Охлаждение пригородов: воздушные тепловые насосы
Реверсивные тепловые насосы воздух-воздух: опыт ретрофита в Великобритании
🇬🇧 Великобритания: В рамках государственной программы Warm Homes Plan и схемы Boiler Upgrade Scheme (BUS), действующей до 2030 года, субсидии на установку реверсивных тепловых насосов воздух-воздух (RAAHP) увеличены до £2 500. Это решение отражает растущее признание их роли как низкоуглеродного варианта отопления, особенно в домах с высоким уровнем теплоизоляции, где проблема перегрева летом становится всё более актуальной.
Инженер CIBSE Джон Гринграсс применил эту технологию при ретрофите своего дома 1930-х годов постройки в пригороде Лондона. Целью было не только отопление, но и эффективное охлаждение помещений в жаркий период. В отличие от популярных в Великобритании тепловых насосов воздух-вода, RAAHP обеспечивают кондиционирование через внутренние фанкойлы, что снижает стоимость монтажа, согласно данным Energy Systems Catapult.
Ключевым условием эффективности системы стала глубокая модернизация оболочки здания. Гринграсс утеплил наружные стены и чердачное пространство, достигнув коэффициентов теплопередачи (U-values) от 0,15 до 0,21 Вт/(м²·К) для стен и 0,104 Вт/(м²·К) для крыши. Окна с тройным остеклением имеют U-value 1,40 Вт/(м²·К), полы — 0,2–0,25 Вт/(м²·К). Для вентиляции и предотвращения конденсата была установлена система механической вентиляции с рекуперацией тепла (MVHR).
В качестве основного источника тепла используется солнечная тепловая система: коллекторы на крыше нагревают первичный тепловой аккумулятор на первом этаже. Избыточная энергия направляется в дополнительный изолированный бак. При недостатке солнца поддерживается температура около 30°C с помощью погружного нагревателя, работающего по ночному тарифу. Тепловой насос воздух-воздух мощностью 1 кВт (номинальная тепловая мощность чуть более 3 кВт) подключен к стандартной бытовой розетке. Установка заняла полдня и была выполнена инженером, сертифицированным для работы с фреонами (F-gas).
На практике система показала высокую эффективность. При температуре наружного воздуха около 0°C удалось поддерживать 20°C в гостиной и 17°C в спальнях при открытых внутренних дверях. Температура поверхностей стен составляла около 18°C, что исключает дискомфорт от холодных стен. Гринграсс отмечает, что функция осушения RAAHP позволила отказаться от MVHR для контроля влажности, хотя заводская настройка уровня влажности оказалась ниже оптимальных 55–60% RH.
Для охлаждения спален были установлены дополнительные внутренние блоки стоимостью около £1 200 каждый. Внешние блоки размещены на мощении или закреплены на стене; соседи не жалуются на шум благодаря тихому режиму работы. Летом электроэнергия для охлаждения частично или полностью покрывается за счет фотоэлектрической панели, установленной на крыше (аккумуляторная батарея не используется). Инженер использует таймер для предварительного прогрева спален перед сном.
Опыт Гринграсса демонстрирует, что в хорошо утепленных домах реверсивные тепловые насосы воздух-воздух могут успешно решать задачи как отопления, так и охлаждения, снижая зависимость от традиционных источников энергии и повышая комфорт проживания в условиях меняющегося климата.