Скидка на подшипники из наличия!
Новое поступление товара в 2026 году!
Тепловой насос воздух-вода отбирает низкопотенциальное тепло из наружного воздуха и передаёт его теплоносителю системы отопления, затрачивая электроэнергию только на перенос тепла, а не на его получение. Чтобы понять, как работает тепловой насос воздух-вода, нужно разобрать парокомпрессионный цикл с наружным испарителем, коэффициент преобразования COP, поведение при низких температурах и режим оттайки. Ниже — принцип действия по узлам и параметры, которые определяют эффективность.
Тепловой насос не генерирует тепло, а переносит его от источника с низкой температурой (наружный воздух) к потребителю с более высокой температурой (теплоноситель отопления), затрачивая работу компрессора. По второму началу термодинамики теплота самопроизвольно не переходит от холодного тела к тёплому — для этого нужна затраченная работа. Энергетический баланс: отданная теплота равна сумме отобранной теплоты и затраченной работы.
Qк = Qи + W
Qк
Qи
W
Именно перенос тепла, а не его выработка, позволяет тепловому насосу отдавать в систему отопления больше энергии, чем он потребляет из сети.
Тепловой насос воздух-вода работает по парокомпрессионному холодильному циклу. По замкнутому контуру циркулирует хладагент, последовательно проходя четыре основных узла. У наружного (воздушного) теплообменника установлен вентилятор, прогоняющий наружный воздух через оребрение испарителя; конденсатор выполнен как теплообменник «хладагент-вода», передающий тепло в контур отопления.
Для работы в режиме охлаждения и для оттайки в контур встраивают четырёхходовой реверсивный клапан, который меняет направление потока хладагента и функции теплообменников местами.
Эффективность в режиме отопления характеризует COP (coefficient of performance) — отношение теплопроизводительности к потребляемой электрической мощности; величина безразмерная (Вт/Вт). COP всегда больше единицы, поскольку большая часть отдаваемого тепла отобрана у наружного воздуха, а не получена из электросети.
COP — не константа: он тем выше, чем меньше разница температур между источником тепла и теплоносителем. Теоретический предел задаёт цикл Карно.
COPКарно = Tгор / (Tгор − Tхол)
Tгор
Tхол
COPКарно = 308 / (308 − 273) = 8,8
Точечный COP привязан к конкретным условиям испытаний и обозначается парой температур вида A7/W35: первая величина (A) — температура наружного воздуха, вторая (W) — температура воды на выходе из конденсатора. Сезонную эффективность отопления описывает коэффициент SCOP, рассчитываемый по климатическому профилю за отопительный период.
Сравнивать COP разных аппаратов допустимо только при одинаковой рабочей точке. Значение COP без указания условий (например, A7/W35) не информативно.
С понижением температуры наружного воздуха растёт температурный подъём между источником и теплоносителем, поэтому теплопроизводительность и COP снижаются: из холодного воздуха отбирается меньше тепла, а компрессору требуется большая степень сжатия. При этом потребность здания в тепле в мороз, наоборот, максимальна.
Чтобы покрыть пиковую нагрузку, применяют бивалентный режим: в сильные холода к тепловому насосу подключается доводочный источник тепла, чаще всего встроенный электронагреватель (ТЭН). Нижний предел рабочей наружной температуры и характеристики при отрицательных температурах указываются в документации на конкретную модель.
Понижение температуры источника снижает и мощность, и COP — это следствие роста температурного подъёма, а не «поломки» аппарата.
При работе на отопление наружный теплообменник холоднее воздуха, поэтому влага из воздуха конденсируется на оребрении и при отрицательной температуре поверхности превращается в иней. Интенсивность обмерзания зависит от влажности воздуха; заметное образование инея характерно для диапазона наружных температур ниже точки A7 (около +7 °C), тогда как выше неё аппараты обычно работают без обмерзания. Слой инея ухудшает теплообмен и снижает COP.
Для удаления инея выполняется оттайка реверсом цикла: четырёхходовой клапан кратковременно переключает контур так, что наружный теплообменник временно становится конденсатором и нагревается, растапливая иней. После завершения оттайки аппарат возвращается в режим отопления. Циклы оттайки временно снижают среднюю производительность и учитываются при определении сезонных показателей.
Рабочим телом цикла служит хладагент. В аппаратах воздух-вода распространены фторсодержащие хладагенты (например, R410A, R32), а также природный пропан R290. Хладагенты различаются по классу горючести, что определяет требования к монтажу, обслуживанию, маркировке, транспортированию и хранению оборудования.
Требования безопасности к электрическим тепловым насосам, воздушным кондиционерам и осушителям устанавливает ГОСТ IEC 60335-2-40-2020 действующий; он содержит, в том числе, требования к применению воспламеняющихся хладагентов.
Коэффициент преобразования COP определён как отношение теплопроизводительности к полезной потребляемой мощности. Методы испытаний и оценки рабочих характеристик кондиционеров и тепловых насосов «воздух-воздух» установлены отечественными стандартами ГОСТ 32970-2014 и ГОСТ 32969-2014 (гармонизированы со стандартами ISO). Для аппаратов «воздух-вода», «рассол-вода» и «вода-вода» точечные значения COP и тепловой мощности производители декларируют по условиям европейского стандарта EN 14511 (точки вида A7/W35), а сезонные коэффициенты SCOP и SEER рассчитывают по EN 14825.
Практические моменты, определяющие эффективность и надёжность:
Он отбирает тепло у наружного воздуха в наружном испарителе, компрессор повышает температуру хладагента, а конденсатор передаёт тепло воде системы отопления; расширительное устройство замыкает парокомпрессионный цикл. Затраченная электроэнергия идёт только на перенос тепла.
COP — отношение теплопроизводительности к потребляемой электрической мощности (Вт/Вт). Он больше единицы, потому что основная часть отдаваемого тепла отобрана у наружного воздуха, а электроэнергия расходуется лишь на работу компрессора. COP тем выше, чем меньше разница температур между источником и теплоносителем.
Это условия испытаний: температура наружного воздуха +7 °C и температура воды на выходе из конденсатора +35 °C. По таким точкам, согласованным с EN 14511, производители декларируют COP и тепловую мощность.
Да, но с понижением наружной температуры тепловая мощность и COP снижаются из-за роста температурного подъёма. В сильные холода подключают доводочный источник тепла (бивалентный режим). Нижний предел рабочей температуры указывается в документации на модель.
При отрицательной температуре поверхности на наружном теплообменнике намерзает иней из влаги воздуха, ухудшая теплообмен. Оттайка выполняется кратковременным реверсом цикла четырёхходовым клапаном: наружный теплообменник временно нагревается и растапливает иней.
COP — это эффективность в одной фиксированной рабочей точке (например, A7/W35). SCOP — сезонный коэффициент, рассчитанный по режимам частичной нагрузки и климатическому профилю за отопительный период по EN 14825; он ближе к реальной эксплуатации.
Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.