Когда люди думают о сложных зимних условиях для работы теплового насоса, они часто представляют себе очень низкие температуры на улице. Однако одним из самых сложных условий для работы воздушного теплового насоса в режиме отопления не всегда является сильный мороз. Это холодная, влажная и туманная погода.

Это может показаться неожиданным. В конце концов, как температура +2 °C может быть более проблематичной, чем -15 °C? Ответ — влажность.

В режиме обогрева наружный змеевик воздушного теплового насоса работает как испаритель. Температура его поверхности часто опускается ниже 0 °C, даже когда температура наружного воздуха выше нуля. В условиях тумана воздух содержит очень высокий уровень влажности. Когда эта влага проходит мимо холодного наружного змеевика, она немедленно конденсируется, а затем замерзает на поверхности змеевика. Результатом становится быстрое образование инея.

Именно поэтому туман при температуре ниже примерно +5 °C может создавать особые трудности. В холодном сухом воздухе просто меньше абсолютной влажности, которая могла бы замерзнуть на змеевике. В туманном воздухе, напротив, тепловой насос подвергается воздействию непрерывного потока влаги, что может ускорить образование инея и увеличить необходимость в размораживании. На практике это означает, что тепловой насос, работающий при температуре около +2 °C и влажности выше 95 %, может столкнуться с более серьёзной проблемой обледенения, чем тот, который работает при гораздо более низких температурах в сухом зимнем воздухе.

Почему функция размораживания важна для теплового насоса?
Размораживание — это нормальная и необходимая часть работы теплового насоса. Когда на наружном змеевике скапливается иней, это снижает воздушный поток и эффективность теплообмена. Для поддержания производительности агрегат периодически переключается в цикл размораживания, чтобы очистить змеевик.

Часто возникает вопрос, влияет ли это на комфорт или надёжность. Хорошая новость заключается в том, что современные системы спроектированы так, чтобы тщательно контролировать этот процесс.

В ходе одного из лабораторных испытаний крышный тепловой насос Trane IH 078 работал более 24 часов в условиях особенно сильного обледенения: температура возвратного воздуха в помещении — 10 °C, температура наружного воздуха — 2 °C, относительная влажность — свыше 95 %. Даже в этих сложных условиях за 4,5 часа произошло всего два цикла размораживания. Каждый из них привёл к общему времени простоя около 8–9 минут. Другими словами, в одном из самых неблагоприятных предполагаемых сценариев эксплуатации агрегат проводил размораживание в течение примерно 8 минут каждые 2 часа 15 минут.
Это важный момент как для заказчиков, так и для консультантов: размораживание действительно происходит, но это не означает, что тепловой насос постоянно останавливается и запускается . При грамотном управлении эксплуатацией даже сложные условия с туманом можно преодолеть с минимальными перебоями в работе.

Как компания Trane минимизирует влияние размораживания?
Именно здесь системы управления играют решающую роль. Компания Trane использует собственную запатентованную платформу управления Symbio, разработанную собственными силами как в аппаратном, так и в программном обеспечении и применяемую в широком ассортименте оборудования, включая крышные агрегаты и тепловые насосы «воздух-вода», такие как CXAX, FLEX N HP, CXAF и CMAF. Единая платформа управления помогает обеспечить более единообразную логику работы во всех приложениях и предоставляет клиентам и сервисным командам привычную системную архитектуру.

Проще говоря, Symbio не запускает размораживание исключительно по простому таймеру. Когда температура наружного воздуха опускается до 16 °C и ниже, контроллер отслеживает взаимосвязь между условиями наружного воздуха и состоянием хладагента на наружном теплообменнике. Если он обнаруживает, что змеевик обледенел настолько, что это сказывается на производительности, он запускает цикл размораживания. Это означает , что система под управлением Symbio реагирует на фактические условия эксплуатации, а не запускает размораживание чаще, чем это необходимо.

Контроллер также помогает держать процесс размораживания под контролем. Можно установить максимальную продолжительность размораживания, которая для крышных агрегатов обычно составляет около 8–9 минут. Во многих случаях цикл заканчивается раньше, если система обнаруживает, что нормальное состояние змеевика восстановлено. Это помогает сократить ненужные простои и позволяет агрегату как можно быстрее вернуться в режим обогрева.

Для тепловых насосов типа «воздух-вода» продолжительность размораживания часто может быть короче, поскольку водяной контур обеспечивает большую тепловую инерцию. В качестве упрощённого правила можно сказать, что системы, работающие с заданной температурой воды 45 °C, могут завершить размораживание примерно за 5 минут, тогда как системам с температурой 35 °C может потребоваться больше времени — иногда ближе к 8–9 минутам. Это зависит от конструкции системы, но подчеркивает важную истину: производительность оборудования и конструкция системы неразрывно связаны.

Почему качество монтажа по-прежнему имеет значение
Даже самая передовая технология тепловых насосов демонстрирует максимальную эффективность только при правильной установке. Это особенно актуально в климатических условиях, где туман, влажность и частые перепады зимней погоды могут создавать сложные условия эксплуатации.

Одним из ключевых факторов является инерция системы. В системах «воздух-вода» правильный подбор размера буферного бака может помочь стабилизировать работу во время размораживания и снизить его влияние на здание. Правильно спроектированная гидравлическая система обеспечивает тепловому насосу дополнительную поддержку во время временных переходных режимов работы.

Также важно правильно подобрать агрегат с учётом нагрузки здания, стратегии управления и требований к температуре воды на выходе. Чрезмерно упрощённые проектные решения могут привести к тому, что размораживание будет казаться более разрушительным, чем это необходимо. Надлежащая практика монтажа помогает обеспечить, чтобы система обеспечивала как комфорт, так и эффективность в широком диапазоне реальных погодных условий.

Вывод
При оценке производительности теплового насоса главный вопрос заключается не в том, происходит ли размораживание, а в том, насколько разумно система им управляет.
Благодаря правильной конструкции изделия, интеллектуальным системам управления и правильной установке размораживание можно эффективно контролировать. Тепловые насосы Trane разработаны для точного обнаружения условий обледенения, сокращения времени размораживания и быстрого возврата к режиму обогрева даже в условиях влажной, холодной и сложной погоды.

Ознакомьтесь с воздушными тепловыми насосами Trane

Ознакомьтесь с воздушными крышными тепловыми насосами Trane