От какво зависи ефективността на термопомпените инсталации

06.06.2025   |   Начало»Новини

Редактор
Екатерина Амова

Редактор
Екатерина Амова

Изследователи от Швейцарския федерален технологичен институт ETH Zurich са провели мащабно полево проучване, за да изследват ефективността на работа на термопомпите, съобщават от института. Изследванията в условия на експлоатация показват, че доста често тези устройства не са оптимално конфигурирани.

За решение на проблема могат да помогнат системите за мониторинг и подходящи нормативни стандарти. Правилната конфигурация и наблюдение на настройките са от решаващо значение за ефективната работа на термопомпата, сочат резултатите от проучването.

Значимост на проблема

Термопомпите в момента са най-търсеният източник на топлинна енергия в Швейцария. От 2000 г. насам броят им се е увеличил многократно и всяка пета сграда се отоплява по този начин. Тези агрегати имат съществен принос за постигане на целта за нулеви нетни емисии на обществото като цяло. В същото време те увеличават потреблението на електроенергия, което прави ефективната им работа важен фактор. Повечето собственици не са в състояние да преценят дали техните агрегати са правилно конфигурирани. Трябва да се има предвид, че при внедряването на климатично чисти технологии от особено значение е тяхната ефективност, която се отразява пряко и на разходите за енергия.

Общоевропейско проучване

В проведеното обширно проучване на терен изследователи от ETH Zurich изследват ефективната работа на термопомпите. Те прекарват две години в събиране на данни в реално време от 1023 устройства в десет европейски страни, включително Германия, Австрия, Нидерландия, Швеция, Дания, Франция и Обединеното кралство. Целта на проучванетое да се разработи система за сравняване на устройствата помежду им по стандартизиран начин, въпреки че са инсталирани в различни видове сгради.

В проучването са използвани данни от един производител, но се предполага, че направените констатации ще се валидни и при други. "Нашите резултати могат да се тълкуват универсално, тъй като събраните данни и алгоритми се основават изключително на физически измервания като температура на потока и консумация на енергия", казва Тобиас Брудермюлер, един от водещите членове на екипа.

Неправилната конфигурация води до загуба на енергия

По време на периода на наблюдение са установени значителни разлики в производителността. Уредите с най-ниски нива на ефективност в някои случаи са два или три пъти по-неефективни от тези с най-високи нива на ефективност. Всъщност 17% от термопомпите въздух-вода не отговарят на европейските стандарти за ефективност.

Оптимизирането на настройката на отоплителната крива би решило този проблем за много устройства, установяват учените. В своето проучване изследователите от ETH също така показват, че едно от десет устройства е преоразмерено. Устройство с по-малка мощност би било достатъчно за преобладаващите условия в сградата и би консумирало по-малко електроенергия. От друга страна, при само 1% от устройствата е установено, че са по малки от нужното, което пък може да доведе до претоварване и по-лесна повреда на устройствата.

"Макар да знаехме, че грешките при планирането и конфигурирането на термопомпите не са необичайни, ни изненада колко силно това се отразява на постигнатите реално нива на ефективност и колко ясно това е видно от данните", казва Торстен Стааке, съпредседател на лабораторията Bits to Energy в ETH Zurich.

Как може да се увеличи ефективността

През 2023 г. Тобиас Брудермюлер провежда подобни проучвания в Швейцария в сътрудничество с партньори от индустрията, Швейцарската федерална служба по енергетика и доставчика на електроенергия на кантон Цюрих (EKZ). Те се основават на данни за потреблението на електроенергия от швейцарски домакинства, оборудвани с интелигентни измервателни уреди, и са оценени с помощта на изкуствен интелект.

Проучванията установяват, че 41% от 410-те изследвани агрегата имат твърде висока крива на отопление, при която термопомпите генерират ненужно високо повишение на температурата. В 36% от случаите е активиран нощният режим с намалена температура, което води до охлаждане на сградата през нощта и след това до необходимост от повторно затопляне сутрин. В 26% от случаите е зададен твърде висок праг на топлина, което означава, че агрегатите са работили по-дълго от необходимото предвид външната температура.

На база на проведените изследвания авторите отправят следните препоръки за повишаване на ефективността към собствениците на термопомпи:

• Температура на потока, която е възможно най-ниска и постоянна (между 35°C и 55°C, в зависимост от сградата), е индикатор за ефективна работа;
• Дали е налице добро съотношение между консумацията на електроенергия и генерираната топлина може да се съди по годишния коефициент на ефективност, който трябва да е над три. Това обикновено може да се провери в приложение или на контролния панел на термопомпата;
• Постоянната работа показва добре конфигурирано устройство. Уверете се, че устройството не се включва и изключва твърде често.

Оптимизиране със средствата на дигитализацията

За да се гарантира ефективност през целия жизнен цикъл, авторите на проучването предлагат стандартизиране на мониторинга на устройствата в цяла Европа. "Все още нямаме рамковите условия за технически стандарти, които биха отговаряли на разнообразието от ситуации, засягащи реалните сгради", казва Брудермюлер.

Чрез разработването на алгоритми те искат да предоставят информация на домакинствата специално за потенциала за оптимизиране на техните термопомпи. Данните от сензори от уеб базирани отоплителни уреди и интелигентни измервателни уреди, по-специално, откриват нови възможности.

"Тези данни ще помогнат на собствениците да опознаят по-добре своите уреди, да намалят сметките си за енергия и да подобрят удовлетвореността си от тях. Това, от своя страна, ще доведе до по-бързо внедряване на тези системи и по-бързо постигане на климатичните цели. Термопомпите вече са напреднала технология за климатично щадящо отопление. Следващата стъпка е да направим тяхната работа по-интелигентна и ефективна", заключават изследователите.

Ключови думи: ETH Zurich   термопомпи   енергийна ефективност  

Област: ОВК