Как правильно выбрать тепловой насос воздух-вода?

 Когда мы приняли решение использовать тепловой насос в качестве основного источника отопления дома перед нами неизбежно встает вопрос, а как правильно выбрать то, что нам идеально подходит? Ведь каждый продавец хвалит свой товар, а на рынке представлены тепловые насосы самых разных производителей. Как сравнить различные модели воздушных тепловых насосов, объективно оценить их эффективность и мощность, их соответствие нашим климатическим условиям? Именно от правильного выбора зависит конечный результат - уют и комфорт в нашем доме при минимальных финансовых затратах.

Как известно, воздушный тепловой насос забирает тепло из наружного окружающего воздуха (охлаждая его) и передает его в нагреваемое помещение. На этот процесс (работа вентилятора и компрессора) затрачивается электроэнергия. Отношение переданного в помещение тепла к затраченной электроэнергии называется коэффициентом (полезного действия) трансформации (СОР). Смысл работы теплового насоса в том, что тепла передается в 3-5 раз больше, чем тратится электроэнергии. Следовательно, величина СОР характеризует экономичность теплового насоса. Чем СОР выше, тем эффективнее тепловой насос, и при том же количестве переданного тепла расход электроэнергии будет ниже.

Другой важнейшей характеристикой является его максимальная тепловая мощность, которая должна соответствовать потребностям вашего дома (его теплопотерям). И здесь кроется определенная проблема: как известно, у воздушного теплового насоса при понижении наружной температуры характеристики снижаются! Но, в соответствии со стандартом, производители обычно представляют эти характеристики при +7 °С. И если такой подход оправдан для Центральной и Южной Европы, где средняя температура зимой не опускается ниже 0 °С; то в Беларуси зимой нередко температура воздуха опускается ниже -15 °С.

Поскольку с понижением температуры наружного воздуха для отопления дома требуется больше тепла, а воздушный тепловой насос при этом наоборот дает меньше тепла, то правильно, выбирая тепловой насос, сопоставлять его реальную мощность (теплопроизводительность) при расчетной температуре наружного воздуха для зимы (к примеру, для Минска она по СНИП составляет -24 °С) со значением теплопотерь дома при этой же температуре. Вот почему потребителю в Беларуси нужно выбирать воздушный тепловой насос, рассчитанный для работы именно при низких температурах наружного воздуха. Такие воздушные тепловые насосы есть, они разработаны и широко используются в Европе, в частности на скандинавском рынке и странах Балтии и Украине. Только в 2020 году для европейских стран компанией Panasonic было произведено и реализовано 670 000 тепловых насосов воздух-вода.

Panasonic выпускает два вида тепловых насосов воздух-вода: высокоэффективные модели Aquarea High Performance (COP 5.0) для относительно теплых регионов, где максимальная мощность и эффективность достигается в диапазоне +7 - +2 °С (а потом снижается), и специальные модели Aquarea T-CAP для стран c холодным климатом, которые оптимизированы для работы при низких температурах, и сохраняют свою максимальную мощность неизменной до -20 °С.

На графике ниже показаны теплопотери типичного дома площадью 250 м² и теплопроизводительность двух моделей тепловых насосов Panasonic Aquarea High Performance и Aquarea T-CAP одинаковой номинальной мощности 16 кВт в зависимости от температуры наружного воздуха.

 Из графика видно, что при одной и той же номинальной теплопроизводительности 16 кВт (при +7 °С) тепловой насос Aquarea High Performance (из-за падения производительности) самостоятельно, без дополнительных источников тепла сможет обогреть этот дом только до -10 °С, далее только с помощью встроенных электротэнов, в то время как модель Aquarea T-CAP может полноценно обеспечить дом теплом до -20 °С и ниже. Далее рассмотрим, как же с этим справляются тепловые насосы других производителей?

Для сравнения мы свели в таблицу характеристики при -20 °С теплового насоса Panasonic Aquarea T-CAP и трех моделей-конкурентов, представленных на рынке РБ, с одной и той же номинальной теплопроизводительностью 16 кВт (расчетная тепловая мощность, необходимая для компенсации теплопотерь нашего дома площадью 250 м² при расчетной наружной температуре -24 °С).

 Сравнение наглядно демонстрирует насколько тепловой насос Panasonic Aquarea T-CAP превосходит своих ближайших конкурентов в области низких температур. Если насосу Panasonic Aquarea T-CAP для обеспечения комфортного нагрева при -20 °С не требуется дополнительного источника обогрева, то его конкурентам для выполнения этой задачи необходимо дополнительно от 2,84 до 4,51 кВт тепла. Как вариант, выбирая тепловой насос, у которого теплопроизводительность значительно падает с понижением температуры, можно выбрать модель с запасом по номинальной производительности (на несколько кВт выше), чтобы при низких температурах он смог справиться с поставленной задачей. Исходя из этой предпосылки мы добавили в таблицу модель ТН Panasonic Aquarea T-CAP меньшего типоразмера, а именно номинальной теплопроизводительностью 12 кВт, для сравнения с более «мощными» 16 кВт конкурентами. Видно, что он справляется с задачей обогрева дома при -20 °С не хуже тепловых насосов других производителей, имеющих более высокую (16 кВт) номинальную производительность.

У ряда производителей падение характеристик при уменьшении температуры может быть еще более выражено. Кроме того, у некоторых производителей дополнительно предусмотрено устройство защиты, отключающее компрессор при низких температурах. Т.е. при достижении критической наружной температуры, а это может быть -15 или -20 °С, тепловой насос остановится и выработка тепла будет осуществляться только за счет электротэнов в баке, если таковые имеются, что значительно увеличит потребление электроэнергии. Соответственно, интересовать потребителя в Беларуси должна производительность теплового насоса не при +7 °С, когда дому нужно не так много тепла, а именно при отрицательных температурах наружного воздуха, -15 -- -20 °С (и для этих температур необходимо сравнивать характеристики и цены на модели разных производителей!). Не у каждого производителя можно найти данные о работе ТН при низких температурах и, если таких данных нет, то скорее всего эта модель теплового насоса сделана для Южной Европы, а может, и вообще для подогрева летом воды в бассейне, и в климате Беларуси он эффективно работать не может! Применяя такой тепловой насос, нужно предусмотреть наличие дополнительных источников тепла, отопительный котел, печь, электронагреватели и т.п. для работы при низких температурах, т.е. понести дополнительные финансовые расходы, помимо покупки теплового насоса.

В моделях Panasonic Aquarea T-CAP для обеспечения высокоэффективной и надежной работы при низких температурах реализован большой комплекс инновационных разработок:

• Высокоэффективные двухроторные компрессоры с увеличенной мощностью и степенью сжатия, оптимизированные для работы при низких температурах.
•  Микропроцессорная система управления оборотами компрессора Inverter+, позволяющая значительно увеличить мощность при пониженных температурах.
•  Переохладитель с электронной системой управления для повышения эффективности термодинамического цикла при низких температурах. Это коаксиальный теплообменник (труба в трубе) для охлаждения жидкой фракции хладагента до температуры кипения в испарителе, и, в то же время, для подогрева газа после испарения, которые всасывается в компрессор.
•  Интеллектуальная система оттайки (по состоянию), учитывающая температуру и влажность окружающего воздуха, оптимизирующая потери на оттайку при низких температурах.
•  Плюс к этому - традиционное качество и надежность техники Panasonic.

Таким образом при выборе воздушного теплового насоса для отопления своего дома прежде всего обращайте внимание на:

1.  В каком температурном диапазоне наружного воздуха он может работать?
2.  Покрывает ли его теплопроизводительность при низких температурах теплопотери вашего дома при этих температурах?
3.  Какова его эффективность, т.е. сколько киловатт тепла он способен вырабатывать на один киловатт потребляемой электроэнергии при различных температурах наружного воздуха в отопительный период?

Чем еще хороши тепловые насосы Panasonic Aquarea и в чем их отличия от других ТН мы расскажем в следующей заметке.

Подготовлено специалистами  ООО «Вентхауз».