Назад в библиотеку

Вклад тепловых насосов в украинское теплоснабжение пока ничтожно мал. А в будущем?

Автор: В.Ф. Гершкович
Источник: http://www.daichi.ua/press/

Можно было бы предположить, что Украина не столь богата, чтобы массово применять достаточно дорогую технику, если бы в области применения совсем не дешевых автономных кондиционеров, часто называемых сплит-системами, мы не били впереди планеты всей. Ни в одной европейской столице нет такого количества уродливых наружных блоков кондиционеров, бесцеремонно выплеснувшихся на фасады зданий, сколько их установлено в Киеве.

Техническая сложность тепловых насосов тоже не должна была бы служить препятствием для их широкого применения, поскольку украинские технические службы давно и успешно справляются с установкой и эксплуатацией различного рода холодильных установок, в том числе и автономных кондиционеров, работающих по сходному с тепловым насосом принципу.

Еще несколько лет назад можно было бы говорить о недостаточной информированности общества, мало знающего о тепловых насосах. Действительно, не каждому было известно, что можно наполнить комфортное жилище теплом холодного грунта, и до недавнего времени никто и не пытался рассказать простому человеку о такой возможности. Но теперь о тепловых насосах ничего не знает только тот, кому ничто не интересно.

Единственным фактором, объективно сдерживавшим применение тепловых насосов в Украине, била относительно невысокая цена природного газа. Простому и недорогому газовому котлу, к которому из далеких подземных месторождений подается по трубопроводу недорогое топливо, сжигаемое без видимого дыма и сухого остатка, долгое время не было экономически обоснованной альтернативы. Теперь, когда газ по мере истощения его природных запасов постоянно дорожает, ситуация с применением тепловых насосов может измениться.

Как изменится у нас ситуация с применением тепловых насосов в ближайшем будущем? Для того, чтобы попытаться ответить на этот вопрос, следовало бы определить, прежде всего, области наиболее эффективного применения тепловых насосов. Для начала обратимся к европейскому опыту, а, точнее, к принятой в 2010 году Директиве европейского парламента, опирающейся на имеющийся в Европе опыт. Согласно этой директиве, вновь строящиеся здания должны проектироваться с использованием только четырех источников энергии, а именно:

  1. Возобновляемые источники энергии
  2. Когенерационные установки
  3. Централизованные системы, работающие на возобновляемых источниках
  4. Тепловые насосы

Взвешенный подход к источникам энергии, характерный для Европы, вероятно, еще не слишком скоро будет принят у нас, но будет принят непременно, потому что этот подход основан не на конъюнктурных предпочтениях тех или иных деятелей, а на объективных реалиях, учитывающих неизбежно надвигающиеся на все страны мира топливные проблемы. Поэтому на постулатах европейской директивы можно строить, пока безотносительно ко времени, и украинские прогнозы.

Как видим, тепловые насосы занимают последнее, четвертое место в очень коротком перечне допустимых для зданий нового строительства источников энергии. В этом перечне вообще нет котлов на ископаемом топливе, и централизованные системы теплоснабжения от районных котельных, работающих на газе или на любом другом ископаемом топливе, согласно директиве, применяться не должны.

Несмотря на четвертое место в европейском перечне энергетических источников, на самом деле, тепловые насосы во многих случаях в будущем будут при¬меняться практически безальтернативно. Например, в сельской местности, где даже в перспективе не будет места ни когенерационным установкам, ни централизованным системам теплоснабжения, конкуренцию зданиям с тепловыми насосами могут составить только достаточно дорогие дома с нулевым потреблением энергии. Да и в городах, применительно к украинским условиям, единственной альтернативой тепловым насосам могут быть системы теплоснабжения от ТЭЦ, от местной когенерационной установки или от котельной, в которой сжигается биомасса или мусор. Перспективы широкого применения систем теплоснабжения от тепловых насосов в Украине нужно рассматривать отдельно для индивидуальных жилых домов и городских зданий.

Область применения тепловых насосов при строительстве и реконструкции индивидуальных жилых домов, скорее всего, будет расширяться достаточно быстро. Этому процессу будут содействовать два фактора.

Первый из этих факторов, экономический, заставит владельцев индивидуальных жилых домов искать альтернативу природному газу, стоимость которого постоянно возрастает, в то время как надежность системы газоснабжения понижается. Чем быстрее будут расти цены на газ, тем активнее будут применяться тепловые насосы в этом секторе экономики.

Второй фактор, технический, характеризуется хорошо отработанными конструктивными решениями, дающими вполне удовлетворительный результат. Нет никаких технических проблем в решении задачи теплоснабжения относительно небольшого дома при помощи устройств, отбирающих теплоту грунта на прилегающей к этому дому территории.

Оба этих фактора и впредь будут работать на увеличение доли индивидуальных жилых домов, получающих тепло от тепловых насосов. При этом не потребуются ни бюджетные инвестиции, ни новые научные разработки. Процесс уже пошел, и, чем дальше, тем активнее он будет проходить. Катализатором этого процесса могло бы стать государственное стимулирование домовладельцев, намеренных установить у себя тепловые насосы. Методов стимулирования много, и в разных странах они применяются по-разному. Экономистам стоило бы основательно изучить эти методы, чтобы применить у нас самые оптимальные.

Гораздо больше проблем с применением тепловых насосов при строительстве и реконструкции зданий городской застройки, для теплоснабжения которых теперь сжигается больше всего природного газа.

Главная проблема состоит в том, что экономические и технические факторы, которые будут работать на широкое применение тепловых насосов в индивидуальном жилищном строительстве, в городском коммунальном хозяйстве пока работают против них. Экономическая проблема состоит в том, что в современном коммунальном хозяйстве не обойтись без централизованных инвестиций там, где должен работать тепловой насос вместо традиционной системы теплоснабжения. Еще более серьезными выглядят технические проблемы, суть которых состоит в том, что сегодня нет еще отработанных решений по обеспечению городских зданий и крупных систем теплоснабжения тепловой энергией от тепловых насосов.

Европейский опыт применения тепловых насосов тоже не дает нам много примеров использования тепловых насосов для теплоснабжения крупных городов. Опыт Стокгольма, где значительная часть города обогревается тепловыми насосами, не показателен, поскольку там в качестве источника тепла используется морская вода, а на украинском морском побережье расположено не так уж много городов.

Это не означает, что в типичных условиях крупных городов нет места тепловым насосам. Но, следует иметь в виду, что предстоят серьезные научно-исследовательские работы и экспериментальные проекты, после реализации которых можно будет эффективно развивать эту отрасль.

При плотной городской застройке многоэтажными домами теплота грунта не может в полной мере обеспечить потребности систем теплоснабжения этих домов, если не применять многокилометровых скважин, возможность бурения которых проблематична как с экономической, так и с экологической точки зрения. Только хорошо утепленные малоэтажные (до 5-6 этажей) дома после соответствующей их реконструкции могли бы быть обеспечены тепловой энергией от тепловых насосов, использующих теплоту грунта, канализационных стоков и вытяжного воздуха. Частично такой проект был реализован в КиевЗНИИЭПе в 2006 году. Проектом предусмотрено завершение модернизации системы теплоснабжения здания, но реализация проекта пока откладывается.

Более перспективным местом применения тепловых насосов в условиях городской застройки, возможно, станут районные котельные, эффективность использования которых можно существенно повысить, если в теплое время года использовать в качестве источника тепла наружный воздух. Это позволило бы не сжигать газ в котлах не только летом, когда работает одна система горячего водоснабжения, но и в переходный период, когда отопительные нагрузки относительно невелики, а температура наружного воздуха не опускается до расчетных значений. При сильных морозах, когда коэффициент преобразования теплового насоса понижается до значений 2,75 и ниже, такая система теплоснабжения могла бы работать в обычном режиме.