Тепловые насосы «воздух — вода» используют тепло атмосферного воздуха для нагрева воды, идущей на нужды отопления и горячего водоснабжения. Во многих странах применение тепловых насосов, позволяющих сократить потребление ископаемого топлива и уменьшить загрязнение атмосферного воздуха, официально признано использованием возобновляемых источников энергии. Поддержка программ по энергосбережению и сохранению окружающей среды способствует значительному росту рынка тепловых насосов.
В 2017 году мировой спрос на тепловые насосы «воздух — вода» достиг 2,66 миллиона единиц оборудования. Основными потребителями стали Китай, Япония и страны Европы (68,8, 16,8 и 10,8% общего объема продаж соответственно).
Япония была пионером производства и применения тепловых насосов «воздух — вода» и на сегодняшний день накопила огромный опыт в этой сфере. Помимо создания собственного рынка теплонасосных водонагревателей EcoCute Япония способствовала распространению тепловых насосов в Европе. Можно сказать, японские технологии стали основой нового сегмента мирового рынка и вдохнули новую жизнь в консервативную отрасль отопительного оборудования.
В последние годы в Китае усилилась роль государства в экологическом регулировании. Национальная программа «Электричество вместо угля» способствовала бурному росту продаж тепловых насосов «воздух — вода» на севере страны. Очевидным доказательством сокращения загрязняющих выбросов в атмосферу стало очищающееся от смога небо Северного Китая.
Способность не только обеспечивать комфортное отопление, но и способствовать решению экологических проблем, связанных с сжиганием ископаемого топлива, делает тепловые насосы весьма перспективным видом оборудования и позволяет ожидать дальнейшего роста и популярности в будущем. Свидетельством растущих темпов развития этого сегмента рынка служит увеличение количества новых моделей тепловых насосов в экспозиции крупных международных отраслевых выставок.
Европа
По оценке JARN, европейский рынок тепловых насосов «воздух — вода» в 2017 году вырос на 12,1% по сравнению с показателями предыдущего года и достиг объема 287 000 единиц оборудования. 54% из этого объема приходятся на Францию, следом идут Германия и Италия, доля которых в совокупности составляет 21%. Таким образом, эти три государства обеспечивают три четверти европейских продаж тепловых насосов «воздух — вода».
Рынок отопительного оборудования в Европе сформировался давно, долгое время на нем преобладали решения, в основе которых лежит сжигание ископаемого топлива. Сегмент тепловых насосов в регионе продолжает расти, несмотря на ряд негативных факторов — сокращение государственных субсидий, застой в экономике, снижение цен на нефть и рост тарифов на электроэнергию.
Не в последнюю очередь это связано с политикой Европейского союза, направленной на защиту окружающей среды и развитие альтернативной энергетики. Стремясь сократить объемы парниковых выбросов, Великобритания разработала Инициативу RHI — теплоснабжения за счет возобновляемых источников энергии. Французское правительство представило новый регламент по энергопотреблению зданий RT2012. Оба документа способствуют развитию рынка тепловых насосов «воздух — вода».
Лидером по величине субсидий на покупку тепловых насосов является Германия. Во Франции субсидии привязаны к стоимости приобретаемого оборудования и включают в себя возвраты по налогам.
Ситуация с продажами тепловых насосов в секторе замены действующего оборудования складывается не лучшим образом. Сила привычки, усугубленная падением цен на нефть, заставляет многих европейцев продолжать пользоваться традиционными отопительными котлами. Совсем иная картина в секторе оснащения новостроек: там у теплонасосных систем есть все шансы стать наиболее распространенным решением для водяного отопления и горячего водоснабжения.
Спрос в секторе замены оборудования удовлетворяется местными производителями отопительных приборов. Наилучшая возможность проникнуть в этот сектор для азиатских компаний — покупка местных производителей. Как только возникнет потребность заменить существующие котлы на нечто более энергоэффективное и экологичное, спрос на тепловые насосы «воздух — вода» испытает резкий скачок.
Для японских компаний, выпускающих тепловые насосы «воздух — вода», Европа — очень важный рынок. Развивая уже достигнутый здесь успех, производители из Японии готовят почву для дальнейшего роста продаж. Отвечая на ужесточение норм, касающихся фторсодержащих парниковых газов, они продвигают в Европу водонагреватели EcoCute, использующие в качестве хладагента CO2, а также тепловые насосы на R32.
На рынок тепловых насосов «воздух — вода» выходят и европейские производители котельного оборудования. Многие из них организуют выпуск наружных блоков таких тепловых насосов совместно с азиатскими производителями систем кондиционирования воздуха.
Япония
По данным Японской ассоциации индустрии холода и кондиционирования воздуха (JRAIA), рынок тепловых насосов «воздух — вода» в Японии в 2017 году достиг объема в 437 000 единиц оборудования, что на 3,9% больше показателей предыдущего года.
Разработанные в 2001 году водонагреватели EcoCute изначально предназначались только для обеспечения ванных и кухонь горячей водой. Сегодня эти многофункциональные устройства способны также отапливать помещения, нагревая воду для теплого пола. К январю 2018 года суммарные продажи EcoCute достигли 5,79 миллиона единиц оборудования. Согласно долгосрочному прогнозу, сделанному в июле 2015 года, к 2030 году эта цифра вырастет до 14 миллионов.
Росту спроса способствует распространение технологии тепловых насосов за пределами Японии. Японские производители осваивают не только европейский, но и австралийский, и североамериканский рынки. Кроме того, наблюдается тенденция к использованию водонагревателей EcoCute на объектах коммерческого назначения.
Китай
Чтобы справиться с загрязнением воздуха, ставшим особенно серьезной проблемой на севере страны, Китай запустил программу «Электричество вместо угля». Эта программа способствует развитию рынка тепловых насосов «воздух — вода», объем которого в 2017 году JARN оценивает в 1,83 миллиона единиц оборудования, что на 41% превышает показатели 2016 года.
Китайский рынок продолжает расти, в том числе территориально, охватывая не только северные, но и южные регионы. Тепловые насосы «воздух — вода» используются и для отопления вновь построенного жилья, и для обеспечения горячей водой объектов коммерческой недвижимости.
Помимо специализированных предприятий производство тепловых насосов начали и ведущие китайские производители кондиционеров воздуха. Сейчас они заняты разработкой инверторных моделей данного оборудования. Огромный спрос способствовал появлению крупных производителей, которые сегодня нацеливаются на зарубежные рынки. Китайский же рынок от иностранных производителей защищают более низкая себестоимость отечественной продукции и субсидирование местных компаний государством.
США
В 2017 году объем рынка тепловых насосов «воздух — вода» с интегрированным баком в США составил 89 000 единиц оборудования. Теплонасосные моноблоки и сплит-системы пока не очень распространены в Северной Америке.
В продажах бытовых водонагревателей, объем которых составляет
Основные марки тепловых насосов в США — General Electric, Paloma, A. O. Smith, Air-Generate, Electrolux, Bosch и Stiebel Eltron. Многие из них производят оборудование для американского рынка в Китае на условиях OEM.
Азиатско-Тихоокеанский регион
Рынок бытовых водонагревателей на основе тепловых насосов «воздух — вода» в Юго-Восточной Азии пока не сформировался, однако подобное оборудование все чаще демонстрируется на проходящих в регионе тематических выставках.
Многие страны региона относятся к государствам с развивающейся экономикой, и им приходится фокусироваться сразу на двух целях — промышленном развитии и снижении энергопотребления. В этой ситуации разумным решением представляется государственная инициатива по продвижению энергоэффективного теплонасосного оборудования. Если подобные инициативы, стимулирующие приобретение тепловых насосов, будут реализованы в условиях ужесточения природоохранного законодательства, рынок ожидает существенный рост.
В Австралии, где действуют одни из самых строгих в мире законов об охране окружающей среды, тепловые насосы «воздух — вода» (в частности, водонагреватели EcoCute) все чаще используются как альтернатива традиционным электрическим водонагревателям.
R32 становится основным хладагентом
Европа ускоряет переход на новые хладагенты, вводя в действие систему квот, объектами которой становятся все хладагенты, используемые в оборудовании для отопления, вентиляции, кондиционирования воздуха и холодоснабжения.
Из-за квотирования резко поднялась цена на R410A. Это создало проблемы не только для сегмента кондиционеров воздуха, но и для тепловых насосов.
Потенциал глобального потепления (ПГП) R32 составляет лишь треть ПГП R410А. Объем хладагента, необходимый для производства одного и того же количества тепла, у R32 вчетверо меньше, чем у R410A. В связи с этим ряд компаний приступил к производству тепловых насосов «воздух — вода» на R32. Однако использование этого хладагента в тепловых насосах большой мощности по-прежнему сопряжено с проблемами, вызванными действующим в большинстве европейских стран запретом на установку теплонасосных сплит-систем с заправкой R32, превышающей 1,84 кг.
Некоторые компании применяют в качестве хладагента пропан и диоксид углерода.
Компрессоры для тепловых насосов
В тепловых насосах применяются компрессоры самых разных типов: поршневые, ротационные, спиральные, винтовые. Чаще всего речь идет о тандемных спиральных и двухступенчатых ротационных устройствах, способных обеспечить температуру конденсации около 90°C, что позволяет получать довольно горячую воду даже в холодном климате.
Кроме того, все чаще встречаются чиллеры с возможностью работы в режиме теплового насоса, созданные на основе компрессоров центробежного типа. Растет число чиллеров — тепловых насосов на базе безмасляных центробежных компрессоров с магнитной подвеской.
Технология стабильного нагрева в холодном климате
Японские производители создали тепловые насосы «воздух — вода», приспособленные к работе в холодном климате. Они сохраняют высокую теплопроизводительность при температуре наружного воздуха до —15°C.
Для предотвращения обледенения при минусовых температурах используются такие решения, как теплоаккумуляторы, обогрев через байпасный контур, нагревательные спирали.
Технология парожидкостного впрыска позволяет поддерживать поток хладагента на необходимом уровне даже при очень низкой температуре наружного воздуха.
Модели двойного действия
Реверсивные тепловые насосы «воздух — вода», недавно появившиеся на рынке, способны не только нагревать, но и охлаждать воду. Это решение обеспечивает максимальный комфорт как в зимнее, так и в летнее время.
Зональный контроль
Некоторые модели тепловых насосов «воздух — вода» могут иметь два контура и способны обслуживать сразу два помещения с различной потребностью в обогреве. Обеспечивая подачу двух потоков воды с разной температурой, они могут использоваться как для независимого обогрева, так и для охлаждения двух помещений или зон одного помещения.
Интегрированные тепловые насосы «воздух — вода»
Еще одна разработка — интегрированные системы, объединяющие тепловые насосы и фотоэлектрические панели. Такие системы позволяют более эффективно использовать электроэнергию, вырабатываемую солнечными панелями, управляя энергопотреблением теплового насоса.
В районах с холодным климатом, таких как Северная Европа, где температура наружного воздуха может опускаться до —40°C, эффективным способом получения горячей воды могут стать гибридные системы, объединяющие газовый котел и тепловой насос «воздух — вода». Уже установленный котел можно использовать для эффективного дополнительного нагрева. Ряд производителей представил на рынке интеллектуальные системы управления, позволяющие подключить тепловой насос к действующей системе отопления и горячего водоснабжения на базе газового котла. Если условия не позволяют использовать тепловой насос, включается газовый котел, обеспечивая непрерывное функционирование системы теплоснабжения.
«Умные» тепловые насосы
Некоторые производители предоставляют услуги облачного сервиса для удаленного управления работой и энергопотреблением тепловых насосов «воздух — вода». Подключившись к облачному серверу, пользователь получает полный контроль над устройством из любой точки планеты. Данная технология позволяет сэкономить электроэнергию, повысить уровень комфорта, добиться более гибкого управления ресурсами.
Быстрый рост производства электроэнергии из возобновляемых источников привел к диспропорции между подаваемой и требуемой электрической мощностью. Для решения этой проблемы тепловые насосы «воздух — вода» с функцией управления распределением энергии обеспечивают более гибкое регулирование энергопотребления. Данная функция позволяет изменять алгоритм работы прибора по сигналу контроллера.
Разнообразие внутренних блоков
В настоящее время созданы разнообразные внутренние блоки для тепловых насосов «воздух — вода», отличающиеся как назначением, так и функциональными возможностями.
В регионах с холодным климатом требуемую тепловую мощность могут обеспечить радиаторы без вентиляторов, передающие тепло путем излучения. Комфортная температура при этом поддерживается без создания воздушных потоков, что существенно снижает энергопотребление и уровень шума.
В ассортименте многих производителей имеются внутренние блоки «все в одном», способные охлаждать и отапливать помещение, а также подавать горячую воду. Такие устройства отличаются компактностью и простотой обслуживания.
По материалам JARN
Ассоциация Предприятий Индустрии Климата (АПИК) была создана в 1997 г. В настоящий момент АПИК объединяет около 100 профессиональных климатических компаний России.
Основная цель АПИК – совместное решение проблем российского климатического бизнеса, утверждение цивилизованных форм работы и принципов здоровой конкуренции, пропаганда передовой техники и технологий, защита интересов российских поставщиков климатической техники и услуг.
Выставка «МИР КЛИМАТА ЭКСПО» — главное событие климатической индустрии Производители, заводы, дистрибьюторы и оптовые поставщики климатического оборудования на выставке представляют рынку новинки кондиционирования, отопления, вентиляции, промышленного холода.
Присоединяйтесь к главному событию климатической индустрии и приходите на выставку «МИР КЛИМАТА ЭКСПО».
Единственное учебное заведение, после которого специалисты сразу могут успешно работать в климатических компаниях.
Обучение происходит на производственной базе, оснащенная учебными стендами и климатическими установками: центральные системы кондиционирования, бытовые и полупромышленные кондиционеры, тепловое оборудование.
