Соединение тепловых насосов с централизованным теплоснабжением
Исследователи из Швеции проанализировали влияние гибридной системы отопления, сочетающей тепловые насосы и централизованное отопление, на пять реальных зданий. Анализ показал, что жители смогли сэкономить до 2768 евро (3159 долларов) по сравнению со сценарием без подключения к источнику.
Группа учёных из Швеции оценила эффективность пяти многоквартирных домов, использующих гибридные системы, сочетающие тепловые насосы с вытяжной вентиляцией и централизованным отоплением.
“Это исследование однозначно оценивает производительность системы при недавно введенных динамичных структурах тарифов, демонстрируя значительную экономию энергии и затрат”, - сказала исследователь Катарина Рупар-Гадд pv magazine. “Это исследование восполняет пробел в эмпирических исследованиях по управлению спросом, предлагая полезную информацию об оптимизации работы систем отопления на основе местных моделей ценообразования”.
Исследование проводилось на примере трёх реальных зданий, расположенных в муниципалитете Векшё в Швеции, где в 2024 году был введён критический тариф на электроэнергию в пиковые часы. В этих зданиях используется интеллектуальное управление отоплением помещений и подачей горячей воды на основе рыночных цен на электроэнергию.
Данные были собраны в этих зданиях за 2022–2024 годы, после установки и активации гибридных систем. В то время как плата за электроэнергию включает в себя абонентскую плату, плату за эффект, плату за передачу и налог на электроэнергию, цена на централизованное отопление включает в себя цену за поток, цену за эффект, цену за электроэнергию и 25-процентный налог на добавленную стоимость (НДС).
«Сбор данных осуществлялся непрерывно, в основном по электронной почте и по телефону, где для зданий, выбранных для исследования, были получены счета за электроэнергию, расходы на централизованное отопление и торговлю электроэнергией», — пояснили исследователи. «Расчеты проводились в Excel, где для каждого здания, выбранного для исследования, ежемесячно отображались расходы на централизованное отопление и электроэнергию, а также потребление. Таблицы были разделены на разделы, посвященные электроэнергии, торговле электроэнергией и централизованному отоплению, в зависимости от компонентов цены».
В зданиях 1, 2 и 4 установлена интеллектуальная система управления отоплением, которая автоматически адаптирует источник потребления, а не сокращает его. Интеллектуальная система управления в здании 1 основана на системе управления, разработанной двумя фирмами, в здании 2 — на одном решении, а в здании 4 — на искусственном интеллекте. Площадь отапливаемых помещений составляет 7183 м2, 816 м2 и 3409 м2 соответственно. Здания 3 и 5 работают по системе ручного или фиксированного расписания, без автоматизации. Их площадь составляет 5914 м2 и 3896 м2.
Анализ показал, что общее потребление энергии на отопление снизилось во всех случаях на 15–32%. Кроме того, учёные обнаружили, что наибольшее снижение произошло в здании № 1, где среднемесячное снижение составило 32%, за ним следует здание № 5 со снижением на 25%, а также здания № 2 и № 4 со снижением на 17% и 15% соответственно.
Более того, они установили, что гибридные системы значительно снизили зависимость от централизованного теплоснабжения: в здании 1 потребление централизованного теплоснабжения сократилось на 48%, а в зданиях 5 и 4 — на 45% и 43% соответственно. В здании 2 было зафиксировано «более скромное» сокращение на 28%.
Во всех случаях была снижена расчётная мощность, то есть максимальное количество тепла, которое может потребоваться в очень холодный день, что привело к экономии на централизованном отоплении. Согласно результатам, в здании 1 расчётная мощность была снижена на 33 кВт, что позволило сэкономить 2768 евро (3159 долларов) в 2023 году. В здании 3, где система была внедрена раньше, экономия составила 1880 евро в 2023 году и 1557 евро в 2024 году. Здания Case 2 и 4 сэкономили менее 500 евро в первый год после установки.
«Одним из наиболее неожиданных результатов стало то, что, несмотря на широкую дискуссию в Швеции, нестабильные цены на электроэнергию оказались наименее значимым компонентом общих расходов на отопление», — заключил Рупар-Гадд. «Будущие исследования будут направлены на дальнейшее изучение влияния местных моделей ценообразования в других регионах, а также потенциального влияния изменения существующих структур ценообразования как на многоквартирные жилые дома, так и на коммерческую недвижимость».
Результаты исследовательской работы были представлены в статье «Энергоэффективность и экономия с помощью гибридного управления: централизованное отопление и тепловые насосы в многоквартирных домах», опубликованной в журнале Energy & Buildings. В исследовательскую группу вошли учёные из шведского Университета Линнея и консалтинговой компании Energirevisor ERW.