Κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας από την αντλία θερμότητας: ο υπολογισμός + 3 χρήσιμοι προσομοιωτές

Κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας από την αντλία θερμότητας: ο υπολογισμός + 3 χρήσιμοι προσομοιωτές

Πίνακας περιεχομένων

5/5 - (11 ψήφοι)

Ας δούμε λίγο πιο αναλυτικά την κατανάλωση της αντλίας θερμότητας

Μια γρήγορη υπενθύμιση για την αντλία θερμότητας

Γενική λειτουργία μιας αντλίας θερμότητας

Η αντλία θερμότητας είναι ένα μηχάνημα ηλεκτρικό. Χρησιμοποιεί ηλεκτρική ενέργεια που παρέχεται από τον προμηθευτή ηλεκτρικής ενέργειας, προκειμένου να λειτουργήσει το κύκλωμα ψύξης και να "αντλήσει" έτσι θερμίδες στο φυσικό περιβάλλον. Βασίζεται στην ίδια θερμοδυναμική αρχή με το ψυγείο και χρησιμοποιεί έναν συμπιεστή, μια βαλβίδα διαστολής, έναν συμπυκνωτή και έναν εξατμιστή.

Σημείωση: αν βρίσκεστε στη Γαλλία ή το Βέλγιο, μπορείτε να λάβετε 3 δωρεάν προσφορές με το παρακάτω εργαλείο. Δεν είναι ακόμη διαθέσιμο στην Ελβετία.

Υπάρχουν δύο κύριοι καταναλωτές ηλεκτρικής ενέργειας σε μια αντλία θερμότητας:

  • Πρώτα απ' όλα ο συμπιεστής της αντλίας θερμότητας. Είναι ο κινητήρας του ψυκτικού κύκλου που σας επιτρέπει να έχετε θέρμανση. Χρειάζεται ηλεκτρική ενέργεια για να λειτουργήσει.
  • Στη συνέχεια, το ηλεκτρικό στοιχείο θέρμανσης. Προσοχή στα τελευταία. Πράγματι, πολλές αντλίες θερμότητας είναι εξοπλισμένες με αυτό για να αποφεύγονται οι πιο κρύες καιρικές συνθήκες. Επειδή μια αντλία θερμότητας απορροφά λιγότερη ενέργεια όταν οι θερμοκρασίες είναι χαμηλές. Εάν χρησιμοποιείται μόνο ως εφεδρικό σύστημα, όλα είναι εντάξει και θα αυξήσει μόνο ελαφρώς το λογαριασμό στο τέλος του έτους, ανάλογα με το πόσο κρύα είναι η περιοχή σας.

Υπάρχουν επίσης ο ανεμιστήρας και άλλα στοιχεία όπως βαλβίδες ή αντλίες. Αλλά η κατανάλωση ενέργειας είναι συνολικά χαμηλή.

Οι διάφοροι τύποι αντλιών θερμότητας

Υπάρχουν 4 κύριες οικογένειες αντλιών θερμότητας για οικιακή θέρμανση:

  1. Αερόθερμες ή αντλίες θερμότητας αέρα/νερού: Παίρνουν τη θερμότητα από τον εξωτερικό αέρα και την "επιστρέφουν" μέσω ενός συστήματος ψύξης στο σύστημα νερού του σπιτιού.
  2. Αντλίες θερμότητας νερού-νερού: Αντλούν θερμίδες από μια φυσική πηγή νερού (μια λίμνη για παράδειγμα) και αναδιανέμουν αυτή την ενέργεια στο οικιακό σας σύστημα νερού.
  3. Γεωθερμικές ή αντλίες θερμότητας εδάφους/νερού: Παίρνουν τις θερμίδες από τη γη μέσω ενός γεωθερμικού καθετήρα στον κήπο σας (σε βάθος 50 έως 200 μέτρων ή και περισσότερο, ανάλογα με την απαιτούμενη ισχύ). Στη συνέχεια, εξακολουθώντας να χρησιμοποιείται η ίδια αρχή, η θερμότητα φτάνει στο δίκτυο ύδρευσης χάρη σε έναν συμπυκνωτή που ανταλλάσσει την ενέργεια.
  4. Αντλίες θερμότητας αέρα-αέρα: αυτές τις μονάδες που είναι κρεμασμένες στον τοίχο. Δεν συνιστώνται για σκοπούς θέρμανσης επειδή δεν είναι πολύ αποδοτικοί. Παίρνουν ενέργεια από τον εξωτερικό αέρα με την εξωτερική μονάδα και την επιστρέφουν στον αέρα του δωματίου.

Κάθε ένας από αυτούς τους τύπους αντλιών θερμότητας έχει διαφορετική λειτουργία και απόδοση, γεγονός που αναπόφευκτα επηρεάζει την κατανάλωση. Για παράδειγμα, οι αντλίες θερμότητας aqua thermal (νερό-νερό) έχουν φυσικά εξαιρετική απόδοση, ενώ οι αντλίες θερμότητας αέρος-αέρος είναι κακές για θέρμανση.

Στην πράξη, αυτό παρατηρείται με υψηλότερο ή χαμηλότερο COP για κάθε μηχάνημα. Υπενθυμίζεται ότι ο COP ή συντελεστής απόδοσης είναι ο λόγος μεταξύ της παραγωγής ενέργειας θέρμανσης σε kWh και της κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας σε kWh. Εδώ είναι οι τάξεις των ιδεών της COP :

  • Αντλία θερμότητας αέρος-αέρα: COP = 2 έως 3 (1 kWh ηλεκτρικής ενέργειας που καταναλώνεται = 2 ή 3 kWh που παράγονται για να σας θερμάνουν)
  • Αντλία θερμότητας αέρα-νερού: COP = 3 έως 4
  • Ηλιακή αντλία θερμότητας νερού: COP = 4 έως 5+.
  • Αντλία θερμότητας νερού-νερού: COP = 5 έως 7+.

Εάν προηγουμένως χρησιμοποιούσατε αμιγώς ηλεκτρική θέρμανση, μπορείτε να διαιρέσετε κατά προσέγγιση τον παλιό σας λογαριασμό με την τιμή COP για να υπολογίσετε τη νέα σας κατανάλωση με την αντλία θερμότητας.

Η κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας διαδραματίζει σημαντικό ρόλο στην υπολογισμός της τελικής τιμής μιας αντλίας θερμότητας στην Ελβετίαή στη Γαλλία. Αντιπροσωπεύει δαπάνες που θα επηρεάσουν τη διάρκεια της απόδοση της επένδυσης.

Για περισσότερες πληροφορίες πόσο θα καταναλώσει η ΚΓΠΜπορούν να χρησιμοποιηθούν τα εξής διάφορες μέθοδοι προσέγγισης που είναι ίσες μεταξύ τους.



Κατανάλωση αντλίας θερμότητας από την είσοδο ισχύος

Η αρχή είναι απλή Για παράδειγμα, η αντλία θερμότητας έχει ισχύ εισόδου 2,2 kW, όπως στην Yutaki Combi S 11 kW.

Είναι γνωστό ότι κατά μέσο όρο μια αντλία θερμότητας λειτουργεί :

2300 ώρες σε υψόμετρο άνω των 800 μέτρων για να παρέχει μόνο θέρμανση.

2500 ώρες σε υψόμετρο άνω των 800 μέτρων για την παροχή θέρμανσης και ζεστού νερού.

2000 ώρες σε υψόμετρο μικρότερο από 800m για να παρέχει μόνο θέρμανση. 

Και τέλος, 2300 ώρες επίσης σε υψόμετρο μικρότερο από 800 μέτρα για να εξασφαλίζεται θέρμανση και ζεστό νερό.


Έτσι απλά πολλαπλασιάζουμε την εισερχόμενη ισχύ σε kW με τις μέσες ώρες λειτουργίας σε ώρες.

Εάν ζούμε σε υψόμετρο μικρότερο από 800 μέτρα και η αντλία θερμότητας παρέχει θέρμανση και ζεστό νερό, τότε: 2,2kW x 2300 ώρες = 5060KWh (κιλοβατώρες) θα είναι η ηλεκτρική κατανάλωση της αντλίας θερμότητας. Αυτό το παράδειγμα ισχύει για ενδοδαπέδια θέρμανση, δεδομένου ότι θεωρήσαμε την απορροφούμενη ισχύ σε έξοδο νερού 35°C, όπως αναφέρεται στο παραπάνω φύλλο.

Ας υποθέσουμε ότι η τιμή της kWh είναι 16 ευρώ: ο λογαριασμός σας θα είναι περίπου 810 ευρώ ετησίως ή 68 ευρώ μηνιαίως.

Το κόστος αυτό μπορεί να συγκριθεί με την προηγούμενη κατανάλωση. Ωστόσο, αυτό δεν θα πρέπει να είναι το μόνο κριτήρια απόφασης.

Η κατανάλωση μιας αντλίας θερμότητας με τη χρήση του COP

Με αυτή τη μέθοδο προσέγγισης, η ιδέα είναι να υπολογίστε την κατανάλωση των προηγούμενων ετών με το παλιό σας σύστημα θέρμανσης. Πρόκειται για ενεργειακή ανακαίνιση.

Για το παράδειγμα φανταζόμαστε μια προηγούμενη κατανάλωση αερίου 2000m3 αερίου ετησίως για θέρμανση και ζεστό νερό χρήσης. Αυτά τα 2000m3 αερίου ισοδυναμούν στην πραγματικότητα με 22.000kWh ηλεκτρικής ενέργειας, επειδή η θερμογόνος δύναμη του αερίου είναι περίπου 11. Συνεπώς, πρόκειται για τις εγγενείς απαιτήσεις θέρμανσης και ζεστού νερού χρήσης για το εν λόγω κτίριο.


Ωστόσο, οι κατασκευαστές δίνουν τιμές COP στα τεχνικά τους δελτία δεδομένων. Ας πούμε ότι έχουμε COP 3,5

Αυτό σημαίνει ότι η αντλία θερμότητας αντλεί 3,5 φορές περισσότερη ενέργεια από ανανεώσιμες πηγές (αέρα, νερό ή έδαφος) από ό,τι από το δίκτυο ηλεκτρικής ενέργειας.

Έτσι, αν διαιρέσουμε αυτές τις 22'000kWh με αυτά τα 3,5, θα έχουμε την κατά προσέγγιση τελική κατανάλωση της αντλίας θερμότητας: 6285kWh σε αυτή την περίπτωση.

Αυτό θα σήμαινε ένα λογαριασμό, με κόστος 16 cts € ανά kWh, περίπου 1000 € ετησίως, ή 84 € ετησίως.

Μέση κατανάλωση και συγκεκριμένα παραδείγματα

Υπολογίζεται ότι η μέση απαίτηση θέρμανσης κυμαίνεται μεταξύ 35 και 50 Watt ανά m3 ανάλογα με το κλίμα, εάν η μόνωση είναι σωστή. Επομένως, ένα σπίτι 120 m2 θα έχει απαιτήσεις ισχύος θέρμανσης μεταξύ 4200W και 6000W. Στα παραδείγματα, θεωρείται ότι το σπίτι θερμαίνεται μέσω του δαπέδου (θερμοκρασία νερού 35°C).

Έτσι, 2 παραδείγματα προσαρμοσμένων ΚΑΠ είναι :

  • Hitachi Yutaki Combi S 2.0 - 6kW
  • Ο Ατλαντικός Fujitsu Alféa Extensa Duo A.I. 6 R32 5.5kW
Αρχική σελίδαΣυσκευήCOP A7/W35Pabsorbed A7/W35Κατανάλωση* kWh/έτοςλογαριασμός** € / έτος
Σπίτι 120m2Yutaki Combi S 2.0 R325.250.82kW1886kWh / έτος301€ / έτος
Σπίτι 120m2 Alféa Extensa Duo AI 6 R32 4.65 1.18kW 2714kWh / έτος 434€ / έτος
Σπίτι 200m2Alféa Extensa Duo AI 10 R32 4.52.11kW4853kWh / έτος776€ / έτος

*2300 ώρες λειτουργίας της αντλίας θερμότητας, κατά τη διάρκεια των 8 μηνών θέρμανσης

**16 cts € / kWh

Να επαληθεύεται στην πραγματικότητα ανάλογα με την κατάσταση κάθε ατόμου.

Μεταβλητές που επηρεάζουν την κατανάλωση ενέργειας της αντλίας θερμότητας

  • Η πρώτη μεταβλητή που επηρεάζει την ετήσια κατανάλωση είναι φυσικά το κλίμα του τρέχοντος έτους. Εάν ο χειμώνας είναι βαρύς και η εποχή διαρκεί, η αντλία θερμότητας θα λειτουργεί λίγο περισσότερο. Αντί για τον μέσο όρο των 2300 ωρών, για παράδειγμα, θα είμαστε σε ένα έτος όπου θα λειτουργεί για 2700 ώρες. Αυτή η μεταβολή του 20% θα αντανακλάται άμεσα στο λογαριασμό του ηλεκτρικού ρεύματος.
  • Δεύτερον, μία από τις μεταβλητές που επηρεάζει αυτό είναι τη θερμοκρασία εξόδου του νερού από την αντλία θερμότητας. Αν έχετε θερμαντήρα, η θερμοκρασία θα είναι πιθανώς 35°C ή και λιγότερο. Αυτό είναι ιδανικό για τις περισσότερες αντλίες θερμότητας. Ωστόσο, εάν έχετε θερμαντικά σώματα, τότε η θερμοκρασία του νερού στην έξοδο πρέπει να είναι υψηλότερη, επειδή η επιφάνεια ανταλλαγής τους είναι μικρότερη. Έτσι, η μηχανή θα λειτουργεί με διαφορετική ταχύτητα για να παράγει αυτές τις υψηλότερες θερμοκρασίες και η COP θα είναι χαμηλότερη. Αντί για 3,5 θα είναι για παράδειγμα 2,8. (Λιγότερο COP = περισσότερη κατανάλωση) Αυτή η μεταβολή του 20% θα καταβληθεί απευθείας από εσάς στον προμηθευτή ηλεκτρικής ενέργειας. 
  • Το ευφυής σχεδιασμός Το μέγεθος του συστήματος επηρεάζει επίσης την κατανάλωση της αντλίας θερμότητας. Εάν κάποιος από τους σχεδιαστές αποφάσιζε να τοποθετήσει μια πολύ μεγάλη δεξαμενή αποθήκευσης, για παράδειγμα, τότε η αντλία θερμότητας θα μπορούσε να λειτουργεί συνεχώς για να θερμάνει αυτή την τεράστια δεξαμενή, και όλα αυτά για το τίποτα. Αυτός είναι σίγουρα ένας από τους λόγους για τους οποίους υπάρχουν πιστοποιητικά ή άλλες ετικέτες για τις αντλίες θερμότητας, ώστε να διασφαλίζεται ότι ο σχεδιασμός είναι καλός. Στη Γαλλία, χρησιμοποιήστε επαγγελματίες με πιστοποίηση RGE ή QualiPAC. Στην Ελβετία πρόκειται για την πιστοποίηση GSP ή PAC Système Module.
  • Τέλος, μπορούμε να μιλήσουμε για ηλεκτρικές αντιστάσειςΕάν δεν είναι μόνο για εφεδρεία, μπορεί να ενεργοποιηθούν χωρίς να το γνωρίζετε, λόγω κακής καλωδίωσης ή λόγω ενός εγκαταστάτη που δεν είναι εξοικειωμένος με τα πρότυπα της περιοχής. Αυτό μπορεί να θέσει το ηλεκτρικό σας κόστος σε γεωστατική τροχιά.

Η κατανάλωση μιας αντλίας θερμότητας ανάλογα με τον τύπο

Ίσως αναρωτιέστε ποιον τύπο αντλίας θερμότητας να επιλέξετε για να θερμάνετε σωστά το σπίτι σας χωρίς να καταναλώνετε πολύ ενέργεια. Ανάλογα με την πηγή από την οποία αντλείτε την ενέργεια, η απόδοση είναι διαφορετική και, επομένως, η κατανάλωση ποικίλλει.

Κατανάλωση μιας αντλίας θερμότητας αέρα-αέρα

Ο αέρας είναι ένα μέσο με χαμηλότερη θερμοχωρητικότητα από το νερό, επομένως η COP των αντλιών θερμότητας πηγής αέρα είναι πάντα χαμηλότερη από άλλα μοντέλα αντλιών θερμότητας. Είναι προτιμότερο να αποφύγετε τη θέρμανση με αντλία θερμότητας αέρα-αέρα, εκτός εάν για οικονομικούς λόγους δεν αξίζει να εγκαταστήσετε αντλία θερμότητας αέρα-νερού και δεν χρειάζεστε θέρμανση συχνά κατά τη διάρκεια του έτους.

Κατανάλωση μιας αντλίας θερμότητας αέρα-νερού σε kwh

Η μέθοδος(ες) που παρουσιάστηκε(-ονται) παραπάνω σας επιτρέπει(-ουν) να βρείτε την κατανάλωσή σας σε kwh με απλό τρόπο. Χρησιμοποιήστε την είσοδο ρεύματος, αυτό είναι το πιο εύκολο. Οι αντλίες θερμότητας αέρα-νερού προτιμώνται επειδή είναι ευκολότερη η μεταφορά της θερμότητας στο νερό στο σύστημα νερού, δεδομένου ότι το νερό έχει 4 φορές μεγαλύτερη θερμοχωρητικότητα από τον αέρα. Έτσι, οι τιμές COP είναι πολύ καλύτερες και η κατανάλωση είναι χαμηλότερη. Ωστόσο, εξακολουθούμε να αντλούμε θερμότητα από τον κρύο αέρα το χειμώνα, πράγμα που δεν είναι βέλτιστο. Ο ιδανικός τρόπος για να περιορίσετε την κατανάλωση είναι να έχετε μια πηγή με σταθερή ή ελάχιστα μεταβαλλόμενη θερμοκρασία.

Κατανάλωση μιας αντλίας θερμότητας αέρα-νερού για μια κατοικία 100 m2

Ας πάρουμε αυτό το κοινό παράδειγμα στη Γαλλία ενός σπιτιού περίπου 100m2. Η κατανάλωση εξαρτάται από το εγκατεστημένο μοντέλο. Ας πάρουμε μια τυπική περίπτωση μιας αντλίας θερμότητας 7kW με μέσο COP 3,5 που λειτουργεί 2300 ώρες το χρόνο. 7 / 3,5 = 2kW που απορροφάται από το ηλεκτρικό δίκτυο, και αυτό για 2300 ώρες, δηλαδή 4600kWh ανά έτος κατανάλωσης, που δίνει 800€ με μια kWh στα 0,174€, δηλαδή 66€ ανά μήνα και 2,2€ ανά ημέρα.

Κατανάλωση μιας αντλίας θερμότητας νερού-νερού

Η ιδανική περίπτωση είναι οι αντλίες θερμότητας που αντλούν τη θερμότητά τους από το νερό. Αυτές οι πηγές έχουν πολύ πιο σταθερή θερμοκρασία καθ' όλη τη διάρκεια του έτους (λίμνη ή ποτάμι, ή γεωθερμικός καθετήρας με γλυκόλη). Για να περιορίσετε την κατανάλωσή σας όσο το δυνατόν περισσότερο είναι το καλύτερο, αλλά από την άλλη πλευρά είναι γενικά πολύ πιο ακριβό. Ο συντελεστής COP μπορεί να φτάσει έως και 5 ή 6, επιτρέποντάς σας να παράγετε 6 φορές περισσότερη ενέργεια από όση καταναλώνετε σε ηλεκτρική ενέργεια.

Κατανάλωση αντλίας θερμότητας πισίνας

Η θέρμανση μιας πισίνας είναι μια πολυτέλεια μακριά από κάθε οικολογική σκέψη. Πρέπει να θερμάνετε μεγάλο όγκο νερού για αρκετές ημέρες για να έχετε τους 28 βαθμούς στο νερό. Και θα πρέπει να το συντηρείτε, επειδή το νερό θα χάνει από 1 έως 3°C την ημέρα. Θα πρέπει να διατηρείτε σε λειτουργία την αντλία θερμότητας, η οποία θα σας κοστίζει περίπου 500€ ετησίως για μια τυπική πισίνα.

Εδώ είναι ένας προσομοιωτής κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας για πισίνες: http://www.jcg2.fr/piscine_bilan.php

Προσομοιωτής κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας αντλίας θερμότητας: 3 εργαλεία

Το μη αναφερόμενο μερίδιο της κατανάλωσης: προχωρώντας παραπέρα.

Ο λέβητας αερίου χρησιμοποιεί αέριο που εξάγεται από φυσικά αποθέματα και στη συνέχεια μεταφέρεται στην Ευρώπη.

Η αντλία θερμότητας χρησιμοποιεί ηλεκτρική ενέργεια από μια πηγή παραγωγής. Ωστόσο, αυτή η πηγή παραγωγής έχει επίσης τη δική της παραγωγή. Αυτό μπορεί να είναι ένας σταθμός ηλεκτροπαραγωγής με καύση πετρελαίου, ένα υδροηλεκτρικό φράγμα ή ένας πυρηνικός σταθμός ηλεκτροπαραγωγής.

Το συνολική απόδοση της παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας είναι περίπου 40%. Ακόμη και αν Ορισμένες τουρμπίνες της Siemens, όπως η SGT-8000H, επιτυγχάνουν σήμερα απόδοση ρεκόρ άνω των 60%. 

Έτσι, όταν λέμε ότι ένα COP 3,5 σημαίνει ότι 1 kWh απορροφάται από το δίκτυο για κάθε 3,5 kWh παραγόμενης ενέργειας θέρμανσης, αυτό δεν είναι ακριβές. 

Δεδομένου ότι για την παραγωγή αυτού του 1kWh χρειαζόμασταν μια μονάδα παραγωγής ενέργειας με απόδοση 40%. Αυτή η 1kWh κοστίζει στην πραγματικότητα 1/0,4 ή 2,5kWh, δηλαδή 2,5 φορές περισσότερο.

Ας συγκρίνουμε μια αντλία θερμότητας και έναν λέβητα φυσικού αερίου για να δούμε την απόλυτη διαφορά.

Θεωρήστε μια αντλία θερμότητας με μέσο συντελεστή απόδοσης 3,5 και έναν λέβητα αερίου με ετήσιο βαθμό απόδοσης 97%.

Στο μέγιστο φορτίο, a Η αντλία θερμότητας 10kW δεν έχει COP 3,5 αλλά μάλλον 2,3 οπότε θα καταναλώνει 10kW/2,3 = 4,34kW ηλεκτρικής ενέργειας από το δίκτυο.

Αλλά για να δημιουργήσουμε αυτά τα 4,34kW χρειαζόμασταν αρχικά 2,5 φορές περισσότερη ενέργεια: ή 10,85kW πρωτογενούς ενέργειας.

Το λέβητα φυσικού αερίου ίδιας ισχύος 10kW, με βαθμό απόδοσης 95%θα κατανάλωνε 10/0,95 ή 10.52kW.

Στη συγκεκριμένη περίπτωση και με τις προσεγγιστικές τιμές COP (ανάλογα με τον κατασκευαστή), βλέπουμε ότι ο λέβητας αερίου καταναλώνει ελαφρώς λιγότερο σε απόλυτους όρους από την αντλία θερμότητας.

Ωστόσο, χρησιμοποιεί ορυκτή ενέργεια, η οποία εξ ορισμού είναι εξαντλήσιμη, ενώ η αντλία θερμότητας χρησιμοποιεί αέρα, ο οποίος είναι ανανεώσιμος. 

Ας υποθέσουμε ότι η ηλεκτρική ενέργεια από την αντλία θερμότητας παράγεται σε ένα εργοστάσιο παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας με αεριοστρόβιλο, τότε στο τέλος καίγεται σχεδόν τόσο φυσικό αέριο από την πλευρά της αντλίας θερμότητας για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, όσο και από την πλευρά του λέβητα φυσικού αερίου για να λειτουργήσει ως καύσιμο στον λέβητα.

Είναι απλώς θέμα του πλαισίου αναφοράς: για τον λέβητα όλα γίνονται επιτόπου, ενώ για την αντλία θερμότητας μέρος της μετατροπής της ενέργειας γίνεται εξωτερικά και δεν εξετάζεται πραγματικά.

ΣΎΓΚΡΙΣΗ 10 ΔΙΑΙΡΟΎΜΕΝΩΝ ΑΝΤΛΙΏΝ ΘΕΡΜΌΤΗΤΑΣ

X
elGreek