Применение тепловых насосов в отоплении офисных зданий.

Перед возведением нового офисного здания, еще на этапе проектирования, важным моментом становится выбор систем отопления и кондиционирования, а также возможностей их установки и последующей эксплуатации. Все большую распространенность получают тепловые насосы, призванные поддерживать температуру воздуха в помещении на постоянном уровне как зимой, так и летом при минимальных затратах электричества.

Ввиду особенностей современных офисных зданий использование для обогрева систем центрального отопления и нецелесообразно, и неэффективно. В погоне за максимальной выгодой и улучшением качества обогрева в таких ситуациях устанавливают автономные системы. В таком качестве как раз и подходит лучше всего отопление тепловым насосом, рассчитанное к тому же не только на обогрев, но и на охлаждение. Во многих странах распространению тепловых насосов способствуют политика государственного регулирования и льготная система, позволяющая значительно повысить экономическую целесообразность путем снижения цен на электричество или возмещения затрат на дорогостоящую установку. В отличие от них, в нашей стране пока нет никаких побудительных законопроектов или льгот в этой сфере. И все равно такой подход способен эффективно справляться с поставленными задачами и окупит себя в течение 7–10 лет эксплуатации.

Принцип действия и использования теплового насоса.

Тепловой насос осуществляет перенос тепла от низкопотенциального источника, например почвы или грунтовых вод, в систему отопления здания. При этом возможно использование самых различных способов распространения тепла или холода по зданию:

- воздушное отопление (вентиляционная приточно-вытяжная система с рециркуляцией, фанкойлы);

- системы теплых полов;

- традиционная система радиаторного отопления.

Для осуществления теплообмена используется механическая работа компрессора, который перекачивает под большим давлением объем теплоносителя между двумя основными контурами системы.

Основу для внешнего контура, который рассчитан на получение тепла или сброс излишнего, составляет контур труб, расположенных в грунте под зданием или вокруг него. При горизонтальном распределении трубы теплообмена располагаются на глубине несколько большей, чем уровень промерзания почвы. В этом случае занимается достаточно большая площадь, на которой уже не должно располагаться никаких других строений или важных коммуникаций.

При вертикальном способе монтирования трубы теплообмена располагают в скважинах глубиной примерно 200 м. Такой вариант наиболее перспективен и практичен в условиях городской застройки. В зависимости от типа грунта и способа распределения теплообменника таким образом можно получить до 15 кВт энергии при необходимой потребляемой мощности всего в 3-4 кВт, что не сравнится по эффективности с традиционными газовыми котлами в пересчете на затраты газа, тем более с электрическими котлами.

Внутренний контур, расположенный непосредственно в офисном здании, представляет собой систему теплообмена, рассчитанную для передачи тепла между теплоносителем, используемым в тепловом насосе, и системами распределения внутри здания.

Основной целью применения теплового насоса в крупном офисном здании является не только использование низкопотенциального тепла из почвы и грунтовых вод, но и рекуперация тепла, полученного из воздуха, покидающего систему вентиляции, и всех возможных источников избыточного тепла. В числе последних могут быть:

- системы охлаждения серверного и прочего компьютерного оборудования, расположено компактно;

- отвод тепла с технических этажей, где установлено оборудование для лифтового хозяйства и т.п.;

- рекуперация тепла от воздуха, который выводится из системы вентиляции.

Для небольших офисных зданий, площадью не выше 300 кв. м, может быть достаточным использование теплового насоса с системой теплообмена «воздух-воздух», когда требуемое для отопления тепло получается из внешнего воздуха. Однако такие комплексы по большей части могут использоваться только как дополнение к основной системе отопления из-за малых диапазонов температуры внешнего воздуха. При -20 С никакой тепловой насос уже не сможет выжать из воздуха тепло для обогрева помещения.

Главным преимуществом теплового насоса является возможность как обогревать, так и охлаждать помещение, забирая избыток тепла в жаркий летний период и распределяя его посредством внешнего теплообменника. В результате компактно смонтированное оборудование, которое представлено в здании всего одним технологичным шкафом размером, не превышающим бытовой холодильник, способно совместить отопление и кондиционирование и поддерживать оптимальный климат в здании на протяжении всего года с возможностью точной и плавной настройки в зависимости от загруженности.

Возможность полного контроля и регулировки помогает дополнительно снизить затраты путем настройки работы отопления и охлаждения только в те моменты, когда это нужно. Офисное здание чаще всего простаивает по выходным и не требует поддержания комфортной температуры ночью.

Плюсы и минусы теплового насоса.

В качестве явных преимуществ эффективного отопления тепловым насосом для поддержания оптимальных температур в офисном здании можно перечислить:

- эффективность применения рекуперации для использования излишков тепла от оборудования и циркуляции воздуха;

- предельно высокое отношение получаемой тепловой мощности по отношению к затраченной электрической мощности;

- компактность установленного в здании оборудования;

- простота настройки и регулировки;

- отсутствие вредных выбросов СО и СО2 в атмосферу.

Однако не все так просто. Системы, использующие тепловой насос, все же не настолько универсальны, как хотелось бы. Они устанавливаются только для покрытия базовой потребности в отоплении и не способны работать пусть даже недолго в форсированном режиме. Потому для покрытия потребности в тепле при резких похолоданиях потребуется использование дополнительных обогревателей. Кроме того, важно правильно рассчитать экономическую целесообразность установки теплового насоса, ведь сама установка с распределением теплообменников в грунте может обойтись значительно дороже, чем установка газового котла, даже при необходимости монтирования и оформления подвода газа.

ТЕПЛОВОЙ НАСОС ВОЗДУХ-ВОДА

Низкотемпературные блоки DAIKIN Altherma в офисном здании г.Москва.