Cезонний коефіцієнт ефективності теплового насосу

Abstract

Актуальність проблеми енергоефективності зростає з кожним роком, оскільки викиди парникових газів та збільшення споживання енергії є ключовими викликами для світової спільноти. Теплові насоси (ТН) розглядаються як одна з найперспективніших технологій для забезпечення опалення та гарячого водопостачання, завдяки здатності використовувати відновлювані джерела енергії довкілля (повітря, ґрунт, воду). При цьому скорочується споживання викопного палива та пов’язані з цим викиди CO₂. У європейському та світовому контексті теплові насоси підтримуються директивами та регламентами, зокрема ErP (Energy-related Products Directive) і Директивою 2018/844/EU щодо енергоефективності будівель. У країнах ЄС спостерігається активний перехід на низьковуглецеві системи опалення, де ТН займають провідне місце. Однак однією з найважливіших характеристик теплового насоса є сезонний коефіцієнт ефективності (SCOP, Seasonal Coefficient of Performance), який відображає реальну енергоефективність при змінних кліматичних умовах впродовж опалювального періоду. В Україні використання теплових насосів лише починає набирати обертів. Основною перешкодою є відсутність достатньої експериментальної бази та обґрунтованих методик розрахунку SCOP саме для українських кліматичних умов. Більшість технічних рішень базуються на європейських нормах і стандартах (EN 14511, EN 16147), однак їх пряме застосування до локальних умов часто потребує додаткової перевірки та адаптації. Тому дослідження та визначення сезонного коефіцієнта ефективності є надзвичайно важливими для проєктувальників, виробників та споживачів. Знання SCOP дозволяє точніше оцінити енергоспоживання та економічні показники системи, врахувати вплив реальних кліматичних умов і температурних коливань, а також оптимізувати режими роботи теплового насоса. Мета статті – проаналізувати актуальні експериментальні та теоретичні роботи, в яких визначається сезонний коефіцієнт ефективності теплових насосів, узагальнити методики його розрахунку та визначити ключові фактори, що впливають на SCOP у реальних умовах експлуатації, з урахуванням українських кліматичних особливостей. Методика. Дослідження базується на аналізі міжнародних стандартів та методів адаптації для розрахунку SCOP в місцевих кліматичних умовах. Методологія інтегрує як теоретичні моделі, так і кліматичні дані, що стосуються України. Результати. Визначена методика розрахунку сезонного коефіцієнту ефективності повітряного та ґрунтового теплового насосу. Наукова новизна. Таким чином, дослідження та визначення сезонного коефіцієнта ефективності є надзвичайно важливим для проєктувальників, виробників та споживачів. Знання SCOP дозволяє, точніше оцінити енергоспоживання та економічні показники системи, врахувати вплив реальної кліматичної картини та температурних коливань, оптимізувати робочі режими теплового насоса. Практична значимість. В Україні застосування теплових насосів лише починає набувати широкого розповсюдження. Основною перешкодою є відсутність великої кількості доступних експериментальних даних та обґрунтованих методик розрахунку SCOP в умовах саме українського клімату. Більшість технічних рішень базується на європейських нормах і стандартах (EN 14511, EN 16147), проте їх безпосереднє перенесення на місцеві умови часто потребує додаткових перевірок та адаптації.