26 апреля 2012 г.

Тарифы на энергоносители и тепловой насос

Всегда ли выгоден тепловой насос?

  Каким бы эффективным ни был тепловой насос, степень его привлекательности для заказчика зависит не столько от степени его технического совершенства или схемы использования, сколько от тарифной политики государства.
 Затраты на электрическую энергию, необходимую для работы теплового насоса, будут меньше, чем затраты на покупку природного газа или тепловой энергии, которые могли бы применяться для традиционных отопительных систем, если соблюдается неравенство:


где Тэ - тариф на электрическую энергию;
Тт - тариф на один из традиционных энергоносителей;
ε - коэффициент преобразования теплового насоса;
η - коэффициент полезного действия традиционного генератора тепла.


 Для того, чтобы можно было применить формулу [5], нужно, чтобы тарифы Тэ и Тт были выражены в одинаковых единицах измерения. Обычно тариф на газ выражают в грн/м3, а тариф на тепловую энергию в грн/Гкал, в то время как тарифы на электрическую энергию всегда выражают в грн/кВт-ч. Для возможности сопоставления тарифов удобно пользоваться следующими зависимостями:

1 грн/м3 = 0,106 грн/кВт-ч;
100 грн/Гкал = 0,086 грн/кВт-ч.

Пример 1. В однoсемейном доме система отопления получает тепло от газового котла, работающего с КПД η=0,9. Выгодно ли применить в этом доме тепловой насос, который будет работать с коэффициентом преобразования 3,5, если действующий тариф на электроэнергию составляет 0,7 грн/кВт-ч, а на газ - 1,5 грн/м3?

Пересчитаем тариф на газ: 1,5 грн/м3 = 1,5*0,106 = 0,159 грн/кВт-ч) и вычислим правую часть неравенства 5:
(3,5/0,9)*0,159 = 0,618.
 Сопоставим теперь левую и правую части неравенства 5:
0,7 > 0,618.
 Поскольку неравенство 5 не выполняется, замена газового котла тепловым насосом при указанных тарифах приведет к увеличению затрат на энергоносители.

Пример 2. Ожидается, что через несколько лет тариф на газ удвоится и составит 3 грн/м3, а тариф на электрическую энергию увеличится на 20% и составит 0,84 грн/кВт*ч. Выгодна ли будет эксплуатация теплового насоса, описанного в примере 1, в новых условиях?
Да выгодна, потому что неравенство 5 будет выполняться:
 (3,5 /0,9)*(3*0,106) = 1,24;
0,84 < 1,24.

Пример 3. В здании школы система отопления получает тепло из городской тепловой сети по тарифу 200 грн/Гкал, причем к показаниям теплосчетчика теплоснабжающая организация добавляет 15% на неучтенные потери тепла на участке тепловой сети, принадлежащем абоненту. Уменьшатся ли расходы школы на теплоносители после установки теплового насоса, который будет работать с коэффициентом преобразования 3,5, если тариф на электроэнергию составляет 0,25 грн/кВт-ч?

 Пересчитаем тариф на тепловую энергию:  200 грн/Гкал = 2*0,086 = 0,172 грн/кВт-ч и вычислим правую часть неравенства 5, полагая, что дополнительные 15-процентные потери адекватны условному значению кпд η = 0,85:
(3,5/0,85)*0,172 = 0,72
0,25 < 0,72.
 Неравенство 5 выполняется, а это означает, расходы школы на теплоносители после установки теплового насоса уменьшатся.

 Примеры показывают, что при отсутствии тарифных перекосов затраты на энергоносители при использовании эффективных тепловых насосов будут меньше, чем при применении обычных источников тепла. Но заказчика обычно интересует, сможет ли снижение эксплуатационных расходов со временем компенсировать дополнительные единовременные затраты, связанные с приобретением и установкой теплового насоса, а, если сможет, то как скоро.

      О сроке окупаемости в следующем посте.
из материалов канд. техн. наук Гершковича В.Ф.