У теплових насосах «повітря – вода» тепло зовнішнього повітря нагріває воду для систем опалення або гарячого водопостачання.
Популярність теплових насосів викликана тим, що даний вид обладнання використовує поновлюване джерело енергії, зменшуючи споживання викопного палива і знижуючи обсяг викидів, що забруднюють атмосферу. У 2016 році світовий попит на теплові насоси «повітря – вода» виріс в порівнянні з попереднім роком на 14,2%, досягнувши рівня в 2 мільйони штук.
Європейський ринок опалювального обладнання сформувався вже досить давно, і системи, що використовують викопне паливо, панували на ньому протягом довгого часу. Поширення теплових насосів «повітря – вода» в Європі в 2016 році помітно знизилася через падіння цін на нафту і підвищення тарифів на електроенергію. Змінити ситуацію на краще може вступ в силу Директиви про енергоспоживаючих продукції (ErP).
Підкорення ринку Європи – важлива частина стратегічних планів японських виробників. Жорсткість європейського законодавства, що стосується обороту фторсодержащих газів, робить вельми привабливими для європейців японські водонагрівачі Eco Cute, що використовують в якості холодоагенту діоксид вуглецю. Крім того, плануються поставки з Японії теплових насосів на холодоагенті R32.
Багато відомих європейських виробників котельного обладнання також зайнялися випуском теплових насосів «повітря – вода». Виробництвом зовнішніх блоків для даного виду обладнання компанії з Європи займаються спільно з азіатськими підприємствами, що спеціалізуються на виготовленні повітряних кондиціонерів.
Японія – країна з усталеними традиціями в області виробництва і експлуатації повітряно-водяних теплових насосів. Зростання цього сектора японського ринку в 2016 році, згідно з даними JRAIA, був невеликий.
У Китаї дві третини продажів теплових насосів «повітря – вода» припадають на пристрої, що забезпечують гаряче водопостачання. Проте значне зростання цього сегмента ринку в 2016 році забезпечили системи опалення приміщень. Їх поширенню сприяє програма «Електрика замість вугілля», спрямована на заміну водогрійних котлів, що використовують викопне паливо, тепловими насосами, що працюють на електриці. Особливо помітне зростання попиту на теплові насоси «повітря – вода» відзначений в північних районах Китаю.
Основні ринки
Європа
За оцінкою JARN, в 2016 році обсяг продажів теплових насосів «повітря – вода» в Європі трохи виріс в порівнянні з попереднім роком і склав 246 000 одиниць обладнання. 58% загального обсягу продажів забезпечила Франція. Всього на три основних країни-споживача теплових насосів «повітря – вода» – Францію, Німеччину та Великобританію – припадають майже 80% цього ринку.
Високі тарифи на електроенергію, дешевий природний газ і падіння цін на нафту стали чинниками, загальмувати зростання європейського ринку теплових насосів «повітря – вода» і вплинули на зменшення обсягу інвестицій у відновлювану енергетику в цілому.
Крім цін на енергоносії, серйозною перешкодою на шляху заміни традиційних котлів став психологічний фактор. Проте на ринку нового житла забудовники все частіше роблять вибір на користь опалення та гарячого водопостачання за допомогою теплових насосів.
Надії на розвиток сегмента продукції для заміни діючого котельного обладнання пов’язані з перспективою поглинання європейських виробників азійськими компаніями.
Японія
Так як японський ринок теплових насосів «повітря – вода» сформувався вже досить давно, рік від року він змінюється незначно. У 2016 році його обсяг оцінювався в 420 000 одиниць обладнання, що на 3,4% більше показників попереднього року.
Розроблені у 2001 році водонагрівачі Eco Cute, що використовують в якості холодоагенту діоксид вуглецю, спочатку служили для постачання гарячою водою ванної та кухні. Сьогодні вже з’явилися багатофункціональні прилади, здатні, крім цього, забезпечувати функціонування системи «тепла підлога». До кінця березня 2016 року загальна кількість проданих пристроїв Eco Cute досягло 5 мільйонів. Відповідно до опублікованого в липні 2015 року з прогнозом, до 2030 року ця кількість зросте до 14 мільйонів.
Китай
Програма «Електрика замість вугілля», запущена Китаєм для вирішення проблеми забруднення повітря, особливо гостро стоїть в північних районах країни, сприяє активному розвитку ринку теплових насосів «повітря – вода». За оцінкою JARN, в 2016 році попит на обладнання цього типу виріс в Китаї на 22,7% в порівнянні з попереднім роком, досягнувши обсягу в 1,3 мільйона штук.
Зростає число новобудов, які використовують теплові насоси «повітря – вода» для опалення, збільшується кількість комерційних і промислових підприємств, на яких подібне обладнання застосовується для отримання гарячої води.
У число провідних китайських виробників теплових насосів «повітря – вода», крім компаній, що спеціалізуються саме на цьому виді продукції, входить і більшість великих виробників систем кондиціонування. Одне з основних напрямків їх діяльності – розробка інверторних пристроїв. Так як промисловий потенціал Китаю в області виробництва теплових насосів дуже великий, місцеві компанії постійно знаходяться в пошуку нових ринків збуту, зокрема вони дуже зацікавлені в продажах в Європі. У свою чергу проникнення іноземних виробників на китайський ринок ускладнюється запеклої ціновою конкуренцією, а також низькою якістю водопровідної води, що сприяє швидкому псуванню не розраховані на це імпортних теплообмінників.
США
У США обсяг ринкового сегменту теплових насосів «повітря – вода», об’єднаних з циліндричним резервуаром, в 2016 році склав 85 000 одиниць обладнання. Моноблоки та спліт-системи на цьому ринку практично не представлені.
На ринку побутових водонагрівачів, обсяг якого в США складає 8-10 мільйонів штук на рік, частка систем на базі теплих насосів вкрай незначна.
Провідні бренди регіону – General Electric, Paloma, A. O. Smith, AirGenerate, Electrolux, Bosch і Stiebel Eltron. Продукція для багатьох з них проводиться в Китаї на умовах O.E.M. Ряд китайських виробників представив свої теплові насоси «повітря – вода» для американського ринку на виставці AHR Expo 2017, що проходила в Лас-Вегасі.
Азіатсько-Тихоокеанський регіон
Ринок побутових теплових насосів «повітря – вода» в Азіатсько-Тихоокеанському регіоні поки не сформувався, проте обладнання цього типу вже привертає увагу відвідувачів на місцевих галузевих виставках і ярмарках.
Країнам, що розвиваються регіону доводиться концентрувати зусилля для досягнення відразу двох цілей: розвитку економіки і зниження енергоспоживання. Це може підштовхнути уряди держав до посилення екологічного законодавства і стимулювання придбання теплових насосів «повітря – вода», що позитивно позначиться на розвитку ринку даного обладнання.
В Австралії вже діють одні з найбільш суворих екологічних законів в світі і при цьому спостерігається стабільне зростання продажів теплових насосів «повітря – вода» (зокрема, пристроїв Eco Cute), що використовуються в якості альтернативи традиційним електроводонагрівачі.
Нові моделі і технології
Технологія стабільного нагріву в холодному кліматі
Японські виробники створили теплові насоси «повітря – вода», пристосовані до роботи в холодному кліматі. Вони зберігають високу теплопродуктивність при температурі зовнішнього повітря до -15 ° C.
Для забезпечення роботи при мінусових температурах використовуються різні рішення, що запобігають обмерзанню. Серед них – теплоакумулятори, обігрів через байпасний контур, нагрівальні спіралі.
Технологія парожідкостной уприскування дозволяє підтримувати потік холодоагенту на необхідному рівні навіть при дуже низькій температурі зовнішнього повітря.
Моделі подвійної дії
На ринку з’явилися реверсивні теплові насоси «повітря – вода», здатні не тільки нагрівати, а й охолоджувати воду. Це рішення забезпечує максимальний комфорт як в зимовий, так і в літній час.
зональний контроль
Деякі моделі теплових насосів «повітря – вода» можуть мати два контури і здатні обслуговувати відразу два приміщення з різною потребою в обігріві. Забезпечуючи подачу двох потоків води з різною температурою, вони можуть використовуватися як для незалежного обігріву, так і для охолодження двох приміщень або зон одного приміщення.
Об’єднання теплових насосів «повітря – вода» з фотоелектричними панелями
Ще одна недавня розробка – інтегровані системи, що поєднують теплові насоси і фотоелектричні панелі. Такі системи дозволяють більш ефективно використовувати електроенергію, що виробляється сонячними панелями, керуючи енергоспоживанням теплового насоса.
Інтелектуальне гібридне управління
У районах з холодним кліматом, таких як Північна Європа, де температура зовнішнього повітря може опускатися до -40 ° С, ефективним способом отримання гарячої води можуть стати гібридні системи, що поєднують газовий котел і тепловий насос «повітря – вода». Уже встановлений котел можна використовувати для ефективного додаткового нагріву. Ряд виробників представив на ринку інтелектуальні системи управління, що дозволяють підключити тепловий насос до діючої системи опалення та гарячого водопостачання на базі газового котла. Якщо умови не дозволяють використовувати тепловий насос, включається газовий котел, забезпечуючи безперервне функціонування системи теплопостачання.
Хмарний сервіс
Деякі виробники надають послуги хмарного сервісу для віддаленого управління роботою і енергоспоживанням теплових насосів «повітря – вода». Підключившись до хмарного серверу, користувач отримує можливість повного контролю над пристроєм з будь-якої точки планети. Дана технологія дозволяє заощадити електроенергію, підвищити рівень комфорту, домогтися більш гнучкого управління ресурсами.
«Розумні» розподільні мережі
Стрімке зростання виробництва електроенергії з поновлюваних джерел привів до диспропорції між подається і необхідної електричною потужністю. Для вирішення цієї проблеми теплові насоси «повітря – вода» з функцією управління розподілом енергії забезпечують більш гнучке регулювання енергоспоживання. Ця функція дозволяє змінювати алгоритм роботи приладу за сигналом контролера.
Різноманітність внутрішніх блоків
В даний час створені різноманітні внутрішні блоки для теплових насосів «повітря – вода», що відрізняються як призначенням, так і функціональними можливостями.
У регіонах з холодним кліматом необхідну теплову потужність можуть забезпечити радіатори без вентиляторів, передають тепло шляхом випромінювання. Комфортна температура при цьому підтримується без створення повітряних потоків, що істотно знижує енергоспоживання і рівень шуму.
В асортименті багатьох виробників є внутрішні блоки «все-в-одному», здатні охолоджувати і опалювати приміщення, а також подавати гарячу воду. Такі пристрої відрізняються компактністю і простотою обслуговування.
Компресори для теплових насосів
Як правило, в якості холодоагенту в теплових насосах «повітря – вода» застосовується R410A. У водонагрівачах Eco Cute використовуються компресори для діоксиду вуглецю. Деякі виробники працюють над створенням теплових насосів на пропані (R290). Поява таких моделей на ринку-справа найближчого майбутнього.
У теплових насосах застосовуються компресори самих різних типів: поршневі, ротаційні, спіральні, гвинтові. Найчастіше мова йде про тандемних спіральних і двоступеневих ротаційних пристроях, здатних забезпечити температуру конденсації близько 80 ° С, що дозволяє отримувати досить гарячу воду навіть в холодному кліматі.
