Дослідники з фінського Технологічного університету Лаппеєнранта розробили і протестували чотири методи нагріву побутової води із застосуванням геотермальних теплових насосів і фотоелектричних установок для скандинавського клімату.
Для експериментів створили дві системи. Перша конфігурація складалася з грунтового теплового насоса F1255-12 R EM потужністю 12 кВт від британської компанії Nibe Energy Systems Limited і сонячних панелей загальною потужністю 21 кВт, орієнтованих на схід, південь і захід. В основу другого варіанту лягли такий же тепловий насос і фотосистема на 5 кВт, розміщена на південній стороні. Обидві установки включали 500-літровий резервуар для води.
У всіх випадках передбачалося, що система використовується сім’єю з чотирьох осіб, витрачає 200 л гарячої води на добу. Її потрібно нагрівати з 10 до 60 ° C, що відповідає споживанню 11,64 кВт • год енергії. Установка з сонячних панелей і теплового насоса працює з 8:00 до 20:00, причому електрику, що виробляється завдяки сонцю, витрачається в першу чергу на задоволення основних потреб домогосподарства і тільки після цього йде на нагрів.
По першому, базовому, методу воду нагрівали з 45 до 55 ° C двічі на добу. У другому режимі, що отримав назву «контроль часу», установки запускали один раз в середині дня, коли продуктивність сонячних батарей максимальна, підвищуючи температуру з 45 до 65 ° C.
Третій спосіб, «оптимальний по енергії», передбачав досягнення найвищої ефективності теплового насоса при постійному підтримуванні в резервуарі 45 ° C. Четвертий варіант, «рентабельний», був спрямований на мінімізацію витрат завдяки використанню дешевої електроенергії з мережі. Воду нагрівали один раз з 45 до 64 ° C, час функціонування системи визначали з урахуванням ККД теплового насоса, потреби в гарячій воді, ефективності сонячних батарей і цін на мережеву електрику.
Спостереження, що проводилося з червня по вересень 2020 року, показали, що остання методика найбільш вигідна при використанні фотоелектричної установки на 5 кВт. Для 21-кіловатної системи краще підхід з контролем часу.
Натхнення: ecotechnica.com.ua