Воздушные тепловые насосы: восходящая звезда в отоплении, открывающая новую эру экологически чистой энергии

На фоне глобальной борьбы с изменением климата и активной поддержки энергосбережения и сокращения выбросов воздушные тепловые насосы, являясь высокоэффективным и экологичным отопительным оборудованием, постепенно становятся новым фаворитом в отопительной отрасли. Они не только обеспечивают людям комфортную и тёплую среду обитания, но и вносят важный вклад в устойчивое развитие.

Воздушные тепловые насосы: анализ принципов, преимуществ и проблем 

Принцип работы воздушного теплового насоса основан на обратном цикле Карно. Проще говоря, он подобен «теплоносителю». Приводимый в действие компрессором, он обеспечивает циркуляцию хладагента, поглощая низкопотенциальную тепловую энергию из воздуха. После сжатия и повышения температуры он выделяет высокопотенциальную тепловую энергию в помещении для отопления или нагрева воды. Если взять в качестве примера обычный тепловой насос «воздух-вода», в испарителе наружного блока жидкий хладагент быстро испаряется в среде с низким давлением и поглощает тепло из окружающего воздуха. Даже при температуре -30 °C воздух сохраняет полезную тепловую энергию. Затем газообразный хладагент всасывается и сжимается компрессором, что приводит к значительному повышению давления и температуры, которые могут достигать 80–100 °C. Затем газообразный хладагент, находящийся под высоким давлением и высокой температурой, поступает во внутренний конденсатор и передает тепло циркулирующей воде посредством теплообмена. Эту горячую воду можно использовать в конечном отопительном оборудовании, таком как тёплый пол и радиаторы, для обогрева помещений, при этом хладагент конденсируется в жидкое состояние. В конечном итоге давление жидкого хладагента снижается через терморегулирующий вентиль, он возвращается в состояние низкой температуры и давления и поступает в испаритель, запуская новый цикл. 

По сравнению с традиционными методами отопления, воздушные тепловые насосы обладают рядом существенных преимуществ. Во-первых, они обладают чрезвычайно высоким коэффициентом энергоэффективности (КПД), который обычно превышает 3. Это означает, что, потребляя 1 единицу электроэнергии, можно получить 3 или более единиц тепловой энергии. В отличие от этого, коэффициент энергоэффективности традиционных электронагревателей составляет всего 1, то есть 1 кВт·ч электроэнергии может выработать только 1 кВт·ч тепловой энергии. Для сравнения, воздушные тепловые насосы обладают значительным энергосберегающим эффектом, позволяя экономить более 75% энергии. Во-вторых, с точки зрения охраны окружающей среды, они не требуют сжигания ископаемого топлива и не выделяют вредных газов, таких как углекислый газ и диоксид серы, что значительно снижает загрязнение окружающей среды и способствует достижению целей по сокращению выбросов углерода. Кроме того, воздушные тепловые насосы работают безопасно и надежно, без открытого огня, без таких угроз безопасности, как утечка газа и возгорание, что обеспечивает пользователям более безопасный опыт использования.

Однако воздушные тепловые насосы сталкиваются с некоторыми трудностями в процессе своего развития. В условиях низких температур, особенно у некоторых обычных тепловых насосов, не использующих передовые технологии, их тепловая эффективность снижается. Это связано с тем, что при низких температурах снижается количество тепла, поглощаемого из воздуха, а поверхность испарителя склонна к обмерзанию, что влияет на эффективность теплообмена.

Хотя многие производители выпустили модели, устойчивые к низким температурам, оснащенные усовершенствованной технологией впрыска пара (EVI), продвижение этих передовых продуктов по-прежнему сдерживается высокой стоимостью. Для небольших и средних домохозяйств с ограниченным бюджетом первоначальная стоимость покупки воздушных тепловых насосов относительно высока по сравнению с традиционными газовыми котлами. Обычная бытовая система воздушного теплового насоса может стоить на 20–30 % дороже, чем система газового котла, что стало основным препятствием для ее популяризации. Кроме того, установка воздушных тепловых насосов предъявляет более высокие требования к месту. Для размещения наружного блока необходимо определенное открытое пространство, а место установки не должно быть заблокировано зданиями или деревьями, чтобы обеспечить беспрепятственную циркуляцию воздуха. В некоторых старых районах с узкими дворами или в высотных зданиях с ограниченными площадями для размещения внешнего блока часто возникают трудности с установкой.

За высококачественной продукцией: сила завода 

Чтобы решить проблемы, связанные с воздушными тепловыми насосами, и способствовать устойчивому развитию отрасли, многие ведущие предприятия постоянно увеличивают инвестиции в строительство заводов и модернизацию производственных технологий. В качестве примера можно привести компанию GreenTech Heat Pump Co., Ltd., известную в отрасли. Её завод площадью более 50 000 квадратных метров расположен в зоне высокотехнологичного промышленного развития прибрежного города. На заводе построена полностью автоматизированная производственная линия, охватывающая все этапы – от обработки основных компонентов, таких как компрессоры и теплообменники, до окончательной сборки и тестирования всего оборудования. Все эти этапы выполняются под управлением интеллектуального оборудования.

На заводе внедрены передовые обрабатывающие центры с ЧПУ, которые могут обрабатывать корпус и внутренние части теплового насоса с высокой точностью, обеспечивая постоянство и стабильность размеров изделия. В цехе по производству теплообменников для соединения медных трубок используется полностью автоматический паяльный станок, который не только повышает эффективность сварки, но и гарантирует качество сварки, эффективно предотвращая утечку хладагента, вызванную некачественной сваркой. Кроме того, на заводе создана строгая система контроля качества. Каждый тепловой насос с воздушным источником питания должен пройти ряд испытаний перед тем, как покинуть завод, включая испытания производительности, испытания на шум и испытания на безопасность. Испытания производительности проводятся в профессиональной лаборатории, имитирующей различные температурные среды. Сотрудники проверяют теплопроизводительность, коэффициент энергоэффективности и другие показатели теплового насоса в различных рабочих условиях, чтобы гарантировать, что каждое изделие соответствует национальным стандартам и стандартам предприятия.

Запуск нового продукта: преодоление технических узких мест 

Следуя рыночному спросу и внедряя технологические инновации, компания GreenTech Heat Pump Co., Ltd. недавно выпустила новое поколение воздушных тепловых насосов серии Arctic. Эта серия призвана решить проблему низкой эффективности нагрева традиционных тепловых насосов в условиях экстремально низких температур, а также повысить энергоэффективность и удобство использования.

В серии Arctic используется новый тип компрессора, устойчивого к низким температурам. Этот компрессор использует специальный хладагент и оптимизированную структуру сжатия, которая может по-прежнему поддерживать стабильную работу при минимальной температуре -35 ° C. По сравнению с предыдущим поколением продуктов, его теплопроизводительность при -25 ° C увеличилась на 25 %, а коэффициент энергоэффективности (COP) достиг 2,8, что значительно выше среднего уровня продуктов того же типа в отрасли. В то же время продукт оснащен интеллектуальной системой размораживания. Система использует мультидатчик для контроля состояния обледенения испарителя в режиме реального времени. При обнаружении обледенения автоматически запускается процесс размораживания. Время размораживания сокращается на 30 % по сравнению с традиционным методом размораживания, а потери тепла во время размораживания уменьшаются на 20 %, что эффективно повышает эффективность нагрева продукта в холодную погоду.

Бесперебойная доставка: обеспечение своевременных поставок

В связи с растущим спросом на воздушные тепловые насосы, особенно после запуска серии Arctic, компания GreenTech Heat Pump Co., Ltd. получила большое количество заказов из Китая и других стран. Чтобы обеспечить своевременную доставку продукции потребителям, компания оптимизировала свою систему логистики и дистрибуции.

Компания установила стратегическое сотрудничество с несколькими известными логистическими предприятиями. Эти логистические предприятия имеют широкую логистическую сеть и богатый опыт транспортировки, что позволяет им предоставлять услуги доставки «от двери до двери» для пользователей в разных регионах. Для внутренних заказов компания использует региональный режим распределения. Она открыла ряд складов в крупных городах по всей стране. После получения заказа компания организует доставку товара на ближайший склад, что позволяет сократить время доставки на 2–3 дня. Для международных заказов компания создала специальную международную логистическую команду. Команда разработает индивидуальный план транспортировки в соответствии с таможенной политикой страны назначения, расстоянием транспортировки и другими факторами и будет внимательно отслеживать процесс транспортировки, чтобы гарантировать беспрепятственное прохождение таможни и своевременную доставку товара в пункт назначения.

Кроме того, компания оптимизировала систему планирования производства. Производственный отдел будет корректировать план производства в режиме реального времени в соответствии с объёмом заказа и требованиями к срокам поставки. Рационально организуя последовательность производства различных моделей продукции и увеличивая при необходимости рабочие смены, компания обеспечивает ежедневный выпуск серии Arctic до 500 единиц, что соответствует потребностям рынка.

Практические примеры применения: подтверждение эффективности продуктов 

Превосходные эксплуатационные характеристики серии Arctic были подтверждены многочисленными практическими примерами. В жилом комплексе Харбина, города на севере Китая с холодным климатом, более 200 домохозяйств установили воздушные тепловые насосы серии Arctic. После зимнего использования отзывы пользователей были очень хорошими. Г-н Ли, житель этого комплекса, отметил: «Прошлой зимой минимальная температура в Харбине достигала -30°C, но воздушный тепловой насос в доме работал стабильно. Температура в помещении поддерживается на уровне 22°C, что выше, чем при предыдущем способе отопления. При этом расходы на электроэнергию значительно ниже ожидаемых. По сравнению с электрообогревателем, который использовался ранее, ежемесячный счет за электроэнергию сократился примерно на 40%».

Помимо жилых помещений, серия Arctic также широко используется в коммерческих целях. В крупном торговом центре в Пекине установлено 15 воздушных тепловых насосов серии Arctic для центрального отопления. Ответственный за торговый центр отметил: «После установки этих тепловых насосов эффективность отопления торгового центра значительно улучшилась. Температура во всех зонах торгового центра равномерная, нет локальных перегревов или переохлаждений. При этом энергопотребление торгового центра сократилось на 28% по сравнению с предыдущей системой газового центрального отопления, что позволило ежегодно экономить значительные эксплуатационные расходы».