Короткие циклы — это частые пуски и остановки компрессора теплового насоса вместо продолжительной стабильной работы: время работы менее примерно 10 минут или более четырех–шести пусков компрессора в час. Они вызваны главным образом завышением мощности и слишком малым объемом воды в системе, повышают расход электроэнергии и ускоряют износ компрессора.
Почему тепловой насос постоянно включается и выключается?
Тепловой насос работает короткими циклами, когда вырабатываемому теплу некуда деваться: компрессор запускается, за несколько минут удовлетворяет небольшую подключенную нагрузку, достигает отключения по высокой температуре и останавливается — затем снова запускается, как только вода остывает. Две основные причины — завышение мощности и недостаточный объем воды в системе, и обычно они возникают вместе.
Даже у инверторного компрессора есть нижний предел модуляции, как правило около 30 % номинальной мощности. Поэтому блок на 12 кВт не может непрерывно вырабатывать менее примерно 3,6 кВт, тогда как в мягкую погоду хорошо утепленному европейскому дому может требоваться всего 1–2 кВт. Ниже этого предела блоку остается только останавливаться и запускаться. Зональные клапаны и термостатические радиаторные клапаны ухудшают ситуацию, закрывая отопительные приборы и уменьшая как нагрузку, так и объем воды, в который тепловой насос может передавать тепло. Полная диагностика по симптомам рассмотрена в материале Почему мой тепловой насос постоянно включается и выключается?.
Какой вред на самом деле наносят короткие циклы?
Каждый пуск — самое тяжелое событие в жизни компрессора: пусковой ток в несколько раз выше рабочего, кратковременное масляное голодание до начала циркуляции смазки и термический удар по обмоткам двигателя. Долговечность компрессора связана с количеством пусков не меньше, чем с часами наработки, поэтому производители проектируют системы управления так, чтобы минимизировать число пусков.
Страдает и эффективность. Первые минуты после запуска компрессор тратит на создание перепада давления хладагента, прежде чем начать выдавать полезное тепло, поэтому система, работающая 5-минутными циклами, повторяет эту непроизводительную фазу десятки раз в сутки. Результат проявляется в более низком сезонном COP и более высоком счете за электроэнергию при том же количестве переданного тепла — одна из причин, почему измеренные в эксплуатации показатели так часто отстают от SCOP в паспорте.
Как понять, что мой тепловой насос работает короткими циклами?
Проверьте статистику контроллера или приложения: современные блоки записывают количество пусков компрессора и часы наработки. Как практическое правило, устойчивая работа с более чем четырьмя–шестью пусками в час или среднее время работы менее примерно 10 минут в холодную погоду указывают на короткие циклы. О том же говорит график температуры подачи в виде пилы — резкий рост, отключение, быстрое падение, повторный пуск.
| Симптом | Вероятная причина | Первое решение |
|---|---|---|
| Циклы только в мягкую погоду | Нагрузка ниже нижнего предела модуляции | Погодозависимое регулирование, более широкий гистерезис |
| Циклы в любую погоду | Мощность блока завышена для здания | Проверить подбор по расчету тепловой нагрузки по помещениям |
| Циклы при закрытии зон | Слишком малый объем открытой части системы | Открыть отопительные приборы, добавить объем |
| Циклы при нагреве горячей воды | Змеевик бойлера слишком мал | Проверить площадь поверхности змеевика |
Как остановить короткие циклы теплового насоса?
Начните с бесплатных решений: включите погодозависимое регулирование, чтобы температура подачи следовала за реальной нагрузкой, расширьте гистерезис управления и держите открытыми как можно больше отопительных приборов — тепловой насос предпочитает работать долго и на низкой температуре.
Если циклы сохраняются, добавьте объем воды. Буферная емкость объемом примерно 20–50 литров на кВт мощности теплового насоса дает компрессору тепловой маховик для зарядки, а более простой последовательный буфер малого объема (Volumiser) может добавить объем там, где гидравлическое разделение не нужно; Solimpeks выпускает линейку Solibuffer от 50 до 1 000 литров именно для этой задачи. Если блок работает циклами даже при щедром объеме и открытых зонах, сама машина слишком велика — прежде чем менять оборудование, разберите вопрос Не слишком ли велик мой тепловой насос?, потому что никакое дополнительное оборудование полностью не спасет сильно завышенный блок.
Часто задаваемые вопросы
Сколько пусков компрессора в час считается нормой для теплового насоса?
Хорошо подобранный инверторный тепловой насос в стабильном режиме отопления должен работать непрерывно или включаться лишь несколько раз в час. Устойчивая работа с более чем четырьмя–шестью пусками в час, как правило, считается короткими циклами и требует выяснения причин.
Увеличивают ли короткие циклы мой счет за электроэнергию?
Да. Каждый пуск повторяет непроизводительную фазу создания давления до начала поступления полезного тепла, поэтому то же количество тепла обходится дороже по электроэнергии. Частые циклы — распространенная причина того, что измеренная сезонная эффективность не дотягивает до паспортного SCOP.
Всегда ли буферная емкость устраняет короткие циклы?
Нет. Буфер объемом 20–50 литров на кВт устраняет циклы, вызванные малым объемом системы или закрывающимися зонами. Если тепловой насос просто завышен относительно тепловой нагрузки здания, он по-прежнему будет работать короткими циклами в мягкую погоду — подбор нужно исправлять на самом блоке, а не в трубопроводах.
Когда короткие циклы сильнее — зимой или в мягкую погоду?
Обычно в мягкую погоду. Весной и осенью нагрузка здания падает ниже минимальной модулируемой мощности компрессора, вынуждая работать в режиме пусков и остановок. В разгар зимы нагрузка достаточно велика, чтобы компрессор работал непрерывно.