Використання низькопотенціального тепла від виробництва теплової енергії з альтернативних джерел є перспективним напрямком сучасної енергетики. Використання теплових насосів у світі неухильно зростає, як і застосування теплових насосів.
У цій статті ми розглянемо загальні тенденції в світі і практику застосування в окремих країнах. Інформація буде періодично оновлюватися.
Статистика використання теплових насосів в світі
Технології теплових насосів відомі вже більше 150 років, але широке поширення вони набули лише в останні десятиліття. Основними передумовами для цього є:
- Перспективи відновлюваних джерел енергії.
- Підвищення вартості традиційних теплоносіїв.
- Боротьба із забрудненням навколишнього середовища.
- Підвищення ефективності роботи теплових насосів.
- Відсутність негативного впливу на навколишнє середовище.
Для індивідуального використання теплові насоси джерела повітря є найбільш популярними завдяки своїй низькій вартості. Але в промислових умовах широко поширені геотермальні теплові насоси.
У країнах, оточених морями, для централізованого опалення створюються теплові насосні станції потужністю в десятки і сотні кіловат.
З наведеного вище графіка видно, що рівень продажів теплових насосів неухильно зростає. За обсягами виробництва установок лідирують США і Китай. Перша – через якість продукції, друга – через низьку вартість.
Види теплових насосів і їх популярність
Існує три основних типи теплонасосних агрегатів:
- Повітря;
- Вода;
- Геотермальні (наземні).
Повітря
Ці теплові насоси популярні завдяки своїй невисокій вартості, але їх ефективність залежить від температури повітря за межами будівлі. Установки «повітря-повітря» використовуються для опалення приміщень та «повітря-вода» для опалення та/або ГВП.
Низька вартість зумовила їх широке застосування в житлових будинках, власники яких рідко розраховують на довгострокову перспективу. Їх часто використовують як допоміжне джерело тепла.
Вода
Теплові насоси “вода-вода” або “вода-повітря” нагрівають воду або повітря відповідно. Вони більш ефективні, ніж повітряні, але для їх установки потрібен ставок. Вартість установки значно вище, ніж повітряного, але нижче, ніж геотермального теплового насоса.
В основному використовуються водяні теплові насоси високої потужності, які встановлюються в морях і забезпечують теплом прибережні райони. Рідше їх встановлюють власники приватного житла, багатоквартирних і промислових будівель.
Геотермальних
(ґрунтовий)
Монтаж таких установок є найдорожчим через необхідність прокладання геотермального родовища або буріння свердловин. Їх головна перевага в тому, що встановити геотермальний насос можна практично на будь-якій ділянці.
Високий ККД наземних теплових насосів дає можливість використовувати малопотенційне тепло землі для опалення будівель будь-якого типу. Але дорожнеча призводить до того, що їх частіше встановлюють власники житла великої площі, або промислових і промислових будівель.
Особливості використання теплових насосів в різних країнах
У всьому світі реалізуються різні програми з підтримки виробників і впровадження теплонасосних технологій.
Державна програма в США
У США уряд зобов’язав будівельні компанії встановлювати теплові насоси в кожній новій будівлі. Завдяки цьому щорічно в країні виробляється понад 1 млн установок.
Станом на 2017 рік тепловими насосами забезпечено понад 10% житлових будинків. Для підвищення їх енергоефективності активно встановлюються сонячні колектори, які знижують споживання електроенергії на 25%.
Теплові насоси в Норвегії
У цій країні 98% енергоспоживання забезпечується відновлюваними джерелами енергії. Тому близько 80% будинків опалюються електрикою.
З усіх опалювальних приладів і установок, що продаються в Норвегії, 90% складають повітряні теплові насоси. Їх частка на енергетичному ринку постійно зростає.
Держава субсидує покупців теплових насосів джерела повітря (за винятком типу «повітря-повітря»), що дозволяє жителям країни економити до 20% вартості.
Досвід Німеччини
Німці традиційно віддають перевагу індивідуальним джерелам тепла, тому тут популярні теплові насоси. У різних регіонах країни існують програми підтримки альтернативної енергетики.
Теплові насоси з принципом роботи повітря-вода популярні серед власників житлових будинків, а власники багатоквартирних, промислових будівель і комерційної нерухомості використовують геотермальні.
Тепло з моря в Швеції
Температура Балтійського моря на невеликій глибині не опускається нижче +2 градусів, тому в країні є кілька великих теплових електростанцій. Велика потужність понад 300 МВт теплової енергії сама по собі забезпечує опалення стокгольмського будинку. У приватних будинках, далеко від узбережжя, популярні повітряні теплові насоси.
Раніше у Швеції діяла програма субсидій, яка скоротила енергоспоживання країни на опалення більш ніж наполовину. Зараз це неактуально, так як 95% житлових будинків опалюються тепловими насосами.
Франція
У країні діє податковий кредит на наступні види теплових насосів:
- Геотермальні – 40%
- Повітря – 25%
- Низька потужність для ГВП – 40%
Також встановлено мінімальний коефіцієнт енергоефективності КС для геотермальних установок >3,4. Крім того, існують мінімальні норми продуктивності повітряних теплових насосів в залежності від температури повітря.
У Франції існують окремі програми від різних організацій, місцеві та регіональні системи стимулювання, субсидії та субсидії.
Використання теплових насосів в Японії
Після катастрофи на АЕС «Фукусіма-1» уряд підтримує розробку і використання альтернативних джерел теплової енергії. У країні діють програми субсидій і субсидій.
Найбільшою популярністю користуються повітряно-водяні теплові насоси. У зв’язку з тим, що японці традиційно нагрівають воду вночі, коли тариф на електроенергію нижче, ніж денний, енергоефективність установок підвищується.
Перспективи застосування теплових насосів в світі
Зниження цін на нафту вплинуло на інші теплоносії, тому попит на теплові насоси знизився. Однак вона зростає, що стимулює вироблення. Багато в чому це залежить від того, що такі установки можна встановлювати без підключення інфраструктури, за винятком електромережі.
Використання альтернативних джерел енергії в поєднанні з тепловим насосом дозволяє підвищити його ККД. Наприклад, для його роботи можна отримувати електроенергію від сонячних батарей і вітрогенераторів, а для попереднього підігріву води використовувати сонячний вакуум або плоскі колектори.
На думку експертів, ринок теплових насосів буде рости в найближчі роки, незважаючи на активну розробку нових родовищ викопного палива. В результаті конкуренція посилиться, що призведе до зниження вартості обладнання.
У багатьох країнах другого і третього світу вводяться державні програми, що стимулюють сферу застосування альтернативної енергетики. В результаті це призведе до широкого поширення і збільшення продажів теплонасосних агрегатів.
Не забудьте поділитися публікацією в соціальних мережах!