Тепловой насос* для русской зимы?
Могут ли тепловые насосы работать в холодном климате? Да, могут, если их тщательно выбрать и правильно установить. [frame class=”font-weight: bold;”]*Тепловой насос – это кондиционер и обогреватель “в одном флаконе”. Летом он работает так же, как кондиционер, забирая тепло изнутри Вашего дома и выводя его на улицу. Зимой процесс меняется на противоположный, и прибор обогревает помещение.[/frame]
Немного из истории вопроса
Общепринятое мнение долгое время заключалось в том, что воздушные тепловые насосы (наиболее распространенный тип, поскольку их легко установить и они стоят дешевле, чем геотермальные тепловые насосы) не имеет смысла использовать в местах, где температура опускается ниже нуля. Поскольку они работают, поглощая тепло из окружающего воздуха, а затем передавая его внутрь, их работа усложняется, когда на улице становится холоднее. История гласит, что тепловому насосу сложно обеспечить комфорт в Вашем доме даже при похолодании до нуля, не говоря про заморозки. Поэтому нам всегда говорили, что если Вам нужно высокоэффективное электрическое отопление в холодном климате – Вам понадобится дорогой и сложный в установке геотермальный тепловой насос, который поглощает тепло из-под земли.Но хорошая новость в том, что все это устаревшие сведения! При правильной установке многие современные воздушные тепловые насосы могут поддерживать тепло в Вашем доме даже в трескучий мороз, используя при этом гораздо меньше энергии, чем другие типы систем отопления.
Дерек Трэкслер, техник по ремонту компьютеров из Миннеаполиса (США), после того, как у него в доме сломался паровой котел, установил тепловой насос. Благодаря этому тепловому насосу он и поддерживал тепло в своем доме последние четыре зимы, в том числе во время сильных похолоданий, когда температура падала до – 33° C . Он даже разместил на YouTube видео, снятое тепловизионной камерой, демонстрирующее эффективность такого способа обогрева частного дома.
Современные тенденции в разработке и продажах тепловых насосов для холодного климата
В Европе, с одобрения правительств, ускорилось оснащение жилых и коммерческих помещений тепловыми насосами для отопления помещений.
Новые конструкции тепловых насосов были продемонстрированы в США на выставках InterClima и Chillventa, в августе 2022 года был подписан “Закон о снижении инфляции” (IRA), стимулирующий инновации и инвестиции в производство тепловых насосов. На выставке 2023 года AHR Expo в Антланте были продемонстрированы новые, еще более эффективные модели. Поразительный факт – в США в 2022 году, согласно ежемесячным данным AHRI, продажи тепловых насосов превысили продажи газовых воздухонагревателей!
Как говорится, тенденция налицо, и в нашей стране нам также нужно готовиться к переменам на рынке отопительного оборудования.
В 2023 году в США на выставке AHR Expo гораздо больше компаний представили тепловые насосы той или иной модели по сравнению с 2022 годом.
На выставочной площадке доминировали мировые лидеры в производстве климатического оборудования – такие, как Daikin, Gree, Haier, Hitachi, LG, Midea, Mitsubishi, Samsung и другие. Также были представлены американские производители с различными моделями тепловых насосов.
Сегодня многие из этих компаний участвуют в соревновании – объявленной Министерством энергетики США программе «Тепловой насос для холодного климата». Цель программы – создание потребительских стимулов для поощрения внедрения тепловых насосов в регионах с суровыми зимами. Прежде всего, это бытовые тепловые насосы, подключенные к канальной системе воздуховодов, работающие только на электричестве. Имеется два сегмента:
- оптимизированные для работы при температуре до –15 °C
- оптимизированные для работы при температурах до – 26 °C.
Модели тепловых насосов для зимы
Существуют модели, не только согревающие непосредственно воздух, но и воду – то есть их можно интегрировать в уже существующую систему водяного отопления.Современные тепловые насосы включают в себя типы «воздух-воздух» (ATA) и «воздух-вода» (ATW).
Тепловой насос типа ATW подходит для замены котла в водяных системах отопления, в которых горячая вода распределяется по трубам. Водяное отопление помещений осуществляется с помощью обычных настенных радиаторов или системы теплый пол. Тепловой насос ATW имеет конденсатор с пластинчатым теплообменником, который передает тепло от горячего сжатого хладагента – воде, для использования в системах отопления помещений или для горячего водоснабжения.
Тепловые насосы можно использовать для отопления помещений или горячего водоснабжения, или для того и другого. У них разные температурные требования, и их эффективность зависит от температуры наружного воздуха. Тепловые насосы, специально разработанные для работы в холодном климате, обычно называются тепловыми насосами для холодного климата – для них используется аббревиатура CCHP (Cold Climate Heat Pumps).
Как и «обычные» тепловые насосы, тепловые насосы для холодного климата бывают двух разновидностей: канальные и бесканальные, то есть они могут быть интегрированы в канальную систему воздуховодов для вентиляции/ воздушного отопления, или устанавливаться как обычная сплит-система кондиционирования.
Технологические инновации, используемые в “зимних” тепловых насосах
Тепловые насосы для холодного климата стали возможны благодаря инновационным техническим решениям, в том числе – использованию медных трубок уменьшенного диаметра.
Это позволило увеличить эффективность теплового насоса в сборе тепла из холодного наружного воздуха, что и было продемонстрировано во многих моделях, представленных в этом году. Всего десять лет назад тепловые насосы изготавливались с медными трубками диаметром 7 мм. Однако по мере освоения производства теплообменников с трубками еще меньшего диаметра – до 5 мм – стало понятно, что такие теплообменники расширяют диапазон работы тепловых насосов.
Другой ключевой особенностью теплового насоса для холодного климата является компрессор с регулируемой скоростью, работающий от инвертора. Компрессоры такого типа хорошо показывают себя в любом климате, но особенно полезны в регионах с большой разницей температур между сезонами. Регуляция скорости позволяет одному и тому же тепловому насосу работать эффективно и результативно как в самые сильные морозы зимой, так и в самый жаркий летний полдень.
Система с регулируемой скоростью поддерживает более стабильную температуру (а в режиме охлаждения и уровень влажности), по сравнению традиционной односкоростной системой работы вентилятора.
Такую работу можно сравнить с акселератором в автомобиле: односкоростные тепловые насосы могут либо стоять на месте (0 км в час), либо “мчаться” на скорости в 100 км в час. Системы с переменной скоростью способны работать на разных скоростях. В холодную февральскую ночь или в душный июльский день они будут “мчаться”, а в более мягкий октябрьский или апрельский день – “ползти”. Модели с переменной скоростью также помогают экономить энергию по той же причине, по которой расход бензина снижается, когда Вы едете в устойчивом умеренном темпе, а не увеличиваете обороты двигателя, а затем снова и снова нажимаете на тормоз.
Еще одна технология, которая помогла обеспечить эффективность работы при низких температурах — это мгновенное впрыскивание (или паровое впрыскивание). Стандартные тепловые насосы теряют свою производительность при падении температуры наружного воздуха. Но тепловые насосы для холодного климата могут открывать дополнительный укороченный контур для хладагента при низких температурах, повышая эффективность обогрева в холодную погоду. Хотя их эффективность немного падает при работе в этом режиме, а также при периодическом запуске цикла саморазмораживания – так как в холодную погоду на теплообменнике теплового насоса может накапливаться лед, и его необходимо периодически растапливать. Но даже когда в этом режиме требуется дополнительное потребление энергии, такой тепловой насос все равно значительно более эффективен, чем электрический обогреватель или отопительная система, работающая на сгораемом топливе.
[divider top=”no”]Наша компания уже более двадцати лет занимается проектированием и установкой “под ключ” самых энергоэффективных и современных климатических систем для отопления, вентиляции и кондиционирования – как частных домов, так и производственных и офисных зданий. Если Вас интересует установка в своем доме климатической системы, максимально соотвествующей современным мировым стандартам и Вашим пожеланиям к уровню комфорта в помещениях дома – обращайтесь! Мы готовы предварительно рассчитать стоимость такой системы для Вас совершенно бесплатно!
