Тепловые насосы для холодного климата: компрессоры переменной скорости, коммуницирующая автоматика и 18 000 часов полевых данных

Фундаментальное инженерное противоречие, стоящее за воздушными тепловыми насосами, не изменилось: чем холоднее наружный воздух, тем выше тепловая нагрузка. Изменилась способность оборудования справляться с этой нагрузкой. Прогресс в технологии компрессоров, коммуницирующей автоматике и конструктивном исполнении теперь позволяет установкам для холодного климата удерживать мощность отопления при температурах, которые ранее вынуждали переходить на резервное топливо.

Что изменилось в наружном блоке

Точкой отсчёта является компрессор. Компрессоры переменной скорости в современных тепловых насосах для холодного климата модулируют производительность в соответствии с потребностью в отоплении и охлаждении и условиями наружного воздуха, а не работают на одном фиксированном уровне. В более мягкую погоду система снижает мощность; по мере падения температуры и роста нагрузки она наращивает производительность. Например, тепловой насос American Standard AccuComfort Variable Speed Platinum 20 Cold Climate Heat Pump с AllWeather обеспечивает охлаждение при температуре наружного воздуха от 55 до 115 °F и поддерживает 100 % мощности отопления вплоть до 5 °F.

Эта модуляция зависит от того, насколько точно система определяет требуемую производительность. AccuComfort использует полностью коммуницирующую систему Link от American Standard, которая позволяет наружному блоку, внутреннему оборудованию и контроллерам обмениваться оперативными данными, а не работать как изолированные компоненты. Для владельца это означает более тонкую настройку комфорта и доступ к аксессуарам для качества воздуха в помещении. Для подрядчика Link обеспечивает прозрачность работы системы и возможность удалённой диагностики, сокращая необходимость выезжать на каждый сервисный вызов.

Помимо компрессора и автоматики, эффективность в холодном климате также зависит от того, как установка переносит реальные зимние условия — снег, лёд, гололёд и воду, образующуюся при циклах оттайки. Установка AccuComfort для холодного климата решает эту задачу с помощью заводского верхнего кожуха AllWeather, рассчитанного на долговременную эксплуатацию в экстремальных погодных условиях.

Полевые данные за заявленными характеристиками

Стандартизированные лабораторные испытания определяют, что оборудование способно выдавать в заданных условиях, и тепловой насос AccuComfort Variable Speed Platinum 20 Cold Climate Heat Pump соответствовал требованиям к производительности по программе DOE Cold Climate Heat Pump Challenge Министерства энергетики США. American Standard также установила свои технологии для холодного климата в реальных домах в Миннесоте, Монтане, Нью-Йорке, Пенсильвании, Висконсине и Техасе. В сумме девять полевых установок наработали почти 18 000 часов в режиме отопления, работали при температуре наружного воздуха до −21 °F и прошли несколько полных отопительных и охлаждающих сезонов в одних из самых суровых зимних климатов Северной Америки.

Более широкий диапазон работы для подрядчиков

Практический эффект этих достижений — смена вопроса, с которым сталкиваются подрядчики. В регионах, где на вопрос «будет ли здесь работать тепловой насос?» раньше отвечали «нет», разговор теперь строится вокруг того, что конкретная установка выдаёт при расчётных условиях дома, как её следует применять и каким должен быть монтаж, чтобы система работала как задумано. Тепловые насосы для холодного климата расширили диапазон условий, в которых полностью электрическое отопление является жизнеспособным решением, а полевые данные из шести штатов и почти 18 000 часов в режиме отопления формируют доказательную базу для этого сдвига.