Эффективность сплит-систем с тепловым насосом

В последние годы много разговоров вокруг тем: «Энергосбережения» и «Инновационных технологий». Применение систем с «Тепловым насосом» относится к обеим из этих обсуждаемых тем. Попытаемся разобраться в сути проблемы на некоторых прикладных частных случаях.

Простейший пример для рассмотрения – это эффективность сплит-систем с тепловым насосом.

В инструкциях к сплит-системам есть функция «обогрев», когда вместо холода внутренний блок сплит-системы начинает вырабатывать тепло. Именно этот режим «Обогрева» обычно называют «Тепловым насосом». Сейчас легко купить кондиционер с функцией обогрева: Mitsubishi Electric(премиум), General Climate(эконом), а так же любого производителя климатической техники, а что это даёт потребителю мы и попытаемся разобраться.

Чисто технически кондиционер всегда перекачивает тепло из одного пространства в другое как «Тепловой насос», вне зависимости от направления движения теплового потока: в помещение или из помещения. Но в данном случае мы рассмотрим вопрос: Насколько эффективен кондиционер в режиме работы «Обогрев».

Основным назначением сплит-системы является охлаждение помещений в жаркую погоду.

Если внимательно читать инструкцию кондиционера, то можно встретить термин «холодильный коэффициент» и цифру рядом с ним. Этот «Холодильный коэффициент» показывает: сколько тепла может перекачать кондиционер из помещения на улицу при затрате одной единицы электроэнергии. Для сплит-систем этот коэффициент находится вблизи значения "три", что означает перекачку трёх киловатт тепла из помещения на улицу при затрате одного киловатта электроэнергии. Обычно такой процесс привязан к неким стандартным условиям: на улице около +30С, а в помещении +29С под потолком и температура в струе воздуха после охлаждения в кондиционере +10...+12С. При этом температура фреона в кондиционере при охлаждении составляет +6С, это температура кипения фреона в жидком состоянии при давлении около 20 атмосфер после сжатия газа компрессором в уличном блоке.

Что произойдёт если попытаться использовать кондиционер в качестве обогревателя? При режиме «Обогрев» кондиционер начнёт охлаждать улицу и перекачивать тепло в помещение. При этом значение «Холодильного коэффициента» и количество перекачиваемого тепла будет сильно зависеть от температуры воздуха на улице.

Так потребность в режиме «обогрев» возникает при похолодании на улице ниже +20С в летне-осеннее время, когда радиаторное отопление ещё не включают.

Таким образом, на улице температура находиться в плюсовой зоне и перекачивание тепла с улицы в помещение вполне осуществимо. Правда, при этом эффективность перекачивания тепла уже не всегда напрямую равно «Холодильному коэффициенту», так как процесс работы «Теплового насоса» происходит уже не в стандартных условиях.

Как мы уже сказали ранее, температура фреона в охладителе составляет +6С. Таким образом, при стандартных настройках кондиционера эффективная работа в режиме «обогрев» возможна при температуре на улице выше +6С. При более низких уличных температурах кондиционер не сможет ничего выкачать с улицы, так как его охлаждаемый наружный блок окажется теплее уличной температуры. Если попытаться понизить температуру кипения фреона ниже 0С (как это делают в бытовых морозилках), то при таком режиме уличный блок начнёт покрываться инеем, а затем и плотным льдом от конденсирующейся из воздуха влаги, что так же вскоре приведёт к остановке кондиционера.

Промышленные «Тепловые насосы» способны работать и при отрицательных температурах на улице, но в этих случаях как правило тепло выкачивают не из воздушных масс на улице, а из незамерзающих водоёмов или из грунта. Таким образом, непосредственно охлаждающий контур «теплового насоса» всё равно оказывается в плюсовой зоне, где вода ещё не замерзает.

Получается, что обогрев помещения кондиционером зимой моделями бытового применения практически нельзя осуществить. То есть стандартный бытовая сплит-система в режиме «обогрев» может быть использован только во время прохладного лета или затянувшейся тёплой осени до включения центрального отопления.

Для зимнего обогрева с помощью электричества экономически целесообразнее использовать обычные системы прямого нагрева, то есть электро отопители любого исполнения.

Электрические тепловые пушки или электрические конвекторы обеспечиваю также и более комфортный режим отопления, чем сплит-система, так как способны прогревать нижнюю часть помещения, где скапливается холодный воздух.