Тепловой насос – это современный и комфортный отопительный прибор, который можно использовать в каждом доме, не только строящемся, но и подвергнутом термомодернизации. Как оптимально согласовать его с потребностью здания в тепле?

Тепловой насос в каждом конкретном случае можно подобрать так, чтобы он самостоятельно удовлетворял потребности здания в тепле даже в самый сильный мороз. В случае крупных объектов тепловая мощность одного устройства может оказаться слишком маленькой, но тогда можно подключить в каскад больше тепловых насосов, чтобы их суммарная мощность соответствовала потребности. Осталось ответить на вопрос, стоит ли выбирать мощность теплового насоса так, чтобы он самостоятельно обеспечивал предполагаемую температуру в помещениях при любых условиях?

Тепловые насосы используют тепло, которое накапливается в окружающей среде, для отопления - его источником является прежде всего солнечная энергия. Устройства, собирающие тепло из земли (почвы), широко используются, но наиболее популярное решение, поскольку оно наиболее простое в реализации, - это насос, извлекающий тепло из воздуха.

Работа таких устройств основана на циркуляции жидкости в замкнутой системе, которая осуществляет так называемую левостороннюю циркуляцию пара. Ключевым процессом в этом цикле, посредством которого теплота от низкотемпературного источника (так называемого нижнего источника) может подаваться к более высокотемпературному источнику (верхнему), является паровое сжатие жидкости, приводящее к увеличению его температура.

Чем выше температура теплоносителя, тем большую работу выполняет его компрессор, а это значит, что для его привода требуется больше электроэнергии. Следовательно, КПД теплового насоса тем больше, чем меньше разница температур между его верхним и нижним источниками тепла, т. е. между системой отопления, питаемой насосом, и центром, от которого насос получает тепло, т. е. воздухом или землей.Когда эта разница температур становится очень большой, эффективность теплового насоса снижается до такой степени, что его использование становится неэкономичным.

Температура почвы относительно стабильна, на глубине ниже зоны промерзания она остается выше 0оC, а вот температура воздуха колеблется в широких пределах, иногда опускается ниже - 20оC. Поэтому в целом можно не сомневаться в том, что геотермальный тепловой насос легко даст тепло, необходимое для обогрева дома даже в самый сильный мороз, но в случае с воздушным насосом их можно иметь, ведь в таких условиях его КПД уже не удовлетворяет. По этой причине может быть выгодно выбрать воздушный тепловой насос, чтобы при действительно низкой температуре наружного воздуха (ниже -20oC) его работа поддерживалась другим насосом, т.е. называется пиковым источником тепла. Чаще всего это электрический нагреватель, встроенный во внутренний блок теплового насоса. Это решение простое и недорогое, а значит, выгодное.

НЕ ПРОПУСТИТЕ - субсидии на покупку тепловых насосов:

  • Мой Жар - как набрать 21 тысячу. Доплата за тепловой насос в злотых
  • Новая субсидия от PGNiG на газовый котел и тепловой насос
  • " Программа «Чистый воздух» - высший грант 2022 года!"

Однако, если воздушный тепловой насос будет использоваться в старом здании, где уже установлен источник тепла, например, газовый котел, его можно использовать вместо обогревателей, благодаря чему эксплуатационные расходы системы отопления будет ниже.

Отопительная установка с тепловым насосом – бивалентный режим

Система, в которой тепловой насос работает с другим источником тепла, называется бивалентной. Он работает таким образом, что насос самостоятельно снабжает систему отопления в том диапазоне температур, в котором его КПД высок. Однако после превышения некоторой минимальной температуры, так называемой бивалентной точки, его работа начинает поддерживаться вторым, обычным нагревательным устройством (например, электронагревателем).Производители рекомендуют проектировать систему отопления с тепловым насосом так, чтобы бивалентная точка была -5oC или меньше, в зависимости от характеристик эффективности конкретного устройства. В системах с такой заданной бивалентной точкой доля теплового насоса в выработке тепла достигает 98%, и это, как правило, является более экономичным решением, чем использование теплового насоса, обеспечивающего 100%-ное покрытие потребности в энергии на отопление.

Определение точки бивалентности и оптимальная регулировка тепловой мощности насоса в соответствии с потребностью в тепле при проектировании системы отопления поддерживаются компьютерными программами выбора, доступными производителям тепловых насосов.

Завышенная мощность теплового насоса не оказывает положительного влияния на его работу, поскольку большую часть года блок с завышенной мощностью не будет использовать максимальную мощность. Это также экономически не оправдано, так как стоимость электроэнергии, потребляемой нагревателем, обеспечивающим работу оптимально подобранного воздушного насоса, не превышает 200 злотых в год.

Возможности все больше

Тепловые насосы постоянно совершенствуются. Лучше всего это видно в сегменте тепловых насосов типа «воздух-вода». За последний десяток или около того лет изменились как КПД, так и предельная нижняя рабочая температура этих тепловых насосов, которая с -10oC была снижена до -25для некоторые модели oC.

Примером устройства, способного работать в широком диапазоне температур, является простой в установке моноблочный насос. Он способен нагревать воду до 60оС при температуре наружного воздуха -10оС. Когда она опускается до -20oC, она обеспечивает температуру воды 45oC, что достаточно для питания низкотемпературной системы отопления и подготовить горячую воду.

Использование спиральных компрессоров с возможностью «межступенчатого впрыска» позволило оснастить тепловые насосы дополнительным теплообменником – экономайзером.Благодаря этому при низких температурах, даже ниже -20°С, достигается высокая энергоэффективность устройства (сезонный коэффициент энергоэффективности SCOP превышает 5). Значение предельной температуры, при которой такой тепловой насос работает экономично, было перемещено примерно на -10°C. Также стало возможным получать температуру воды, подаваемой в систему центрального отопления. при 65oC.

С чем сочетать тепловой насос

До недавнего времени многие инвесторы задавались вопросом, стоит ли комбинировать тепловой насос с солнечными коллекторами. В установках со средней потребностью в энергии и горячей воде такое сочетание экономически не оправдано. Это решение можно рекомендовать, если установка будет использоваться для нагрева воды в бассейне.

Сегодня гораздо выгоднее сочетать тепловой насос с фотоэлектрической системой. Благодаря возможности возврата в электросеть избыточной энергии, вырабатываемой бытовой фотоэлектрической установкой мощностью не более 10 кВт, и возможности безвозмездного использования 80% этой энергии в течение длительного расчетного периода, здание, оборудованное Установка PV может стать почти нулевой энергией благодаря возможности, предусмотренной в Законе о возобновляемых источниках энергии.

Современные тепловые насосы отлично подходят для совместной работы с фотоэлектрическими установками, благодаря которым мы можем получить экологическое тепло и стать независимыми от роста цен на электроэнергию. На приведенной ниже схеме показан пример установки, в которой тепловой насос является единственным источником тепла в доме. Устройство также удовлетворяет остальные потребности жильцов, обеспечивая охлаждение и производство горячей воды для бытовых нужд.

Категория:

Реконструкция