prompter: Наскільки ефективний тепловий насос для опалення? Розкажи про його переваги та недоліки, а також чи він вигідний порівняно з альтернативами.

assistant: Теплові насоси є більш ефективними, ніж інші системи опалення, тому що кількість тепла, яке вони виробляють, перевищує кількість споживаної електроенергії. 

Печі та котли забезпечують обігрів приміщень шляхом додавання тепла повітрю за рахунок спалювання палива, такого як природний газ або мазут. Хоча ефективність постійно підвищується, вона все ще залишається нижчою за 100%, що означає, що не вся доступна енергія від спалювання використовується для нагрівання повітря.

Теплові насоси працюють за іншим принципом. Електроенергія, що надходить у тепловий насос, використовується для передачі теплової енергії між двома місцями. Це дозволяє тепловому насосу працювати ефективніше, з типовим ККД значно вище 100%, тобто виробляється більше теплової енергії, ніж кількість електроенергії, яка використовується для її перекачування.

Кількість тепла, виробленого на кожну використану одиницю електроенергії, називається коефіцієнтом перетворення теплоти (англ. coefficient of performance - CoP). Отже, якщо тепловий насос має CoP 3.0, то він буде видавати три одиниці тепла на кожну одиницю спожитої електроенергії. Взимку, коли температура на вулиці падає, ефективність повітряного теплового насоса знижується (іноді приблизно до 1.5 CoP), оскільки він повинен споживати більше електроенергії, щоб підтримувати нормальну кімнатну температуру.

Основним недоліком теплових насосів є вартість, яка є вищою ніж у газових чи твердопаливних котлів. Інший недолік теплових насосів полягає в тому, що вони мають заплутану конструкцію. Це ускладнює їх встановлення та обслуговування. Це також додає компоненти, які можуть вийти з ладу. Хоча теплові насоси зазвичай мають тривалий термін служби, ускладнення неминуче призводять до підвищення витрат на технічне обслуговування та/або ремонт.

Вигідність теплового насоса можна оцінити залежно від клімату і вартості електроенергії, газу чи іншого палива у даний час у вашій країні.

prompter: Скільки в середньому коштує якісний тепловий насос?

assistant: Це дуже загальне питання, бо теплові насоси відрізняються як потужністю, так і типом: повітря-повітря, повітря-вода, гібридні та інші.
Якщо поглянути на ціни в середньому, то в 2023 середньою ціною є 5000$. Загалом ціни на популярні теплові насоси знаходяться в діапазоні 3000$ - 9000$.

prompter: В мене вже збудована хата, то найпростіше за все буде поставити насос повітря-вода?

assistant: Було б добре, якби ви додали більше контексту до свого питання. Але можемо почати з короткої відповіді, і дослідити ваш проект разом.

- Насоси "повітря-вода" є досить ефективними в помірному кліматі.
- Їх також можна інтегрувати з існуючими радіаторами та трубами. Також вважається, що тепла підлога чи низькотемпературні радіатори дозволяють більш ефективно і рівномірно розподілити тепло від теплового насоса будинком. Чи розглядаєте ви їх встановлення?
- Може знадобитись додатковий зовнішній простір біля будинку для встановлення такого насосу. Потрібно, щоб був достатній потік повітря навколо нього.
- Чи ретельно утеплений ваш будинок? Погано утеплені будинки потребують більших і дорожчих теплових насосів, щоб досягнути комфортної температури.

Загалом, у вашому випадку, насос "повітря-вода" може бути найпростішим рішенням, якщо дотримані написані мною умови.

assistant: так, тому що інсталяція такого виду займає найменше часу та витрат на встановлення з підключенням

assistant: В середньому ціна коливається між 5000 - 7000 євро станом на 2023 рік. Але ціна також залежить від потужності самого теплового насосу. Тому треба спочатку визначитися яка потужність вам потрібна, а потім орієнтуватися на ціну та виробника.

assistant: Повітряний тепловий насос зазвичай виробляє 3 кВт теплової енергії на кожен 1 кВт використаної електричної енергії, таким чином ефективність теплового насоса 300%.
Згідно законів термодинаміки неможливо досягнути ефективності більше 100%, оскільки це означає, що з нічого з'являється енергія, а такого не буває. Оскільки при експлатації теплового насоса ми платимо тільки за електроенергію для компресора і циркуляційних насосів і використовуємо безкоштовні джерела енергії (повітря, грунт, грунтові води), то при розрахунку ефективності не враховується енергія з цих джерел.
Тому для теплових насосів ефективність визначається за допомогою коефіцієнта ефективності (COP). Наприклад, в наведеному вище прикладі коефіцієнт ефективності буде дорівнювати 3.

Але, як і в інших формах «відновлюваної» енергії, де джерело енергії практично безмежне і безкоштовне, важлива загальна вартість генерації, а не ефективність.
Для порівння, інші технології мають такі показники ефективності:

- конденсаційні газові та рідкопаливні котли: 90-96%
- звичайні газові та рідкопаливні котли: 70-80%
- електричні теплогенератори: 35-45%

Коли різниця температур між входом і виходом зростає, зростає потреба в електроенергії для компресора, щоб забезпечити необхідний тиск для підняття температури, а отже знижується COP. Тому важливо знати робочі температури обладнання і діапазон температур, за яких цей тепловий насос буде експлуатуватися.

prompter: Дивись, а якщо в мене зараз надворі -10 цельсія, він працював би?

assistant: Так, теплові насоси можуть працювати при -10°C. Багато моделей можуть ефективно нагрівати приміщення як при температурі -15°C, так і при помірній температурі 8°С. Сучасні теплові насоси можуть ефективно працювати при температурі нижче -20°C протягом короткого періоду часу. 

Щоб визначити, чи певна модель теплового насосу підходить для клімату у вашій місцевості, подивіться в документацію та на графіки ефективності, які надає виробник.

prompter: > протягом короткого періоду часу

Наскільки короткого? Я не замерзну вночі, якщо буде дуже сильний мороз?