Могут ли PVT-панели быть единственным источником тепла для теплового насоса?

Как солнечная панель может заменить скважину?

Потому что источник тепла для теплового насоса не обязан быть теплым — он должен быть надежным и иметь температуру выше температуры испарения. Грунтовый контур дает 0–12 °C. Неостекленное PVT-поле дает примерно от −10 до +25 °C, причем сразу из трех источников: прямой солнечной радиации, окружающего воздуха, омывающего абсорбер, и скрытой теплоты конденсации и дождя. Именно этим пользуется моновалентный PVT-источник: поле полностью заменяет грунтовый коллектор, а гибридный коллектор PVT при этом еще и вырабатывает электроэнергию.

Схема — обычный тепловой насос «рассол-вода», у которого скважина заменена кровельным полем. Гликоль циркулирует от панелей к испарителю, возвращается более холодным и снова идет на кровлю, чтобы нагреться за счет любой доступной тепловой энергии окружающей среды. Тепловые насосы с PVT-источником уже устанавливаются в серийной жилой застройке в Нидерландах и других странах, так что это не лабораторная концепция, а реально применяемая схема.

Какой эффективности на практике достигает тепловой насос с PVT-источником?

Результаты натурных измерений и моделирования сходятся на значениях среднегодового коэффициента преобразования примерно от 3,3 до 3,8. В опубликованных исследованиях неостекленных оребренных PVT-панелей как единственного источника сообщается о SPF 3,49 при 20 м² коллекторов и 3,80 при 30 м², а в контролируемых установках стабильно удерживалось около 3,3 при температуре наружного воздуха, неоднократно опускавшейся до 0 °C и ниже. Это ставит системы с PVT-источником между хорошим воздушным тепловым насосом и неглубоким горизонтальным грунтовым контуром, причем сверху добавляется выработка электроэнергии фотоэлектрическим полем.

Продает PVT не столбец с SPF, а столбец с требованиями к участку. Нет сада, нет разрешения на бурение и нет наружного блока с вентилятором — в этом и состоит все предложение.

Какая площадь PVT нужна для моновалентной системы?

Около 2,5 м² панелей на каждый кВт тепловой мощности для оребренного неостекленного поля, что составляет примерно 4 м²/кВт с учетом реальной геометрии кровли, затенения и прокладки труб. Поэтому для теплового насоса «рассол-вода» мощностью 8 кВт потребуется порядка 20–32 м², то есть от десяти до шестнадцати панелей.

Подбирайте площадь по стороне источника, а не по кровле. Решающая проверка — минимальная температура рассола на входе в самый холодный расчетный день: если поле слишком мало, контур «затягивает» вниз, температура испарения резко падает, и компрессор всю зиму работает вблизи нижнего температурного предела. Подробные расчеты числа панелей, включая бивалентные случаи, приведены в материале сколько PVT-панелей нужно для теплового насоса?

Отсюда напрямую следуют два требования к оборудованию:

• Тепловой насос, допущенный к работе при температуре рассола на входе −15 °C и ниже: многие насосы для грунтовых контуров сертифицированы только до −5 °C и будут блокироваться.
• Неостекленные панели с оребрением тыльной стороны. Именно ребра превращают коллектор в эффективный воздушный теплообменник после захода солнца; панель с гладкой тыльной стороной теряет большую часть ночного вклада, описанного в материале работают ли PVT-панели зимой и ночью?

Что еще нужно моновалентной PVT-системе?

Буферная емкость на стороне источника, правильно подобранный расширительный бак и корректная логика управления. Объем контура источника сглаживает переходные периоды на рассвете и закате и придает полю инерцию, когда проходит облако; в инструкциях к тепловым насосам указан минимальный объем источника в литрах, и его нужно обеспечить, а не оценивать на глаз. Поскольку неостекленный PVT при стагнации нагревается до температуры ниже примерно 75 °C, а не до 150–200 °C, как остекленный плоский коллектор, расширительный бак можно подбирать без учета образования пара, а гликоль стареет намного медленнее.

Со стороны отопительных приборов ничего необычного нет. Тепловой насос по-прежнему заряжает накопитель и по-прежнему нуждается в низких температурах подачи, чтобы работать эффективно. Сочетание PVT-поля с буферной емкостью, например Solimpeks Solibuffer, работает именно по этой причине: поле повышает температуру источника, накопитель разделяет выработку и потребление, а компрессор получает более ровный и теплый сезон, чем у любого воздушного теплового насоса на том же месте.

Когда PVT не должен быть единственным источником?

Когда кровля не выдерживает нужной площади, когда тепловая нагрузка определяется высокотемпературными радиаторами или когда здание находится в по-настоящему суровом континентальном климате с долгими безветренными морозными периодами и малой инсоляцией. В таких случаях используйте PVT бивалентно — как усилитель источника рядом с воздушным блоком или с сокращенным полем скважин, где он к тому же регенерирует грунт в течение лета. Бивалентное PVT-поле может окупиться одной лишь регенерацией скважин в плотной застройке, где глубина бурения ограничена.