Klimat-center.cv.ua

Правда і міфи про ККД теплового насосу

Перевагою альтернативних джерел енергії є їхня доступність і дешевизна. Теплові насоси (тн) використовують перетворену енергію повітря, води чи ґрунту, які є безкоштовними на відміну від газу чи вугілля. Але слід враховувати, що при встановленні теплових насосів присутні великі капітальні вкладення, які потребують часу, щоб окупитись.

Розрахунок ККД теплового насоса може призвести до абсурдних значень, коли він буде більшим за 100%. Стандартна формула обчислення ККД некоректна і помилкою зазвичай є невраховане джерело енергії (повітря, вода чи грунт). У теплових насосів 2 джерела енергії - це електрика і зовнішнє джерело тепла (енергія води, ґрунту, повітря), а звичайні формули враховують тільки електроенергію, тому виходять значення більше 100%.

Некоректний розрахунок ККД тн:

Початкові дані:

  • споживання електрики 2 кВт;
  • віддає в систему 5 кВт;
  • із зовнішнього джерела 6 КВт.

Розрахунок:

  • Pпотр./P мережі = 5/2 = 2,5

Такий розрахунок неправильний, оскільки немає даних другого джерела енергії.

Коректний розрахунок ККД тн:

  • Pпотр. / (P мережі + Pіст.) = 5 / (2 + 6) = 0,63

Дізнатися кількість низькопотенційної енергії досить важко, що призводить до помилки.

Щоб уникнути неправильних розрахунків, були введені спеціальні коефіцієнти:

  • COP - визначає скільки разів теплова енергія, яку отримав споживач, перевищує кількість роботи необхідної для перенесення тепла від низькопотенційного джерела;
  • ступінь термодинамічної досконалості – оцінює наскільки дійсний тепловий цикл насоса наближений до ідеального.

У пошуках теплонасоса можна натрапити на рекламне оголошення, що містить неправильну характеристику пристрою. Продавців, які розповсюджують такі дані, слід остерігатися. Адже заявляти, що ККД теплового насоса становить 300 – 1000% – не лише безграмотно, а й некоректно стосовно покупців.

Порівняння ККД теплових насосів: вода, ґрунт, повітря

Оскільки реально оцінити кількість енергії, що видобувається з альтернативного джерела, завдання досить складне, зробити порівняння ККД теплових насосів вода, грунт, повітря так само важко. Розумніше зіставити витрати на експлуатацію обладнання та ефективність обігріву об'єкта.

Повітряний тепловий насос

Установка повітряного тн обходиться дешевше, але споживатиме багато електроенергії. Його ефективність безпосередньо залежить від температури навколишнього середовища. У сильні морози нижче -25°С такий пристрій обігрів приміщення не забезпечить, є моделі до -40°С.

Водяний тепловий насос

Водяні тн почнуть втрачати ефективність у сильні морози, зовнішньої енергії буде недостатньо і буде потрібне додаткове джерело тепла.

Грунтові теплові насоси

Грунтові тн працюють стабільно цілий рік. Температура землі на глибині є незмінною, тому ефективність таких пристроїв від пори року не залежить. Однак, для буріння свердловин та облаштування колектора необхідно вкладати великі суми грошей, тому установка геотермального теплового обладнання виправдана тільки в розрахунку на довгострокову перспективу.

Розрахунок COP теплового насосу

СОР розраховують на підставі показників температури джерела (Т1) і води в системі обігріву (Т2), за формулою: СОР = Т2/(Т2 – Т1). Слід враховувати, що tº у цьому випадку вимірюється у Кельвінах. До прийнятого у нас показника в Цельсіях додають число 273 та здійснюють подальші розрахунки.

Для прикладу: якщо tº землі становить 5 градусів Цельсія, а в опалювальному контурі вона тримається на рівні 55, спочатку слід перетворити дані в іншу систему вимірювання: 5+273 = 278 К, 55+273 = 328 К. СОР = 328 / (328 - 278) = 6,56.

Здійснюючи розрахунок COP теплового насоса, необхідно пам'ятати, що він передбачає роботу обладнання без урахування втрат (за ідеальних умов). На практиці значення COP буде набагато нижчим.

Температуру джерела змінити неможливо, тому для підвищення ефективності слід подбати про низькотемпературну систему опалення.