Одним з альтернативних способів обігріву житлових приміщень взимку є тепловий насос. Отримуючи «паливо» з навколишнього середовища, він справедливо вважається поновлюваним джерелом енергії. Але більшість людей цікавить питання, скільки «електричного палива» він буде споживати і наскільки вигідний з цієї точки зору? Про це і піде мова в даній статті.
Скільки електроенергії споживає тепловий насос?
Передбачаючи питання, яким часто будуть задаватися, відразу зауважимо: дати однозначну відповідь про кількість споживаної електроенергії на годину не можна. Це пов’язано з тим, що кількість споживання енергії тепловим насосом прямо пропорційно теплотехнічних характеристиках приміщення і температурі на вулиці.
Щоб було зрозуміліше, порівняємо принцип дії звичайного масляного радіатора і теплового насоса. Масляний електронагрівач при споживанні 1 кВт електроенергії видає 1 кВт тепла, а насос таку ж кількість електрики перетворює в 3-5 кВт тепла. Таке співвідношення витраченої і отриманої енергії називається СОР або коефіцієнт перетворення. Ця величина безпосередньо залежить:
- від температури середовища, звідки береться енергія.КПД теплового насоса буде вище при більш високій і стабільній зовнішній температурі протягом року.
- температури теплоносія в системі опалення. Оптимальна робота насоса забезпечується при температурі подачі в опалювальну систему 35-500С. Чим вище робоча температура системи опалення, тим нижче буде ККД насоса.
- тепловтрати в приміщенні.
Останній пункт розглянемо більш докладно на конкретному прикладі:
маємо:
- два житлових будинки, що знаходяться в одному місті і мають однакову площу.
- в кожному будинку встановлений геотермальний насос, всі вони різної потужності і різними показниками максимально споживаної електроенергії на годину (заявленими в паспорті):
| потужність, кВт | споживання енергії, кВт | |
| Будинок 1 | 17 | 5 |
| Будинок 2 | 30 | 9 |
Питання: в якому з будинків місячне використання енергії тепловим насосом буде менше?
Зробивши нескладні обчислення, всі скажуть, що в першому. Але правильна відповідь – у другому. Справа в тому, що в умовах завдання ми не згадали про те, що другий будинок краще утеплений і має менші тепловтрати, що в підсумку призводить до меншого споживання тепла. А якщо додати до цього розбіжність в температурі по місяцях? Тому розраховувати місячне споживання енергії тепловим насосом, орієнтуючись на заявлені в паспорті цифри, в корені не правильно. Отриманий таким чином результат може істотно відрізнятися від фактичного. А ось річний показник використання електроенергії є більш інформативним.
Ми опишемо тільки одну з існуючих методик розрахунку.
Розрахунок споживання електроенергії тепловим насосом
Важливо! Методики обчислень тепловтрат періодично змінюються відповідно оновленням відповідних нормативних документів. Також важко передбачити річні кліматичні коливання, що робить розрахунок не точним. Тому цифри, отримані в ході обчислень, дають приблизну картину споживання електроенергії.
Для обчислення необхідної кількості тепла для опалення приміщення в рік, використовується формула:
Для обчислення тепловтрат приміщення застосовується велика кількість формул або спеціальне програмне забезпечення. Але якщо при будівництві будинку були дотримані вимоги ДБН по товщині утеплювача, то середні тепловтрати складуть 50-90 Вт з 1 м2. З нашого досвіду розрахунків, середнє значення в 75 Вт з 1 м2 максимально відповідає дійсності. Виходячи з цього, при площі приміщення 250 м2 тепловіддача складе 19 кВт.
Підставивши необхідні значення в формулу, отримуємо енергоспоживання теплового насоса на опалення в рік 40000 кВт.
Щоб вирахувати сезонне споживання електрики, необхідно отриману цифру поділити на СОР насоса.
Дані обчислення будуть вірні при правильному проектуванні системи опалення, так як теплові насоси розраховані на низькотемпературну систему опалення.
Щоб отримати комфортні 220С в приміщенні, максимальну температуру теплоносія 450С потрібно подавати в труби при температурі за вікном -220С. При зовнішній температурі -100С досить подати теплоносій 410С для досягнення тієї ж температури всередині в 220С. Це необхідно пам’ятати, так як СОР з теплоносієм 450С відрізняється від СОР з теплоносієм 410С. Важливо пам’ятати, що в теплових насосах 10С температури теплоносія змінює СОР теплового насоса на 2,5%.
Для проведення розрахунків звернемося до таблиці середніх температур в Києві (в таблиці вказані дані Гідрометцентру за 10 років):
За формулою розрахунку тепловтрат розраховуємо усереднені тепловтрати по місяцях (теплі місяці виключаємо):
Підставивши необхідні значення, отримуємо середній показник тепловтрат для кожного місяця:
Щоб вирахувати необхідну температуру теплоносія для підтримання в приміщенні 220С, скористаємося формулою, описаною в статті
Як бачимо з таблиці, СОР системи опалення буде змінюватися в залежності від температури повітря на вулиці.
Зробимо розрахунок середніх значень СОР по місяцях і отримаємо:
З огляду на дані в таблиці, середній за опалювальний сезон СОР дорівнює 4,27.
Щоб розрахувати річне споживання електроенергії тепловим насосом, розділимо річну витрату тепла на СОР: 40000 / 4,27 = 9367 кВтг. Стільки електроенергії знадобиться для підтримки комфортної температури 220С в житловому приміщенні площею 250 м2.
Отримати консультацію з питань проектування, буріння свердловин та монтажу теплових насосів ви можете у нас;
У цьому блозі ми ділимося знаннями, але якщо ти маєш серйозні завдання, які вимагають допомоги фахівців, повідоми. Ми спробуємо розібратися та допомогти вам.
