Что такое тепловой насос «воздух–вода»
Тепловой насос «воздух–вода» — это отопительный прибор с электрическим приводом, который извлекает тепло из наружного воздуха и передаёт его воде, циркулирующей в радиаторах, тёплых полах или баке горячего водоснабжения здания. Поскольку он переносит уже существующее тепло, а не вырабатывает его сжиганием топлива, на каждый потреблённый 1 kWh электроэнергии он способен отдать 3–5 kWh тепла.
Технология работает даже тогда, когда воздух кажется холодным. Воздух при −10 °C всё ещё содержит большое количество тепловой энергии относительно хладагента, который кипит при значительно более низкой температуре. Современные инверторные агрегаты продолжают работать до −20…−25 °C, хотя с похолоданием мощность и эффективность снижаются.
Холодильный цикл в четырёх шагах
- Испаритель: вентилятор прогоняет наружный воздух через оребрённый теплообменник; холодный жидкий хладагент внутри поглощает тепло и испаряется.
- Компрессор: пар сжимается, при этом его давление и температура поднимаются значительно выше температуры теплоносителя системы отопления.
- Конденсатор (пластинчатый теплообменник): горячий пар отдаёт тепло воде системы отопления и снова конденсируется в жидкость.
- Расширительный клапан: давление падает, хладагент резко охлаждается, и цикл начинается заново.
Зимой при влажном наружном воздухе с температурой ниже примерно 5 °C на испарителе образуется иней. Агрегат периодически на несколько минут обращает цикл, чтобы его растопить; энергия на оттаивание уже учтена в показателях сезонной эффективности.
Моноблок или сплит?
В моноблочном тепловом насосе весь холодильный контур находится в наружном блоке; в здание заходят только теплоизолированные водяные трубы. Он герметизирован на заводе, не требует работ с хладагентом на объекте и является естественным форматом для агрегатов на пропане (R290). В сплит-системе конденсатор размещается внутри помещения, а обе части соединяются фреоновыми трубопроводами, что требует сертифицированных работ с хладагентом при монтаже.
Для экспортных проектов моноблоки упрощают логистику и пусконаладку; сплит-системы по-прежнему выбирают там, где водяной контур невозможно защитить от замерзания при длительных отключениях электроэнергии.
COP: эффективность в одной рабочей точке
COP (coefficient of performance, коэффициент преобразования) — это отношение тепловой мощности к потребляемой электрической мощности, измеренное при одном стандартизированном условии. В Европе метод испытаний определён стандартом EN 14511, а условие записывается как температура воздуха / температура воды на выходе — например, A7/W35 означает наружный воздух 7 °C и температуру подачи 35 °C.
Типичные значения для современного инверторного моноблока: COP 4.5–5.2 при A7/W35, 3.5–4.2 при A2/W35, 2.6–3.2 при A−7/W35 и около 2.8–3.5 при A7/W55. Всегда сравнивайте агрегаты в одной и той же точке испытаний; рекламный COP, указанный при A20/W35, мало что говорит о работе зимой.
SCOP и энергетическая маркировка ErP
SCOP (сезонный коэффициент преобразования) рассчитывается по EN 14825 путём взвешивания результатов испытаний при частичной нагрузке за весь отопительный сезон, включая оттаивание и потребление в режиме ожидания. Он указывается для трёх эталонных климатических зон — средней (Страсбург), тёплой (Афины) и холодной (Хельсинки) — и для низкотемпературного (35 °C) или среднетемпературного (55 °C) применения.
Маркировка ErP переводит SCOP в сезонную энергоэффективность отопления помещений ηs: приблизительно SCOP, делённый на 2.5 (коэффициент первичной энергии в ЕС), за вычетом небольших поправок на средства управления и насосы. Согласно Регламенту (ЕС) 811/2013 классы простираются от A+++ (ηs ≥ 150 %) до D. SCOP около 3.9–4.0 обеспечивает класс A+++, а хорошие бытовые агрегаты сегодня достигают SCOP 4.5–5.0 при 35 °C в среднем климате. Европейская комиссия предложила пересмотреть шкалу маркировки до простой шкалы A–G, поэтому проверяйте, к какой версии этикетки относится техпаспорт.
Что проверить в техпаспорте
- Тепловая мощность и COP при A7/W35, A2/W35 и A−7/W35 — а не только в лучшей точке.
- SCOP и ηs для вашей климатической зоны при температуре подачи, необходимой вашим отопительным приборам.
- Максимальная температура подачи: около 60–65 °C для R32, до 75 °C для R290 — это важно для ГВС и замены котлов в радиаторных системах.
- Уровень звуковой мощности в dB(A) по EN 12102, а не звуковое давление на расстоянии 5 m.
- Рабочий диапазон: самая низкая наружная температура, при которой ещё доступны полноценное отопление и ГВС.
- Тип хладагента, заправка в kg и GWP.
Как получить эффективность, обещанную этикеткой
Реальная эффективность больше зависит от проектирования системы, чем от компрессора. Каждое снижение температуры подачи на 1 K повышает эффективность примерно на 2–3 %, поэтому радиаторы с запасом по площади, тёплые полы и погодозависимое управление окупают себя. Подбирайте агрегат по расчётной тепловой нагрузке здания, а не по мощности старого котла, делайте трубопроводы короткими и теплоизолированными, а буферную ёмкость или гидравлический разделитель добавляйте только тогда, когда контуры отопительных приборов не могут гарантировать минимальный расход.
Часто задаваемые вопросы
Какой COP считается хорошим для теплового насоса «воздух–вода»?
COP 4.5 и выше при A7/W35 — отличный результат для современного инверторного моноблока, а 2.6–3.2 при A−7/W35 — норма. Всегда сравнивайте агрегаты в одной и той же точке испытаний по EN 14511.
В чём разница между COP и SCOP?
COP измеряется в одном установившемся режиме, тогда как SCOP — это сезонное среднее значение, рассчитанное по EN 14825 за весь отопительный сезон с учётом частичной нагрузки и оттаивания. SCOP лучше отражает эксплуатационные расходы.
Работают ли тепловые насосы «воздух–вода» при отрицательных температурах?
Да. Современные агрегаты продолжают отапливать до −20…−25 °C, хотя мощность и COP снижаются. Подбор по местной расчётной температуре и выбор агрегата с низкой точкой бивалентности сводят использование резервного нагревателя к минимуму.
Какой SCOP нужен для класса A+++?
Примерно SCOP 3.9–4.0 и выше, что соответствует сезонной энергоэффективности отопления помещений (ηs) 150 % по действующей маркировке ЕС. Большинство новых инверторных агрегатов на R290 и R32 достигают A+++ при температуре подачи 35 °C.
