Розрахунок теплового насоса повітря-вода на опалення і ГВП просто і швидко

1. Особливості роботи ТН повітря-вода на опалення
2. У чому різниця розрахунків на опалення і ГВП?
3. Розрахунок теплового насоса повітря-вода на ГВС
4. Розрахунок теплового насоса повітря-вода для опалення
5. Загальний розрахунок і нюанси
6. Як підібрати тепловий насос повітря-вода?

Розрахунок теплового насоса повітря-вода потрібно виконувати з розумом, щоб потім не кусати лікті. На відміну від грунту і води, повітря більш схильний до коливань температури протягом однієї доби і цілого року.

З цієї публікації ви дізнаєтеся, як це правильно зробити, з якими проблемами ви зможете зіткнутися. Правильно розрахувати потужність теплового насоса можна виконати самостійно, якщо скористатися нашими рекомендаціями.

Особливості роботи ТН повітря-вода на опалення

Повітря - вельми непостійна середу. Протягом доби його температура може падати на 10-15 градусів, а при різких змінах погоди і більш. Багато хто припускає одну і ту ж помилку - роблять розрахунок потужності теплового насоса для опалення будинку на підставі середньої температури. А після дивуються, що споживання енергії вище, ніж заявив виробник. Пояснимо на наочному прикладі.

Припустимо, вам потрібно підтримувати в будинку температуру +20, а на вулиці вдень -5, а вночі -15 градусів. Як ми бачимо, днем ​​доведеться працювати з різницею температур 25, а вночі - 35 градусів.

Здавалося б, перепад становить всього 10 градусів або близько 40% і споживання електроенергії має зрости рівно настільки. Але це не так.

Принцип роботи повітряного теплового насоса побудований так, що його COP (ККД) змінюється не по прямій залежності. І вийде, що вночі він буде споживати не на 40%, а на 45-50% більше електроенергії.

З ілюстрації видно, що COP безпосередньо залежить від температури зовнішнього повітря і температури, до якої потрібно нагріти теплоносій (в нашому випадку - воду).

Тому при розрахунку потужності повітряного теплового насоса варто враховувати не тільки температури, але і коливання COP ( ККД теплового насоса ). Причому в довгостроковій перспективі це важливо, адже в опалювальний сезон темний час доби триває до 15 годин.

У чому різниця розрахунків на опалення і ГВП?

Витрати на гаряче водопостачання і опалення будинку дещо відрізняються. Якщо вас цікавить не опалення, а ГВС, то розрахунок теплового насоса повітря-вода потрібно проводити виходячи з того, коли використовується більше води. Адже при опаленні будинку вам потрібно підігрівати теплоносій постійно, а гарячу воду ви споживаєте не завжди.

Зазвичай піки витрати припадають на ранок і вечір, а в цей час доби температура на вулиці відрізняється. Якщо до вечора повітря прогрівається за день, то вранці він максимально холодний і встиг охолонути за ніч. Порахуйте, скільки гарячої води йде у вас вранці і ввечері, зіставте ці цифри.

Ще один важливий момент - температура вхідної води. Вона теж може коливатися в залежності від погоди, особливо якщо труби водопроводу прокладені неглибоко. Якщо їх глибина залягання більше метра - цей момент можна опустити, коливання будуть незначними.

Температура води в трубах водопроводу залежить від його довжини і глибини залягання.

Якщо використовувати тепловий насос для опалення будинку, його витрата потужності на обігрів будівлі буде більше, ніж на гарячу воду. Хоча при загальній калькуляції для точності розрахунків варто враховувати і його.

Розрахунок теплового насоса повітря-вода на ГВС

Тепер приступимо до прямих розрахунків. Для цього вам потрібно знати наступне:

• Температура вхідної води;
• Витрата гарячої води вранці і ввечері;
• Середню температуру на вулиці вранці і ввечері;
• Коефіцієнт COP (ККД) теплового насоса.

Середні температури дізнатися нескладно - на багатьох сайтах, що пропонують прогноз погоди, можна з великою точністю дізнатися середні коливання в вашому регіоні і навіть окремому місті. COP теплового насоса при різних температурах повинен вказувати виробник в супровідній документації.

Для точності, підрахунки будемо робити окремо, для ранкового і вечірнього часу. В ідеалі розрахунок теплового насоса повітря-вода варто робити окремо для кожного місяця, але ніяких принципових відмінностей у нас не буде. Просто доведеться повторити процес тричі, підставляючи різні значення.

Для підрахунку витрат електроенергії потрібні три значення, а саме:

ΔT - різниця температури вхідної води і необхідної. Зазвичай нормальний рівень нагріву гарячої води +45 - +55 градусів.
V - об'єм витрат води в літрах.
K - COP (ККД) теплового насоса при середній температурі повітря на вулиці.

Формула розрахунку має такий вигляд:

ΔT х V / K х 1,16.

Наприклад, нам потрібно 200 літрів води підігріти від +5 до +45 градусів, коли COP теплового насоса дорівнює 4. Тепер підставимо цифри в формулу і отримаємо результат:

40 х 200/4 х 1,16 = 2320.

Таким же чином підрахуйте енергоспоживання для іншого часу доби з піковим витратою, підсумуйте цифри і помножте на кількість днів у місяці. Зробіть розрахунок для кожного місяця і отримаєте кількість електроенергії, потрібне для ГВП за допомогою теплового насоса.

Розрахунок теплового насоса повітря-вода для опалення

При обігріві будинку підрахунки робити інакше. Тут не має сенсу вважати витрата води, але більшу роль відіграють тепловтрати будівлі. Для їх підрахунку можна використовувати онлайн-калькулятор, наприклад: http://dokadoma.com/calc/teplo або http://teplo-info.com/otoplenie/raschet_teplopoter_online .

Як у випадку з розрахунками на гарячу воду, краще сегментувати дані. Зробіть розрахунок на темне і світлий час доби, для кожного місяця опалювального сезону окремо. Отримані дані це та кількість тепла, яке повинен віддавати тепловий насос.

Далі розділіть отримані дані на коефіцієнт COP для кожного часу доби окремо. Так ви отримаєте кількість електроенергії, потрібне для того, щоб тепловий насос працював в штатному режимі.

Загальний розрахунок і нюанси

Склавши витрата електроенергії на опалення і гаряче водопостачання, ми отримаємо загальні витрати на роботу теплового насоса. Але залишаються два нюанси, а саме:

• Виробники теплових насосів часто завищують дані. Наприклад, вони не враховують витрати на роботу помпи, яка прокачує воду в системі опалення. Іноді графік залежності COP не відповідає дійсності.
• У той час коли гаряча вода не використовується, вона знаходиться в баку-накопичувачі і поступово остигає. Тепловий насос буде підтримувати її температуру, на що також йде електроенергія.

Тому додайте до розрахункової потужності ще 5-10%.

Вода в такому баку-накопичувачі остигає повільно, але тепловий насос витрачає енергію для її підігріву.

Як підібрати тепловий насос повітря-вода?

Як ми бачимо, розрахунок теплового насоса повітря-вода сильно залежить від COP. Відповідно, чим вище цей коефіцієнт, тим менше витрати на опалення і ГВП. Але обладнання з хорошими показниками стоїть чимало, тому краще пошукати золоту середину.

Принцип роботи теплового насоса повітря вода такий, що його ККД сильно залежить від температури повітря. У деяких регіонах і в різні пори року вона істотно відрізняється вдень і вночі. Це потрібно враховувати.

Коли ви отримали цифри по втратах тепла на опалення і гарячу воду, прорахуйте витрата на споживання для різних моделей і виробників теплових насосів. Порівнявши ці розрахунки і вартість обладнання, ви зможете вибрати оптимальний варіант.

Велику роль відіграє потужність насоса - чим більша різниця між його максимальною продуктивністю і споживанням, тим довше він прослужить. Нерідко у більш потужних моделей однієї серії коефіцієнт COP вище, ніж у менш продуктивних.

При виборі постачальника підрахуйте окупність обладнання - за який час витрати на придбання покриються за рахунок економії. Це важливий фактор.

Зробити розрахунок теплового насоса повітря-вода не так складно, як здається. І чим точніше ви це зробите, тим краще зможете підібрати підходящу модель. В цьому випадку не зайве витратити кілька годин свого часу, але бути впевненим в тому, що все зробили правильно, адже тепловий насос - таке обладнання, яке служить не один рік.

Не забудьте поділитися публікацією в соцмережах!