Как тепловой насос работает в мороз −25 °C? Цикл оттайки, COP и догрев

Выдержит ли тепловой насос эстонскую зиму? Объясняем, что происходит при −25 °C — падение COP, цикл оттайки, электрический догрев и как выбрать морозоустойчивый насос.

«А работает ли тепловой насос эстонской зимой?» — один из самых частых вопросов. Короткий ответ: да, современный насос работает примерно до −25 °C. Но стоит понимать, как именно он это делает и что происходит с эффективностью на морозе.

Почему эффективность (COP) падает на морозе?

Тепловой насос не производит тепло, а перекачивает его из наружного воздуха внутрь. Чем холоднее воздух, тем меньше в нём тепла и тем больше работы приходится совершать компрессору. Поэтому:

при +7 °C COP ~4–5 (1 кВт·ч электричества → 4–5 кВт·ч тепла)
при −7 °C COP ~3
при −15…−20 °C COP ~1,8–2,3

В среднем за год (SCOP) хороший насос воздух-вода остаётся на уровне ~3–3,5 — ведь бо́льшую часть отопительного сезона теплее, чем −7 °C. Пики холода коротки. Как связаны SCOP и мощность: мощность теплового насоса и SCOP.

Цикл оттайки — почему наружный блок временами «отдыхает»

Когда наружный воздух держится на 0…−7 °C и он влажный, на теплообменнике наружного модуля образуется иней. Насос должен периодически его оттаивать: на короткое время запускает обратный цикл, который прогревает наружный теплообменник.

Это нормально — не поломка.
Во время оттайки насос забирает немного тепла из дома / буферного бака.
Хорошая автоматика управления оттаивает по потребности (а не по таймеру), что сохраняет эффективность.
Больше всего инея образуется около 0 °C при влажной погоде, а не в самый сильный мороз (очень холодный воздух сухой).

Электрический ТЭН догрева — страховочная сетка

У большинства насосов воздух-вода и воздух-воздух есть электрический ТЭН догрева. Он включается, когда:

наружная температура опускается ниже границы эффективной работы насоса, или
сразу требуется много тепла (быстрый прогрев, оттайка).

Догрев потребляет электричество с COP ~1 (как обычный радиатор), поэтому январский счёт за электричество выше. У правильно подобранного насоса догрев работает лишь считаные часы в году.

Как выбрать морозоустойчивый насос

Проверьте гарантированную мощность при низкой температуре. Ищите отметку «до −25 °C» или маркировку холодной серии (Zubadan, Nordic, Hyper Heating). См. лучший воздух-воздух для северного климата.
Правильная мощность. Недоразмеренный насос на морозе слишком часто опирается на догрев. Рассчитайте нужные кВт.
Буферный бак сглаживает оттайку и позволяет оптимизировать под биржевую цену.
Хорошее утепление снижает пиковую нагрузку — насосу не приходится работать на морозе на пределе. См. утепление дома.

Заключение

−25 °C — не проблема для современного теплового насоса: эффективность действительно снижается, а догрев помогает на пиках, но в среднем за год отопление остаётся эффективным и дешёвым. Сравните, какое решение подойдёт вашему дому: калькулятор отопления.