.Исключением является установка теплового насоса для замены электрического резистивного нагревателя: такая модернизация обычно снижает затраты домовладельцев, снижает выбросы и снижает пиковое потребление электроэнергии.
• Ускорить сокращение выбросов в энергетическом секторе: усилия по сокращению выбросов загрязняющих веществ в атмосферу по критериям электростанций и по созданию генераторов с нулевым или низким уровнем выбросов углерода укрепят общественные аргументы в пользу внедрения тепловых насосов. Чем быстрее будут продвигаться эти усилия, тем более выгодными станут высокие показатели внедрения тепловых насосов.Там, где существующей технологией является мазут или резистивное нагревание, переход на тепловые насосы, вероятно, будет экологически и экономически выгодным даже при существующих электрических сетях.
• Покрытие затрат на технологию тепловых насосов средней эффективности: небольшое снижение капитальных затрат и небольшой выигрыш в эффективности могут значительно повысить скорость внедрения. Это может быть достигнуто с помощью таких политик, как отраслевое обучение для снижения затрат на установку, исследования и разработки для снижения стоимости технологий, субсидии, которые отдают предпочтение установкам с более высокой эффективностью, или вознаграждения, которые стимулируют чистое сокращение выбросов CO ₂ .
• Сосредоточьтесь на подходящих нишах жилищного фонда: некоторые типы домов больше выигрывают от внедрения тепловых насосов, чем другие. Например, в США модернизация с использованием природного газа кажется наиболее перспективной в домах средней эффективности (урожай 1970–1989 гг.), Модернизация с использованием нефти и пропана в небольших (<1500 SF), старых (до 1990-х годов) домах, а также в электрических домах. модернизация резистивных нагревателей в больших (> 2500 SF), старых (до 1970-х годов) домах.

Целевые стратегические, технологические и политические инициативы могут способствовать широкому распространению тепловых насосов и глубокой электрификации сектора жилого отопления.По мере того, как электрическая сеть становится чище, эта электрификация приведет к большему сокращению выбросов CO ₂ .

Стоимость теплового насоса | Цены на тепловые насосы

Мы не указываем цены на этом веб-сайте из-за большого количества факторов, влияющих на стоимость тепловых насосов. Обычно точную стоимость установки или замены теплового насоса определяет местный дилер HVAC. Окончательная цена колеблется в зависимости от ряда факторов, включая местный рынок, состояние дома и климат в районе.Это также зависит от типа системы. Например, тепловые насосы Carrier ^® предлагают различные уровни энергоэффективности, такие как SEER * и HSPF **, различные типы технологий повышения комфорта и даже уровни шума. Установленные затраты могут варьироваться от 3000 до 15000 долларов и более.

Это большой диапазон! Хорошая новость заключается в том, что есть несколько способов снизить затраты на установку теплового насоса. К ним относятся рекламные скидки, доступные в определенное время года, а также скидки для коммунальных предприятий, варианты финансирования через вашего дилера, варианты аренды с правом владения и / или налоговые скидки.Чтобы узнать больше, посетите наши веб-страницы, посвященные скидкам и финансированию HVAC.

Факторы, влияющие на цены на тепловые насосы

В связи с широким спектром факторов, определение средней стоимости замены теплового насоса лучше всего проводить, обратившись к авторитетному подрядчику по ОВКВ в вашем регионе. Кроме того, чтобы было ясно, коммерческие системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха часто бывают крупнее и дороже, чем бытовые системы с тепловыми насосами. Ценообразование и определяющие факторы, обсуждаемые в этой статье, относятся к системам отопления и охлаждения жилых помещений для типичного односемейного U.S. home установил с помощью квалифицированного, профессионального дилера по отоплению и охлаждению. Некоторые из факторов, которые могут повлиять на стоимость теплового насоса, включают

• Размер / тип вашего дома
• Тип теплового насоса
• Климат в вашем районе / регионе
• Дополнительный / резервный источник тепла, при необходимости
• Состояние / качество существующих воздуховодов

Размер вашего дома

Одним из факторов, влияющих на стоимость замены теплового насоса, является размер дома.В зависимости от размера более крупному дому потребуется более высокая мощность нагрева и охлаждения для эффективного отвода тепла и надлежащего охлаждения вашего дома. Производительность теплового насоса измеряется в британских тепловых единицах в час. Это также называется «размером» теплового насоса и иногда выражается «тоннажем» (т. Е. Вам может понадобиться 3-тонный агрегат, или, возможно, 2,5-тонный агрегат и т. Д.).

• Агрегаты большей мощности обычно стоят немного дороже, а размер дома также влияет на материальные затраты, особенно если необходимо установить новые медные линии хладагента или воздуховоды.
• Более высокие потолки могут увеличить необходимую мощность обогрева и охлаждения — например, 10-футовые потолки, сводчатые потолки и комнаты с открытым 2-м этажом и / или чердаком.
• Большие многоэтажные дома или одноэтажные дома, расположенные по всей территории, могут лучше подходить для зонированной системы со вторым тепловым насосом или добавлением бесканального теплового насоса. Зонированные системы добавят к стоимости второго наружного блока как материальные, так и трудовые затраты.

Другие домашние проблемы, которые могут повлиять на стоимость установки теплового насоса, включают:

• Качество и количество изоляции, герметика и герметика
• Качество и состояние существующих воздуховодов
• Количество, размер, качество и расположение окон
• Цвет поверхности крыши
• Ориентация дома
• Вместимость
• Расположение / климат
• Общее состояние дома / качество строительства

Многие из вышеперечисленных факторов могут сделать установку или замену более трудоемкой для подрядчиков по кондиционированию воздуха.Например, если размеры существующих воздуховодов меньше размера или они плохо отремонтированы, вашему подрядчику может потребоваться дополнительное время для герметизации или замены воздуховодов перед завершением установки. И даже правильно подобранный и установленный кондиционер может не справиться в жаркие дни, если дом плохо изолирован и герметичен.

Кроме того, предыдущие энергосберегающие модификации дома, такие как улучшенная изоляция, энергоэффективные окна и даже кровля, отвечающая требованиям ENERGY STAR ^® , также могут снизить требования к пиковой мощности нагрева и охлаждения для требуемой системы, потенциально снижая затраты. .

Тип теплового насоса

Одним из важнейших факторов, определяющих ожидаемую стоимость работы, будет то, какой тип системы устанавливается или заменяется.

Воздушные тепловые насосы: Большинство типичных систем тепловых насосов — это воздушные системы, которые отбирают тепло из наружного воздуха для обеспечения тепловой энергией вашего дома. Двухтопливные версии сочетают в себе тепловой насос с воздушным источником тепла и печь на природном газе и автоматически используют источник тепла, более подходящий для текущих условий.

Земляные (геотермальные) тепловые насосы: В одном из самых эффективных существующих тепловых насосов, грунтовые тепловые насосы используют скрытые петлевые системы для извлечения полезного тепла из вашего дома. Системы с наземным источником питания, также называемые геотермальными системами, предлагают чрезвычайно высокую энергоэффективность, но включают более высокие первоначальные затраты на установку подземной петлевой системы.

Компактная малогабаритная система для жилых помещений: Компактная малогабаритная система для жилых помещений объединяет в одном шкафу внутренний и внешний блоки теплового насоса с воздушным источником.

Предположим, вы ищете типичную сплит-систему, но все же существует ряд определяющих факторов, определяющих, сколько может стоить тепловой насос. Так же, как при покупке автомобиля, вы можете выбрать базовую экономичную модель, которая надежно доставит вас из точки А в точку Б … или вы можете получить первоклассную роскошную модель со всеми прибамбасами. Вы, вероятно, будете искать более простой тепловой насос, который соответствует минимальным рейтингам SEER по энергоэффективности для кондиционирования воздуха и HSPF для отопления? Или вы покупаете устройство, которое обеспечивает экономию энергии в долгосрочной перспективе с более высокой энергоэффективностью и технологическими обновлениями, которые обеспечивают лучший комфорт и контроль влажности при более тихой работе?

Естественно, что более дорогие и высокопроизводительные устройства имеют более высокую цену.Они также, как правило, являются моделями, на которые распространяются скидки коммунальных предприятий или правительства США за более энергоэффективную работу и снижение потребления электроэнергии.

Тепловые насосы

Carrier предлагают ряд функций энергосбережения и повышения комфорта, которые следует учитывать при оценке новой системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха. Доступные функции:

• Коммуникационные системы, которые работают вместе для повышения комфорта и энергоэффективности
• Системы переменной производительности и регулирования, которые обеспечивают точную нагрузку на нагрев и охлаждение в зависимости от текущих условий и изменяются по мере необходимости при изменении условий
• Технология снижения влажности, чтобы вы чувствовали себя комфортно в жаркие, липкие дни при более высоких температурах в помещении (во время работы в режиме охлаждения)
• Звукопоглощающие функции и функции, которые делают вашу систему бесшумной, снаружи и внутри

Региональный климат

Региональный климат также может влиять на стоимость теплового насоса.

В более теплом климате: Вы можете утверждать, что обычные тепловые насосы с воздушным источником идеально подходят для круглогодичного комфорта в более теплом климате, где требования к отоплению менее строгие. Это связано с тем, что эффективность нагрева падает при более низких температурах. Летом общая продолжительность работы системы теплового насоса будет больше по сравнению с тем, как она будет работать в более умеренном климате. Установка более эффективной системы теплового насоса в доме с более теплым климатом может помочь сэкономить деньги на ежемесячных счетах за коммунальные услуги.Однако имейте в виду, что системы с более высокой эффективностью, как правило, имеют более высокие цены за единицу и установку. В некоторых случаях местное коммунальное предприятие или правительство США могут предоставлять скидки на установку тепловых насосов с высокими показателями SEER (эффективность охлаждения) и HSPF (эффективность нагрева). Агрегаты с более высокой эффективностью также имеют дополнительные функции комфорта, поэтому, если вас больше интересует комфорт, а не энергоэффективность, это может быть вашим выбором независимо от климата.

В более прохладном климате: Тепловые насосы в более прохладном климате будут меньше нуждаться в охлаждении и, следовательно, меньше будут работать в течение всего сезона охлаждения. А поскольку наружная температура снижается раньше и становится более экстремальной, а отопительный сезон длится дольше, тепловые насосы не так популярны в этих регионах. Однако недавние достижения в области теплопроизводительности и эффективности (HSPF) изменили правила игры и сделали модели тепловых насосов высокой эффективности практической альтернативой в некоторых более прохладных климатических условиях.

В умеренном климате: Многие производители, такие как Carrier, предлагают устройства среднего класса, которые обеспечивают баланс между более высокой эффективностью и более комфортной работой, и простыми моделями. Если вы живете в более умеренном районе с периодами высоких температур, но потенциально более короткими или менее интенсивными отопительными сезонами, чем на Севере, эти предложения среднего уровня могут быть идеальными для вас. Агрегаты среднего уровня могут иметь двухступенчатую работу, более высокие рейтинги SEER / HSPF, чем более базовые модели, и некоторые из функций повышения комфорта, присущих агрегатам более высокого уровня.Как и следовало ожидать, эти модели стоят где-то посередине и часто представляют собой большую ценность с точки зрения комфорта охлаждения.

Наличие резервного нагрева

Тепловые насосы с воздушным источником тепла, особенно в северном климате, обычно нуждаются в каком-либо дополнительном или резервном обогревателе. Традиционно это означало добавление электрических резистивных нагревательных элементов к внутреннему устройству обработки воздуха. Однако резистивный нагрев имеет низкую энергоэффективность и может привести к большим счетам за электроэнергию в периоды очень низких температур.

Двухтопливные системы, включающие газовые печи в качестве альтернативного типа источника тепла, становятся все более популярными решениями, особенно в северном климате с более продолжительными и более интенсивными отопительными сезонами. Эти системы автоматически выбирают более эффективный источник тепла в зависимости от текущих внешних условий — электрический тепловой насос для более низких температур, газовая печь для более экстремально низких температур.

Стоимость установки для каждого из этих типов систем может варьироваться в зависимости от размера и количества электрических нагревательных элементов, необходимых для полностью электрических систем, или от AFUE (газовой эффективности) печи для двухтопливной системы.

Состояние существующих воздуховодов

Когда вы обратитесь к авторитетному подрядчику HVAC по поводу цен на тепловые насосы, он, скорее всего, проведет полную оценку вашей нынешней системы и вашего дома. Эта проверка должна включать существующие воздуховоды. Старый воздуховод, имеющий протечки, забитый или не имеющий надлежащего размера для нужд системы, повлияет на стоимость установки. Чтобы лучше гарантировать, что ваш новый тепловой насос обеспечивает ожидаемую эффективность и комфорт, а также соответствует вашему общему удовлетворению, в расчетные затраты на установку будут включены время и расходы, необходимые для проведения необходимого ремонта воздуховодов.И, в зависимости от серьезности проблемы (ей), затраты на рабочую силу и материалы могут действительно возрасти. Цены на ремонт воздуховодов будут зависеть от объема и сложности ремонтных работ.

Обратитесь к дилеру Carrier HVAC

Обращаясь к местному дилеру систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха по поводу стоимости теплового насоса, остерегайтесь тех, кто готов быстро дать оценку по телефону. Каждый дом и каждый домовладелец индивидуальны, поэтому для каждой работы будет назначена уникальная цена, основанная на опыте специалиста.Компания Carrier располагает общенациональной сетью высококвалифицированных независимых дилеров, которые могут оценить потребности вашего дома, обсудить ваши предпочтения в области комфорта и предоставить варианты для покрытия затрат на установку теплового насоса. Чтобы связаться с ближайшим к вам дилером, перейдите на страницу дилеров Carrier HVAC и щелкните ссылку поиска дилеров.

* SEER = Сезонный коэффициент энергоэффективности, стандартный отраслевой показатель энергоэффективности во время работы в режиме охлаждения для блоков переменного тока и тепловых насосов

** HSPF = Сезонный коэффициент производительности отопления, стандартный отраслевой показатель эффективности использования энергии во время работы в режиме отопления для систем тепловых насосов

Установка теплового насоса, ремонт теплового насоса — UGI HVAC

ТЕПЛОВЫЕ НАСОСЫ

ОБСЛУЖИВАНИЕ МЕСТНЫХ СЕМЬЕЙ, КАК ВАШИ, БОЛЕЕ 100 ЛЕТ!

Тепловые насосы — КАК ОНИ РАБОТАЮТ

После завершения установки теплового насоса тепловому насосу требуется минимальное количество энергии для циркуляции тепла.Зимой тепло забирается из наружного воздуха через медные змеевики. Это тепло передается в специальный змеевик, а тепло из воздуха попадает в змеевики внутри блока и извлекается с помощью хладагента. Затем, когда установка теплового насоса завершена должным образом, насос превращает нагретый воздух в конденсированную жидкость. Это действие обеспечивает тепло в доме. Если вам нужна помощь с ремонтом любого типа теплового насоса, позвоните нам по телефону 1-833-980-3496 .

Летом происходят очень похожие события, за исключением противоположного направления.Тепловой насос забирает тепло из дома и отдает его наружу. Этот процесс охлаждает дом. Вместо того, чтобы генерировать тепло, тепловые насосы фактически распространяют его из окружающей среды, поэтому правильная установка теплового насоса очень важна.

Тепловой насос может эффективно отапливать дома с наружной температурой до 20 градусов по Фаренгейту! При таких температурах резервный источник тепла не требуется.

Нет воздуховодов? Без проблем! Воздушные тепловые насосы доступны в «бесканальной» версии.Это так называемые мини-сплит-тепловые насосы.

Системы с тепловым насосом — ПРЕИМУЩЕСТВА

Благодаря эффективной установке теплового насоса нет затрат энергии на нагрев воздуха. Тепловой насос просто транспортирует горячий воздух из одного места в другое. Это позволяет минимизировать энергопотребление системы, а расходы находятся под контролем, поскольку нет необходимости в топочном мазуте или других источниках топлива.

Безопасность и эффективность — Избегайте частого ремонта теплового насоса

Важно ежегодно проверять систему теплового насоса, чтобы избежать дорогостоящего ремонта теплового насоса.Установка и обслуживание теплового насоса должны выполняться сертифицированным специалистом по HVAC для обеспечения безопасности и эффективности в период охлаждения и нагрева.

Позвоните нам сегодня, если пришло время для вашей ежегодной проверки системы, если вам нужен ремонт теплового насоса или если вы подумываете об установке новой системы теплового насоса — 1-833-980-3496 .

Щелкните здесь, чтобы увидеть полный список областей, которые мы обслуживаем.

Свяжитесь с нами сегодня или позвоните по телефону 1-833-980-3496

Хотя мы с радостью обслуживаем все марки и модели, ниже приведены предпочтительные бренды, которые с гордостью устанавливает UGI Heating, Cooling & Plumbing.

Переход к насосам: как Финляндия нашла ответ на отопление домов

Как отапливать дома и рабочие места, не полагаясь на ископаемое топливо, — одна из наиболее сложных задач для быстрого перехода к нулевой углеродной экономике. В Европейском союзе (ЕС) сектор отопления является наиболее энергоемким и углеродоемким, на него приходится почти 50% общего спроса на энергию в ЕС, 75% которого удовлетворяется за счет сжигания ископаемого топлива. В 2017 году в мире за счет возобновляемых источников энергии удовлетворялось лишь 10% потребности в тепле.Но, поскольку Соединенное Королевство заявляет о своем намерении удалить бытовые газовые котлы, в холодной Скандинавии Финляндия продемонстрировала исключительный потенциал одной из менее заметных технологий возобновляемой энергии — тепловых насосов.

Отдельные домовладельцы рано определили пригодность этой технологии и начали учиться друг у друга. Когда государственное регулирование настигло и начало поддерживать технологию законодательством, рынок был уже хорошо развит, а местные инженеры-теплотехники были относительно квалифицированными.Это иллюстрирует проблему, с которой столкнутся многие другие страны — наличие у инженеров и монтажников достаточных знаний, чтобы сделать возможным быстрый переход к отоплению.

Финляндия исторически полагалась на сжигание биомассы и нефти для отопления, будучи страной с относительно небольшим, малонаселенным населением и большими лесами. В 1970 году 90% отопления помещений приходилось на лес и нефть. Однако к 2012 году структура предложения теплоснабжения была практически неузнаваемой. Централизованное теплоснабжение, при котором тепло передается от централизованного источника через сеть изолированных труб к нескольким зданиям, составляет 40% от общего объема поставок, при этом электричество обеспечивает 21%, биомассу 21%, нефть 11%, тепловые насосы 6% и газ дает только 1%.

Хотя регулирование повлияло на масштабы этого перехода, отдельные домохозяйства также сыграли ключевую роль. Большая часть огромных инвестиций, вложенных в покупку и установку тепловых насосов в Финляндии, поступила от обычных домовладельцев, использующих свои собственные деньги при ограниченной государственной поддержке или без нее. В начале 1990-х годов воздушные тепловые насосы начали внедряться в Швеции, где эта технология была успешной, и правительство поддержало рынок. Финская национальная ассоциация тепловых насосов (SULPU) была основана в 1999 году предпринимателем по тепловым насосам и исследователем тепловых насосов при некоторой поддержке государственного агентства по энергоэффективности Motiva.Предприниматель намеревался продать 1 миллион тепловых насосов в Финляндии к 2020 году, но к 2000 году рынок оставался небольшим — около 10–15 реселлеров тепловых насосов. Им по-прежнему мешало отсутствие обучения, стандартов качества и возможностей технического обслуживания, что позволило им сохранить свою нишу, несмотря на их пригодность для сельской местности, где люди по-прежнему в значительной степени полагались на нефть.

Тем не менее, органический рост практических знаний через SULPU привел к повышению качества обучения и стандартов для установок в течение 2000-х годов, что повысило репутацию отрасли и привело к увеличению продаж.В Интернете появились интерактивные форумы для обсуждения тепловых насосов, на которых пользователи и установщики обменивались знаниями, чтобы добиться большого эффекта в атмосфере доверия. Роль этих онлайн-форумов была особенно важна в демонстрации того, что тепловые насосы подходят для использования в холодном климате Финляндии, и в разработке инноваций под руководством пользователей. В 2009 году Финляндия была окончательно принята в комитет по контролю качества Европейской ассоциации тепловых насосов (EHPA), создав собственный национальный комитет по качеству для обеспечения согласованности стандартов.SULPU, которая собирает отраслевую статистику, также используемую национальной статистикой Финляндии, сообщила об устойчивом росте продаж из года в год. По данным SULPU, в 2018 году 70% новостроек в небольших домах выбирают тепловой насос, и ежегодно примерно 5000 масляных котлов заменяются тепловым насосом.

Тепловые насосы, которые преобразуют энергию из внешних источников тепла (воздух, вода, геотермальная энергия и т. Д.), Продемонстрировали особенно сильный рост за последнее десятилетие — они становятся низкоуглеродными, когда энергия, используемая для их привода, получена из возобновляемых источников.Общая выработка энергии тепловыми насосами в Финляндии в настоящее время составляет около 10 ТВт-ч, что соответствует примерно 15% потребности в отоплении жилых и коммерческих зданий Финляндии. Только в 2018 году продажи выросли на 22%, при этом было инвестировано более полумиллиарда евро, в результате чего было установлено 75 000 тепловых насосов. Это означало, что в стране с примерно 2,7 миллионами домашних хозяйств имелся один миллион тепловых насосов. С 2000 года количество энергии, используемой финскими домохозяйствами для отопления, соответственно снизилось примерно на 15%.

Более широкая актуальность

Быстрое развертывание и установка технологий тепловых насосов в Финляндии особенно интересны, потому что обезуглероживание тепла в зданиях остается сложной проблемой для промышленно развитых стран, без которой нулевые чистые выбросы углерода останутся лишь мечтой. Что касается отопления (а не просто охлаждения, другого энергоемкого действия), эта проблема наиболее остро стоит в Северной Европе, где сочетание крупных действующих газовых сетей и устаревшего строительного фонда создало ситуацию, требующую значительных инвестиций, планирования и надежных навыков. база для исправления.Например, на отопление в Великобритании приходится 37% общих выбросов углерода, включая промышленное использование, 17% из которых можно отнести к отоплению и охлаждению в зданиях, а 13-14% — к отоплению в жилых домах. Только 5% домов имеют низкоуглеродное отопление, а в 85% (24,5 миллиона домов) по-прежнему преобладает газ. То же исследование показывает, что 48% опрошенных утверждают, что они не знали, что их газовый котел наносит ущерб окружающей среде. В глобальном масштабе тепловые насосы обеспечивают лишь около 3% отопления зданий, что подчеркивает масштаб проблемы, которая предстоит решить в борьбе с преобладанием ископаемого топлива в секторе отопления.Финский пример является дальновидным, поскольку он показывает, как может происходить развертывание низкоуглеродного отопления при правильном уровне поощрения, регулирования, финансовых стимулов и налогово-бюджетной политики.

Многие из низкоуглеродных решений этой проблемы проверены и существуют сегодня, но проблема заключается в их масштабировании и установке. Некоторые из этих проблем носят экономический характер, например, цены на небольших, менее зрелых рынках слишком высоки, чтобы сделать тепловые насосы жизнеспособными. Другие связаны с инфраструктурой, например, в Великобритании, где существующий жилищный фонд настолько энергоэффективен, что программа массовой модернизации является необходимым условием для установки тепловых насосов.Другие являются историческими, например, преобладание так называемых традиционных видов топлива, таких как природный газ, в таких странах, как Нидерланды. Это множество препятствий подчеркивает необходимость смешанного, гибкого подхода, адаптированного к местным условиям. Строгие нисходящие меры, направленные на обеспечение комплексного решения, могут в конечном итоге обойтись дороже, чем подходы, учитывающие местные особенности, и, по сути, могут замедлить переход. Этот аргумент может быть применен к Великобритании, где полностью электрический или полностью водородный подход к декарбонизации отопления и охлаждения может стоить в два или три с половиной раза дороже, чем местный подход. , гибкий подход к планированию по месту.Финляндия представляет собой наглядный пример того, как могут быть созданы зрелые рынки и обеспечены значительные местные инвестиции, когда правительство играет более активную роль.

Более широкая актуальность финского примера состоит в том, что он проливает свет на потенциальную проблему для быстрого перехода в других странах: пробел в низкоуглеродных навыках. Установка почти миллиона тепловых насосов не выполняется в одночасье или одной компанией — для этого требуется группа подрядчиков, торговых предприятий и операторов цепочки поставок, которые должны быть выполнены в большом масштабе.Во многих странах существуют реальные опасения, что — несмотря на государственные инвестиции, гранты и стимулы для реализации низкоуглеродных вариантов и технологий в свете нулевых целевых показателей — база навыков для их фактического выполнения ограничена. Таким образом, декарбонизация тепла — это гораздо больше, чем просто техническое решение: оно требует промышленного и профессионального подхода, который сосредоточен на развитии производственных мощностей, создании базы навыков для установки и создании профессиональной регулируемой отрасли, которая делает выбор в пользу перехода на низкоуглеродное отопление. простой, удобный и доступный.

Контекст и предыстория

Нефтяной шок 1970-х вынудил Финляндию обратить внимание на альтернативные технологии. Из-за долгих и холодных зим потребность Финляндии в отоплении — одна из самых высоких в Европе, что делает задачу декарбонизации тепла еще более актуальной. По всей стране также очень ограниченная газовая сеть, что делает альтернативные источники отопления необходимыми. Тепловые насосы соответствовали относительно дешевому электричеству в стране и отсутствию газовой инфраструктуры для многих изолированных сообществ, но качество в то время было ненадежным, и они оставались нишевой технологией.Рынок начал быстро расширяться только в 2000-х годах, когда законодательные меры по поощрению низкоуглеродных технологий — в частности, посредством ряда постепенных изменений в строительном законодательстве — поддержали рост рынка и уровень экспертных знаний, полученных от одноранговых сетей. обучение позволило ускорить установку.

Финляндия в настоящее время ставит цель достичь углеродной нейтральности к 2035 году — на 15 лет раньше, чем Великобритания, ЕС и Южная Корея. Это означает, что теперь у него есть благоприятная политическая среда для расширения тепловых насосов, а также природные ресурсы для этого в изобилии геотермальной энергии.Между тем, SULPU играл и продолжает играть важную роль в распространении информации о преимуществах тепловых насосов среди населения и политиков, лоббировании, проведении опросов и предоставлении данных в поддержку перехода.

Сегодня тепловые насосы стали основным источником отопления жилых и коммерческих помещений, чему способствуют доступные цены, новые бизнес-модели, ориентированные на обслуживание, и налоговые льготы. В 2018 году объем продаж тепловых насосов, работающих на воздухе, составил 47 000, тепловых насосов типа «земляных» — 8 000, тепловых насосов типа «воздух-вода» — 4 000 и тепловых насосов для вытяжного воздуха — 3 000.Около 40% жилого фонда Финляндии обособлено, что упрощает установку геотермальных тепловых насосов, поскольку вам приходится прокладывать подземные трубы снаружи. Отдельные дома производят 85% непромышленных тепловых насосов Финляндии, а тепловые насосы, работающие на земле, составляют более трети от общего объема производства. Тепловые насосы предоставляют отличное средство для управления энергосистемой со стороны спроса и гибки, они могут использовать объемы воды, здания, геотермальные скважины и другие объекты в качестве энергоресурсов. Недавнее исследование показало, что каждый раз, когда в доме, отапливаемом электричеством, устанавливается тепловой насос на полную мощность, два дома с масляным и центральным отоплением могут отапливаться за счет сэкономленной мощности и энергии.

Благоприятные факторы

Ошеломляющая скорость роста установок тепловых насосов в Финляндии была обусловлена, во-первых, географическими и экологическими обстоятельствами, которые могут способствовать ее дальнейшему расширению. В настоящее время на рынке преобладают воздушные тепловые насосы, но геотермальные тепловые насосы также играют ведущую роль: по всей Финляндии насчитывается более 100 000 геотермальных скважин общей глубиной 20 000 км, что составляет половину окружности Земли. Это сделало тепловые насосы привлекательными инвестициями для промышленности, застройщиков и домовладельцев с рентабельностью капитала от 10% до 15%.Электроэнергия также относительно доступна в Финляндии, что делает ее разумной альтернативой для тех домовладельцев, которые хотят заменить свое углеродоемкое отопление. Тепловые насосы популярны, потому что они занимают мало места и удобны — не нужно заправлять топливо, как масло или дрова. Когда дело доходит до отопления жилых домов и изменения поведения, исследования показывают, что максимально упрощение низкоуглеродного варианта может увеличить потребление, используя естественную склонность потребителей «плыть по течению».

Устойчивая политическая среда в стране помогла, приняв ряд мер по энергоэффективности, снижению выбросов и вспомогательной политике строительных норм. Широкий спектр государственной политики, целей и налогов все больше и больше стимулировал переход от систем отопления, основанных на ископаемом топливе, к возобновляемым источникам энергии примерно с 2000 года, включая национальные стратегии в области климата и энергетики в 2005, 2008, 2013 и 2017 годах. С 2011 года налогообложение ископаемого топлива увеличилось в три раза (налог на топочный мазут увеличился более чем вдвое в период с 2004 по 2017 год), а Национальный строительный кодекс (SRMK) устанавливает строгие стандарты энергоэффективности, включая теплоснабжение здания.С 2014 года тепловые насосы необходимо устанавливать в каждом новом доме, в то время как государственная субсидия покрывает до 20% затрат на переключение: кроме того, 45-60% затрат на ремонт дома, пристройки и установку тепловых насосов покрываются налогом. -финансирование. Это также помогло развить навыки зеленого строительства на рынке труда, и сейчас в этом секторе занято около 3000 человек. В результате раннего внедрения, взаимного обучения через онлайн-форумы и формирования национальной ассоциации тепловых насосов (SULPU), возник заряженный самозапускающийся рынок, хотя и с благоприятными условиями, созданными правительством.В результате обучение и стандарты для установки улучшились в течение 2000-х годов, что повысило репутацию отрасли, увеличило количество отечественных инноваций и привело к увеличению продаж. Его глубина и широта ноу-хау затем превратились в обширную сеть продуктов и установщиков, охваченных надежной схемой сертификации.

Импульс рынка тепловых насосов в Финляндии в настоящее время порождает множество инновационных и разрушительных бизнес-моделей, которые, вероятно, еще больше увеличат скорость установки.Например, «модель продажи тепла с использованием теплового насоса», обычно называемая сервисной моделью, предполагает, что поставщик услуг оплачивает тепловой насос, а затем предоставляет отопление в качестве услуги. Заказчику ежемесячно выставляется счет за использованную энергию, а все техническое обслуживание выполняет поставщик услуг. Эта модель особенно хорошо работает в обслуживаемых многоквартирных домах, многоквартирных домах и коммерческих офисных помещениях, где владельцы могут с меньшей вероятностью вкладывать средства сами.

Объем и доказательства

• В 1970 году 90% отопления помещений в Финляндии приходилось на древесину и нефть.Из-за нефтяного шока 1970-х страна была вынуждена на раннем этапе сосредоточиться на технологиях тепловых насосов, но качество было ненадежным, и они остались нишевой концепцией.
• В начале 1990-х годов воздушные тепловые насосы начали внедряться в Швеции, где эта технология была успешной и правительство поддержало рынок.
• Финская национальная ассоциация тепловых насосов (SULPU) была основана в 1999 году предпринимателем, занимающимся тепловыми насосами, и исследователем тепловых насосов при поддержке государственного агентства по энергоэффективности Motiva, но к 2000 году рынок оставался небольшим, всего лишь около 10–15 тепловых насосов. реселлеры.
• Рост рынка тепловых насосов в Финляндии начал ускоряться в начале 2000-х годов с введением ряда строительных норм. Изменения в строительных нормах и правилах (2003, 2007, 2010, 2012) привели к тому, что строительная отрасль столкнулась со все более высокими требованиями к изоляции и энергоэффективности.

Нормы

• ЕС, такие как Директива об энергоэффективности зданий (EPBD) 2010 г. и Директива об энергоэффективности 2012 г., добавили веса в сторону более высоких строительных стандартов.
• К 2012 году структура поставок тепла была почти неузнаваемой: на централизованное теплоснабжение приходилось 40%, электричество 21%, биомасса 21%, нефть 11%, тепловые насосы 6% и газ только 1%.
• Только в 2018 году продажи выросли на 22%, при этом было инвестировано более полумиллиарда евро, в результате чего было установлено 75 000 тепловых насосов.
• В Финляндии 2,7 миллиона домашних хозяйств имеют более миллиона тепловых насосов.
• С 2000 года потребление тепла финскими домохозяйствами соответственно снизилось примерно на 15%.
• Возврат налога на установку и информационные меры для поощрения установки различных типов тепловых насосов (2000 г.) — От 45% до 60% затрат на рабочую силу при ремонте и расширении домашнего хозяйства не подлежат налогообложению.
• Финляндия в настоящее время поставила цель достичь углеродной нейтральности к 2035 году — на 15 лет раньше, чем Великобритания, ЕС и Южная Корея.
• Общая выработка энергии тепловыми насосами в Финляндии в настоящее время составляет около 10 ТВт-ч, что соответствует примерно 15% потребности в отоплении жилых и коммерческих зданий Финляндии.

Исследования

• показывают, что первоначальные затраты в размере 3 млрд евро могут привести к тепловым насосам в 10 000 дополнительных многоквартирных домах (где проживает около 100 000 финнов), добавляя еще 5 ТВт-час безэмиссионного тепла каждый год и удаляя несколько миллионов тонн выбросов углерода из углеродного следа страны.

Это тематическое исследование было первоначально опубликовано на веб-сайте Nesta здесь.

Могут ли бытовые тепловые насосы стать частью климатического решения?

ФАКУЛЬТЕТ Q&A

Согласно новому исследованию исследователя из Мичиганского университета и его коллег, более широкое развертывание тепловых насосов в жилых домах в Соединенных Штатах может помочь снизить углеродное загрязнение, а также сэкономить деньги домовладельцев.

Партх Вайшнав. Изображение предоставлено: UM School for Environment and Sustainability

Однако в большей части страны электросеть должна стать более чистой, а электрические тепловые насосы должны стать дешевле, прежде чем эти устройства станут привлекательными как с экологической, так и с финансовой точки зрения, — говорит Парт Вайшнав из Центра устойчивых систем в школе U-M. за окружающую среду и устойчивость.

Исследование было опубликовано 28 июля в журнале Environmental Research Letters.Другие авторы — Томас Дитжен из Техасского университета и Лиам Уолш из Университета Карнеги-Меллон.

Что такое бытовой тепловой насос? Я видел, как их описывают как кондиционеры, которые слегка модифицированы, так что они могут работать в двух направлениях, охлаждая дом летом и обеспечивая тепло зимой. Это верно?

Совершенно верно. Тепло естественным образом перетекает из жарких мест в холодные, как машина катится с горы. Летом кондиционеры перемещают тепло из холодного места (внутри вашего дома) в жаркое место (снаружи).Зимой кондиционеры могут работать как тепловой насос и делать то же самое, за исключением того, что холодное место находится снаружи, а жаркое — ваш дом. Точно так же, как вам нужно проделать некоторую работу, чтобы поднять машину в гору, вам нужно проделать некоторую работу, чтобы переместить тепло из холодного места в жаркое. Что делает тепловые насосы эффективными, так это то, что вы обычно можете передавать две или более единиц тепла за каждую единицу работы.

Тепловые насосы широко обсуждаются как средство борьбы с изменением климата. Как электрические тепловые насосы могут помочь сократить выбросы ископаемого топлива и каков потенциал их широкого распространения в Соединенных Штатах?

Большинство домов в США.S. нагреваются путем сжигания углеродсодержащего топлива (природного газа, пропана или масла) в доме. При этом выделяются парниковые газы. Нет простого способа избавиться от парниковых газов при этом сгорании. Например, было бы очень дорого улавливать небольшое количество углекислого газа из сотен миллионов домов и навсегда изолировать его. Однако тепловые насосы работают на электричестве, и существует множество хороших и относительно недорогих способов обезуглероживания электрической сети.

Наше исследование показывает, что если предположить умеренную декарбонизацию сети в течение срока службы теплового насоса, установленного сегодня, тепловые насосы повсеместно сократят выбросы парниковых газов.Однако мы должны помнить о двух вещах. Во-первых, тепловые насосы повысят расходы на отопление некоторых домов, особенно если мы не будем облагать налогом ископаемое топливо за вред, который они наносят здоровью человека и окружающей среде.

Во-вторых, при производстве электроэнергии из угля и природного газа также образуются вредные загрязнители, такие как оксиды азота, мелкие твердые частицы и диоксид серы. В некоторых частях страны электроэнергетика настолько загрязнена, что выбросы этих загрязняющих веществ наносят достаточный ущерб, чтобы превзойти преимущества сокращения выбросов углекислого газа.

Учитывая все это, наше исследование показывает, что перевод около 30% частных домов на тепловые насосы прямо сейчас снизит вред окружающей среде и здоровью человека, а также сэкономит деньги домохозяйств. Мы должны начать с перехода с резистивного электрического отопления, нефти и пропана на природный газ. Лучшее место для старта — районы страны с умеренным климатом.

Мы также должны очистить сеть как можно быстрее. Если мы возьмем на себя обязательство сделать это, наши предыдущие исследования показывают, что тепловые насосы могут снизить вред окружающей среде и здоровью человека практически повсюду в стране.

Как было проведено исследование «Письмо об экологических исследованиях» и какой результат был наиболее важным?

Мы использовали базу данных ResStock, разработанную Национальной лабораторией возобновляемой энергии, для моделирования 400 домов в каждом из 55 городов США, всего 22 000 домов. Каждый набор домов был выбран так, чтобы представлять жилой фонд в этом городе. Затем мы использовали модель EnergyPlus Министерства энергетики США для моделирования почасового использования энергии для каждого из этих 22 000 домов.Мы выполнили две версии этого анализа: одну с тепловыми насосами, а другую с тем топливом, которое в настоящее время использовалось в доме. Мы сравнили эти два прогона, чтобы выяснить преимущества и затраты на переход на тепловые насосы.

Для оценки ущерба здоровью человека мы использовали интегрированные модели качества воздуха, разработанные исследователями из Карнеги-Меллона. Чтобы оценить вред, наносимый окружающей среде, мы использовали социальную стоимость углерода.

Самым важным открытием стало то, что вы можете сэкономить деньги и снизить социальный вред прямо сейчас, удвоив долю домов, в которых есть тепловые насосы.

Какой процент домов в США может получить финансовую выгоду — в виде сокращения счетов за коммунальные услуги — от установки электрического теплового насоса, и какой процент этих домов может снизить выбросы парниковых газов за счет установки теплового насоса?

Около трети домов на одну семью получат финансовую выгоду с учетом дополнительных затрат на установку тепловых насосов по сравнению с газовой печью. Все эти дома сократят выбросы парниковых газов.

Каковы некоторые из основных препятствий на пути к широкому распространению тепловых насосов в США?

С точки зрения домовладельца, основным препятствием является предполагаемая более высокая стоимость установки тепловых насосов.Я говорю «воспринимаемый», потому что во многих частях страны тепловые насосы более чем окупаются за свой срок службы. Кроме того, если домовладельцу необходимо заменить печь и кондиционер, установка теплового насоса, который может нагревать и охлаждать, может быть самым дешевым вариантом. Еще одним ключевым препятствием является то, что установщики могут недостаточно знать о тепловых насосах, чтобы должным образом информировать клиентов.

Каков потенциал использования тепловых насосов в жилых домах в таких холодных погодных условиях, как Мичиган?

В перспективе очень хорошо.С точки зрения их способности «выполнять свою работу» тепловые насосы стали намного лучше работать надежно и эффективно в холодном климате. Они будут продолжать улучшаться. По мере того, как лето становится теплее, тот факт, что тепловые насосы могут также служить эффективными кондиционерами, будет становиться все более ценным.

Тем не менее, мы должны продолжать инвестировать в то, чтобы сделать тепловые насосы более дешевыми и эффективными. Мы также должны инвестировать в повышение эффективности нашего жилищного фонда, поддерживая утепление. Помимо холодного климата, одна из проблем заключается в том, что электросеть Среднего Запада все еще слишком зависит от угля и природного газа.Мы должны либо перейти на источники, которые вообще не производят выбросов углекислого газа, либо мы должны улавливать выбросы угольных и газовых заводов и навсегда изолировать их.

Дополнительная информация:

10 советов, которые сделают запланированную установку теплового насоса невероятным финансовым успехом

Тепловые насосы — отличный способ сэкономить тонны на будущих счетах. Это верно как для домовладельцев, так и для предприятий. Если вы изучаете варианты новой установки, вот несколько способов максимально использовать инвестиции в тепловой насос.Некоторые из этих советов могут также применяться к существующим владельцам тепловых насосов.

1. Разработайте индивидуальный план и установку теплового насоса

Установка тепловых насосов — одно из наиболее выгодных с финансовой точки зрения решений, которое может принять домовладелец или предприятие. Несмотря на то, что подавляющее большинство тепловых насосов обеспечивает очень быстрый период окупаемости и ожидаемый срок службы 25 лет, всегда есть место для большей экономии. Готовые решения, даже с опытными установщиками, не всегда раскрывают свой максимальный потенциал.Даже небольшое повышение эффективности на 5% или 10% действительно дает результат за 25 лет. Чтобы максимизировать эффективность вашего теплового насоса, убедитесь, что вы спланировали систему в соответствии с вашими конкретными требованиями и что система адаптирована к ним. Даже ненастраиваемые системы, которые установлены должным образом, могут повысить эффективность, что приведет к экономии в тысячи евро в течение всего срока службы. Найдите установщика, имеющего опыт работы с различными типами проектов (коммерческими и жилищными). Это должно увеличить ваши шансы, что план установки не готов.Убедитесь, что они наняли инженера для тщательного осмотра здания, а также ваших текущих и будущих потребностей. Если ваш проект представляет собой новое здание, у вас есть огромная возможность предусмотреть целостную систему, которая сделает здание чрезвычайно эффективным. Не торопитесь. Проведите свое исследование. Поспешное вмешательство в установку теплового насоса почти всегда приводит к снижению эффективности и ошибкам, которые стоят ваших денег. Если вы запросили несколько предложений от подрядчиков по установке, не соблазняйтесь самым низким предложением.Будьте готовы потратить немного больше на правильную установку, и вскоре вы увидите преимущества правильного выполнения работы. Это не означает, что вы должны стремиться к тому, чтобы предложить самую высокую цену. Попросите их посетить сайт и предложить вам консультацию. Вы сможете многое сказать по тому, как установщики исследуют сайт, и по выдвинутым ими предложениям.

2. Выберите установку без нагревателя

Что такое конструкция без нагревателя? Разве тепловые насосы не должны обогревать? Эти вопросы задают много и не зря.Тепловые насосы могут обеспечивать отопление без электрического нагревателя. На самом деле тепловые насосы намного эффективнее электрических нагревателей. Не вдаваясь в подробности того, как работает тепловой насос, вам необходимо знать, что некоторые тепловые насосы продаются со встроенными электронагревателями, а другие — нет. Причина этого в том, что некоторым продуктам может быть сложно достичь высокого уровня нагрева, если они недостаточно мощны. По этой причине их производители включают электрический нагреватель, который может дополнительно повышать температуру.Конечно, использование электрического нагревателя для «ускорения» нагрева увеличивает энергопотребление системы и, как следствие, означает меньшую эффективность и экономию. Возможно, вы слышали о многих владельцах тепловых насосов, которые намеренно вмешиваются в их установку, чтобы отключить нагревательный элемент. В Интернете есть множество видеороликов, которые пользователи используют как «учебные пособия» для «взлома установки теплового насоса». Пользователи делают это, чтобы тепловой насос работал более эффективно, но часто в ущерб комфорту и экономичности, поскольку тепловой насос перенапрягает себя для производства необходимого тепла.Однако на рынке есть несколько производителей, которые предлагают тепловые насосы без нагревателя (TermoPlus является одним из них). Тепловые насосы без нагревателя созданы для достижения номинальной тепловой мощности без нагревательного элемента. Это означает, что они действительно могут производить необходимое тепло без энергоемкого обогревателя. В результате владельцы получают как комфорт, так и экономию электроэнергии. Кроме того, тепловые насосы без обогревателя иногда можно модернизировать, добавив в них электрический нагревательный элемент в качестве дополнительной опции.Это полезно в редких случаях, когда существующая установка теплового насоса требуется для производства более высоких температур или объема, и владелец хочет избежать затрат на модернизацию или добавление еще одного теплового насоса. Примером может служить тренажерный зал, количество участников которого увеличилось и которому требуется неограниченное количество горячей воды для постоянного использования душа в часы пик. Однако подавляющему большинству владельцев тепловых насосов эта опция не нужна.

3. Правильно подключите горячее водоснабжение (ГВС)

Технология тепловых насосов нашла свое применение в производстве горячей воды (ГВС).В результате блоки ГВС, использующие технологию теплового насоса для производства горячей воды, чрезвычайно эффективны. Настолько, что переключение на тепловой насос ГВС часто является наиболее эффективным вложением, которое домовладелец может сделать за такую ​​сумму денег. По существу, нагрев горячей воды может стоить примерно 1/4 ^тыс. от счета за электроэнергию. Это зависит от предприятий, но есть более крупные потребители горячей воды, такие как отели, спортивные залы, бассейны и т. Д. Бак для горячей воды с тепловым насосом может быть установлен без необходимости в дополнительном тепловом насосе и может значительно снизить потребление электроэнергии для нагрева воды.Если вы подумываете об установке теплового насоса без блока ГВС, возможно, вам стоит пересмотреть решение. Их установка вместе не только обходится дешевле, но они также могут занимать меньше места как единое целое. В целом вы можете получить более выгодную сделку, и устройства также предлагают интегрированные элементы управления. Что еще более важно, если вы используете кондиционер, вы можете повторно использовать тепло, отбираемое кондиционером, для бесплатного нагрева воды для бытового потребления (для этого вам придется выбрать гибридную модель). Позже мы обсудим термическую переработку более подробно, но стоит отметить, что чем больше вы видите взаимосвязь между потребностями вашего пространства, тем большей эффективности вы можете достичь.

4. Объедините тепловой насос с существующим солнечным коллектором / солнечным водонагревателем

Солнечный водонагреватель (или солнечный коллектор) — это система на крыше, которая улавливает солнечное тепло, которое используется для нагрева воды для бытового потребления. Он менее эффективен, чем тепловой насос, но если он у вас уже есть, вы можете комбинировать его с тепловым насосом для увеличения эффективности и производительности. Что, вероятно, является наиболее важным вопросом, который вам необходимо учитывать, когда речь идет о солнечных водонагревателях. есть ли у вас уже или собираетесь ли вы установить солнечную фотоэлектрическую систему (солнечные панели).Причина в том, что они часто соревнуются за место на вашей крыше. Возможно, вам повезет, и вы не столкнетесь с этой проблемой, но если вы это сделаете, вам нужно будет посмотреть, что лучше всего подходит для вас в финансовом и практическом плане. Теперь давайте более подробно рассмотрим фотоэлектрические солнечные панели.

5. Установите солнечные фотоэлектрические панели с сетевым счетчиком для питания вашего дома или офиса.

Нет ничего лучше, чем солнечная энергия и тепловые насосы. Тепловой насос может заменить ваши счета за газ, дизельное топливо или другое отопление на немного более высокий счет за электричество.Добавление солнечной энергии может полностью уничтожить ваши счета за электричество. Так что это как минимум два счета за коммунальные услуги, о которых вам больше не придется беспокоиться. При обоих инвестициях со средним сроком окупаемости от 3 до 6 лет и ожидаемым сроком службы 25 лет экономия составляет значительную сумму. Если вы планируете заключить контракт на нетто-счетчики, есть больше способов получить выгоду от сочетания этих двух факторов. С чистым измерением вам не нужно вкладывать деньги в аккумуляторный блок, поскольку сеть действует как виртуальный аккумуляторный блок.Это действительно может снизить стоимость вашей солнечной установки, но вводит еще несколько соображений. Несмотря на то, что вы можете хранить электроэнергию в сети, вполне вероятно, что у вас будет небольшой тариф или надбавка за использование сети в качестве хранилища. Тепловой насос позволит вам накапливать электрическую энергию в виде тепловой энергии, чтобы вы могли использовать большую часть своей энергии в течение дня, в отличие от больших объемов потребляемой энергии в ночное время. В результате ваши небольшие надбавки к сети могут сократиться еще больше. Важным моментом в отношении комбинации PV / HP является то, что вам нужно , чтобы инженер оценил ваши потребности в отоплении / охлаждении , прежде чем будет спроектирована солнечная энергосистема.Это связано с тем, что внедрение теплового насоса заменяет другие формы энергии электричеством, увеличивая потребность в электроэнергии для бизнеса или дома. Обычно лучше всего, чтобы тепловой насос был установлен первым или одновременно с солнечными фотоэлектрическими панелями. Если вы собираетесь отложить одно из двух инвестиций по финансовым причинам, это имеет смысл, потому что 1) тепловой насос, скорее всего, достигнет большей экономии в течение этого периода 2) за счет использования теплового насоса в течение всего года вы сможете более точно определите размер солнечной энергетической системы и 3) если вы установите более крупную солнечную систему с чистым измерением в ожидании будущей установки теплового насоса, избыточная мощность, которую вы производите тем временем, может не быть компенсирована (это зависит от вашего схема учета местной сети).В любом случае вам будет сложно найти более эффективную комбинацию энергосбережения, чем система теплового насоса на солнечной энергии.

6. Инвестиции в пассивный дизайн и изоляцию

Возможно, это не удивительно. Независимо от того, смотрите ли вы на существующее здание или на новое, есть много вещей, которые можно сделать, чтобы улучшить его тепловую эффективность. К сожалению, большинство из них стоит недешево, поэтому мы будем придерживаться тех, которые имеют больший финансовый смысл.

Для существующих зданий (старых и новых):

У вас может не быть возможности внести много изменений в существующее здание или даже некоторые базовые изменения в некоторых случаях. Большинство изменений, которые вы можете внести, связано с изоляцией оболочки здания. В основном это означает внешние стены, окна и кровлю конструкции. Также может помочь улучшение изоляции чердака. Стоимость обновления общей теплоизоляции вашего дома может варьироваться, но она может легко выйти из-под контроля.Одним из наиболее распространенных обновлений является замена окон и дверей с одинарным остеклением. Окна с двойным остеклением предлагают значительное улучшение по сравнению с одинарным остеклением, но если вы находитесь в более холодном климате или хотите принять стандарты Passivhaus, вы, вероятно, подумаете о тройном остеклении. Хотя тройное остекление повышает уровень комфорта по сравнению с двойным остеклением, влияние на счет за отопление относительно невелико. Практическая альтернатива, которая стоит меньше, но может помочь, — использовать более толстые портьеры и занавески зимой и задергивать их на ночь.Попросите инженера провести энергоаудит. Аудит покажет вам, где ваш дом / бизнес теряет тепло и тратит больше всего энергии. Инженер также даст вам рекомендации по улучшению проблемных мест. Попробуйте найти независимого инженера, который не получает комиссионных за продукцию или заинтересован в осуществлении проекта, который может даже не потребоваться. Взгляните на гранты по энергоэффективности. Между программами, спонсируемыми ЕС и национальными спонсорами, вы можете найти источник финансирования для части ваших улучшений энергоэффективности.Некоторые из этих программ также могут субсидировать стоимость установки теплового насоса или солнечной фотоэлектрической установки. Другие программы также могут финансировать ссуды под низкие проценты через финансовые учреждения, чтобы вы могли финансировать улучшение состояния окружающей среды с меньшими затратами по займам.

Для будущих построек:

Рассмотрите возможность использования принципов дизайна Passivehaus. Пассивные здания спроектированы таким образом, что им требуется очень мало отопления зимой и очень мало охлаждения летом.

Архитектор или инженер, специализирующийся в этих областях, может предложить огромную ценность вашему проекту, исключив многие нежелательные затраты на коммунальные услуги.

7. Выберите реверсивный тепловой насос

Реверсивный тепловой насос можно использовать как для отопления, так и для охлаждения. Он называется обратимым, потому что процесс нагрева помещения можно обратить вспять, чтобы его охладить. Гибкость, предлагаемая реверсивным тепловым насосом, имеет важное значение.Если этот тепловой насос является геотермальным тепловым насосом, это также увеличивает коэффициент полезного действия системы. Это происходит потому, что вы можете извлекать летнее тепло из дома и хранить его в земле только для извлечения накопленного тепла зимой. И, конечно же, этот процесс можно обратить вспять, охладив землю зимой для извлечения летом. Возможность нагрева и охлаждения, а также повышение эффективности от использования реверсивного теплового насоса — вот почему эти агрегаты рекомендуются по сравнению с нереверсивными агрегатами. .

8. Используйте приложения для интеллектуальных программируемых термостатов

Даже на самом базовом уровне программирование графика использования с помощью простого программируемого термостата дает значительную экономию. Благодаря приложению для смартфона и беспроводному интеллектуальному контроллеру теперь вы можете гораздо больше сэкономить на электроэнергии и обеспечить комфорт. Одним из преимуществ интеллектуального контроллера теплового насоса является то, что вы можете «обучить» систему адаптации к вашим привычкам. Это означает, что вам не нужно будет оставлять обогреватель включенным, пока вас нет, чтобы было тепло, когда вы вернетесь.Конечно, имея доступ к приложению, вы также можете удаленно сказать системе, чтобы она нагревала дом, когда вы собираетесь обратно. Одна из лучших функций, доступных в интеллектуальных приложениях для систем теплового насоса, заключается в том, что вы можете узнать о своих собственных привычках потребления энергии. Отслеживая свое использование и экономию, полученную с помощью системы, вы можете вносить небольшие изменения, которые помогут получить еще больше от вашего теплового насоса.

9. Используйте теплый пол вместо радиаторов

Тепловые насосы можно устанавливать в зданиях с радиаторами, но они будут менее эффективными, чем если бы они использовались с подогревом полов.Причина этого в том, что системы теплого пола не требуют такого же высокотемпературного ввода, как радиаторы. Это означает, что вы можете использовать тепловой насос, оптимизированный для использования с подогревом пола, который работает при более эффективной температуре. По сути, вы можете добиться большей эффективности, используя напольное отопление, а не радиаторное отопление. Если у вас уже установлены радиаторные блоки, вы все равно можете использовать высокотемпературный тепловой насос, и вы все равно сможете добиться превосходной экономии от таких инвестиций.Стоит ли переходить с радиаторов на теплый пол? Краткий ответ: нет. Несмотря на то, что полы с подогревом более эффективны, разница не настолько важна, чтобы оправдывать инвестиции в полы с подогревом. Однако, если вы планируете сделать это в ближайшее время по другим причинам (по личным предпочтениям или радиаторы очень старые), возможно, это стоит сделать, поскольку вы сможете использовать более эффективный тепловой насос.

10. Использование вторичного использования энергии

С рециркуляцией энергии вы можете использовать одну и ту же энергию для нескольких целей.Вместо того, чтобы тратить зря тепло или холод, которые вы извлекаете из помещения, вы можете использовать его для чего-то другого. Например, холод, извлекаемый из комнаты, которую вы обогревали тепловым насосом, можно использовать для охлаждения компьютерной комнаты, серверной станции, холодильной комнаты или винного погреба. Если вы извлекаете тепло при использовании встроенного кондиционера, вы можете использовать его для нагрева горячей воды для бытового потребления для душа, теплой водопроводной воды и т. Д. Это тепло также можно использовать для подогрева бассейнов с подогревом. И энергия, которую вы вкладываете в эту деятельность, вам абсолютно ничего не стоит.Вы также можете использовать тепло окружающей среды от других систем, таких как дровяные печи, камины и т. Д. Тепловые насосы также могут рециркулировать энергию других процессов. В промышленных приложениях любое тепло, производимое во время производства, может быть уловлено и переработано в другие процессы отопления, такие как горячее водоснабжение или отопление.