Солнечные и Геотермальные отопительные системы

21.10.2014
В чем проблема отопления воздушным тепловым насосом?

   В странах с мягким климатом с отоплением и охлаждением дома, как правило, справляется воздушный тепловой насос, воздух-вода, или воздух- воздух. Тепловой насос воздух-воздух в народе ещё называют просто кондиционером. Тепло забирается из уличного воздуха и подается в  домашний контур отопления  через систему водяных теплых полов или через фанкойлы.  Очень удобно, эффективно и не слишком затратно. 

     Современные воздушные тепловые насосы сохраняют работоспособность до -30С.  Но с учетом затрат электроэнергии на работу циркуляционных насосов, вентиляторов и нагревателей для оттайки наружного блока, эффективность при очень низких температурах -20-25С близка к 1, СОР=1,  или сколько затратили электрической энергии , столько и получили тепловой, как от обычного электрообогревателя.

    Со снижением температуры на улице, пропорционально возрастает и потребность дома в тепле.  Иными словами, эффективность воздушного теплового насоса для отопления дома  снижается от уличной температуры не линейно, а в квадрате.  

Поясним это на простом примере.

Допустим  воздушный тепловой насос вырабатывает 3кВт тепла, потребляя  1квт электрической,  когда температура уличного воздуха НОЛЬ  градусов,  т.е.

СОР (0С)=3,

  пусть при  -10С  он продолжает вырабатывать 2кВт тепла на каждый 1кВт потребляемой электроэнергии, то есть

СОР (-10С)=2  ,

 и   СОР при -20С, возьмем близким к 1, что не далеко от истины, т.е.

СОР (-20С)=1

  Казалось бы, что при среднесуточной температуре Января  или Февраля в -10С, средний СОР  должен быть 2, что составляет 50% экономии электроэнергии,  как думают многие.  Однако это далеко не так.

  Для простоты посчитаем, что среднесуточная температура снаружи -10С , это половина времени 0 градусов, а половина времени -20С градусов, при этом  внутри всегда +20С и дому  необходимо 100Вт тепла на 1 градус разницы между температурой внутри и снаружи.

  Тогда 12 часов в день при нулевой уличной температуре понадобиться 100Вт *(+20-0гр)* 12= 24кВтчаса тепла, для  чего воздушный тепловой насос израсходует всего 8кВтчасов электроэнергии, потому что его СОР(0С)=3.

Во вторые 12 часов в день при -20С , необходимо 100Вт*(+20-(-20))*12=48кВтчасов, для  чего воздушный тепловой насос израсходует 48кВтчасов электроэнергии, потому что его СОР(-20С)=1.

В итоге за весь день  тепловым насосом будет выработано 72кВтчаса тепла, и израсходовано 8+48=56кВтчасов электроэнергии. 

 Не много неожиданный результат. Действительно, если бы весь месяц, и днем и ночью,  была стабильная температура -10С, то экономия   была бы 50%.

Но погода переменчива, оттепели сменяются морозами, и эти "тяжелые" килоВаттчасы  тепла, добытые тепловым насосом из воздуха в холода, как магнитом тянут средний СОР к Единице. Так же за весь отопительный период , чем больше амплитуда колебаний температуры, тем ниже будет эффективность воздушного теплового насоса.

 Данный пример всего лишь наглядно демонстрирует механизм или суть  влияния  квадратичного падения эффективности воздушного теплового насоса от температуры  на экономику его применения для отопления в суровом климате средней полосы России.

  Тем не менее прогресс не стоит на месте, и воздушные тепловые насосы находят свое место в системах отопления  в комбинации с другими источниками тепла и тепловыми аккумуляторами.

При перепечатке материала, ссылка на сайт www.teplodarom.com обязательна!