Ефективність теплового насоса

Тепловий насос і клімат

Вибір теплові насоси – це надзвичайно складне рішення в сучасному світі. З’явився попит – з’явилася і пропозиція. І ось тут починаються проблеми. Як з боку покупця, який не розуміє точно, що таке тепловий насос і формує свою думку з неавторизованих джерел, а також від продавця, який часто не знає, що продає, або, що ще гірше, невиправдано «прикрашає» можливості обладнання. Візьмемо конкретний приклад.

Усі продавці, рекламні агентства та дистриб'ютори просувають так звані «переваги» тепловий насос у формі вартості COPЦе шахрайство. COP(ККД теплового насоса) – це абстрактне поняття. Усі теплові насоси одного типу та технології мають однакову ефективність теплового насоса, незалежно від марки. Але фактична ефективність теплового насоса значною мірою залежить від умови навколишнього середовищаДавайте проаналізуємо:

A. Тепловий насос марки X – 10 кВт, повітря-вода, моноблочний.

Оголошений коефіцієнт ефективності (COP): 4,5. Встановлено на півдні Румунії, за адресою зовнішня температура +2 °C та відносна вологість помірний.

B. Той самий тепловий насос марки X.

Встановлено на півночі Румунії, за адресою зовнішня температура -2 °C та вологість помірний.

Результати будуть зовсім іншими. Якщо хтось думає, що температура є вирішальним фактором, він помиляється. Мало хто знає, що вологість повітря є таким же важливим параметром, як і атмосферний тиск. Наприклад, при +8 °C та помірній вологості ми можемо відчувати тепловий комфорт, але водночас зовнішня температура і висока вологість, дискомфорт стає очевидним.

Будівлі, тварини та обладнання також реагують на ці кліматичні фактори. Хибна думка, що лише температура визначає «погоду», яку поширюють преса та синоптики, призводить до помилок у проектуванні систем опалення та кондиціонування повітря.

Для правильного функціонування теплові насоси, та високу ефективність теплового насоса. важливо враховувати наступне:

• Температура повітря – офіційне значення, опубліковане метеорологічними центрами. Вимірюється на висоті 1,5–2 метри над землею, у тіні, в екранованому огорожі.

• Відчувана температура («Відчувається як») – враховує швидкість вітру (холодний вітер), відносна вологість (тепловий індекс) та сонячна радіація.

• Атмосферний тиск.

• Вологість повітря.

Типи вологості: що важливо?

1. Відносна вологість (%)

Відсоток насичення водяною парою за заданої температури.
Чим холодніше повітря, тим менше в ньому води, але відносна вологість може досягати 100%.

Приклад:
При температурі -10 °C повітря може містити трохи води, але якщо воно насичене, відносна вологість це 100%.
Взимку, вранці, при температурі -5…0 °C, відносна вологість часто це 100% – особливо в туманні або морозні умови.

2. Абсолютна вологість (г/м³)

Фактична кількість водяної пари в 1 м³ повітря.
Максимум влітку, у спекотні та вологі дні.

Приклад:
При +30 °C – до 30 г/м³
При 0 °C – максимум 5 г/м³
При -10 °C – нижче 2 г/м³

Висновок:

• Відносна вологість максимальна вона взимку, близько 0°C.

• Абсолютна вологість максимальна вона спостерігається влітку, при температурі +30 °C і вище, у тропічному кліматі.

Вплив вологості на теплові насоси

Обидва типи вологість є важливими:

• Відносна вологість визначає частоту утворення льоду та розморожування.

• Абсолютна вологість впливає на теплоємність та приховану енергію випаровування.

Таким чином, процес опалення чи охолодження в одному регіоні повністю відрізняється від іншого. Ми не можемо порівнювати вибір обладнання між скандинавськими країнами, Японією та такими регіонами, як Молдова чи Україна.

Порівняльний приклад:

У Красноярськ, при температурі -20 °C та сухому повітрі насос може працювати стабільніше, ніж у Кишинів при -2 °C з відносна вологість високий. У цьому випадку ефективність теплового насоса буде вищою в Красноярськ.

Іноді обігріти будівлю в Красноярську навіть легше та дешевше, ніж у Кишиневі. Чому? Вранці, взимку, при -5…0 °C, відносна вологість часто досягає 100%. Потім, через кристалізацію водяної пари, повітря стає «сухим».

Процес розморожування може запускатися навіть при +5 °C або вище. У цьому випадку, тепловий насос повітря-вода споживає енергію для «власного захисту», а не для обігріву будівлі, ефективність теплового насоса значно знижується.

ККД (коефіцієнт корисної дії) теплового насоса втрачає значення, якщо врахувати:

• попередній підігрів картера компресора;

• попередній розігрів системи;

• циклічна робота;

• розморожування за допомогою енергії, що береться з будівлі.

Результат: величезні витрати на підтримку термодинамічних втрат, на шкоду корисній енергії.

Клімат регіону: як у нас справи?

У Румунії, Молдові, Україні та на півдні Росії зими останніми роками були м’якшими. Температури:

Румунія (рівнини, південь та центр):

• Грудень: -1 °C…+3 °C

• Січень: -4 °C…+1 °C

• Лютий: -3 °C…+3 °C

БухарестСічень -1…-2 °C

Україна (центр і південь):

• Грудень: -2 °C…-5 °C

• Січень: -3 °C…-7 °C

• Лютий: -2 °C…-5 °C

Київ: січень -5 °C
ОдесаСічень -2 °C

Молдова:

• Грудень: 0…-2 °C

• Січень: -2…-4 °C

• Лютий: -1…-3 °C

КишинівСічень -2…-3 °C

Ці дані чітко показують непорозуміння клімат регіону може призвести до помилок у проектуванні, особливо у випадку моноблок, які не адаптовані до місцевих умов. Для отримання додаткової інформації про типи теплові насоси, перегляньте цю статтю:

Типи теплових насосів

Висновок

Неправильне розуміння клімат регіону може призвести до:

• Неправильний вибір типу тепловий насос

• Низький або відсутній врожай

• Високе енергоспоживання

• Високі витрати на обслуговування

Найбільш вразливими є моноблоки, які не мають ефективності теплового насоса як хорошого орієнтира для ефективної системи кондиціонування повітря (опалення та охолодження), особливо ті, хто не має EVI (впорскування пари). Отже, систему необхідно вибирати відповідно до зовнішня температура, відносна вологість, тиск та архітектура будівлі.

---