Как сократить расходы на отопление

Газ и электроэнергия дорожают с каждым сезоном, а объекты платят за два независимых контура: охлаждение процессов летом и отопление зимой. Один агрегат способен закрыть обе задачи, и вопрос, как сократить расходы на отопление с помощью чиллера, все чаще возникает у энергетиков производств.

Что такое чиллер с тепловым насосом

Чиллер с тепловым насосом: так называют холодильную машину с реверсивным контуром и четырехходовым клапаном, который меняет направление цикла хладагента. Чиллер с тепловым насосом для отопления производства особенно востребован там, где процесс требует холода круглый год, а зимой добавляется обогрев цехов. Летом такой чиллер охлаждает, зимой отдает тепло в систему отопления здания, а в межсезонье способен закрывать обе функции сразу, если объекту одновременно нужен и холод для оборудования, и тепло для персонала.

Как работает чиллер в режиме теплового насоса

Компрессор сжимает хладагент, испаритель и конденсатор меняются ролями: наружный теплообменник забирает тепло из воздуха или воды даже при минусовой температуре, за счет кипения хладагента при низком давлении, а внутренний контур отдает это тепло в отопление или в технологический процесс. Тепла на выходе получается в разы больше, чем потребляет компрессор. На этом строится экономия электроэнергии чиллера с тепловым насосом по сравнению с прямым электрическим нагревом.

Ключевой параметр здесь: COP, коэффициент преобразования энергии. Коэффициенты эффективности COP чиллера на обогрев обычно лежат в диапазоне от 3 до 5: на киловатт электричества агрегат отдает 3-5 кВт тепла, тогда как электрокотел или тэны не превышают 1 кВт тепла на 1 кВт энергии. Чем выше температура источника, будь то воздух, вода или грунт, тем выше COP и тем заметнее эффективность чиллера с тепловым насосом зимой.

Отопление и охлаждение одним чиллером: где экономия ощутима сильнее всего

Максимальная выгода проявляется там, где цех одновременно нуждается в охлаждении процесса и в тепле для помещений. Пищевое производство охлаждает продукт, а склад рядом нужно отапливать. Чиллер с рекуперацией снимает избыточное тепло с одного контура и направляет его на отопление другого, вместо того чтобы выбрасывать его через градирню. Отопление и охлаждение одним чиллером дает экономию именно за счет рекуперации: предприятие платит один раз за перенос тепла, а не отдельно за охлаждение и обогрев.

Если процессное оборудование недоохлаждается, страдает все производство. Мы разбирали это в статье Как перегрев оборудования влияет на производство: брак, простои и аварии: грамотно подобранный чиллер с тепловым насосом снимает и этот риск.

Насколько дешевле отапливать чиллером, чем газом

Насколько дешевле отапливать чиллером, чем газом, зависит от тарифов региона и COP модели. Газовый котел с КПД 90-95% дает около 0,9 кВт тепла на 1 кВт энергии топлива, а чиллер с тепловым насосом при COP 4 отдает 4 кВт тепла на 1 кВт электроэнергии. Даже с учетом того, что киловатт-час электричества обычно дороже газа, итоговая стоимость единицы тепла у чиллера часто оказывается ниже, особенно при высоком COP и невысокой цене электроэнергии в непиковые часы.

Выгодно ли отопление чиллером зимой, стоит считать индивидуально: важны климатическая зона, тип источника тепла, тариф на электроэнергию и наличие на объекте холодильной установки, которую можно перевести в реверсивный режим без покупки нового оборудования.

Расход электричества чиллером при работе на обогрев

Расход электричества чиллером при работе на обогрев считается просто: требуемая тепловая мощность делится на COP при расчетной температуре. Для отопления цеха чиллером с тепловым насосом мощностью 100 кВт при COP 3,5 агрегат потребит около 28,5 кВт электроэнергии. При падении наружной температуры COP снижается, поэтому в холодных регионах закладывают резервный источник тепла или берут модель с запасом по мощности.

Отдельно учитывают теплоноситель внешнего контура: для воздушных чиллеров важна морозостойкость теплообменника, для водяных систем принципиален состав жидкости. Мы разбирали это в статье Как выбрать теплоноситель для системы охлаждения: вода или гликоль: от концентрации гликоля зависит защита от замерзания и итоговый COP системы.

Окупаемость чиллера с функцией теплового насоса

Окупаемость чиллера с функцией теплового насоса считают, сравнивая годовые затраты на текущее отопление, будь то газ, электрокотел или тэны, с прогнозируемыми затратами на электроэнергию при среднем COP по сезону, и добавляя разницу к стоимости оборудования и монтажа. Если объект уже использует холодильную машину и добавляет только рекуперацию тепла, окупаемость может составить один-два сезона. Если оборудование покупается с нуля под отопление, срок растягивается, но чаще все равно короче, чем у альтернатив.

Как снизить затраты на отопление коммерческого здания или производства

Чтобы затраты действительно снизились, важен грамотный подбор чиллера с тепловым насосом для экономии, а не покупка первой попавшейся модели по каталогу. При подборе чиллера с тепловым насосом для отопления производства учитывают тепловые и холодильные нагрузки по сезонам, минимальную температуру региона, доступную электрическую мощность на вводе и температурный график отопления.

Недогруженный или перегруженный чиллер теряет в эффективности так же, как кондиционер, который формально работает, но не дает результата. Причины такого поведения мы разбирали в статье Почему кондиционер работает, но не охлаждает: 7 частых причин: большинство актуальны и для чиллеров, если расчет выполнен без учета условий объекта.

Подберем чиллер с тепловым насосом под ваш объект

Расчет эффективного режима отопления чиллером требует данных по зданию, климату и графику нагрузок, поэтому универсальных цифр здесь недостаточно. Специалисты T-CLIM рассчитают тепловой баланс объекта, подберут модель с оптимальным COP на обогрев и предложат схему, где охлаждение и отопление работают на одном оборудовании. Обращайтесь: поможем сократить расходы на отопление без лишних затрат на оборудование.