Воздушные тепловые насосы на российском рынке
Опубликовано: 11 апреля 2017 г.
299
Отопление и круглогодичное подержание комфортного климата в доме с помощью воздушных тепловых насосов и реверсивных кондиционеров нашло широкое применение в странах ЕС. В России, и прежде всего из-за сурового климата на большой части ее территории, этот способ теплоснабжения не завоевал еще доверия пользователей. Однако компании- производители продвигают указанный тип оборудования на российском рынке, с каждым годом все больше систем отопления частных домов, офисов, небольших отелей реализуется на основе воздушных тепловых насосов.
Воздушные тепловые насосы работают по такому же принципу, как и геотермальные, «перекачивая» тепло от внешнего низкопотенциального источника внутрь отапливаемого помещения. Принципиально их конструкция не отличается от конструкции кондиционера, работа которого может запускаться по обратному циклу – реверсивные модели. В то же время от схемы традиционного кондиционера воздуха, работающего на охлаждение, реверсивные модели отличаются введением в схему четырехходового клапана (рис. 1).
В режиме обогрева этот клапан (рис. 2) изменяет направление движения фреона. Внутренний и наружный блоки как бы меняются местами: внутренний работает на обогрев, а наружный – на охлаждение.
Практически воздушные тепловые насосы отличаются от реверсивных кондиционеров, прежде всего, мощностью и назначением. Реверсивные применяются для кондиционирования воздуха в теплый сезон с возможностью работы на обогрев. Как правило, для них существует ограничение по температуре наружной среды на работу в режиме теплового насоса, при температуре ниже -10 ºС использовать их на обогрев нерационально из-за снижения COP и возможности обмерзания наружного блока сплит-систем.
Воздушные же тепловые насосы изначально разрабатываются для применения в системах отопления. Для них ограничения по наружной температуре среды значительно меньше. Без существенной потери мощности они могут работать и при –25 ºС.
Практически во всех воздушных тепловых насосах применяются инверторные технологии, среди реверсивных кондиционеров встречаются и неинверторные модели.
По виду терминала воздушные тепловые насосы различаются как системы «воздух–воздух» и «воздух–вода». В первом случае теплосъем осуществляется непосредственно воздухом обогреваемого помещения, во втором – «воздух–вода» (рис. 3) – на теплообменнике теплового насоса тепло получает промежуточный теплоноситель – воду, с помощью которой оно транспортируется к месту потребления и там распределяется посредством применения отопительных приборов.
Кроме того, все воздушные тепловые насосы могут иметь два конструктивных решения: «сплит» и «моно». В сплит-системах два блока (наружный и внутренний) соединяются трубопроводами. В наружном (рис. 4) – размещаются вентилятор и испаритель, во втором, внутреннем, – конденсатор, гидравлические элементы, автоматика управления. Компрессор может располагаться как в наружном, так и во внутреннем блоках.
В моноблочных воздушных тепловых насосах все элементы объединены в одном корпусе. При размещении внутри помещения они сообщаются с наружной средой воздуховодом, а их мощность обычно не превышает 16 кВт. Бывают моноблоки, допускающие как наружный, так и внутренний монтаж.
Воздушные тепловые насосы обычно комплектуются дополнительными электрическими нагревателями, а двухкомпрессорные модели обеспечивают одновременную работу контуров отопления и ГВС.
Работая, как и геотермальные насосы, на обогрев и охлаждение, воздушные имеют то преимущество, что для съема тепла с низкопотенциального внешнего источника им не требуется никакого земляного или водяного контура. Монтаж воздушной теплонасосной установки обходится значительно (по оценкам специалистов, почти вдвое) дешевле, чем геотермальной теплонасосной, поскольку нет необходимости проводить земляные работы. Кроме того, не требуется освобождать на участке площадь под коллектор.
Большинство таких моделей могут работать на низкопотенциальном тепле воздуха при температурах до -20– -25 °C, что составляет примерно 70 % времени отопительного сезона. В остальное время задействуется дополнительный встроенный электрический ТЭН либо какой-то иной пиковый теплогенератор – чаще всего воздушный тепловой насос применяется в паре с отопительным котлом.
По оценкам специалистов компании «Данфосс», использование тепловых насосов в системах теплоснабжения малоэтажных индивидуальных домов для постоянного проживания средней и нижней ценовых категорий добавляет к себестоимости их строительства в среднем не более 5 %. При этом срок полной окупаемости такого оборудования составляет порядка двух–пяти лет, а необходимость его замены или модернизации возникает не ранее, чем через 25 лет.
В летнее время, как и любой кондиционер, воздушный тепловой насос может работать на охлаждение.
Недавние поступления
Несмотря на спад продаж инженерного оборудования за последние два года, на российском рынке появилось немало новинок этой продукции. Так, в конце 2015 г. компания «Данфосс» выпустила новую линейку воздушных тепловых насосов большой мощности, включающую две модели – AW 05 и АR 05. Они различаются мощностью – единичная мощность AW 05 достигает 105 кВт, а мощность одной установки AR 05 составляет 160–300 кВт. Кроме того, AW 05 предназначена для отопления и ГВС, а AR 05 – как для отопления, так и охлаждения. Обе модели могут объединяться в каскады по 16 единиц с единой системой управления, которая используется дистанционно через Интернет. В этом случае суммарная мощность каскада AR 05 достигает 2,56 МВт. Большая мощность таких тепловых насосов позволяет применять их на большом спектре объектов: малоэтажное жилье, отели, торговые центры, объекты социальной инфраструктуры (детские сады, школы, административные здания, спортивные объекты). Первые два объекта с использованием воздушных тепловых насосов Danfoss большой мощности были реализованы в Москве в конце 2015 г.
Востребованность на рынке установок такого мощностного диапазона подтверждается и другими новыми поступлениями. В начале прошедшего года компания Clivet расширила серию теплового насоса ELFO Energy Magnum WSAN-XIN до 140 кВт. Эти установки имеют непрерывную модуляцию мощности, что позволяет использовать их на протяжении сезона с оптимальной эффективностью, плавно меняя мощность в зависимости от нагрузки. Данные тепловые насосы также могут работать на отопление и ГВС, а также применяться в теплый сезон для кондиционирования (охлаждения) воздуха.
Одноконтурную сплит-систему воздушного теплового насоса (с внутренним EKHHP и наружным ERWQ блоками), предназначенную исключительно для ГВС, предложила компания Daikin. Система эффективно работает при температурах наружного воздуха от -15 до +35 °С. Рабочий диапазон температур выходящей воды составляет от +5 до +75 °С. Внутренние блоки имеют собственные баки объемом 294 или 477 л и встроенный дополнительный нагреватель мощностью 2,5 кВт для бесперебойной работы в любую погоду.
Кроме того, Daikin представила новые компактные моноблочные воздушные тепловые насосы класса «воздух–вода» Altherma EB (D) LQ-CV3, предназначенные для отопления и подогрева воды для хозяйственных нужд. Моноблоки EBLQ 05/07 CV3 оснащены нагревателем дренажного поддона. Они как нагревают, так и охлаждают воду. Их производительность в режиме обогрева составляет 5 и 7 кВт, в режиме охлаждения – 3,9 и 5,2 кВт, соответственно. Температура воды на выходе из блока в режиме нагрева – 55 °С. Для обеспечения нужд ГВС требуется подключение дополнительного накопительного бака. Все моноблоки надежно нагревают воду при температуре до -25 °С.
Не отстают и известные европейские производители этого типа оборудования, компания STIEBEL ELTRON также начала поставки на российский рынок инверторных тепловых насосов «воздух–вода». Эти тепловые насосы наружной установки с компрессорами инверторного типа подходят для отопления и нагрева горячей воды; а версии AC (S) позволяют также эффективно решать задачи охлаждения.
Статья из журнала "Аква-Терм", №1/2017
Подписаться на статьи Вы можете на главной странице сайта
