Развитые страны мира с каждым годом увеличивают статьи расходов, связанных с разработкой новых и совершенствованием существующих энергосберегающих технологий, пытаясь не дать оправдаться многочисленным прогнозам грядущих энергетических кризисов и поспеть за «семимильным» ростом стоимости энергоносителей. Украинский же потребитель только-только начинает понимать необходимость и неизбежность перехода к более экономичным технологиям энергопотребления, ведь традиционные газ и электричество, долгие годы ассоциировавшиеся с чем-то копеечным, с каждым сезоном становятся все дороже. Среди нетрадиционных источников энергии особое и весьма перспективное место занимает так называемый тепловой насос

Раз-два и обчелся

Уверенно покоряющее мир теплонасосное оборудование для нашей страны является новинкой, что само по себе удивительно – даже наши восточные соседи и те уже знают, что такое тепловой насос, потихоньку налаживая отечественное производство. В США, Китае, Японии, в странах Европы производство теплонасосных установок (далее – ТНУ) уже давно поставлено на поток, тогда как в Украине большинство сантехников только пожимают плечами, слыша о подобной системе.

В Украине существуют и успешно функционируют ТНУ, но их количество ничтожно мало. Часть установок были реализованы, как экспериментальные, отечественными научно-исследовательскими объединениями и несколькими промышленными предприятиями для собственных нужд, но при их создании все равно использовалась элементная база зарубежного оборудования. Другая часть – это тепловые насосы целиком импортного производства, предназначенные для отопления и горячего водоснабжения жилых или общественных зданий. В текущем году количество проданного в Украине оборудования исчисляется в десятках единиц, тогда как пару лет назад речь шла о единичных продажах.

Настанет час

Оглядываясь на неумолимый рост цен на газ и электричество, украинцы понемногу начинают задумываться о возможных альтернативах в вопросах теплоснабжения своих домов. Сегодня покупка недешевого теплонасосного оборудования еще может оказаться экономически нецелесообразной, но некоторые состоятельные потребители все же используют ТНУ в частных целях. Для такого шага есть несколько причин, поясняет Виктор Данильченко, бренд-менеджер Junkers. Первая – рано или поздно, через полгода или через пару лет, стоимость газа и электричества станет такой, что тепловой насос начнет окупать себя со скоростью, пропорциональной скорости роста цен на энергоносители. Вторая причина – при постройке нового дома некоторые готовы инвестировать средства в систему отопления и ГВС на базе теплового насоса, чтобы в не столь отдаленном будущем не заниматься ее модификацией. В целом, это не такая уж безнадежная инвестиция, если учитывать, что срок службы ТНУ может составить не один десяток лет.

Кто играет?

На зарождающемся, практически «девственном» украинском рынке бытовых ТНУ мощностью до нескольких десятков киловатт рассчитывают набирать обороты такие европейские компании, как Danfoss, Junkers, Buderus, IVT, Viessmann, Vaillant, Thermia и др. Некоторые марки теплонасосного оборудования завозят украинские компании, получая их непосредственно у производителя, некоторые – поступают в страну через официальные представительства.

Отечественному производителю места в этом сегменте рынка, по-видимому, не достанется – чтобы «играть» вместе с мировыми «гигантами» отопительного оборудования, надо было вступать в игру хотя бы лет на десять раньше. Организация отечественного производства в Украине возможна лишь при активной поддержке государства в виде финансирования проектов развития отечественного производителя ТНУ, предоставления ему льгот и кредитов, элементарной рекламы данного оборудования, в конце концов. Согласно «Концепции развития топливно-энергетического комплекса Украины на 2006—2030 годы», подобная поддержка должна существовать, но, как у нас водится, от бумаги до дела…

В чем соль

Идее теплового насоса более полутора веков, но практическое применение установка получила только в 20-х–30-х годах прошлого века.

Тепловой насос часто называют «братом холодильника», потому что принцип работы у оборудования одинаков. Только холодильник аккумулирует холод, выбрасывая тепло наружу, а тепловой насос – аккумулирует тепло, выбрасывая холод. В ТНУ, как и в холодильнике, есть испаритель, компрессор, конденсатор и дросселирующее устройство. Для ТНУ подбирают фреон, который закипает даже при минусовой температуре. Тогда испарение происходит и при температурах, близких к нулю. Полученный пар сжимается компрессором, при этом температура его увеличивается до 90–100°С. После этого сжатый парообразный фреон поступает в теплообменник, в котором конденсируется и охлаждается, возвращаясь в первоначальное жидкое состояние, а его тепло передается охлаждающей среде (например, воде системы отопления). Охлажденный фреон, проходя через дроссельное устройство, теряет давление и возвращается в испаритель для повторения цикла.

Источником тепла для испарения фреона могут служить атмосферный воздух или вентиляционные выбросы, промышленные выбросы газов, воды естественных водоемов, грунтовые воды, сбросные воды систем охлаждения промышленного оборудования, канализационные стоки, грунт. На практике это выглядит так: трубки испарителя закапывают на глубину промерзания в землю, либо размещают на дне водоема, либо устанавливают на пути прохождения теплого (относительно теплого – испарение может происходить и при минусовой температуре) воздуха или газа и т.п.

Плюсы и минусы

Эффективность ТНУ оценивается отношением теплоты, отдаваемой потребителю, к затраченной работе привода компрессора и циркуляционных насосов. В зависимости от разности температур источника и потребителя, от свойств фреона и некоторых других факторов, это соотношение колеблется в диапазоне от 1,5 до 7,0. То есть, говоря простым языком, КПД ТНУ может достигать 700 %. Электрическим и газовым котлам такое не под силу.

Еще одним достоинством тепловых насосов является возможность их эксплуатации в реверсном режиме – летом вместо отопления дома ТНУ может выполнять функции кондиционера, если вместо радиаторов в системе отопления использовать фанкойлы. Причем в этом случае «замах» КПД еще выше – 15 и более единиц. Такая эффективность обусловлена тем, что охлажденная рабочая жидкость может напрямую подаваться в дом, принося прохладу и унося тепло, без участия компрессора (случай грунтового теплового насоса). Если же холода мало, в работу подключается компрессор, и тогда КПД снижается до 5–6 кВт холода на 1 затраченный кВт электроэнергии. Особенно выгодным является использование теплового насоса в случаях, когда требуются одновременно и холод, и тепло.

Зачастую, когда заранее известен непостоянный характер пиковой нагрузки, прибегают к комбинированным системам – параллельно ТНУ предусматриваются дополнительные источники тепла. Комбинированная система, например отопления, позволяет выбрать ТНУ меньшей мощности для работы на большую часть сезона, а в особо холодный, но короткий период в дело включаются догреватели. Некоторые модели тепловых насосов изначально оборудованы резервными электронагревателями, которые при необходимости (в самый холодный период отопительного сезона) автоматически включаются в процесс отопления. Степень вовлеченности электронагревателей задается программно.

Одним из обязательных условий использования ТНУ являются низкие теплопотери здания – не выше 100 Вт/кв. м. Также есть ограничение по температуре потребителя – существующие ТНУ могут обеспечивать 50–55°С, редко больше. При этом если разница температур источника тепла (грунт, вода, воздух) и потребителя слишком высока, насос теряет свою эффективность. В системах отопления жилых домов применимость наружного воздуха в качестве источника тепла ограничена температурой – 15–20°С.

Другими важными достоинствами ТНУ, кроме экономичности и эффективности, считается их универсальность, экологическая чистота, практически полное отсутствие шума, полная автоматизация системы, отсутствие эксплуатационных расходов (кроме электричества на работу самого агрегата), безопасность и надежность. ТНУ содержит мало двигающихся элементов – компрессор и циркуляционные насосы. Последние обладают немалым сроком эксплуатации, а компрессорам многие производители обещают минимум 10–15 лет безупречной службы. На современные спиральные компрессоры (типа Scroll) обещают еще больше – до 25 лет.

Подводные камни

При всех достоинствах и недостатках ТНУ есть еще один момент, на который следует обратить внимание. Эффективность насоса зависит от многих факторов термодинамического, конструктивного и экономического характера. Для каждого конкретного случая необходимо определять с помощью технико-экономических расчетов целесообразность применения выбранного типа ТНУ. Дело в том, что упрощенный подход к выбору схемного решения, комплектующих, мощности вполне может привести к потере преследуемых установкой целей. В каждом случае, при проектировании и реализации проекта, должен быть тщательный, индивидуальный подход. Эту работу лучше всего доверить специалистам по теплонасосному оборудованию, которых в Украине, впрочем, как и насосы, пока еще можно посчитать по пальцам.

Примером компании, предоставляющей достаточно новые для украинского рынка услуги, является ООО «Сантехник ЛТД и Ко», которая более 15-ти лет работает на строительном рынке Украины, и является официальным представителем мирового гиганта по производству тепловых насосов шведской компании IVT Energy Heat Pumps.

На сегодняшний день IVT предлагает широкий выбор теловых насосов для эффективного энергосбережения для всех типов жилых и нежилых помещений, и дает 5-летнюю гарантию на продукцию. В услугах, предоставляемых компанией: проектирование, поставка оборудования и монтаж систем отопления с использованием тепловых насосов под ключ.

На чьем поле игра?

Возможностей использования ТНУ великое множество – источников природного и искусственного тепла предостаточно. Выбор типа ТНУ во многом зависит от того, какой источник низкопотенциальной теплоты находится поблизости, и для каких целей будет использоваться насос. В Крыму, например, в качестве источника тепла можно использовать воздух или море, в Карпатах – горные породы, в центральных или восточных регионах – грунт.

Области, в которых можно использовать ТНУ, достаточно обширны. Обогреваемые помещения и горячая вода нужны человеку везде, где только может ступить его нога, будь то частные или многоквартирные дома, здания социальной сферы или же объекты промышленности. ТНУ можно применять – и применяют, – для сушки изделий и материалов, а также для подогрева рабочих жидкостей.

Весьма перспективным сегментом рынка для внедрения ТНУ может стать жилищно-коммунальное хозяйство (ЖКХ), которое потребляет около четверти топливно-энергетических ресурсов страны. Вместе с тем, состояние этой отрасли экономики пока что оставляет желать лучшего. Средний расход тепловой энергии, потребляемой на отопление кв. м. жилищного фонда в Украине, превышает аналогичные показатели стран северной Европы в 4–5 раз, что свидетельствует о весьма низкой энергоэффективности использования теплоты. Еще хуже обстоят дела в сельской местности, где население использует сотни тысяч низкоэффективных индивидуальных генераторов теплоты. Но опять же, без реальной поддержки государства не видеть тепловым насосам ЖКХ, а ЖКХ – тепловых насосов.

Три «потому что»

Почему все-таки формирование украинского рынка и внедрение ТНУ так сильно затянулось? Среди препятствий выделим самые главные.

Первое – отсутствие государственной поддержки. Во всех странах мира внедрение теплонасосных технологий сопровождалось специальными тарифами на электричество для пользователей ТНУ, субсидиями и кредитами для тех, кто покупал или производил это оборудование. В Украине же о такой поддержке пока говорить рано. Второе препятствие – как уже упоминалось, ТНУ – штука не из дешевых, а текущие тарифы на энергоносители еще «не прижали» потребителя как следует, а только собираются это сделать в ближайшем будущем. Для примера, стоимость одноконтурного насоса мощностью 15–20 кВт (согласно прогнозам компании Junkers, подобная установка будет наиболее востребованной в Украине) составляет порядка 10 тыс. евро, плюс-минус 15–20 % в зависимости от производителя, его системы дистрибуции и сервисной поддержки. Для рядового украинца это немалые деньги. И третье препятствие – это явление т. н. «инерции мышления». Многие весьма скептически относятся к технологиям будущего, не проверенным на практике в наших условиях. А проверять за свой счет может оказаться болезненно.

Поживем – увидим

Прогнозируемый рост стоимости оборудования ТНУ – 2–3 % в год. Рост тарифов на энергоносители – приблизительно совпадает с темпом роста инфляции – 10–15 % в год. Значит, не так далек момент, когда срок окупаемости ТНУ уменьшится до нескольких лет. Такая простая арифметика позволяет сделать вывод о блестящих перспективах, ожидающих операторов теплонасосного рынка. В течение ближайших лет производители ожидают стремительный рост рынка. По мнению эксперта Junkers, не менее чем на 100 % в год. Новых игроков теперешние участники не ждут и не боятся – производители тепловых насосов, как правило, входят в состав крупных компаний, работающих на смежных рынках не один год, и за это время успевших создать себе репутацию надежных партнеров и серьезных конкурентов. Возможно, на украинский рынок сумеют выйти польские производители, представляющие свою продукцию на отраслевых выставках в Украине.

С ростом продаж вырастет и спрос на монтажные и сервисные услуги. Соответственно, монтажные организации станут расширять номенклатуру своих услуг с целью охватить комплекс работ по установке и этого типа оборудования. Возможно, появятся новые компании, специализирующиеся исключительно на монтаже ТНУ.

Прогноз географического распределения продаж в Украине также базируется на неоспоримых аргументах: насосы будут продаваться там, где есть деньги. То есть, продажи ТНУ с последующим монтажом ожидаются в пригородах областных центров страны для оборудования частных жилых домов, и на отечественных курортах, где ведется интенсивное строительство коттеджей и пансионатов – в Крыму, в Карпатах. Пик продаж, как и сейчас, но уже в иных объемах, будет происходить в августе-октябре, ведь прежде чем установить сам тепловой насос, необходимо провести очень большой объем подготовительных работ, часто длящихся несколько месяцев, а то и целый год. График работ монтажные организации планируют таким образом, чтобы самую дорогую составляющую (непосредственно насос) установить к началу отопительного сезона.

BUILD Review №9 2007
(Издательство Бизнес Тема)