Расчет расходов на отопление

Общая информация о воздушных тепловых насосах.

Общая информация о тепловых насосах
Предмет сравнения
В каких ценах сравниваем?
На сколько меньше Вы будете платить, если установите тепловой насос Prometheus (Прометей)?
Окупаемость теплового насоса.
Субсидирование перехода на энергосберегающие источники тепла
Как выбрать тепловой насос. Методика подбора оборудования.
Методика расчета расходов топлива. Справочные данные.

Объект сравнения.

Для того, чтобы ответить на вопрос – чем выгоднее отапливать дом, нужно в начале определить, что именно мы будем сравнивать и при каких условиях?
Строго говоря, количество тепла, которое необходимо получить, чтобы обогреть дом, зависит только от того, как этот самый дом «теряет» или излучает вышеупомянутое тепло в окружающую среду и совсем не зависит от прибора, которым это тепло подается (нагнетается) в дом.
Потери тепла зависят от конструкции и материалов самого дома (стен, потолка, полов и фундаментов, окон, и др), от разности температур внутри дома и окружающего воздуха.
Потери тепла зависят от наличия вытяжной приточно-вытяжной вентиляции и не зависят от типа котла или вида радиаторов. Не важно чем и как вы тепло подадите в дом, а важно сколько тепла уйдет через стены, окна, потолки и крышу, полы, вентиляцию в какой-то промежуток времени.
На практике, когда говорят что тепловые потери дома 15 кВт, чаще всего, это означает, что данный дом теряет 12900 килокалорий теплоты в час, при температуре наружного воздуха – минус 24 С и температуре внутри дома + 24 С. Раньше, подбирая газовый котел, специалист советовал застройщику (избегая расчета теплопотерь) покупать котел мощностью, полученной делением площади дома на 10. Говоря проще, принимали теплопотери дома 100 Вт/час с квадратного метра пола. Это конечно очень уж упрощенно (и неверно), но чаще всего перекрывало реальные теплопотери данного объекта и клиенты не жаловались.
Дом 100 кв метров как раз, следуя данной логике имел теплопотери 10 кВт/час. При минус 24 С за окном конечно. На практике, теплопотери сильно отличаются от этих значений, особенно для современных домов и теплых зим. Тот же дом, при температуре 0 С будет иметь теплопотери, к примеру уже только 5 кВт!
В любом случае, если мы хотим узнать сколько нужно подать тепла тем или иным способом в сутки, нужно взять теплопотери за 24 часа, например 5 кВт/час * 24 час=120 кВт.
Для «чистоты эксперимента» нужно сравнивать расходы на восполнение потерь тепла одного и того же дома, при абсолютно всех равных прочих условиях.

Предмет сравнения.

Для большинства потребителей, имеющих газовое отопление актуален вопрос сравнения стоимости отопления тепловым насосом (ТН) с газовым котлом, поэтому в качестве базы сравнения примем именно газовый вариант отопления.

Для наглядности, возьмем пример суточного потребления среднего по величине современного дома – 300 м кв отапливаемой площади, чтобы каждый владелец газового котла мог прикинуть возможную экономию в абсолютных цифрах, гривнях если хотите.

Да, и еще, во избежание всяких упреков будем стараться быть максимально честными с нашими клиентами и справедливыми в суждениях, безо всяких подтасовок, коих сейчас очень много у продавцов того или иного оборудования на их страничках. Продавцы твердотопливных котлов мухлюют в свою пользу, продавцы пеллетных – в свою, продавцы тепловых насосов тоже не отстают, к сожалению.

Итак, определим термины.

Газ природный – кубический метр газа теплотворной способностью 7600 ккал, следуя данным газовой службы (https://104.ua/ru/gas/natural/id/jakist-prirodnogo-gazu-8250)

Дрова – кубический метр дров, исходя из примерного количества древесины в машинной норме. С учетом того, что дрова погружены навалом. Без учета стоимости разгрузки, заноса в дом, чистки колосников и дымохода, выноса золы и других работ.

Пеллеты – принята насыпная масса пеллет, изготовленных из смеси твердых пород.

Электрокотел – нагревательных котел на основе элементов сопротивления.

Тепловой насос – агрегат, типа «воздух – вода».

В каких ценах сравниваем?

С 1 го марта 2017 года введены новые тарифы на электроэнергию, поэтому логично применять именно их. Мало того, в сравнении будет участвовать только самая высокая ставка тарифа, исходя из предположения, что остальные потребители (холодильник, телевизор освещение и т.д.) будут расходовать все, что по сниженному тарифу.

http://doe.com.ua/node/1715

Свыше 100 кВт*час за месяц – 1,68 грн

Цена на газ 6,879грн за куб метр.

Дрова дубовые 4500 грн за машину 6 м куб. навалом, на 1.06.2016 г.

Пеллеты древесные 2500 грн/ м куб у клиента, с доставкой.

На сколько меньше Вы будете платить, если установите тепловой насос Prometheus (Прометей)?

Тут, скажем прямо, есть три варианта:

  1. Вы оформили «электроотопление» согласно законодательной базы и установили счетчик «день-ночь»
  2. Установили счетчик «день-ночь», но не оформили «электроотопление» согласно законодательной базы
  3. Все оставили как есть – обычный 1-зонный счетчик и не оформили «электроотопление» согласно законодательной базы.

Все что со знаком «+» в таблице дает экономию при отоплении дома 300 м кв и температуре на улице примерно 0 С.  Знак «-» означает, что расходы на отопление будут даже больше чем при газовом отоплении. Да и, здесь указаны тарифы, которые вступили в силу с 1 марта 2017 года.

ОборудованиеИсточник энергииЕд. изм.Теплотворная способностьРасход энергоносителя на 360 кВтТариф, грнИтого сутки расход грнРазница к газовому котлу, %Экономия грн за 1 день по сравнению с газовым котлом
1Газовый котелприр газм куб7600 ккал/м куб43,86,879301,300,000
2Дровяной котелдуб дрова, маш м куб3240 ккал/дм куб0,121500180,00-40,26+121,30
3ЭлектрокотелЭлектро
энергия
кВт*час860 ккал/час3600,90324,00+7,53-23,30
4Пеллетный котел пеллетым куб4100 ккал/кг0,1272500317,50+5,38-16,20
5Тепловой насосЭлектро
энергия
кВт*чассред. КОП -2,91240,90111.6-62,96+189,70
в таблице приведены данные расчетов экономии при использовании различных видов отопления относительно использования газового отопления.
Знак (-) в столбце таблицы "Экономия грн за 1 день по сравнению с газовым котлом" означает, что по сравнению с расходами на газ, такой способ отопления при данном тарифе дороже.
(+) дешевле чем газовое отопление за сутки на сумму

Вариант 2. – Установили счетчик «день-ночь», но не оформили «электроотопление» согласно законодательной базы. Заманчивый коэффициент 0,5 от дневного тарифа (1,68 грн за кВт*час) за 8 часов ночного времени означает всего лишь уменьшение тарифа только на 15% в среднем за сутки до 1,428 грн за кВт*час (день 1:1 ,16 часов и 1:2 , 8 часов, с 23 до 7 )

ОборудованиеИсточник энергииЕд. изм.Теплотворная способностьРасход энергоносителя на 360 кВтТариф, грнИтого сутки расход грнРазница к газовому котлу, %Экономия грн за 1 день по сравнению с газовым котлом
1Газовый котелприр газм куб7600 ккал/м куб43,86,879301,300,000
2Дровяной котелдуб дрова, маш м куб3240 ккал/дм куб0,121500180,00-40,26+121,30
3ЭлектрокотелЭлектро
энергия
кВт*час860 ккал/час3601,428514,08+70,62-212,78
4Пеллетный котел пеллетым куб4100 ккал/кг0,1272500317,50+5,38-16,20
5Тепловой насосЭлектро
энергия
кВт*чассред. КОП -2,91241,428177,07-41,23+124,23

Нетрудно заметить, что и в этом случае вы выиграете 124 грн по сравнению с газовым котлом, но получите расходы, почти такие же, как и при дровяном отоплении.
Но! Вы не будете колоть и носить дрова, чистить колосники, выносить золу, чистить дымоход и нюхать запах дровяного котла!

Вариант 3. Все оставили как есть – обычный 1-зонный счетчик и не оформили «электроотопление» согласно законодательной базы.

ОборудованиеИсточник энергииЕд. изм.Теплотворная способностьРасход энергоносителя на 360 кВтТариф, грнИтого сутки расход грнРазница к газовому котлу, %Экономия грн за 1 день по сравнению с газовым котлом
1Газовый котелприр газм куб7600 ккал/м куб43,86,879301,300,000
2Дровяной котелдуб дрова, маш м куб3240 ккал/дм куб0,121500180,00-40,26+121,30
3ЭлектрокотелЭлектро
энергия
кВт*час860 ккал/час3601,68604,8+100,73-303,5
4Пеллетный котел пеллетым куб4100 ккал/кг0,1272500317,50+5,38-16,20
5Тепловой насосЭлектро
энергия
кВт*чассред. КОП -2,91241,68208,32-30,86+92,98

Но и здесь мы получим выгоду 93 грн по сравнению с газовым котлом! Правда, будет дороже, чем топить дровами на 28 грн. Все честно!

Окупаемость теплового насоса.

Можно посчитать окупаемость теплового насоса исходя из суточной тепловой нагрузки.

Предположим (такое в действительности не реально, но), что агрегат 15 кВт работает на полную мощность целые сутки. За сутки при «лобовом тарифе 1,68 грн» агрегат сэкономит 93 грн, примерно 3,44 долл. Стоимость 15 кВт-ного теплового насоса 3500 долл окупится за 1017 дней непрерывной работы на полную мощность.

При тарифе «день-ночь» экономия составит 124 грн , примерно 4,6 долл. Агрегат окупится за 760 дней.

При тарифе «электроотопление»  экономия за сутки составит 190 грн, примерно 7,04 долл. Агрегат окупится за 497 дней.  Конечно этот расчет весьма условен, поскольку агрегат никогда не будет работать на полную мощность постоянно, да и погода меняется и потери не всегда максимальны.

Кроме этого, каждый владелец дома сможет посчитать «окупаемость» теплового насоса, если будет использовать годовой расход газа по счетчику. Так например, дом с расходом газа на отопление, включая подогрев горячей воды составляет 6000 куб метров в год.

Для такого дома (350-450 м кв) экономия от использования теплового насоса, исчисленная от стоимости газового отопления будет такой :

При «лобовом» тарифе 1,68 грн за кВт*ч  – экономия 30,86 % от суммы 6000*6,879=41274 грн, что составит 12737,16 грн в год. В долл США 471,75 в год. При стоимости теплового насоса, включая установку 3500 долл (15 кВт/Нв 7 С/ Тв 35 С) окупаемость агрегата 7.42 лет

При тарифе «день-ночь»  1,428 грн/кВт*ч экономия составит 41,23% от стоимости газа – 41274 грн, что составит 17037 грн или 631 долл. В пересчете на всю стоимость агрегата это 5,55 года.

При тарифе «электроотопление» – экономия 62,96 % или 25986,11 грн, или 962,45 долл. Срок возврата средств 3500 долл примерно 3,64 года.

Субсидирование перехода на энергоэффективные источники тепла

Повышение энергоэффективности позволит каждому покупателю теплового насоса компенсировать часть стоимости устройства, но не более 14000 грн., тем самым сокращая период окупаемости среднего по мощности теплового насоса примерно на 1 год!
В данной государственной программе участвуют следующие банки: Ощадбанк, Укргазбанк, Укрэксимбанк.
Подробно об условиях получения компенсации от государства можно ознакомиться на сайте Ощадбанка http://www.oschadbank.ua/ua/private/loans/oschad_home/

Кроме того, тепловые насосы Prometheus участвуют в программе от ЕБРР IQ-Energ, в соответствии с которой у физических лиц есть возможность получить компенсацию 20% от стоимости оборудования и монтажных работ.

Мы бы настоятельно рекомендовали всем покупателям наших тепловых насосов воспользоваться этой программой.

Заметьте, если такой домовладелец купит тепловой насос в 2 раза дешевле, но с мощностью 8 кВт, то срок окупаемости такого агрегата сократится в 2 раза! Но, к сожалению чудес не бывает и при падении окружающей температуры, такому дому скорее всего не будет хватать мощности агрегата и хозяин будет недоволен. Другими словами, выбор агрегата – это всегда компромиc между удобством и ценой.

Как выбрать тепловой насос. Методика выбора оборудования.

Выбор модели теплового насоса нужно делать таким образом, чтобы задействовать по максимуму мощность агрегата. Увеличение «запаса» или избытка мощности ведет к увеличению сроков окупаемости агрегата. Справедливости ради, нужно сказать, что тепловые насосы типа «воздух-вода» имеют неудобную кривую производительности и от, так называемых избыточных мощностей, не так просто уйти. Виной всему падение производительности при падении температуры окружающего воздуха. То есть, в тот момент когда дом начинает больше терять тепла, и нам как раз нужно больше мощности, у агрегата наблюдается «слабость в ногах» и его производительность падает, при растущем энергопотреблении кстати! Вот поэтому, тем владельцам домов, которые хотят максимально активно использовать тепловой насос, резерв мощности делать все-таки придется.

Методика расчета расходов топлива.

Газовый котел дымоходный. Расход газа на отопление дома.

Для получения 15 кВт тепловой мощности в час необходимо выделить

12900 ккал/час : 7600 ккал/м куб=1,7 м куб/час

1,7 м куб *24 часа=40,8 м куб /сутки

40,8/кпд 0,93=43,8 м куб/ сутки с учетом кпд котла.

 

Твердотопливный дровяной котел. Расход дров на отопление.

Объемная теплотворность дуба возд. сушки 25-30% составляет 3240 ккал/ дм куб.

12900 ккал/час : 3240 ккал/дм куб=3,98 дм куб/час=0,00398 м куб/час.

За сутки 0,00398 м куб/час*24=0,09552 м куб/сутки

С учетом КПД котла 0,1194 м куб /сутки.

При цене на дрова, которые привозят например 6 кубовой машиной за 4500 грн за машину, необходимо участь 2 фактора. Уменьшение физического количества древесины за счет перевода ее в «складо-метры», то есть когда между бревнами есть воздушные просветы, и еще способ привозки и продажи. Если учесть эти факторы, то примерно стоимость за объемную древесину нужно умножать на 2, то есть при цене 750 грн/ м куб, фактическая стоимость условного сухого куба древесины 1500 грн /куб, которую и нужно применять в расчетах для получения количества теплоты.

 

Пеллетный котел на  древесных пеллетах.

Теплотворность пеллет 4100 ккал/кг. Обратите внимание – /кг!

Объемная маса пеллет 650 кг/м куб. То есть 1 кг пеллет = м куб/650.

4100 ккал/кг=4100ккал/м куб* 650=2665000 ккал/ м куб

Для получения 15 кВт 12900 ккал/час разделим на 2665000 ккал/ м куб=0,00484 м куб/час

Расход пеллет на 360 кВт тепла в сутки составит 0,00484 м куб/час*24=0,11616 м куб/сутки

С учетом КПД котла 0,91 расход составит 0,11616/0,91=0,1276 м куб /сутки.

 

Электрокотел. Расход электроэнергии для отопления дома.

15 кВт * 24 = 360 кВтч/сутки

Тепловой насос, типа «воздух-вода».

Ключевым параметром, характеризующим работу агрегата является КОП (англ СОР – коэффициент оф перфомансе), коэффициент преобразования электрической энергии в тепловую.

Принцип действия тепловых насосов многим уже знаком, скажем только, что это скорее как электроэнергия тратится на перенос тепла из окружающего воздуха внутрь помещения, с помощью перекачки легкоиспаряемого газа-фреона.

КОП меняется в зависимости от температуры окружающего воздуха, влажности и т.д., в пределах примерно от 4,2 до 1,9. Летом, понятно – максимальный, зимой – похуже.

В расчетах мы взяли некий усредненный КОП – 2,9 , чтобы не вводить в заблуждение публику и сохранить объективность. Средние температруры в нашем поясе за зиму – 0 С.

С учетом КОПа 2,9 тепловой насос потратит на производство суточного тепла в объеме 360 кВт  360/2,9 = 124 кВтч электроэнергии.