Інженерна практика · Теплові насоси
Матеріал 01 / 10
«Працює до −25 °C» — чому цього недостатньо для вибору теплового насоса
На першій сторінці каталогу написано: тепловий насос працює до −25 °C. Для замовника це часто звучить як відповідь на головне запитання: отже, взимку тепла вистачить.
Я б розділив це твердження на три запитання. Чи дозволена робота за такої температури? Яку теплову потужність агрегат забезпечує? Скільки електроенергії йому для цього потрібно? Нижня межа роботи, продуктивність і ефективність — різні характеристики. Виробники наводять їх окремо. (Panasonic — Aquarea T-CAP M Series: технічні характеристики)
Морозостійкість не дорівнює покриттю тепловтрат
Починаємо з будівлі: яку температуру потрібно підтримувати, скільки тепла втрачають огородження та який внесок має вентиляція. Площа сама по собі не відповідає на ці запитання. SEAI також пов’язує оцінку теплового насоса з тепловтратами, опалювальними приладами та керуванням. (SEAI — Heat pumps: оцінка системи та вихідні дані)
Припустімо, що для умовного об’єкта розрахункова потреба в теплі за −20 °C становить 12 кВт. Для обраного агрегату в цих самих умовах, із потрібною температурою води, прийнята доступна потужність 8,5 кВт.
Дефіцит:
Насос може справно працювати, але об’єкту потрібні ще 3,5 кВт. Це не прихована несправність. Це результат заданого підбору. Його можна свідомо закрити резервним джерелом, але не можна ігнорувати.
Усі цифри цього прикладу умовні. Для реального підбору беруть характеристики конкретної моделі.
Температура води змінює картину
Позначення A−7/W35 описує режим із зовнішнім повітрям −7 °C та водою на виході +35 °C. Це інша точка, ніж A−7/W55.
У відкритій таблиці Panasonic для 12-кіловатного виконання Aquarea T-CAP M Series наведено COP 5,06 за A+7/W35, 3,00 за A−7/W35 і 2,17 за A−7/W55. У цих точках теплова потужність зазначена як 12 кВт. (Panasonic — Aquarea T-CAP M Series: технічні характеристики)
Розрахункова електрична потужність відповідно становить:
Однакова теплова продуктивність, але різне споживання. Це характеристики зазначеного виконання в паспортних умовах, а не середні значення для всіх теплових насосів.
Відтавання — частина зимової роботи
Коли зовнішній теплообмінник обмерзає, система виконує відтавання. Значення мають не лише температура повітря, а й вологість та алгоритм конкретного агрегату. Під час оцінки тривалого режиму потрібно враховувати весь цикл, а не вибирати найкращу хвилину між відтаваннями. Вплив цих алгоритмів на інтегральну ефективність досліджується й у натурних випробуваннях. (Energies — польове дослідження алгоритмів відтавання теплового насоса)
При цьому не потрібно вдруге віднімати довільні «15% на відтавання», якщо вони вже враховані у використаних характеристиках. Спочатку з’ясовуємо методику виробника, потім застосовуємо потрібні поправки.
Що має бути в підборі
Я б вимагав зіставлення потреби будівлі та можливостей насоса за кількох зовнішніх температур. Для кожної точки — потрібну температуру води, доступне тепло, електричне навантаження та участь догріву.
Окреме запитання — робота в міжсезоння. Великий агрегат, обраний лише за найхолоднішим днем, ще потрібно перевірити на малому навантаженні.
Вибирати слід не насос, який просто не вимикається в мороз. Вибирати потрібно систему, що забезпечує потрібне тепло за відомого споживання й зрозумілої роботи резерву.