Світове співтовариство визнає теплові насоси, зокрема системи типу “повітря–вода”, критично важливими для досягнення цілей декарбонізації. Ця технологія отримує політичну підтримку як інструмент скорочення викидів вуглецю. Водночас темпи її впровадження суттєво варіюються залежно від кліматичних умов, рівня економічного розвитку, енергетичної інфраструктури та державної політики. Відмінності у політичних підходах і стабільності енергетичних систем також впливають на нерівномірне проникнення на ринок — зокрема в Європі, де механізми субсидування значно різняться між країнами.
Чому саме теплові насоси типу “повітря–вода”? На відміну від геотермальних систем, теплові насоси типу “повітря–вода” мають нижчу стартову вартість і користуються ширшими економічними стимулами. Це сприяє їх активному впровадженню в житловому, комерційному, промисловому секторах, а також у централізованому теплопостачанні.
У Європі ці системи відіграють провідну роль у переході до низьковуглецевого опалення. Попри виклики, спричинені глобальною політичною та економічною нестабільністю, розвиток технологій забезпечує поступ до більш екологічного та безпечного майбутнього.
Японія демонструє стабільне зростання у сфері теплових насосів з повітряним джерелом тепла протягом понад двадцяти років, завдяки інноваціям провідних національних брендів. Яскравим прикладом є система Eco Cute — водонагрівач на базі теплового насосу, призначений для побутового гарячого водопостачання. На третьому десятилітті свого розвитку Eco Cute зарекомендував себе як надійне, високопродуктивне та енергоефективне рішення.
У Китаї північні регіони пережили стрімке зростання екологічно чистих систем опалення та комерційного гарячого водопостачання, здебільшого завдяки урядовій програмі “Перехід від вугілля до електроенергії” (Coal-to-Electricity). В Австралії екологічна відповідальність стала основою для природного впровадження теплових насосів, і очікується, що майбутня політика декарбонізації стане каталізатором зростання ринку як в Австралії, так і в США. В обох країнах водонагрівачі на базі теплових насосів готові до масштабного розвитку.
Типи теплових насосів типу “повітря–вода”
У матеріалі видання JARN тепловий насос описується як електрична система на водній основі, що переважно використовується для опалення приміщень та/або підготовки гарячої води для санітарно-побутових потреб. Деякі моделі також можуть забезпечувати пасивне охолодження, якщо вони мають реверсивну конструкцію.
Моноблочні системи, спліт-системи та моделі з інтегрованим водяним баком
Зовнішні блоки теплових насосів типу “повітря–вода” представлені у двох основних конфігураціях: моноблочні та спліт-системи.
Моноблочні системи є більшими за розміром і містять усі ключові компоненти — компресор, конденсатор, випарник, клапани та розширювальний бак — в одному зовнішньому блоці. Вони легко монтуються та не потребують прокладання трубопроводів для холодоагенту. У деяких моделях гідроблок є окремим елементом, в інших — інтегрований у зовнішній блок. Моноблочні системи широко використовуються в Німеччині та Великій Британії.
Спліт-системи є більш компактними, але потребують прокладання трубопроводів для холодоагенту, що вимагає участі сертифікованих монтажників. Гідроблок таких систем встановлюється всередині приміщення і включає конденсатор, клапани, насос та розширювальний бак.
Вибір між моноблочними та спліт-системами залежить від кліматичних умов і місцевих практик опалення. У холодних регіонах ризик замерзання водопровідних труб є суттєвим фактором для зовнішньо встановлених моноблоків, хоча їх конструкція дозволяє працювати при низьких температурах. У таких умовах перевагу часто надають спліт-системам, які займають менше місця на вулиці.
Дизайнерські тенденції зміщуються в бік компактних зовнішніх блоків, при цьому спліт-системи демонструють вищу енергоефективність порівняно з моноблочними аналогами.
Спеціалізовані системи гарячого водопостачання на базі теплових насосів типу “повітря–вода” з інтегрованим циліндричним водяним баком оптимізовані виключно для побутового використання. Зазвичай вони мають потужність менше 3 кВт і використовують холодоагент R134a. Такі системи можуть бути доповнені сонячними фотоелектричними панелями для підвищення загальної енергоефективності.
Гібридні системи теплових насосів
Гібридні системи поєднують тепловий насос із газовим або мазутним котлом, а також можуть інтегрувати фотоелектричні панелі. Вони працюють як тепловий насос за температури вище 5–6 °C, а при її зниженні автоматично перемикаються на традиційне джерело тепла. Така гнучка технологія є важливим етапом на шляху до низьковуглецевого майбутнього. Через кліматичні особливості, ціни на енергоносії та витрати на викопне паливо, близько двох третин країн Європи вже використовують гібридні рішення. Водночас системи типу “повітря–вода” краще підходять для інших регіонів.
Попит на гібридні системи зростає, особливо в медичному секторі та інших галузях, які прагнуть диверсифікувати джерела енергії. Зниження цін на нафту та газ може додатково стимулювати інтерес серед кінцевих споживачів.
Гібридні рішення пропонують гнучкі варіанти енергозабезпечення, зменшуючи залежність від одного джерела. Майже всі провідні виробники активно інвестують у розробку таких систем. Їх популярність дедалі більше проявляється на галузевих виставках по всій Європі, де кількість представлених гібридних моделей постійно зростає.
У контексті нестабільної політики субсидування в різних країнах, гібридні системи мають підвищену комерційну привабливість.
Реверсивні моделі теплових насосів
У теплих регіонах Південної Європи, де потреба в охолодженні існує майже цілий рік, інтегровані теплові насоси типу “повітря–вода” мають високий потенціал. Реверсивні моделі, оснащені циліндричним водяним баком, здатні одночасно генерувати охолоджену воду для кондиціонування та гарячу воду для побутових потреб, а також забезпечувати опалення в холодну пору року. Такі складні системи вже встановлені в багатьох нових елітних житлових комплексах, що сприяло їх активному виходу на ринок.
Країни з високим попитом на кондиціонери, як-от Італія та Іспанія, активно впроваджують теплові насоси з функцією рекуперації тепла. Натомість у країнах, де кондиціонери менш поширені — наприклад, у Німеччині та Великій Британії — ці системи поки не набули широкого розповсюдження.
Виробники пропонують універсальні внутрішні блоки “все в одному”, які забезпечують охолодження, опалення та гаряче водопостачання. Їх компактна конструкція спрощує монтаж, економить простір і час, а також полегшує обслуговування.
У деяких інтегрованих рішеннях гідроблоки та баки встановлюються всередині приміщення, наприклад, на кухні, де вони гармонійно вписуються в інтер’єр.
Окремі моделі можуть керувати температурою кількох теплоносіїв одночасно, що дозволяє обслуговувати різні зони опалення. Також доступне двозонне охолодження. У регіонах із суворими зимами радіатори з променевим теплом забезпечують комфорт без використання основного вентилятора. Мікровентилятори, що споживають мінімум енергії та працюють майже безшумно, підтримують стабільну температуру з мінімальною циркуляцією повітря.
Теплові насоси в багатоквартирних будинках
У багатьох країнах Європи теплові насоси вже стали стандартом для нових односімейних будинків. Водночас технологія поступово поширюється на багатоквартирні будинки, що особливо актуально в умовах міської міграції та високої щільності населення.
Типові європейські багатоквартирні будинки складаються з трьох і більше житлових одиниць, де проживає 8–9 осіб. Впровадження теплових насосів у таких будівлях відкриває значні можливості для декарбонізації міського житлового фонду, особливо в сфері опалення. Проте монтаж зовнішніх блоків у щільній забудові залишається технічним викликом.
Розширення сфер застосування
Технологія теплових насосів типу “повітря–вода” швидко розвивається у напрямку диверсифікації та стандартизації. Дизайн стає більш різноманітним: окрім традиційних спліт-систем та інтегрованих моделей, на ринку з’являються нові конструкції — паралельні системи, рішення з водяним контуром тощо, що дозволяє адаптуватися до різних типів будівель і сценаріїв використання.
Сфера застосування також розширюється: від опалення житлових приміщень і гарячого водопостачання — до обігріву басейнів, комерційних водонагрівачів, спліт-систем з водяним контуром та інших проєктів. Це стимулює постійні інновації в енергоефективності, системах керування та методах інсталяції.
У деяких країнах Європи вже тестуються інтегровані рішення, що поєднують фотоелектричні панелі, накопичувачі енергії та теплові насоси. Такі системи підвищують енергетичну автономність і ефективність будівель. Це свідчить про еволюцію теплових насосів типу “повітря–вода” — від окремих пристроїв до розумних, низьковуглецевих енергетичних рішень, які відіграватимуть ключову роль у глобальній енергетичній трансформації.
Нагрівання води
У Японії теплові насоси активно використовуються не лише для побутового гарячого водопостачання, а й у сфері послуг — готелях, ресторанах тощо. Це стало прикладом глобальної практики декарбонізації.
У Китаї перше широке застосування теплових насосів типу “повітря–вода” відбулося в комерційному гарячому водопостачанні, особливо в економічно потужному регіоні дельти річки Янцзи. Згодом технологія поширилася на південні регіони країни, демонструючи вагомий внесок у скорочення викидів CO₂.
У США попит на комерційне гаряче водопостачання також зростає. На виставках, таких як AHR Expo, виробники презентують новітні моделі теплових насосів. У штатах із прогресивною екологічною політикою місцева влада активно підтримує їх впровадження.
У більшості регіонів Європи зими холодні, тому опалення є критично важливим. Водночас потреба в гарячій воді здебільшого обмежується душем. Тому європейський ринок теплових насосів типу “повітря–вода” орієнтований переважно на системи опалення, хоча зростає попит і на моделі, що поєднують опалення з гарячим водопостачанням. У Франції та Німеччині також зростає інтерес до систем, призначених виключно для гарячої води.
Раніше в Європі популярним було підлогове опалення, хоча частина споживачів обирала радіаторні системи. У таких випадках теплові насоси типу “повітря–вода” підключаються як до внутрішніх блоків, так і до радіаторів. Проте рівень продажів таких конфігурацій залишається нижчим порівняно з системами підлогового опалення, які забезпечують більш рівномірний розподіл тепла та вищу енергоефективність.
Комерційні системи гарячого водопостачання
У багатьох країнах Європи зростає використання теплових насосів типу “повітря–вода” у комерційних системах гарячого водопостачання, незважаючи на різну динаміку ринку.
Встановлено чимало високопродуктивних теплових насосів, які слугують екологічною альтернативою традиційним електричним водонагрівачам та бойлерам на мазуті. Такі системи дедалі частіше застосовуються в комерційних об’єктах середнього розміру — житлових комплексах, готелях, медичних установах. Особливо популярними стають моделі, здатні подавати теплоносій високої температури, що ідеально підходить для ресторанів, салонів краси, фітнес-центрів — це сприяє постійному розширенню їхньої частки на ринку.
Більшість комерційних теплових насосів типу “повітря–вода” працюють на холодоагентах R410A або R32. Водночас ринок водонагрівачів на базі теплового насосу Eco Cute, що використовує CO₂ для виробництва гарячої води, також активно розвивається. У відповідь на зростаючий попит виробники почали пропонувати малопотужні моделі Eco Cute, доступні як з повітряним джерелом тепла, так і з геотермальним.
Водонагрівачі Eco Cute на CO₂
У комерційному секторі нагрівання води є критично важливою операцією. Європейське законодавство щодо холодоагентів передбачає поступову відмову від низки традиційних робочих сумішей, що відкриває стратегічну можливість для виробників — отримати конкурентну перевагу, впроваджуючи рішення на основі CO₂ раніше, ніж альтернативні технології.
Японські виробники стали піонерами у створенні водонагрівачів Eco Cute, які використовують CO₂ як холодоагент, спеціально адаптований для суворих кліматичних умов Північної Європи. Спочатку моделі Eco Cute з низькою потужністю повільно освоювалися на європейському ринку через такі фактори, як сумісність із місцевою якістю води.
Хоча необхідність використання трубопроводів високого тиску для CO₂ збільшує початкові витрати, екологічні переваги та здатність системи генерувати гарячу воду високої температури роблять технологію економічно доцільною. Eco Cute має значний потенціал для розширення як у житловому, так і в комерційному сегменті.
Регіональні особливості
Системи опалення на основі гарячої води — це фундамент європейських теплотехнічних традицій. Кожен регіон має свої особливості використання теплових насосів, зумовлені кліматом, архітектурою та культурними звичками.
Щоб задовольнити це різноманіття, виробники розширюють модельний ряд. Європейський ринок умовно поділяється на три кліматичні зони: теплу, холодну та надзвичайно холодну.
У теплих регіонах, таких як Італія та Іспанія, високий попит мають реверсивні теплові насоси, здатні забезпечувати як опалення, так і охолодження. Ці країни є центрами європейського ринку кондиціювання, де перевага надається спліт-системам, що реалізуються переважно через канали продажу кліматичної техніки.
У холодніших регіонах — Австрії, Німеччині — кондиціювання традиційно не було необхідним, але кліматичні зміни стимулюють зростання попиту. Естетичний вплив зовнішніх блоків на міський ландшафт є важливим фактором, тому преміальні моделі користуються особливим попитом.
Скандинавські країни, де зими особливо суворі, потребують наднадійних опалювальних рішень. Теплові насоси типу “повітря–вода” повинні ефективно працювати в екстремальних умовах, не порушуючи архітектурної гармонії.
Мовне розмаїття Європи — понад 50 мов, з яких 24 офіційно визнані ЄС — вимагає, щоб контролери теплових насосів мали багатомовні інтерфейси та документацію. Виробники, що базуються поза межами Європи, часто покладаються на свої регіональні представництва для забезпечення локалізованої підтримки.
Теплові насоси типу “повітря–вода” для холодного клімату Історично продажі таких систем у холодних регіонах були обмеженими через конкуренцію з боку традиційних джерел тепла та знижену ефективність при низьких температурах. Проте сучасні технології дозволили значно покращити продуктивність теплових насосів у морозних умовах, відкриваючи шлях до їх ширшого впровадження.
Сучасні моделі здатні забезпечувати стабільне опалення та гаряче водопостачання навіть при температурі –15 °C, а деякі — працювати до –28 °C.
Низькопотужні моделі для житлового сектору
У зв’язку з впровадженням Директиви ЄС про енергоефективність будівель (EPBD), нове житло в Європі проєктується з покращеною теплоізоляцією. Це дозволяє використовувати теплові насоси нижчої потужності, які працюють на знижених температурах, але все одно ефективно обігрівають сучасні радіатори та системи теплої підлоги.
Наприклад, будинок, який раніше потребував 16 кВт, тепер може бути повністю забезпечений моделлю на 8 кВт — за умови якісної ізоляції. У відповідь виробники розширюють лінійку моделей потужністю близько 5 кВт.
Цей перехід дозволяє оптимізувати виробництво, знизити витрати та зробити теплові насоси доступнішими. Зниження середньої ціни стимулює попит і розширює ринок.
Зменшення шуму під час роботи Європейська Комісія визнає шумове забруднення серйозною проблемою для здоров’я, тому в багатьох країнах діють жорсткі норми щодо рівня шуму. Виробники реагують, вдосконалюючи конструкції зовнішніх блоків.
Австрія, Німеччина, Швейцарія — серед країн із найсуворішими стандартами. У холодному кліматі шум від зовнішніх блоків може бути особливо помітним, що створює виклики для розробників. Наприклад, обладнання, сертифіковане для Франції, може не відповідати вимогам Німеччини.
Сертифікований низький рівень шуму стає конкурентною перевагою. Виробники зосереджуються на оптимізації компресорів і вентиляторів для зниження шуму.
Інтелектуальні системи та Smart Cloud
Деякі виробники інтегрують теплові насоси з хмарними сервісами Smart Cloud, що дозволяє користувачам дистанційно керувати опаленням і гарячим водопостачанням, а також моніторити енергоспоживання. Через онлайн-портал можна керувати системою з будь-якого місця, отримуючи переваги у вигляді енергозбереження, комфорту та ефективного управління ресурсами.
Інтеграція з інтелектуальними мережевими контролерами дозволяє тепловим насосам реагувати на сигнали попиту в реальному часі, оптимізуючи споживання енергії та забезпечуючи гнучке підключення до “розумної” енергомережі.
Холодоагенти: виклики та перспективи
Хоча R32 залишається основним холодоагентом у Європі, зростає інтерес до R290 — особливо в Німеччині. Завдяки високому рівню безпеки, R290 активно використовується в моноблочних системах, що підтверджується виставковими тенденціями. Однак нестача кваліфікованих монтажників стримує темпи зростання.
За оцінками експертів, частка теплових насосів на R290 становить близько 10% європейського ринку. Тим часом альтернативні холодоагенти з низьким GWP, такі як R454C, розглядаються як перехідні рішення, що поєднують екологічну відповідність із вимогами безпеки.
