top of page

Як працюють теплові насоси за негативних температур?

10.05.2024

Як працюють теплові насоси за негативних температур__edited.jpg

Критики стверджують, що технологія не справляється зі своїм завданням і тепловий насос не здатний обігріти будинок у розпал зими.

Нещодавнє опитування понад 4000 дорослих у Великій Британії, Німеччині, Франції та США минулої осені показало, що 35% вважають, що повітряні теплові насоси не справляються зі своїм завданням.

Дослідження, проведене інформаційною компанією Electrify Research, показало, що більше 40% британців згодні з тим, що теплові насоси не справляються з цим завданням порівняно з 36% у Німеччині, 35% у США та 26% у Франції.

Щоб зрозуміти, чи можуть вони працювати при негативних температурах, спочатку розглянемо, як вони працюють: так само, як холодильник поглинає тепло зсередини і розсіює його через змійовики на задній стороні, тепловий насос поглинає тепло із зовнішнього повітря, щоб підвищити температуру води, яка нагрівається, потім можна прокачувати крізь радіатори системи опалення будинку. Теплові насоси поглинають тепло із зовнішнього повітря та передають його воді. 

Критики стверджують, що теплові насоси не працюють так само добре в періоди заморозків, тому що в повітрі залишається менше теплової енергії, яку потрібно поглинути. Магнат холодильного обладнання, чий бізнес займається встановленням теплових насосів, розповів Times: «Правда в тому, що теплові насоси в Шотландії працюють не так ефективно, як в інших країнах. Воду можна нагріти лише до 54°С, що нижче за рекомендований Управлінням охорони здоров'я та безпеки показник у 60°С».


В опалювальній галузі також працює чимало скептиків. Один установник котлів сказав: температура води зазвичай встановлюється на рівні 40 ° C, тому вона просто не може обігріти ваш будинок, коли на вулиці дуже холодно. 

Наука


Це може бути неочевидним, але навіть у морозні дні в повітрі все ще залишається деяка теплова енергія, яку можна використовувати. Це допомагає познайомитися з наукою, що лежить в основі теплового насоса.

По-перше, вони поглинають теплову енергію з повітря через випарник, що містить холодний рідкий холодоагент. Холодоагент кипить і перетворюється на газ при надзвичайно низьких температурах, часто близько -20°С. Це означає, що навіть якщо температура зовнішнього повітря досягає -10 ° С, він все одно на 10 ° С тепліше, ніж холодоагент. Потім компресор теплового насоса зіштовхує молекули газу разом підвищуючи температуру газу. Труби, що містять гарячий газ, використовуються для нагрівання холодної води, яка проходить через систему опалення будинку в радіатори і труби опалення підлоги.

За даними Energy Systems Catapult (ESC), незалежної дослідницької та технологічної організації, створеної урядом Великобританії, теплові насоси повинні працювати ефективніше за низьких температур, але вони, як і раніше, добре працюють у будь-яку погоду.

У ході дослідження, що тривало майже два роки, демонстраційний проект, який фінансує уряд, проаналізував роботу 750 теплових насосів у деякі з найхолодніших днів у країні, коли середньодобова температура падала до -6°C. Виявлено лише незначне зниження ефективності системи опалення з тепловим насосом.

Показник, який використовується для оцінки ефективності теплового насоса протягом року, відомий як сезонний коефіцієнт продуктивності (SCoP), який зазвичай становить 2,9 для теплового насоса з повітряним джерелом.

Дослідження ESC показало, що середній коефіцієнт продуктивності (CoP) падав до 2,44 у найхолодніші дні року. Це означає, що тепловому насосу доведеться працювати старанніше, щоб досягти тієї ж температури в приміщенні, коли холодно, але різниця буде незначною і вже включена до SCoP, усередненого протягом року, включаючи зимові місяці.

Результати підтверджуються окремим дослідженням, проведеним Проектом нормативної допомоги (RAP), під час якого було проаналізовано 550 будинків по всій Європі. Було виявлено, що навіть за температури -20°C ефективність теплового насоса впаде до середнього значення CoP, що дорівнює 2.

Застереження


У більшості кліматичних умов теплові насоси працюватимуть у холодну погоду, але правильне встановлення має життєво важливе значення.

Припускаючи, що у вас є правильно встановлений тепловий насос, який здатний обігріти ваш будинок за негативних температур, слід зазначити одне застереження: ваші експлуатаційні витрати в цей період, ймовірно, будуть вищими, оскільки ефективність теплового насоса падає.

Технік з теплових насосів

Експлуатація теплових насосів може бути дешевшою, ніж газових котлів у Великій Британії, особливо якщо ви оберете тариф на електроенергію, призначений для користувачів теплових насосів. У періоди, коли температура опускається до -6C, цілком імовірно, що експлуатаційні витрати зростуть трохи вище, ніж у газового котла, але тільки в ці періоди. Протягом звичайного року, включаючи типові холоди, витрати на теплові насоси, як і раніше, привабливі в порівнянні з газовими котлами. Іноді теплові насоси потребують резервного копіювання.

 

У багатьох скандинавських країнах теплові насоси зазвичай мають якесь посилення викопного палива на випадок, якщо температура опуститься до -20 °C або нижче. Але є способи знизити залежність від газового або масляного опалення навіть за таких температур. Наприклад, геотермальні теплові насоси можуть бути ефективнішими, ніж повітряні теплові насоси, оскільки земля часто краще зберігає тепло під час холодів.

 

Нове покоління повітряних теплових насосів, розроблене для холодного клімату, також допоможе знизити потребу в резервному опаленні.

Джерело: https://www.theguardian.com/business/article/2024/may/22/do-heat-pumps-work-at-freezing-temperatures

bottom of page