Постепенная замена устройств для сжигания ископаемого топлива, на более экологичные возобновляемые источники энергии, такие как тепловые насосы, способствует достижению цели сокращения выбросов углекислого газа.
Часто говорят, что тепловые насосы работают как холодильник в обратном направлении. Они переносят тепло из наружного воздуха, грунта или воды в здание и нагревают его для использования в системе отопления. Два наиболее часто устанавливаемых типа тепловых насосов – с воздушные и геотермальные. Воздушные тепловые насосы являются самыми популярными на рынке, они дешевле и проще в установке. Геотермальные тепловые насосы считаются более эффективными, имеют более длительный срок службы и обеспечивают постоянный поток тепла в любое время года. Они требуют прокладки труб в земле и поэтому дороже в установке. Они особенно подходят для новых зданий.
В Европе до сих пор используются миллионы котлов, которые необходимо заменить в ближайшие годы. Правительства все больше поощряют внедрение низкоуглеродных технологий отопления.
Эволюция хладагентов в тепловых насосах
Важнейшим компонентом любого теплового насоса является хладагент, необходимый для парокомпрессионного цикла, который в течение многих лет использовал в основном R-410A и R-134a.
С учетом внимания к экологичности, с ПГП 2088, R-410A больше не подходит для нового оборудования.
В настоящее время производители оборудования используют хладагенты с низким ПГП, такие как R-32 (ПГП* 675) и R-454B (ПГП 466). В некоторых малых герметичных моноблоках используется R-290 или R-134a. Большинство тепловых насосов с наземными источниками тепла, которые раньше использовали R-407C, теперь переходят на R-454C или R-455A, оба из которых имеют очень низкий ПГП – 148.
Некоторые хладагенты с низким ПГП обладают определенной степенью воспламеняемости. При условии, что монтажник обучен технике безопасности и установке, их использование должно быть допустимым.
В долгосрочной перспективе R-1234yf (ПГП 4) или R-1234ze (ПГП 7) будут использоваться вместо R-134a. R-513A (ПГП 631) может быть легко заменен в краткосрочной перспективе.
Для некоторых применений в качестве хладагентов используются R-744, R-1233zd, пропан и аммиак.
Сочетание теплоносителя на биооснове с хладагентами с очень низким ПГП – это выигрышная комбинация.
Воздушно/водяные или геотермальные тепловые насосы используют теплоноситель и нагревают его в теплообменнике с помощью сжатого хладагента, повышая его температуру в соответствии с требованиями системы.
Теплоноситель циркулирует в системе теплового насоса с закрытым контуром по подземным трубам, в то время как в системе с открытым контуром для теплообмена используется грунтовая вода, а после использования она извлекается. Открытые контуры обычно проще и дешевле в установке, но требуют больше обслуживания.
Традиционно в основе теплоносителей лежит монопропиленгликоль (МПГ), продукт нефтехимической промышленности. В связи с тем, что основное внимание уделяется целям снижения выбросов углекислого газа, пришло время рассматривать альтернативы традиционным продуктам теплопередачи. Одним из таких продуктов является Greenway® Neo Heat Pump N – продукт растительного происхождения, созданный на основе биологического 1,3-пропандиола. Для производства этой биотехнологии растения собирают, ферментируют и очищают.
Использование биоразлагаемого продукта, такого как Greenway® Neo Heat Pump N , снижает риск загрязнения почвы в случае утечки, что особенно важно для системы теплового насоса, а также обеспечивает превосходную защиту от коррозии.
Кроме того, в процессе производства 1,3-пропандиола на биооснове потребляется меньше энергии и выделяется меньше CO2, чем у MPG или синтетических химикатов, что способствует меньшему воздействию на окружающую среду. С практической точки зрения, замена котлов, работающих на мазуте, на менее энергоемкие тепловые насосы, загруженные технологическими жидкостями с низким уровнем воздействия на окружающую среду, является первым шагом в ответственном подходе. Для работы всех тепловых насосов требуется электроэнергия, но они могут обеспечивать очень энергоэффективное тепло, с высоким коэффициентом полезного действия (КПД) до 5, в то время как у лучших конденсационных котлов КПД составляет всего 0,9.
Производители оборудования продолжают исследования и разработки для достижения целей декарбонизации.
* в соответствии с EHPA
** – в соответствии с МГЭИК 4