ЕНЕРГЕТИЧНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОВІТРЯНИХ ТА ГЕОТЕРМАЛЬНИХ ТЕПЛОВИХ НАСОСІВ В УМОВАХ РЕАЛЬНОЇ ЕКСПЛУАТАЦІЇ

Олег Менжинський; Андрій Соломаха

doi:10.20535/1813-5420.3.2026.365408

Т. · № 3 · 2026 жов 12, 2026 ЕНЕРГЕТИЧНА ЕФЕКТИВНІСТЬ ТА ЕНЕРГОЗБЕРЕЖЕННЯ

ЕНЕРГЕТИЧНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОВІТРЯНИХ ТА ГЕОТЕРМАЛЬНИХ ТЕПЛОВИХ НАСОСІВ В УМОВАХ РЕАЛЬНОЇ ЕКСПЛУАТАЦІЇ

ОМ

Олег Менжинський Відповідальний Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Україна

АС

Андрій Соломаха Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Україна

Сторінки140-148 Опублікованожов 12, 2026 ЛіцензіяВідкритий доступ

PDF

ТОМ · № 3 · 2026 85 Переглянути випуск

Анотація

В статті виконано порівняльний аналіз теплотехнічних характеристик повітряного (Vitocal 200-S) та ґрунтового (Vitocal 300-G) теплових насосів за даними безперервного моніторингу в реальних умовах експлуатації для приватних будинків Київського регіону (Температурна зона I). Було виміряно основні параметри для двох об’єктів з практично ідентичним тепловим навантаженням. Фіксувалися масові витрати теплоносіїв, температури подачі та зворотної лінії, а також спожита потужність (з дискретністю 15 хв). Сезонний коефіцієнт ефективності (SCOP) визначався методом інтегрування тижневих показників, а невизначеність – за JCGM 100:2008. В результаті отримано наступні результати: SCOP ґрунтового насоса (4,81) перевищує повітряний аналог (3,45) на 39,4%. Втрати на відтаювання: ≈520 циклів/сезон, зниження SCOP на 0,12–0,18. стандартне відхилення температури джерела: σ = 8,6 °C (повітря) проти σ = 2,3 °C (ґрунт), невизначеність COP ≤ ±3,1%. Ґрунтові ТН забезпечили на 39% вищу сезонну ефективність та на 37% менші викиди CO₂ порівняно з повітряними аналогами. Виявлено суттєвий розрив між стандартизованими (EN 14825) та реальними показниками повітряних ТН.

Ключові слова

#тепловий насос #ґрунтовий #повітряний #SCOP #COP #відтаювання випарника #регенерація ґрунту

Посилання

Directive 2018/2001/EU of the European Parliament and of the Council on the promotion of the use of energy from renewable sources. Official Journal of the EU L 328, Dec. 21, 2018.
Law of Ukraine “On Alternative Energy Sources” No. 555-IV, Feb. 20, 2003 (as amended).
J. W. Lund and A. N. Toth, “Direct utilization of geothermal energy 2020 worldwide review,” Geothermics, vol. 90, art. 101915, 2021, doi: 10.1016/j.geothermics.2020.101915.
I. Staffell, D. Brett, N. Brandon, and A. Hawkes, “A review of domestic heat pumps,” Energy & Environ. Sci., vol. 5, no. 11, pp. 9291–9306, 2012.
J. F. Urchueguía, M. Zacarés, J. M. Corberán, Á. Montero, J. Martos, and H. Witte, “Comparison between the energy performance of a ground-coupled and an air-to-water heat pump system,” Energy Convers. Manag., vol. 49, no. 10, pp. 2917–2923, 2008.
S. J. Self, B. V. Reddy, and M. A. Rosen, “Geothermal heat pump systems: Status review and comparison with other heating options,” Appl. Energy, vol. 101, pp. 341–348, 2013.
EN 14825:2022. Air conditioners, liquid chilling packages and heat pumps – Testing and rating at part load conditions and calculation of seasonal performance. Brussels: CEN, 2022.
Viessmann, Vitocal 200-S: Technical Guide AWB-AC 201.D04 – AWB-AC 221.D16. Allendorf: Viessmann, 2022.
Viessmann, Vitocal 300-G: Technical Guide BW 301.A06 – BWC 301.A17. Allendorf: Viessmann, 2022.
National Commission for State Energy and Public Utilities Regulation of Ukraine, Resolution No. 641, Apr. 26, 2023, “On Establishment of Electricity Tariffs for Household Consumers.”
C. S. Blázquez, I. M. Nieto, J. C. García, P. C. García, A. F. Martín, and D. González-Aguilera, "Comparative analysis of ground source and air source heat pump systems under different conditions and scenarios," Energies, vol. 16, no. 3, art. 1289, 2023, DOI: 10.3390/en16031289.
T. Aprianti, E. Tan, C. Diu, B. Sprivulis, G. Ryan, K. Srinivasan, and H. T. Chua, "A comparison of ground and air source heat pump performance for domestic applications: A case study in Perth, Australia," Int. J. Energy Res., vol. 45, no. 15, pp. 20686–20699, 2021, DOI: 10.1002/er.7133.
S. Sirén, J. Hirvonen, and P. Sormunen, "Comparison of traditional and ambient air-assisted ground source heat pump systems using different bore field configurations," Energy Convers. Manag., vol. 323, art. 119240, 2025, DOI: 10.1016/j.enconman.2024.119240.
A. Żelazna and A. Pawłowski, "Review of the role of heat pumps in decarbonization of the building sector," Energies, vol. 18, no. 13, art. 3255, 2025, DOI: 10.3390/en18133255.

Ліцензія

CCBY 4.0

Creative Commons Із зазначенням авторства 4.0 Міжнародна

Ця робота має відкриту ліцензію: вільно поширюйте та адаптуйте її, посилаючись на авторів і журнал. Умови ліцензії ↗

Попередня у випуску МЕТОДОЛОГІЧНІ АСПЕКТИ ФОРМАЛІЗАЦІЇ ЗАДАЧ ОПТИМАЛЬНОГО УПРАВЛІННЯ ЕНЕРГОЗБЕРЕЖЕННЯМ ГІРНИЧИХ ПІДПРИЄМСТВ ЗА ФАКТОРОМ ОСНОВНИХ ВИРОБНИЧИХ ФОНДІВ Наступна у випуску МОДЕЛЮВАННЯ ТЕПЛОВИХ ПРОЦЕСІВ У BTES-СИСТЕМІ СОНЯЧНОГО ТЕПЛОПОСТАЧАННЯ

§ 06 — Пов'язані

Схожі статті в цьому журналі

Пов'язані рецензовані дослідження, опубліковані в цьому журналі.

Усі випуски

МЕТОДОЛОГІЧНІ АСПЕКТИ ФОРМАЛІЗАЦІЇ ЗАДАЧ ОПТИМАЛЬНОГО УПРАВЛІННЯ ЕНЕРГОЗБЕРЕЖЕННЯМ ГІРНИЧИХ ПІДПРИЄМСТВ ЗА ФАКТОРОМ ОСНОВНИХ ВИРОБНИЧИХ ФОНДІВ

Тетяна Берідзе, Віктор Левченко

Складність управління сучасними гірничими підприємствами значною мірою пов'язана з дефіцитом коректних математичних моделей ГЗК, створення яких є критично необхідним для…

#енергозбереження #моделювання #управління #структура

с. 130-139

10.20535/1813-5420.3.2026.365032

МОДЕЛЮВАННЯ ТЕПЛОВИХ ПРОЦЕСІВ У BTES-СИСТЕМІ СОНЯЧНОГО ТЕПЛОПОСТАЧАННЯ

Кирило Сліжевський, Ольга Черноусенко, Олександр Недбайло

Однією з основних проблем використання систем сонячного теплопостачання в умовах України є значна сезонна нерівномірність надходження сонячної енергії, що обумовлює…

#система акумулювання теплоти в ґрунті #ґрунтовий акумулятор #нестаціонарна теплопровідність #осесиметрична модель

с. 149-158

10.20535/1813-5420.3.2026.363529

АНАЛІЗ ВПЛИВУ ЕФЕКТИВНОСТІ РОБОТИ СИСТЕМ ВЕНТИЛЯЦІЇ НА ЕНЕРГОПОТРЕБУ БУДІВЕЛЬ З РІЗНИМ РІВНЕМ ТЕПЛОВОГО ЗАХИСТУ В КЛІМАТИЧНИХ УМОВАХ УКРАЇНИ

Інна Білоус, Віктор Шкляр, Вікторія Дубровська, Семен Крамаренко

Мета дослідження полягає у визначенні впливу зміни теплоізоляційних характеристик огороджувальних конструкцій будівлі та впровадженні вентиляційної системи з…

#термомодернізація та енергоефективність будівель #утеплення #системи вентиляції #рекуперація теплоти

с. 159-168

10.20535/1813-5420.3.2026.362058

[1] Directive 2018/2001/EU of the European Parliament and of the Council on the promotion of the use of energy from renewable sources. Official Journal of the EU L 328, Dec. 21, 2018.

[2] Law of Ukraine “On Alternative Energy Sources” No. 555-IV, Feb. 20, 2003 (as amended).

[3] J. W. Lund and A. N. Toth, “Direct utilization of geothermal energy 2020 worldwide review,” Geothermics, vol. 90, art. 101915, 2021, doi: 10.1016/j.geothermics.2020.101915.

[4] I. Staffell, D. Brett, N. Brandon, and A. Hawkes, “A review of domestic heat pumps,” Energy & Environ. Sci., vol. 5, no. 11, pp. 9291–9306, 2012.

[5] J. F. Urchueguía, M. Zacarés, J. M. Corberán, Á. Montero, J. Martos, and H. Witte, “Comparison between the energy performance of a ground-coupled and an air-to-water heat pump system,” Energy Convers. Manag., vol. 49, no. 10, pp. 2917–2923, 2008.

[6] S. J. Self, B. V. Reddy, and M. A. Rosen, “Geothermal heat pump systems: Status review and comparison with other heating options,” Appl. Energy, vol. 101, pp. 341–348, 2013.

[7] EN 14825:2022. Air conditioners, liquid chilling packages and heat pumps – Testing and rating at part load conditions and calculation of seasonal performance. Brussels: CEN, 2022.

[8] Viessmann, Vitocal 200-S: Technical Guide AWB-AC 201.D04 – AWB-AC 221.D16. Allendorf: Viessmann, 2022.

[9] Viessmann, Vitocal 300-G: Technical Guide BW 301.A06 – BWC 301.A17. Allendorf: Viessmann, 2022.

[10] National Commission for State Energy and Public Utilities Regulation of Ukraine, Resolution No. 641, Apr. 26, 2023, “On Establishment of Electricity Tariffs for Household Consumers.”

[11] C. S. Blázquez, I. M. Nieto, J. C. García, P. C. García, A. F. Martín, and D. González-Aguilera, "Comparative analysis of ground source and air source heat pump systems under different conditions and scenarios," Energies, vol. 16, no. 3, art. 1289, 2023, DOI: 10.3390/en16031289.

[12] T. Aprianti, E. Tan, C. Diu, B. Sprivulis, G. Ryan, K. Srinivasan, and H. T. Chua, "A comparison of ground and air source heat pump performance for domestic applications: A case study in Perth, Australia," Int. J. Energy Res., vol. 45, no. 15, pp. 20686–20699, 2021, DOI: 10.1002/er.7133.

[13] S. Sirén, J. Hirvonen, and P. Sormunen, "Comparison of traditional and ambient air-assisted ground source heat pump systems using different bore field configurations," Energy Convers. Manag., vol. 323, art. 119240, 2025, DOI: 10.1016/j.enconman.2024.119240.

[14] A. Żelazna and A. Pawłowski, "Review of the role of heat pumps in decarbonization of the building sector," Energies, vol. 18, no. 13, art. 3255, 2025, DOI: 10.3390/en18133255.