Система, що об’єднує теплові насоси та централізоване опалення, отримає найкраще з цих обох методів опалення. Але в Швеції, де обидві методи широко поширені, між ними існує конкуренція. До сьогодні. В останні роки інтерес зростає, і тепер все більше уваги приділяється пошуку оптимальних комбінацій. Дослідницький проект «Теплові насоси в системах централізованого теплопостачання» досліджував три альтернативи, які описано нижче.
В виробничій галузі в Ґетеборзі (Gothenburg), Швеція, використовуються як теплові насоси, так і централізоване опалення. Два теплових насоси відновлюють тепло від технологічного охолодження для опалення приміщень та нагрівання води, що доповнюється центральним опаленням взимку. Система досягла коефіцієнта сезонної продуктивності (SPF) 5,2 для теплових насосів.
В даний час теплові насоси та підстанція центрального опалення з’єднані послідовно. Зворотний потік спочатку нагрівається тепловим насосом, а потім центральним опаленням, якщо це необхідно. Влітку, коли потреба в опаленні нижче, а центральне опалення дешевше, теплові насоси відключаються.
Оцінка роботи системи показує, що краще підключати тепловий насос і централізоване теплопостачання паралельно, а не послідовно. Це призведе до підвищення ККД для теплового насосу і до більш низької зворотної температури для центрального опалення. Недоліком є те, що стратегія керування, в такому випадку, буде більш складною.
Гібридний тепловий насос, як тут описано, може перемикатися між функцією теплового насосу і центральним опаленням. Оскільки багато будинків у Швеції з тепловими насосами також мають підключення до мережі теплопостачання, в багатьох випадках ця альтернатива доступна. Власник будинку може обирати вид опалення в залежності, наприклад, від вартості або екологічних факторів. Така установку можна було розглядати як підготовку до роботи в рамках майбутньої інтелектуальної мережі.
В рамках проекту було розроблено та випробувано алгоритм вибору між тепловим насосом і центральним опаленням у багатоквартирному будинку в Лінчепінгу (Linköping). Він враховує поточні умови експлуатації, ціни на енергоносії та погодинну вартість. Алгоритм буде головним чином обирати тепловий насос восени, взимку та навесні, в той час як влітку домінуватиме центральне опалення.
Гібридний тепловий насос є більш дорогим, ніж стандартний, але витрати на енергію будуть нижчими. Таким чином були розраховані витрати на життєвий цикл. Які показують, що при терміні окупності 5 років, гібридний тепловий насос може коштувати більш ніж до 9 500€. Термін окупності 10 років дозволяє додатково інвестувати до 17 000€.
В рамках проекту було вивчено, яким чином має бути розроблено рішення щодо виробництва гарячої води (ГВП) за допомогою теплового насосу, з використанням зворотного потоку центрального опалення в якості джерела тепла. Однією з проблем є постійні зміни температури, що впливають на умови роботи теплового насосу. Інший аспект полягає в тому, що внаслідок температурних рівнів зворотного потоку, потрібен підігрів підлоги. Також було показано, що для багатоквартирних будинків краще використовувати центральний тепловий насос порівняно з малими тепловими насосами для кожної квартири, хоча це і призводить до більших втрат тепла через циркуляцію ГВП.
Маркус Ліндаль (Markus Lindahl), Джессіка Бенсон (Jessica Benson), Томі Вальфрідсон (Tommy Walfridson), Дослідницькі інститути Швеції RISE (RISE Research Institutes of Sweden), Швеція.
