Це питання дослідили в Лаппеенрантському технологічному університеті (LUT), де розробили і протестували 4 методи нагрівання побутової води із застосуванням геотермальних (ґрунтових) теплових насосів і фотоелектричних установок в умовах суворого та малосонячного скандинавського клімату
Для експериментів створили дві системи. Перша конфігурація складалася з ґрунтового теплового насосу F1255-12 R EM потужністю 12 кВт від компанії Nibe Energy Systems Limited і сонячних панелей загальною потужністю 21 кВт, орієнтованих на схід, південь і захід. Другий варіант поєднав такий же тепловий насос і фотосистему на 5 кВт, орієнтовану виключно на південну сторону. Обидві установки мають 500-літровий резервуар для води.
У всіх випадках передбачалося, що система використовується сім'єю з чотирьох осіб, які витрачають 200 л гарячої води на добу. Її потрібно нагрівати з 10 °C до 60 °C, що відповідає споживанню 11,64 кВт•год електроенергії. Установка з сонячних панелей і теплового насоса працювала з 8:00 до 20:00, причому електрика, що виробляється за рахунок сонця, витрачається в першу чергу на задоволення основних (базових) потреб домогосподарства і тільки після цього направлялася на нагрівання води для системи опалення та ГВП.
По першому, базовому, методу воду нагрівали з 45 °C 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 є максимальною, підвищуючи температуру з 45 °C до 65 °C. Третій спосіб, «оптимальний по енергії», передбачав використання теплового насосу при найвищій його ефективності при постійній підтримці в резервуарі температури 45 °C. Четвертий варіант, названий «рентабельним», був спрямований на мінімізацію витрат за рахунок раціонального використання більш дешевої електроенергії з мережі.
Воду нагрівали один раз з 45 °C до 64 °C, час функціонування системи визначали з урахуванням ККД теплового насоса, потребі в гарячій воді, поточній ефективності сонячних батарей і цін на мережеву електрику (що в Фінляндії змінюється погодинно).
Спостереження, що проводилися з червня по вересень 2020 року, показали, що «рентабельна» методика найбільш вигідна при використанні фотоелектричної установки на 5 кВт. Для 21-кіловатної системи кращим виявився підхід з контролем часу.
Більше важливих статей і новин в Telegram-каналі та корисні відео на Youtube-каналі та у TikTok. Долучайтесь!
Переглянуто: 2 974 / 2021-06-18 11:16:42
Гарна стаття! Дякую. Але куди можна використовувати 200 л води на добу 4 людям?
Вперше! Це вперше споживання гарячої води на одну особу в обсязі 50 л на добу викликало запитання як до цифри, що є перебільшеною!
Так, 50 л на добу гарячої води - це кількість, яка призведе до споживання гарячої води в місяць 4-ма особами 6 м3, а на тиждень це дає обсяг 1,4 м3. Це дозволяє кожній особі приймати ванну 1 раз на тиждень (~200 л) та душ (~10 л) 2 рази на день.
50 л гарячої води на день - стала цифра, що використовується для розрахунків енергоспоживання в країнах Європи та для розрахунків системи ГВП.
Але в цих країнах споживання води здебільшого розраховується на базі споживання холодної води без виокремлення даних по гарячій воді, тому що централізоване ГВП не є розповсюдженим. Отже, споживання гарячої води в країнах ЄС "враховано" в обсягах споживання питної води загалом і не нормується окремо, а обраховується за середніми статистичними показниками. Можливо це ще тому, що важко обрахувати фактичне споживання гарячої води температурою, скажімо, 45-50°С(?) чи 65-70°С(?) та підмішування до неї холодної води (якої температури?) для досягнення на душовій лійці температури 30°С(?)-36°С(?). Вподобання та обставини використання гарячої води дуже індивідуальні.
Наприклад, в Польщі середня норма споживання води (холодна + гаряча) на душу населення в домашніх господарствах становить від 30 до 160 л на день (від 0,9 до 5,4 м3 на місяць) залежно від типу водопостачання та водокористування. Перша цифра відповідає системі, де є "водопровід без туалетів та ванних кімнат (каналізація відсутня), споживання води з джерела, що знаходиться біля будинку чи вулиці", більша цифра стосується, коли споживач має "водопровід, туалет, ванну кімнату, теплу воду (з теплоелектростанції, котлів квартирних, блокових)".
Більше інформації про статистику та норми споживання комунальних послуг в Європі - див.
http://euinfocenter.rada.gov.ua/uploads/documents/28893.pdf
До речі, норма споживання гарячої води на 1 особу в місті Києві складає (без лічильника) 3,5 куб. метра на одну особу на місяць (див. https://wiki.1551.gov.ua/pages/viewpage.action?
pageId=3507964 та https://www.gioc.kiev.ua/files/File/579_2015.htm), тобто 116 л на добу, що вповні вкладається в загальну статистику споживання гарячої води, наприклад, в європейській Польщі.