Гибридные системы отопления

Отопительные системы, работающие от традиционных и альтернативных источников тепла, в последнее время встречаются всё чаще. И это неудивительно: подобные гибриды позволяют существенно экономить на обогреве дома.

Котёл + солнечный коллектор

ОСНОВНЫЕ КОМПОНЕНТЫ

Основа системы — набор солнечных панелей и электрический или твёрдотопливный котёл, который запускается в тот момент, когда энергии солнца перестаёт хватать для полноценного отопления и горячего водоснабжения (ГВС). Важными компонентами также являются накопительный бак со встроенным теплообменником, циркуляционный насос и блок автоматического управления. Если площадь дома большая — не будут лишними и тёплые водяные полы.

ПРИНЦИП РАБОТЫ

Все компоненты системы работают таким образом, чтобы при необходимости дополнять друг друга. Производится ровно столько тепла, сколько его действительно нужно.

Поглощая тепло от солнца, панели нагревают циркулирующий в трубках коллектора антифриз. Поступая в теплообменник, он в свою очередь нагревает воду. Температура антифриза и воды задаётся вручную, а затем регулируется автоматикой. Нагретая вода накапливается в баке, объём которого в зависимости от размеров жилья может достигать 3000 л. Далее накопительная ёмкость распределяет воду сразу по двум контурам — отопления и горячего водоснабжения. Сделать это позволяет особая конструкция теплоаккумулятора, собранного по принципу «бак в баке»: благодаря ей вода внутри ёмкости разделяется на ту, что пойдёт на обогрев, и ту, которая понадобится для хозяйственных нужд (душ, мытьё посуды и пр.). Если солнца мало и его тепла недостаточно (ночью или в пасмурные дни) — компьютерный блок автоматически включает котёл. После нагрева в котле дальнейшее прохождение воды происходит по той же цепочке.

Таким образом, система полностью автономна. Необходимость вмешательства в её работу человека почти исключена.

ПРЕИМУЩЕСТВА И НЕДОСТАТКИ

За счёт того,что практически весь день система работает от солнца, потребность в электроэнергии самая минимальная. Электричество используется лишь для работы циркуляционных насосов и блока управления. Подключение котла происходит в основном ночью — в то время, когда стоимость электроснабжения самая низкая. Если же котёл не электрический, то можно сэкономить на твёрдом топливе, которое тоже не очень дешёвое.

Однако имеются и недостатки. Во-первых, система идеально работает лишь в регионах с большим количеством солнечных дней в году. Там же, где погода нередко пасмурная, экономия будет уже не столь ощутимая. Во-вторых, в случае частых перебоев с подачей электроэнергии придётся пользоваться генератором или устанавливать солнечные батареи, что влечёт за собой дополнительные расходы. В-третьих, полностью автоматизированное управление требует профессионального технического обслуживания, а это тоже чего-то стоит. Кроме того, первоначальные затраты на приобретение и установку солнечного коллектора составят не менее 200 тыс. руб. По этой причине срок окупаемости системы будет довольно большим — 7-10 лет.

Котёл + тепловой насос

ОСНОВНЫЕ КОМПОНЕНТЫ

В данной схеме тепловой насос полностью заменяет солнечные панели. Его конструкция включает в себя помещённый в землю геотермальный контур, а также компрессор, конденсатор и испаритель, находящиеся в отдельном блоке внутри дома. Испаритель и конденсатор выступают в роли теплообменников. В качестве дублирующего источника тепла используется тот же электрический или твердотопливный котёл. Присутствует и накопительный бак. Управление осуществляется в автоматическом или полуавтоматическом
режиме.

ПРИНЦИП РАБОТЫ

Располагаясь глубже 2,5 м (уровня промерзания грунта), где температура не падает ниже 5-7°С, контур насоса поглощает подземное тепло. Полученная тепловая энергия передаётся циркулирующему по контуру антифризу, который переносит её в испаритель. Далее в дело вступает хладагент (фреон), отнимающий тепло у испарителя и затем поступающий в компрессор. В результате сжатия в компрессоре хладагент нагревается и попадает в конденсатор, а уже там тепло передаётся воде. Выходя из конденсатора нагретой до 60°С, вода сначала оказывается в накопительном баке, а потом — в приборах отопления. За нагревом воды следят температурные датчики: если она нагревается недостаточно (например, в сильный мороз) — они тут же подают сигнал в контроллер, после чего автоматически включается электрокотёл.

ПРЕИМУЩЕСТВА И НЕДОСТАТКИ

Тепловой насос можно использовать не только для обогрева, но и для охлаждения: в летнее время с помощью реверсивного клапана аппарат будет забирать из помещения лишнее тепло. Экономичность насоса определяется соотношением количества энергии, необходимой для его работы, к количеству вырабатываемого тепла. Для геотермальных установок этот коэффициент приравнивается к трём. То есть, затратив 1 кВт электричества, насос поставляет 3 кВт тепловой энергии. Устройство абсолютно безопасное, так как при его работе не используются ни открытый огонь, ни горючие вещества.

Основной недостаток — высокая стоимость оборудования и его монтажа, которая начинается от 1 млн руб. Впрочем, затраты на монтаж уменьшаются почти в два раза, если речь идёт об устройстве, которое будет брать тепло не из земли, а из водоёма: земляные работы в таком случае можно не проводить. Но для этого необходимо наличие пруда или озера прямо возле участка.

Приобретать насос целесообразно лишь при отсутствии возможности провести в дом магистральный газ.

Тепловой насос + гелиосистема

ОСНОВНЫЕ КОМПОНЕНТЫ

Система включает в себя панели солнечного коллектора и оборудование, необходимое для работы теплового насоса. Для нагрева воздуха используются фанкойлы и тёплые полы. Накопление и распределение воды для отопления и ГВС происходит в теплоаккумуляторе. Передача тепла в контурах геотермальной установки и в контуре гелиосистемы осуществляется по-разному: в гелиосистеме через отдельный теплообменник (буфер), а в тепловом насосе с помощью цепочки «испаритель — компрессор — конденсатор». И коллектор, и насос объединяются в единую схему таким образом, что могут работать как совместно, так и по отдельности.

ПРИНЦИП РАБОТЫ

В летнее время тепловой насос работает в основном на охлаждение, а солнечные коллекторы нагревают воду для хозяйственных целей. Поздней осенью и зимой в зависимости от погоды устройства чаще всего функционируют попеременно: днём — коллекторы, ночью — насос. Если же солнца мало или нет совсем, обогрев происходит только с помощью геотермального оборудования. Как и в других гибридных системах, температура нагрева воды и очерёдность включения агрегатов контролируется автоматикой, а движение жидкостей по контурам происходит за счёт циркуляционных насосов.

ПРЕИМУЩЕСТВА И НЕДОСТАТКИ

Наличие двух дополняющих друг друга устройств — солнечных панелей и геотермальной установки — позволяет использовать электроэнергию совсем в небольших количествах. Благодаря природному возобновляемому теплу в доме и зимой, и летом поддерживается комфортная температура, и при этом не требуется серьёзных ежегодных затрат. Но следует помнить, что использование солнечных панелей в средней полосе малоэффективно.

Однако изначальная стоимость гибридной системы слишком велика (от 1,5 млн руб.) По этой же причине окупаемость оборудования может затянуться на 10, а то и 20 лет. К тому же для эксплуатации подобного гибрида в регионах с холодным климатом придётся запастись резервным источником тепла (электрокотлом), что увеличит не только первоначальные вложения, но и ежегодные затраты на отопление.

Гибридная система отопления частного дома

Горячее Отопление Тепловой насос Гибридная система Отопление Прайс Контакты Энергия Солнца — Инвестиции в будущее водоснабжение

Гибридная отопительная система (ТН+солнечный коллектор).

Затраты на отопление до 4-х раз меньше, чем при отоплении магистральным газом!

Гибридная отопительная система — это гибрид солнечной и геотермальной отопительных систем, является бестопливной и по этому экологически чистой! Теперь, не смотря на суровые климатические условия России, владельцы тёплых, энергоэффективных домов имеют возможность использовать экологически чистое тепло со стоимостью гораздо меньшей, чем любые топливные отопительные системы.

На сегодняшний день стоимость тепловой энергии для отопления частных домов выглядят приблизительно так :

• Электроэнергия 1кВт*час ………………….. 3,37 рубля (1,37 рубля ночной тариф)
• Дизтопливо (литр) 1кВт*час= 39р/(8.9*0.9)=4,87 рубля
• Сжиженный газ (литр) 1кВт*час=18/(6,9*0.9)=2,89 рубля
• Тепловой насос 1кВт*час=3,37/4=0,84 рубля
• Магистральный газ 1кВт*час=5,14/8,9*0,9=0,64 рубля (без стоимости обслуживания)
• Гибридная отопительная система 1кВт*час = 0,46 рубля
• Гибридная отопительная система с большим тепловым аккумулятором 1кВт*час = 0,18 рубля (если есть ночной тариф)

Для примера возьмём Дом, построенный по СНиП площадью 200м2, который имеет тепловые потери около 10 кВт, что требует для поддержания температуры внутри +20С, при морозе на улице -30С, греть дом тепловой мощностью 10 кВт.

Те же 10 кВт необходимы дому площадью 350 м2, построенному по энергоэффективной технологии, или Пассивному дому площадью 580 м2.

Гибридная система, для нашего примера, будет состоять из батареи водяных солнечных коллекторов тепловой мощностью 16 кВт и геотермального теплового насоса мощностью 9,4 кВт (режим 0С/35С).

Для рассмотрения нашего примера возьмем некоторые климатические данные.

Годовой тепловой баланс дома для Подмосковья выглядит следующим образом:

Итого (кв*ч) :

• летний избыток -9325
• зимний недостаток 11305

(*) — площадь Солнечных Коллекторов «нетто». «Нетто» — это площадь «брутто» умноженная на апертурный коэффициент и КПД коллектора.

Гибридная отопительная система работает так, что солнечное тепло сразу подаётся в системы ГВС и отопления дома (тёплые полы), избыток дневного тепла сохраняется в тепловом аккумуляторе для дальнейшего использования ночью и в последующие дни. Если солнечного тепла не хватает, то в работу автоматически включается тепловой насос.

Летом избыток солнечного тепла (9 325 кВт*часов) закачивается в геотермальный контур, повышая его температуру до +12+18С к началу грядущего отопительного сезона, что повысит эффективность работы теплового насоса на 30-50% в отопительный сезон.

Суммарный тепловой дефицит зимой (11 305 кВт*часов) покрывается работой теплового насоса.

На что тепловому насосу потребуется около 2500 кВт*часов электроэнергии стоимостью около 8400 рублей (если нет ночного тарифа).

Гибридная отопительная система имеет теплоаккумулятор большего размера и позволяет включаться тепловому насосу только в ночное время, при стоимости электроэнергии в 3 раза меньше, чем днём.

В итоге требуемые на отопление 18149 кВт*часов тепла в год обойдутся домовладельцу в скромную сумму 3425 рублей или 18 копеек за 1кВт*час, для гибридной системы , с ночным тарифом электроснабжения.

И около 46 копеек за 1кВт*час. Для гибридной системы, без ночного тарифа электроснабжения.

Единственный недостаток Гибридной отопительной системы — это установочная стоимость, которая может быть существенно выше стоимости подключения магистрального газа.

Установочная стоимость гибридной системы составляет окло 1000 $ за 1кВт суммарной тепловой мощности.

Преимущества, которые Вы получаете:

• Независимость от энергомонополий. Система требует минимальной подведённой мощности электроснабжения, от 3кВт.
• Затраты на отопление до 4-х раз меньше, чем при отоплении магистральным газом, и до 25-и раз при отоплении дизтопливом или сжиженным газом.
• Гибридная отопительная система открывает дорогу к строительству полностью Автономного дома, в любом живописнейшем месте, особенно в регионах с резко-континентальным климатом, где зима морозная и солнечная.
• Гибридная отопительная система позволяет построить дом круглогодичного проживания даже в Садовом товариществе, и при этом иметь минимальные эксплуатационные издержки.
• Гибридная отопительная система подходит для домов ЭКОпоселений с жесткими требованиями для сжигания углеводородов.
• Мощная батарея солнечных коллекторов позволяет нагреть бак ГВС даже если солнышко выглядывало на 1,5-2 часа в день. Это решает проблему эффективности использования солнечных коллекторов в средней полосе России, где солнечная энегия поступает очень неравномерно в течении года. Суммарный запас горячей воды составляет от 580 до 1150 литров. А для системы с большим тепловым аккумулятором , более 1500литров.
• Излишки тепловой энергии, получаемые летом, аккуратно накапливаются в геотермальном тепловом аккумуляторе.
• Летний нагрев геотермального теплового аккумулятора позволяет увеличить эффективность (СОР) теплового насоса на 25%, мощность перекачиваемого тепла на 50% и позволяет сместить рабочую точку теплового насоса из предельной 0С/+35С, в комфортную +10С/+35С, что увеличивает ресурс работы теплового насоса.
• Европейские производители тепловых насосов рекомендуют устанавливать тепловые насосы на 70% от требуемой отопительной мощности в самую холодную пятидневку и использовать дополнительные электрические мощности для догрева. В Гибридной отопительной системе эта проблема решается автоматически мощной батареей солнечных коллекторов, которые эффективно работают в морозные солнечные дни.
• Гибридная отопительная система делает дом экономически выгодным, ликвидным на рынке недвижимости. Например, уже сейчас мало кто хочет иметь автомобиль с высоким расходом топлива. Так же и дома с высокими эксплуатационными издержками становятся слаболиквидными.
• Установочную стоимость можно существенно снизить, если часть системы заложить на стадии монтажа фундамента будущего дома.
• Гибридная отопительная система — это, наконец, просто выгодное вложение денег с годовым доходом более 10%. Через 20-30лет ваши дети и внуки по достоинству оценят ваше приобретение.

Преимущества установки Солнечной гибридной отопительной системы.

Для отопления компактного современного дома площадью до 200кв.м, утеплённого не хуже СНиП, требуется мощность не более 10кВт. Классический Немецкий Пассивный дом, построенный в Европейской части России, потребует всего 3-4кВт тепловой мощности в 30-ти градусный мороз. Согласитесь, что ради таких не значительных мощностей тащить к дому газовую трубу, устанавливать огромные газовые котлы, вешать металлоёмкие радиаторы, тратить время и средства на согласование всех подключений, не совсем разумно.

Решить проблему отопления, горячего водоснабжения и кондиционирования, для не огромного, тёплого дома, можно установив гибридную отопительную систему. На сегодняшний день — это наиболее гармоничное, экологически чистое и дружественное с природой и человеком инженерное решение.

Для тепловой мощности в 10 кВт , отопительная система потребляет из электросети в среднем не более 2кВт, даже меньше чем обычный электрический чайник.

Почему желательно не более 10 кВт?

Просто для отопительной мощности до 10 кВт всё получается очень красиво, гармонично и конкурентно с классическими топливными отопительными котлами и кондиционерами.

Стоимость системы прямо пропорциональна отопительной мощности, по этому мощности в 20, 30, 50 кВт требуют уже огромных начальных инвестиций. До 10кВт стоимость «под ключ» очень высока, но при этом ещё доступна каждому грамотному застройщику.

Снизить издержки по установке можно, если позаботится об этом на стадии проектирования будущего дома. Это позволит, в большинстве случаев, избежать дорогостоящих буровых работ. Первые действия по установке Гибридной Отопительной Системы начинаются после снятия плодородного слоя грунта под фундамент, устройства дренажа или канавы под ограждения.

Тепловые потери в 10 кВт примерно соответствуют площади дома в 200м2, построенному по СНиП, или 350 м2, для дома построенному по энергоэффективной технологии. Эти размеры очень хорошо согласуются с принципами разумной достаточности, компактности и уюта, а удельный расход тепла меньше 50 Вт на кв.м. позволяет избавится от металлоёмких высокотемпературных радиаторных батарей.

Благодаря низкотемпературному принципу отопления , достигается максимальный комфорт проживания, за счёт 100% площади тёплого пола, (плинтусов, стен или отопительных (охладительных) панелей).

Тепловые насосы мощностью до 10кВт ещё не требуют 3-х фазного электроподключения. Вполне достаточно обычной сети 220В.

Гибридная отопительная система использует ВСЁ тепло от солнечных коллекторов по принципу: ГВС — Отопление — Запас на Зиму. Чем больше солнечных коллекторов, тем лучше. Всё тепло сортируется автоматически, не зависимо есть хозяева дома или нет, есть расход горячей воды Летом или нет.

Стоимость, гарантия, обслуживание.

Лучше всего когда всю Отопительную систему от начала и до конца собирает один подрядчик. В случае каких то проблем, это исключает перекладывание ответственности друг на друга , если подрядчиков 2 и более.

Например, как часто бывает, тёплые полы делают одни, геотермальный контур другие, а тепловой насос ставят третьи. В итоге одно с другим не совмещается, или работает очень плохо.

Что бы этого не происходило, желательно сделать всё вместе и сразу. На дом в 120м2 (6кВт) , стоимость оборудования (без стоимости монтажных работ) для гибридной отопительной системы обойдётся в сумму от 700 тыс. рублей, включая горячее водоснабжение и пассивное охлаждение. За эти деньги вы получаете:

• ДВА полноценных неисчерпаемых источника тепла в виде геотермального контура и батареи солнечных коллекторов, (вместо газа, солярки и дров)
• «котёл» в виде теплового насоса с потреблением не более 1.3кВт в рабочем режиме.
• источник холода для пассивного охлаждения летом
• буферную ёмкость со свободными входами для подключения 2-х любых дополнительных источников тепла, например, резервный котел на дровах, дизельный котёл или теплообменник от камина.
• бак для горячего водоснабжения с бесплатной (70% времени в году) горячей водой от солнечных коллекторов.

Наша организация дает гарантию 2 года на всё установленное оборудование, 2 года бесплатного обслуживания, и 10 лет гарантии на геотермальный контур.

Затем абонентское обслуживание не более 8 тыс. рублей в год.