Работают ли тепловые насосы в холодную погоду? Плюс их эффективность зимой объяснялась

Работают ли тепловые насосы в холодную погоду? Плюс объяснили их эффективность зимой опубликовано 17 Февраля 2023

Как работают тепловые насосы при понижении температуры? Эксперт по возобновляемым источникам энергии Дэвид Хилтон объясняет влияние холода на тепловые насосы и почему они являются хорошим выбором для британского климата.

(Изображение предоставлено: Getty Images)

«Работают ли тепловые насосы в холодную погоду?» — уместный вопрос, который стоит задать, если вы планируете инвестировать в эту низкоуглеродную технологию для обогрева вашего дома. В конце концов, мы больше всего полагаемся на отопление и горячую воду в холодные зимние месяцы и должны быть уверены, что выбранный нами источник тепла будет работать именно тогда, когда он нам нужен больше всего.

Тепловые насосы, особенно воздушные тепловые насосы, были объявлены ключом к будущему низкоуглеродного отопления и снижению нашей зависимости от ископаемого топлива. Однако в настоящее время они обычно стоят значительно дороже, чем газовые котлы. Таким образом, разумно сделать домашнее задание, чтобы убедиться, что тепловой насос подходит вам и вашему дому при инвестировании.

Хорошей новостью является то, что тепловые насосы работают в холодную погоду. В нашем экспертном руководстве рассказывается, как более холодная погода влияет на эффективность тепловых насосов, а также о том, как предпринять шаги для «защиты от зимы» вашей новой установки теплового насоса.

Работают ли тепловые насосы в холодную погоду? А при какой температуре перестают работать тепловые насосы?

Прежде чем ответить на этот вопрос, важно дать краткий обзор того, как работают тепловые насосы.

Тепловой насос представляет собой контур хладагента, который сжимает газ для создания тепла. Хладагент находится в жидкой форме до тех пор, пока он не поглотит тепло (из воздуха или земли) и не «кипит», превращаясь в газ. Затем этот газ сжимается, чтобы нагреться, а затем тепло передается для использования в доме.

Жидкий хладагент, используемый в большинстве тепловых насосов, «кипит» при температуре около -50°C. Следовательно, любая температура воздуха или земли даже ниже -20°C на 30°C выше температуры хладагента.

Таким образом, большинство тепловых насосов с воздушным источником будут работать только при температуре около -10 ° C, но некоторые будут продолжать работать при температуре -20 ° C. Однако в Великобритании температура редко опускается до таких экстремальных значений.

Геотермальные тепловые насосы часто не работают при температуре ниже -8°C. Это может показаться не таким уж большим по сравнению с воздушными тепловыми насосами, но земля обычно теплее воздуха. Вы не хотите заливать слишком много химикатов в трубы в земле, а также не хотите, чтобы вода замерзала, так как восстановление занимает очень много времени.

Таким образом, тепловые насосы работают в холодную погоду , но, как и во всех других отраслях промышленности, существует множество различных продуктов, в которых множество различных хладагентов ведут себя по-разному. Вам действительно нужно сделать домашнее задание и убедиться, что выбранное вами устройство не только будет работать круглый год, но и оптимизировано для более холодной погоды.

Более того, важно отметить, что большая часть Великобритании, за исключением, возможно, районов Шотландии и высокогорных районов, зимой скорее влажная, чем холодная. Это делает его идеальным для воздушных тепловых насосов.

Падает ли КПД теплового насоса в холодную погоду?

На эффективность теплового насоса влияют два основных фактора:

• Температура источника (воздуха или земли)
• и температура, которую вы пытаетесь достичь в доме.

Воздушные тепловые насосы будут терять мощность в холодную погоду, потому что по мере того, как тепло извлекается из воздуха, конденсат на ребрах испарителя теплового насоса замерзает и постепенно блокирует проход воздуха. Таким образом, тепловой насос переходит в обратный цикл, чтобы передать тепло испарителю и растопить лед. При этом образуется много «пара», но это вполне нормально.

Геотермальные тепловые насосы не имеют обратного цикла, так как земляной контур не замерзает таким же образом.

Другая вещь, которая происходит с тепловым насосом, заключается в том, что в более холодную погоду в радиаторах и системе подогрева пола будет более теплая вода. И вам потребуется больше энергии, чтобы произвести эту более высокую температуру. Более высокие температуры в тепловых насосах неизбежно означают более низкую эффективность и более низкую производительность.

Как эффективность теплового насоса по сравнению с газовым котлом в холодные месяцы?

Это важный вопрос, который следует задать при сравнении тепловых насосов и газовых котлов.

Газовый котел сжигает газ и, таким образом, производит определенное количество кВтч (киловатт в час) на объем газа. Наружная температура не влияет на КПД котла, но, как и в любой системе отопления, вам потребуется больше тепла, когда на улице холоднее.

Хотя газовый котел обычно имеет КПД около 90%, а тепловой насос может иметь КПД около 300%, это несопоставимые цифры, поскольку стоимость природного газа составляет около 10 пенсов за кВтч, а стоимость электроэнергии — около 35 пенсов за кВтч. (Эти цифры могут вырасти и в апреле.) Таким образом, если посчитать, текущие расходы потенциально очень похожи.

Что эффективнее в холодную погоду: воздушный или геотермальный тепловой насос?

Температура источника энергии, а именно земли и воздуха, будет иметь значение при сравнении эффективности воздушных тепловых насосов и тепловых насосов, использующих теплоту земли, в более холодные месяцы.

Температура грунта на глубине около 1,5 м составляет около 10°C. В течение зимнего сезона земля вокруг коллекторов теплового насоса, использующего грунт, часто становится холоднее, если только почва не очень влажная. Это означает, что температура источника становится ниже, пока он не сможет подзарядиться от летнего солнца.

Таким образом, если воздух теплее земли, то воздушный тепловой насос будет более эффективным, чем тепловой насос, использующий грунт. Однако, если земля теплее, то тепловой насос, использующий грунт, будет более эффективным.

Тем не менее, если мы примем во внимание все средние значения и переменные, тепловые насосы с использованием земли могут быть немного более эффективными, чем тепловые насосы с использованием воздуха, но это действительно зависит от местоположения в стране и качества грунтового коллектора.

Как сделать тепловой насос «зимостойким»?

Для начала ключевое значение имеет расположение теплового насоса с воздушным источником. Воздушным тепловым насосам необходимо пространство вокруг них, чтобы воздух мог проходить через тепловой насос и рассеиваться, а не всасываться обратно в тепловой насос. Снег может стать проблемой, если он скапливается слишком высоко над тепловым насосом, поэтому необходимо тщательно спланировать правильное положение теплового насоса.

Кроме того, если воздушный тепловой насос расположен на южной стороне дома, вам могут понадобиться дополнительные датчики на северной стороне. Это делается для того, чтобы тепловой насос не «сбивался», когда солнце выглядывает в ясный, но очень холодный зимний день, заставляя тепловой насос думать, что он теплый, когда дом на самом деле все еще нуждается в тепле.

Настоящим ключом к максимально эффективной работе теплового насоса в зимние месяцы является хорошее планирование и установка. Из-за характера работы тепловых насосов нам необходимо спроектировать их так, чтобы мы знали, сколько тепла содержится в источнике (воздухе или земле), сколько тепла нам нужно в доме и насколько большой должен быть «двигатель». быть для передачи тепла через.

Необходимо выполнить тщательные расчеты, чтобы обеспечить сбалансированную установку, в которой контуры теплового насоса и излучателей (теплые полы и радиаторы) тщательно рассчитаны на соответствие тепловым нагрузкам.

Имея это в виду, когда дело доходит до установки теплового насоса с источником тепла от земли или воздуха, лучше всего использовать опытного установщика, который разбирается в системах отопления, разбирается в тепловых насосах и знаком с работой марки теплового насоса, который устанавливается.

Тепловые насосы не являются универсальным решением, поэтому стоит поискать подходящих монтажников.

Информационный бюллетень по строительству и ремонту жилья

Получайте последние новости, обзоры и советы по продуктам прямо на свой почтовый ящик.

Свяжитесь со мной, чтобы сообщить новости и предложения от других брендов Future. Получайте от нас электронные письма от имени наших доверенных партнеров или спонсоров. Отправляя свою информацию, вы соглашаетесь с Условиями и положениями (открывается в новой вкладке) и Политикой конфиденциальности (открывается в новой вкладке) и вам исполнилось 16 лет. или над.