Тепловой насос требует электричества, а фотоэлектрические панели производят его экологически и бесплатно. Как умело им пользоваться?

Тепловые насосы становятся все более популярными. Большое количество уже построенных и действующих установок – отличный аргумент для инвестирования в этот возобновляемый источник энергии для нерешительных инвесторов. Знания о тепловых насосах становятся все более и более полными, поэтому большинство будущих пользователей осознают, что, хотя они и являются экологическими решениями, они потребляют гораздо больше электроэнергии, чем традиционные отопительные устройства.Так почему бы не объединить тепловой насос с фотогальваническими панелями и не производить энергию для питания устройства самостоятельно? Давайте рассмотрим эту возможность на примере существующего дома.

Потребности и возможности

Новый дом на одну семью с хорошим уровнем изоляции, площадью примерно 130 м22 требуется примерно 11 800 м2 в год для отопления и горячего водоснабжения. подготовка воды. кВтч тепловой энергии. Для выработки такой доли энергии тепловым насосом типа «воздух-вода» с сезонным коэффициентом полезного действия SCOP=3,8 потребуется около 3100 кВтч электроэнергии, которую необходимо получить из сети. В польских условиях фотогальваническая установка обеспечивает примерно 980 кВтч электроэнергии в год на каждый 1 кВтч (пиковая киловаттная мощность в так называемых стандартных условиях). Теоретически для обеспечения нужд вышеупомянутого дома и его бесплатного обогрева хватило бы установки мощностью 3,2 кВт. К сожалению, только теоретически, так как на практике период выработки электроэнергии от фотоэлектрической установки и время интенсивной работы теплового насоса полностью проходят

Эксперт отвечаетМацей Фердек, менеджер по продажам тепловых насосов Mitsubishi Electric

Будет ли тепловой насос воздух-вода работать в климатических условиях, преобладающих в Польше? Требует ли установка этого типа насоса сложных монтажных работ?

В Польше уже много лет наблюдается значительное потепление как зимой, так и летом. Учитывая современные погодные тенденции, тепловые насосы типа «воздух-вода» становятся лучшей альтернативой традиционным отопительным приборам. В настоящее время на польском рынке можно найти устройства от ведущих производителей тепловых насосов, которые сохраняют номинальную мощность нагрева при температуре -15 градусов С, а их производители гарантируют исправную работу даже до -28 градусов на улице. К таким устройствам относятся в том числе насосы Mitsubishi Electric серий Ecodan и Zubadan. А это значит, что такие устройства обеспечат нам тепловой комфорт зимой в любом уголке нашей страны.Дополнительным аспектом в пользу использования тепловых насосов типа «воздух-вода» является тот факт, что их мощность и КПД, т. е. КПД, увеличиваются с повышением температуры наружного воздуха. Это означает, что в период с весны по осень они являются самым дешевым доступным источником горячей воды. Некоторые из них достигают КПД выше 5 при +20 градусах Цельсия, и чем выше температура, тем выше коэффициент.

При выборе типа и производителя устройства очень важно иметь соответствующую отопительную установку в здании, предназначенную для тепловых насосов. Воздушно-водяные тепловые насосы - это устройства, которые обычно работают при низком параметре температуры воды. Лучшими приемниками тепла, используемыми для тепловых насосов, являются теплый пол и капиллярные маты. Тепловые насосы также можно использовать для радиаторных установок и фанкойлов, но следует помнить об их правильном выборе и использовании в установке буферного бака. Я также рекомендую использовать системные решения производителей тепловых насосов в отношении баков c.w.u. Они оптимизированы под конкретные модели устройств, поэтому максимально эффективно используют энергию, вырабатываемую тепловыми насосами, для нагрева горячей воды

Дополнительным аспектом в пользу использования тепловых насосов типа «воздух-вода» является тот факт, что они не требуют дополнительных (часто дорогостоящих) подключений к зданию, т. е. не требуют технического обслуживания и очень тихие. С учетом действующих норм ЕС и WT 2021, это единственный источник тепла в новостройках, отвечающий всем технико-экономическим требованиям. Ничто не мешает установить насосы в модернизированных домах.

Эксплуатация фотоэлектрической установки

Суточная потребность в электроэнергии в вышеописанном доме на конец марта составила в среднем 9,6 кВтч. В этот день выработка энергии фотоэлектрической установкой достигла уровня 6,04 кВтч, из которых было потреблено около 2,1 кВтч (35%), таким образом покрывая текущий спрос.Электричество, не потребленное бытовыми приборами, было возвращено в сеть. Это было 3,9 кВтч (65%). Показатель собственного потребления, иначе известный как показатель собственного потребления, составил в этот день целых 35% (обычно его значение не превышает 30%), показатель энергонезависимости - 22% (2,1 от требуемых 9,6 кВтч было использовал). Следует отметить, что здесь мы имеем дело с небольшой установкой мощностью 1,25 кВт, состоящей из пяти фотоэлектрических панелей, в то время как предлагаемые сегодня типовые комплекты обычно имеют мощность не менее 3 кВт.

Каков был бы эффект от работы такой установки, которая более чем в два раза больше? Синяя область на графике, информирующая о выработке энергии, будет вытянута только вверх, что, в свою очередь, будет означать снижение нормы собственного потребления и увеличение отпуска энергии в сеть до 12,4 кВтч (86%). На диаграмме хорошо видно, что период потребления электроэнергии электрическими устройствами в здании и период ее выработки фотоэлектрической установкой перекрываются лишь в небольшой степени.Это несоответствие можно исправить двумя способами.

Рентабельность фотоэлектрической установки

Самый простой способ увеличить потребление энергии, вырабатываемой фотогальванической установкой, – использовать оптимальное переключение электрических устройств. Очень важно, чтобы однофазный инвертор был подключен именно к той фазе, из которой вышеперечисленные устройства черпают энергию. Предположение хорошее, но современные стиральные и посудомоечные машины достаточно энергоэффективны и потребляют в среднем около 1 кВтч электроэнергии за один цикл. Следовательно, их активация в период наибольшей выработки энергии фотоэлектрическими панелями увеличит потребление всего на 2 кВтч. В случае небольшой установки это будет означать довольно большие изменения показателей, а вот в более крупной установке изменения будут только косметическими. Кроме того, в летний период, когда суточная выработка электроэнергии увеличится еще на 25%, еще больше снизятся тарифы на потребление и возрастет количество отпускаемой в сеть электроэнергии.

Управление энергией

Электричество можно хранить в батареях и использовать в периоды повышенного спроса. Однако стоимость приобретения аккумуляторов достаточной емкости настолько высока, что эффективно препятствует таким инвестициям. Более рациональным видится решение, в котором функцию аккумулятора выполняет, например, система горячего водоснабжения. Ведь в большой массе горячей воды заложена энергия, которую можно хранить долго и которую мы все равно рано или поздно используем. На однократный нагрев водопроводной воды в баке объемом 200 л с 10 до 50ºС требуется 9,3 кВтч энергии. Установка в нем электронагревателя позволит на постоянной основе эффективно использовать энергию, вырабатываемую в фотоэлектрической установке. Однако есть маленькое «но». Необходимо организовать использование горячей воды таким образом, чтобы бак опорожнялся от нее достаточно быстро в течение суток.Тогда в период высокой инсоляции воду действительно нужно будет нагревать, и можно будет использовать для этой цели бесплатную электроэнергию от фотоэлектрической установки. Если бы воду в баке нужно было нагреть всего на 15 K, например, с 35 до 50 ºC, потребовалось бы 3,5 кВтч энергии.

ВИДЕО: обогрев дома тепловым насосом

Умное сотрудничество фотогальваники и теплового насоса

Еще один способ справиться с перепроизводством электроэнергии – использовать умный счетчик, установленный в домашнем распределительном устройстве. Его задачей является измерение той части энергии, вырабатываемой домашней фотоэлектрической установкой, которую не смогли использовать электроприборы в здании, поэтому она направляется в электросеть. Счетчик, подключенный коммуникационной шиной к контроллеру теплового насоса, может отправить сигнал запроса. Затем автоматика, «видя» выполнение правильно запрограммированного порога мощности, включает выбранную функцию теплового насоса, например, нагрев технической воды, антибактериальный подогрев бака ГВС, нагрев воды в буфере отопительной воды, повышение или понижение (охлаждение) температуры в помещениях, подогрев воды в бассейне и т.д.По сравнению с предыдущим решением разница, возникающая в результате использования интеллектуального счетчика, заключается в управлении работой теплового насоса с момента фактического превышения электроэнергии. Такой контроль позволяет практически полностью использовать энергию фотоэлектрической установки и, таким образом, получить наибольшую финансовую выгоду.

Категория:

Реконструкция