Источник тепла, который может использовать система отопления с тепловым насосом, влияет на расходы на электроэнергию. Как правило: Тепловой насос с воздушным источником тепла имеет более высокое энергопотребление, чем тепловой насос с рассолом/водой или водой/водой. Это связано с тем, что почва и вода отдают тепло относительно равномерно в течение всего года. Температура окружающего воздуха колеблется сильнее. Для удовлетворения потребности в тепле требуется больше энергии, особенно в зимние месяцы. С другой стороны, тепловые насосы с воздушным источником тепла могут быть установлены практически в любом месте, не требуют официального разрешения и дешевле в приобретении и установке. Это объясняется тем, что для рекуперации тепла не требуется ни бурения, ни рытья котлована.
Тепловой насос и потребление электроэнергии: факторы влияния, расчет и советы
Запросить бесплатную консультациюТемы с первого взгляда
В основе работы теплового насоса лежит процесс холодильного цикла, в котором тепло, поступающее из окружающей среды, поднимается до требуемого уровня температуры. Для этого используются спиральные или поршневые компрессоры. Они работают эффективно и почти не слышны, но обычно потребляют электроэнергию. Потребляемая тепловым насосом мощность, факторы, от которых она зависит, и способы расчета потребляемой мощности объясняются в следующих разделах.
На энергопотребление теплового насоса влияют различные факторы
В зависимости от источника тепла, тепловому насосу требуется от 20 до 25 процентов электроэнергии в качестве приводной энергии для выработки тепла из воздуха, земли или воды. Это означает, что для производства десяти киловатт-часов полезного тепла требуется около двух киловатт-часов (кВтч) электроэнергии. Годовое потребление теплового насоса зависит от различных влияющих факторов. Среди них наиболее важными являются:
- Тип теплового насоса
- Сезонный коэффициент производительности
- Потребность в тепле
Сезонный коэффициент производительности (SPF) необходим для приблизительного расчета энергопотребления теплового насоса. Он определяет количество вырабатываемой тепловой энергии по отношению к потребляемой электрической энергии. Например, при сезонном коэффициенте полезного действия, равном четырем, тепловой насос производит четыре кВт/ч тепловой энергии из одного кВт/ч электроэнергии. Следовательно, чем выше SPF, тем эффективнее и экономичнее тепловой насос.
Обратите внимание: рассчитанный коэффициент сезонной производительности является теоретической цифрой. Расчет основан на стандартных значениях, таких как комнатная температура, потребление горячей воды на бытовые нужды, климатические зоны и особенности вентиляции. На практике SPF может отклоняться от теоретически определенного значения.
В дополнение к сезонному коэффициенту производительности для тепловых насосов может быть указан коэффициент производительности (COP). Он также представляет собой отношение отдаваемой и рассеиваемой энергии. Однако COP действителен только для определенного момента времени, например, для температуры воздуха 15 градусов Цельсия и температуры потока 35 градусов Цельсия. Это означает, что он является всего лишь моментальным снимком.
Помимо коэффициента сезонной производительности и источника тепла, решающим фактором в потреблении энергии тепловым насосом является индивидуальная потребность в тепле. Уровень потребности в тепле зависит от индивидуального поведения жильцов и энергетического состояния здания. Например, старые здания, не прошедшие модернизацию, имеют более высокую потребность в тепле, чем хорошо изолированные новые здания. И последнее, но не менее важное: имеет значение, используется ли тепловой насос только для отопления помещений или также для нагрева горячей воды для бытовых нужд. Поэтому невозможно сделать однозначное заявление.
Расчет энергопотребления теплового насоса
Для приблизительного определения энергопотребления теплового насоса необходимы три переменные: тепловая мощность, коэффициент сезонной производительности и часы работы или отопления. Расчет производится по следующей формуле:
Потребляемая мощность теплового насоса = теплопроизводительность/SPF x часы работы.
Пример расчета: Если соляно-водяной тепловой насос мощностью 10 киловатт и коэффициентом эффективности 4,0 работает 2000 часов в год, ему требуется 5000 киловатт-часов (10 / 4,0 x 2000 = 5000 кВтч).
Если владельцы системы хотят рассчитать годовые затраты на электроэнергию, они могут умножить общую сумму на стоимость киловатта:
Стоимость электроэнергии теплового насоса = потребляемая мощность х стоимость за кВт/ч
Электричество для теплового насоса может снизить расходы
Хотя специальные тарифы не снижают потребление тепловой энергии тепловым насосом, все же можно сэкономить на расходах. Это связано с тем, что при использовании электроэнергии для тепловых насосов поставщики имеют право временно прерывать подачу электроэнергии в периоды пиковой нагрузки. Это позволяет лучше управлять нагрузкой. В свою очередь, тарифы для тепловых насосов дешевле. Однако, чтобы воспользоваться этими тарифами, необходимо установить отдельный счетчик электроэнергии, чтобы можно было выставлять счета за электроэнергию для домохозяйства и теплового насоса отдельно.
Электроэнергия теплового насоса не имеет характерных и качественных отличий от традиционной электроэнергии. Для владельцев систем важны только два фактора - стоимость и происхождение. В настоящее время многие поставщики предлагают электроэнергию для тепловых насосов. Некоторые из них также имеют в своем ассортименте тарифы на "зеленое" электричество. Всегда рекомендуется сравнить тарифы перед заключением договора. После того как владельцы систем найдут оптимальный для них тариф на тепловые насосы, они могут менять тарифы в обычном порядке, с учетом стандартных сроков уведомления. Этот процесс может осуществляться точно так же, как и в случае с традиционным электричеством.
Что означает время блокировки для тепловых насосов?
Если энергоснабжающие организации (EVU) отключают систему от сети, это называется временем блокировки или отключением питания теплового насоса. Система отопления с тепловым насосом с электрическим приводом не может работать в это время. Однако буферные баллоны могут обеспечить подачу тепловой энергии и ГВС. Операторы систем должны учитывать это при планировании. Поскольку в это время тепловой насос должен не только нагревать, но и заряжать накопитель, требуется более высокая мощность. Эту прибавку можно рассчитать с помощью коэффициента времени блокировки.
Коэффициент времени блокировки = 24 часа / (24 часа - сумма времени блокировки в течение дня)
Пример расчета: Если энергоснабжающая организация прерывает подачу электроэнергии для отопления теплового насоса три раза на два часа каждый раз, мощность должна быть на треть выше (24 / 24 - 6 = 1,3).
Количество и продолжительность прерываний регулируются законом. Допускается не более трех блокировок по два часа в день.
Существуют способы повлиять на энергопотребление теплового насоса
Значительная часть энергии, необходимой в домашнем хозяйстве, расходуется на отопление помещений и горячую воду. Заменив устаревший котел центрального отопления на тепловой насос или гибридную систему, домовладельцы могут сократить потребление энергии на 30 процентов. Если в дополнение к модернизации системы отопления они примут дополнительные меры, такие как гидравлическая балансировка или замена термостатов, они могут добиться еще большего успеха. Однако для минимизации потребления энергии радиаторы также должны быть согласованы с системой отопления. Эффективное потребление теплового насоса лучше всего достигается в сочетании с панельной системой отопления.
Можно ли эксплуатировать тепловой насос только с системой напольного отопления?
Система напольного отопления - это система обогрева помещений, которая передает тепло в помещение посредством лучистого тепла. Таким образом, тепловая энергия равномерно распределяется по большой площади и высвобождается только при попадании на твердые тела, такие как стены или люди. Благодаря большой площади поверхности, напольное отопление может справляться с температурой потока около 35 градусов Цельсия.
Для сравнения, радиатор требует температуры до 70 градусов Цельсия. Поскольку эффективность системы отопления с тепловым насосом возрастает тем больше, чем меньше разница между температурой источника тепла и температурой потока в системе отопления, работа с напольным отоплением не только возможна, но и рекомендуется. Потому что именно в такой комбинации тепловой насос достигает максимально возможной эффективности. Тепловые насосы в двухрежимном режиме работы или гибридные тепловые насосы рекомендуются для радиаторных систем с более высокой температурой и для старых зданий. Подробнее об этом вы можете узнать в разделах о тепловых насосах и тепловых насосах в новостройках и старых зданиях.
Покрытие потребностей теплового насоса в электроэнергии самостоятельно
Потребление теплового насоса можно недорого покрыть за счет солнечной энергии, получаемой с вашей собственной крыши. Фотоэлектрические системы вырабатывают электричество из свободно доступной солнечной энергии. Накопители гарантируют, что эта энергия будет доступна вам и тогда, когда солнце не светит. Таким образом, потребление энергии, вырабатываемой самостоятельно, обеспечивает большую независимость от энергоснабжающих организаций. Однако для того, чтобы воспользоваться этим преимуществом, важно правильно выбрать конструкцию. Пример того, как хорошо тепловой насос, фотоэлектрический блок и накопитель дополняют друг друга и повышают эффективность всей системы, показан в следующем видеоролике: