ヒートポンプの投資回収期間

内容

ヒートポンプの投資回収期間。
システムの特徴、専門家からの情報。
家庭暖房用ヒートポンプの投資回収期間。
ヒートポンプの仕組み
ヒートポンプとは？
ヒートポンプへの投資はどのくらいで回収できるのか？
結論

間違いなく、ヒートポンプを設置するかどうかの決定は非常に複雑で、多くの疑問が生じます：この技術に投資する価値があるのか、採算が合うのか、ヒートポンプの投資回収期間はどれくらいなのか？ヒートポンプの投資価値はあるのか、採算は合うのか、投資回収期間はどれくらいなのか。

ヒートポンプには独自の運転特性があり、冬の熱源としてだけでなく、夏の冷房も可能です。そのため、ヒートポンプの設置は、家の他のシステムと組み合わせて検討する必要があります。暖房シーズン中、熱は外壁、床、屋根、窓を通して家から失われる。家の断熱性が高く効率的であればあるほど、また窓が優れていればいるほど、冬の窓からの熱損失は少なくなる。

このようなシステムでは、ボイラーやヒートポンプを小型化する必要があり、運転コストを大幅に削減できる。現代の住宅では、新鮮な空気と快適な住環境を確保するために換気システムを設けることも重要である。冬に新鮮な空気を暖めるには、かなりの熱エネルギーを消費する（平均して、建物全体の熱損失の30％）ため、回収機能を備えた換気システムを導入すれば、コストも大幅に削減できる。もちろん、これらのシステムはすべて、ヒートポンプと効果的に組み合わせることができます。

検討すべきこと

すでに暖房にガスボイラーを使用している場合、現在の天然ガスと電気の料金では、設置してもすぐに大幅なコスト削減が保証されるわけではありません。しかし、ヒートポンプとガスボイラーを組み合わせたシステムであれば、将来的に天然ガスや電気料金の変動に応じて熱源を選択することができるため、独立性と快適性が向上することは間違いありません。

しかし、現在電気ボイラーで暖房している場合、ヒートポンプは消費電力を大幅に削減し、電気代を数倍節約できる頼もしい選択肢となります。
ペレットボイラーや薪ボイラーで暖房するよりも早く元が取れるでしょう。

固形燃料ボイラーは、運転中の清掃、燃料（丸太やペレット）の組成の確認、煤から煙突を適時に掃除するなど、多大な資源と時間を必要とする。ヒートポンプの場合、重要なのは必要な電力を確保できるかどうかだけである。

この図は、平均的な断熱レベルを持つキエフの150^m2の住宅を、さまざまな種類の燃料で暖房した場合のおおよその運転コストを示している。

また、ヒートポンプが環境に優しい暖房源であることも忘れてはならない。ヒートポンプの運転中、「煙突」はなく、地球のオゾン層を破壊する有害物質の排出もなく、設置は将来の世代との関係において責任ある決定となります。

ヒートポンプの設置を計画する際には、5つの重要な質問を自問してください：

ヒートポンプを設置するために利用可能な電力はどのくらいか？
暖房システムを+55℃以下で運転することは可能か？
2台目の（バックアップ）ボイラーを設置する必要はあるか？
ヒートポンプを暖房や給湯だけでなく、冷房にも使用することは可能か？

システムの特徴

ヒートポンプの投資回収期間と効率は、熱媒体の温度によって異なります。モデルやタイプにもよりますが、+60...+70℃の温度まで冷却水を加熱することができます。ヒートポンプの供給温度が低ければ低いほど、ヒートポンプの効率は高くなり、消費電力も少なくなります。

温水を快適な温度まで加熱するには、高い熱媒体温度が必要です。しかし、ヒートポンプの暖房システムは低温でなければならない。そして、暖房システム内の熱媒体の温度が低ければ低いほど、ヒートポンプは効率よく働きます。

表は、熱媒温度と外気温度の異なる値における空気熱源ヒートポンプのCOP値の一例を示しています。

ヒートポンプを確実に運転するためには、必要な電力を確保しておく必要があります。予備電力が十分でない場合は、バックアップ用ボイラーの追加設置を検討する必要がある。
空気熱源ヒートポンプの熱出力は外気温度に依存する。

気温が低ければ低いほど、ヒートポンプの熱出力は少なくなる。最近の空対水ヒートポンプは、外気温-25...-27°Cまで動作します。しかし、このような期間には熱出力が大幅に低下するため、このような場合はバックアップ用の追加ボイラーの設置も検討する必要がある。

専門家によれば、ヒートポンプシステムの導入には多くの利点がある。信頼性が高く環境に優しい熱源であること、ボイラーを使用する場合よりも運転コストが低いこと、ヒートポンプが家のエアコンの代わりになり、夏の冷房源にもなることなどが挙げられる。

しかし、ヒートポンプに投資することを決めた場合、経済的に良い投資となるのか、ヒートポンプの実際の投資回収期間はどのくらいなのか、と自問することでしょう。

家庭暖房用ヒートポンプの投資回収期間

- 標準的なガスボイラーと比較すると、ヒートポンプの価格はかなり高いため、これはかなり重要な質問です。ヒートポンプの投資回収期間の計算は、関連する専門家から得ることができます。

これは、それぞれのケースで利用可能なエネルギーキャリア（電気、天然ガス、ペレットなど）の料金体系、冷暖房システムに必要な能力の比較に基づいており、初期投資と運転中の機器の修理費用の両方が含まれます。

何を考慮する必要がありますか？

システムの投資回収期間を計算する際、エンジニアは1年間の暖房シーズンに建物が必要とする熱エネルギー量を計算します。家庭で必要な1日当たりの温水消費量（シャワー、風呂など）も考慮し、夏場の冷房に必要な冷房能力も計算します。

これらの値に基づいて、ボイラー室の機器が選択され、様々なエネルギー資源の消費量が計算される。例えば、ガスボイラー運転時の必要量の天然ガス消費量、ペレットボイラー運転時のペレット消費量、ヒートポンプ運転時の電力消費量、夏場の冷房のためのエアコン運転時の電力消費量などである。

投資回収額を計算する際には、システムやボイラー室の年間維持費も計算する。重要なのは、空対水システムは許認可が不要であること、メンテナンスは可能な限り簡単で、ヒートポンプの運転パラメーターの監視が主な内容であることである。

投資回収期間が最も短いのは、ヒートポンプを暖房だけでなく冷房にも使用するシステムである。ヒートポンプが暖房だけでなく冷房にも使用されている場合、投資回収期間が最も短くなります。これらすべての要素を考慮した上で、提案されたシステムの投資回収期間と財務的価値を決定することができます。

ヒートポンプとは何ですか？

ヒートポンプは環境に優しい熱源で、従来のガスや電気ボイラーに代わるものです。運転中、ヒートポンプは電気を消費しますが、それを非常に高い効率で熱出力に変換します。例えば、1kWhの電力を消費する電気ボイラーは、1kWhの電力も暖房システムに供給します。一方、ヒートポンプは、1kWhの電力を消費すると、最大5kWhの有用な熱出力を供給する。

ボイラーの運転中には、さまざまな種類の燃料の燃焼によるエネルギーが使用される。例えば、ガスボイラーは天然ガスの燃焼時に放出される熱エネルギーを利用する。

そして、このようなボイラーを運転する際には、その中で燃焼されるガスの量に応じた料金を支払う必要がある。一方、ヒートポンプは、空気、水、土壌など、環境から完全に無料のエネルギーを使用します。

したがって、ヒートポンプの運転コストは、燃料を燃やすボイラーよりも常に低くなります。ただし、ヒートポンプ・システムは、周囲の熱を取り出すための設備が必要なため、初期投資は高くなる。

ヒートポンプにはさまざまなタイプがある：ヒートポンプのエネルギー源が何であるかによって、「空気対水」、「水対水」、「地下水」がある。

例えば、地中の自由熱を利用する地下水ヒートポンプ。このようなヒートポンプの場合、特別な熱交換器を家の外の地中に設置し、そこで周囲の土の温度によって熱媒体を温める必要がある。この熱交換器には水平型と垂直型があり、ヒートポンプが効率的に作動するのに十分な+3...+8℃の温度までヒートキャリアが加熱されます。水から水へのヒートポンプでは、通常2つの井戸が必要です。

水は、標準的な水中ポンプを使用して1つの井戸から別の井戸に循環され、熱交換器を介して、+8...+10℃の温度の水の熱をヒートポンプに転送します。空対水ヒートポンプの場合、室外機の形をした熱交換器を家の外に設置する必要があり、これは従来のエアコンの室外機のような見慣れた形をしている。最新のヒートポンプは、-25℃という低温でも外気のエネルギーを効率的に利用する。

ヒートポンプは、環境からのエネルギーを利用して暖房システム内の水を温めます。ヒートポンプが効率的に作動し、暖房システム内の水を+60℃まで加熱するには、水温+8℃または気温-10℃で十分です。

しかし、先に述べたように、ヒートポンプの投資回収期間と効率は、暖房システムの水温が低いほど高くなります。例えば、床暖房の暖房システムでは、ヒートキャリアの温度は約+35...+40℃であり、ラジエーターの暖房システムでは、ヒートキャリアの温度は平均+55...+60℃です。ヒートポンプの消費電力は、床暖房の2倍以上になります。

ヒートポンプの仕組み

ヒートポンプは、密閉されたモジュールである冷凍モジュールに基づいて構築され、その主なコンポーネントは、2つの熱交換器、コンプレッサー、サーモスタットバルブ（TRV）、および制御オートメーションです。冷媒（フレオン）は冷凍モジュール内を循環する。

冷媒はコンプレッサーによって2つの熱交換器の間を循環する。冷媒の主な特性は、低温で沸騰して蒸気になることである。0℃以下でも沸騰します。ヒートポンプの動作を一般的に説明するために、水対水のヒートポンプを例にしてみましょう：

8℃の井戸水がヒートポンプの最初の熱交換器に入り、そこで冷媒に熱を伝えます。同時に、水は約+5℃まで冷却され、別の井戸に戻されます；
熱交換器内の冷媒は、この+8℃の温度から沸騰して蒸気に変わります（この熱交換器は蒸発器と呼ばれます）；
蒸気の状態の冷媒はコンプレッサーに供給され、そこで圧縮される。圧縮中、冷媒の温度は上昇し、+100℃に達することもある。この電位は、暖房システムの水を加熱するために使用されます；
コンプレッサー後の高温の冷媒は第2熱交換器に入り、そこで暖房システムの水に熱を伝える。冷媒は凝縮して液体に戻る（この熱交換器はコンデンサーと呼ばれる）；
その後、冷媒は温度調節弁を通って第1の熱交換器に戻り、そこで再び水から熱を奪うことができる。

ヒートポンプで使われる電気は、ヒートポンプ・コンプレッサーを動かすのに使われる。また、冷媒を圧縮する温度が高ければ高いほど、ヒートポンプの消費電力は高くなります。
空気対水ヒートポンプを考えた場合、冷媒の熱は最初の熱交換器（蒸発器）で外気から移動します。これは屋外に設置されたヒートポンプの室外機で行われます。運転効率を高めるため、熱交換器内の空気循環はファンによって行われる。

ヒートポンプへの投資はどのくらいで回収できますか？

通常、ヒートポンプシステムの投資回収期間は、利用可能なエネルギー源（天然ガス、電気、ペレットなど）とその料金体系にもよりますが、5年から10年です。

新築の場合、ヒートポンプへの投資は、天然ガス接続への投資（設計書作成、配管敷設、ガスボイラー購入）に匹敵します。

私たちが考えているヒートポンプには、他の伝統的な熱源よりも明らかに有利な点がいくつもあることを念頭に置く必要がある。

もちろん、ヒートポンプはすべての面で絶対的な利益を生むわけではない。その主な理由は、従来のボイラーに比べてヒートポンプのコストが高いことである。

通常、ヒートポンプの利点は以下の通りである。

ヒートポンプシステムの運転コストが最小限に抑えられる；
利便性と安全性
環境への配慮 - 家に煙突がない；
従来のエネルギー源からの独立；
燃料（薪）を貯蔵・保管する必要がない；
暖房と冷房をひとつの装置で行うことができる；
運転における高い信頼性。

結論

ヒートポンプの投資回収期間は様々である。5～10年という投資回収期間はかなり長いと思われるかもしれませんが、何年も何年も、独立性、信頼性、運転時の快適性において確実な投資となることは間違いありません。

だからこそ、このような投資は、価格と効率の面で、多くの人にとって本当に最も有益な投資となるのです。

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