Общие положения

По данным JARN, мировой рынок тепловых насосов «воздух-вода» в 2023 году показал небольшой рост относительно предыдущего года — на 0,2% – и достиг объема в 4,96 миллиона единиц оборудования.

В 2023 году находящаяся на подъеме отрасль тепловых насосов «воздух-вода» оказалась в центре беспрецедентной нормотворческой бури, и пережила первое значительное снижение темпов роста. Тем не менее, несмотря на двузначное падение в Европе, рынок продолжил расти. Незначительное увеличение глобальных продаж тепловых насосов «воздух-вода» в 2023 году было обеспечено стабильным рост крупнейшего регионального рынка – китайского.

Несмотря на текущие проблемы рынка, технология тепловых насосов «воздух-вода» широко внедряется во всем мире. Ее применение не ограничивается только бытовых сегментом, охватывая коммерческий и промышленный сегменты, а также сегмент централизованного теплоснабжения, каждый из которых вносит свой вклад в построение углеродно-нейтрального будущего. Складские запасы тепловых насосов «воздух-вода» для плавательных бассейнов в прошлом году были практически полностью распроданы, обеспечив двузначный рост этого премиального-сегмента рынка.

Одновременно продолжает демонстрировать хороший темп роста рынок тепловых насосов «воздух-воздух».

О всемирном признании преимуществ технологии теплового насоса для осуществления энергетического перехода и достижения климатических целей свидетельствует поддержка, которую эта технология получает от политиков и организаций всего мира. В списке 10 технологических прорывов 2024 года, опубликованного изданием MIT Technology Review, тепловые насосы названы критически важной инновацией. Тепловые насосы играют ключевую роль в уменьшении глобальной зависимости от ископаемого топлива, способствуя достижению углеродной нейтральности. Благодаря своей энергоэффективности и в связи острой необходимостью найти решение для устойчивого отопления эти устройства привлекают всеобщее внимание.

Анализ рынка

В мире достигнут консенсус относительно того, что распространение тепловых насосов играет ключевую роль в достижении целей декарбонизации. Внимание к тепловым насосам «воздух-вода» как к устойчивой альтернативе котлам, использующим ископаемое топливо, поддерживается политикой сокращения углеродных выбросов.

На сегодняшний день тепловые насосы в мире внедряются неравномерно. Методы отопления и источники тепла в разных странах и регионах зависят от климата, уровня экономического развития и существующей энергетической инфраструктуры.

Почему тепловые насосы «воздух-вода»?

Тепловые насосы «воздух-вода» стоят особняком из-за их относительно небольшой начальной стоимости (особенно в сравнении с грунтовыми тепловыми насосами) и привлекательных программ субсидирования. Благодаря этому они получили широкое распространение в бытовом, коммерческом и централизованном отоплении.

В Европе тепловые насосы «воздух-вода» прокладывают путь к декарбонизации. Несмотря на проблемы, связанные с политической и экономической нестабильностью, этот путь, опирающийся на научные и технологические изыскания, обещает привести к более «зеленому» будущему.

В Японии, являющейся пионером в области тепловых насосов, использующих тепло окружающего воздуха, это направление демонстрирует впечатляющий рост в последние два десятилетия. За 20 лет технология Eco Cute, разработанная для бытового горячего водоснабжения, укоренилась и стабильно растет.

В Китае программа «от угля к электричеству» привела к буму экологичных бытовых обогревателей и коммерческих систем ГВС в северных регионах страны.

США, крупнейший рынок отопительных приборов в мире, реагируют на призыв к декарбонизации. Аналогично, в Австралии забота об окружающей среде делает внедрение технологии теплового насоса естественным шагом. Политика декарбонизации в будущем, как ожидается, поспособствует развитию рынка тепловых насосов для нагрева воды в Австралии и США.

Виды тепловых насосов «воздух-вода»

В настоящем обзоре под термином «тепловой насос» понимаются водные устройства с электрическим приводом, основное назначение которых — отопление помещений и/или горячее водоснабжение. Некоторые устройства могут обеспечивать пассивное охлаждение (реверсивные устройства) в качестве дополнительной функции.

Моноблоки, сплит-системы и устройства с цилиндрическим баком

Тепловые насосы «воздух-вода» для наружного монтажа представлены, в основном, следующими конфигурациями: моноблок и сплит-система.

Моноблоки крупнее, в них все основные компоненты, такие как компрессор, конденсатор, испаритель, вентили и расширительный бак помешены в один агрегат наружной установки. Такие системы отличаются простотой монтажа, так как не требуют прокладки трубопровода для хладагента. Некоторые модели включают отдельный гидромодуль, в то время как в других он помещен в общий корпус. Моноблочные конструкции широко распространены в таких странах, как Германия и Великобритания.

Сплит-системы, напротив, более компактны, однако нуждаются в прокладке трубопровода хладагента, что часто требует привлечения как специалистов по работе с хладагентом, так и сантехников. Гидромодуль сплит-системы устанавливается в помещении и включает конденсатор, вентили, насосы и расширительный бак.

Предпочтение той или иной конструкции отличается от региона к региону и зависит от местных традиций отопления и климатических условий. Потребители в более холодных районах опасаются замерзания водяных труб моноблоков, установленных на улице, хотя конструкция современных моноблоков рассчитана на работу при температурах ниже нуля. В то же время, сплит-системы ценятся за то, что они занимают меньше места на улице, и конструкторы стараются делать наружные блоки сплит-систем все более компактными. Кроме того, сплит-системы, как правило, выигрывают в энергоэффективности у моноблочных конкурентов.

Специализированные тепловые насосы «воздух-вода» со встроенным цилиндрическим баком предназначены исключительно для производства горячей воды. Как правило, это устройства мощностью до 3 кВт, использующие хладагент R134a.

Такие тепловые насосы могут быть подключены к солнечным панелям, выполняющим функцию солнечных коллекторов и фотоэлектрических батарей.

Гибридные системы

Гибридные тепловые насосы играют ключевую роль в переходе к низкоуглеродному будущему.

Примерно на трети территории Европы климатические условия, тарифы на электроэнергию и цены на ископаемое топливо благоприятствуют использованию тепловых насосов «воздух-вода». Для оставшейся части региона больше подходят гибридные системы, включающие газовые и мазутные котлы или фотоэлектрические панели. В основном режиме теплового насоса такие системы работают при температуре выше 5-6°C, переключаясь на сжигание топлива, когда становится холоднее. Снижение цен на мазут и газ в будущем может еще более подстегнуть интерес среди конечных пользователей.

На проходящих в Европе выставках демонстрируется все больше гибридных систем, что показывает их статус как наиболее перспективного продукта на рынке. Почти все производители инвестируют в разработку гибридных систем, признавая их способность уменьшить зависимость от единственного источника энергии и разнообразить возможности, имеющиеся у потребителей.

С учетом изменчивости государственной политики в отношении субсидий в разных странах, гибридные тепловые насосы более привлекательны с коммерческой точки зрения.

Реверсивные модели для Южной Европы

В теплом климате Южной Европы потребность в охлаждении сохраняется большую часть года, чем объясняется рост популярности реверсивных тепловых насосов «воздух-вода».

Такие модели обеспечивают обогрев в холодные месяцы и охлаждение в оставшуюся часть года. Эти инновационные реверсивные устройства с цилиндрическим баком могут производить ледяную воду для систем охлаждения или обеспечивать работу горячего водоснабжения.

Такими сложными системами оснащается в значительное количество нового жилья повышенной комфортности, благодаря чему они занимают значительную долю рынка.

В таких странах, как Италия и Испания, с их сильной потребностью в кондиционировании воздуха, пользуются спросом тепловые насосы «воздух-вода» с функциями рекуперации тепла. Напротив, в странах с меньшим спросом на бытовые кондиционеры воздуха, таких как Германия и Великобритания, доля таких тепловых насосов на рынке незначительна.

Тепловые насосы для установки внутри помещений

Разные производители выпустили различные внутренние блоки «все-в-одном», предназначенные для обеспечения охлаждения, отопления и горячего водоснабжения. Эти устройства очень компактны, что упрощает монтаж за счет экономии времени и места, а также отличаются простотой обслуживания. В некоторых интегрированных системах гидромодули и связанные с ними баки устанавливаются в помещениях дома, например, на кухне, где не выделяются своим внешним видом среди других бытовых приборов. В ряде тепловых насосов предусмотрено обеспечение двух уровней нагрева для обеспечения различных потребностей в тепле в разных помещениях. Эта функция позволяет одновременно поддерживать разную температуру в разных местах. Кроме того, эти модели обеспечивают двузонное управление охлаждением. В регионах с суровыми зимами радиаторы излучают достаточно тепла без использования большого вентилятора. Малошумные и экономичные микровентиляторы обеспечивают постоянную комфортную температуру, не создавая сквозняков.

Тепловые насосы для многоквартирных домов

Во многих странах тепловые насосы стали основной технологией отопления для новых стандартных домов, предназначенных для проживания одной семьи, особенно в Европе. Однако процесс переселения в города увеличивает плотность проживания, способствуя росту доли многоквартирных домов. Установка тепловых насосов в существующие многоквартирные строения создает серьезный и пока не используемой потенциал для масштабной декарбонизации городской недвижимости и, прежде всего, ее теплоснабжения.

Типичный европейский дом на несколько семей – это единое здание, объединяющие три или более жилых блоков и предназначенное для проживания 8-9 человек. Этот сегмент представляет собой огромный потенциальный рынок для тепловых насосов. Тем не менее, его освоение требует решения вопроса размещения наружных блоков.

Нагрев воды

На большей части Европы, где зимы бывают холодными, жилье необходимо отапливать. Горячая вода используется, в основном, для душа, так что ее нужно не много. Следовательно, основная часть рынка тепловых насосов «воздух-вода» в Европе представлена устройствами только для отопления помещений или для отопления и ГВС. В отдельных странах, таких как Франция и Германия, растет спрос и на устройства, предназначенные только для ГВС. Некоторое время назад в Европе стали популярны системы типа «теплый пол», однако некоторые потребители предпочитают радиаторы отопления, и для этих случаев появились тепловые насосы с внутренними блоками, подключающимися к радиаторам. И все же спрос на такие системы относительно невелик по сравнению с «теплым полом».

Горячее водоснабжение для коммерческих объектов

Использование тепловых насосов «воздух-вода» для горячего водоснабжения коммерческих объектов растет по всей Европе, хотя и разными темпами от страны к стране.

Увеличивается число мощных тепловых насосов «воздух-вода», служащих экологичной заменой традиционным электрическим водонагревателям и мазутным котельным. Такие системы становятся стандартом для коммерческих объектов среднего масштаба, включая жилые комплексы, гостиницы и учреждения здравоохранения. В частности, тепловые насосы, нагревающие воду до высоких температур, пользуются спросом в ресторанах, салонах красоты и фитнес-центрах, что выражается в стабильном росте рыночной доли. И хотя в большинстве коммерческих тепловых насосов «воздух-вода» применяются хладагенты R410A или R32, рынок для водонагревателей Eco Cute на природном хладагенте CO₂ также растет. В ответ производители начали выпуск маломощных систем Eco Cute, способных использовать тепло как воздуха, так и грунта.

Водонагреватели Eco Cute на CO₂

В коммерческом секторе нагрев воды – критически важная операция. Меняющееся европейское законодательства требует вывода определенных хладагентов, что создает для производителей стратегическую возможность получить конкурентное преимущество, выпустив продукты, использующие CO₂, не дожидаясь появления других альтернатив.

Японские производители первыми выпустили водонагреватели Eco Cute на CO₂, предназначенные для сурового климата Северной Европы. Сначала спрос на эти маломощные модели был невелик, в том числе из-за таких факторов, как необходимость предварительной водоподготовки.

Несмотря на то, что рассчитанные на высокое давление трубопроводы для CO₂ увеличивают начальную стоимость, эти системы обладают неоспоримыми преимуществами – безопасностью для окружающей среды и способностью нагревать воду до высоких температур. Эти преимущества обеспечивают значительный потенциал для расширения использования таких систем как в бытовом, так и в коммерческом секторах.

Региональные особенности

Системы водяного отопления стали традиционными в Европе, при этом из-за разницы в климате и привычках в каждом регионе предъявляются свои требования к теплонасосным системам.

Чтобы учесть эти различия, производители расширяют линейки продукции. Европейский рынок поделен три климатические зоны: теплую, холодную и экстремально холодную. В теплой зоне Италии и Испании высок спрос на реверсивные тепловые насосы, способные работать в режимах нагрева и охлаждения. В этих странах, являющихся основой европейского рынка систем кондиционирования воздуха, отдается предпочтение тепловым насосам «воздух-вода» раздельной компоновки (сплит-системам), для продажи которых используются, главным образом, те же каналы, что и для кондиционеров.

Напротив, более холодные страны, такие как Австрия и Германия, до недавнего времени не испытывали особой потребности в кондиционировании воздуха. Изменение климата расширило рынок. Особым спросом в регионе пользуются малозаметные наружные блоки. Ключевым фактором здесь является эстетическое влияние на городской ландшафт, особенно востребованы продукты премиум-класса.

На севере с его суровыми зимами требуются надежные и долговечные решения для отопления. Тепловые насосы «воздух-вода» в этом регионе должны работать в условиях экстремального холода, и при этом соответствовать эстетическим стандартам.

Помимо климатических различий для Европы характерно языковое разнообразие. В странах Европы говорят более чем на 50 языках, 24 из которых являются официальными языками Европейского союза (ЕС). Соответственно, контроллерам тепловых насосов необходимы многоязычные дисплеи, а сами устройства должны снабжаться инструкциями на нескольких языках. Производители, находящиеся за пределами Европы, часто возлагают обязанности по многоязычному обслуживанию клиентов на свои европейские филиалы.

Большой потенциал рынка оборудования для реновации

Европейские инициативы по реконструкции и Зеленый пакт нацелены не только на новостройки, но и на модернизацию существующего жилья. Амбициозный план по повышению эффективности 35 миллионов домов к 2030 году является частью усилий по декарбонизации Европы.

При соответствующей поддержке тепловые насосы могут занять 80% рынка систем отопления к 2030 году. В традиционных системах отопления по радиаторам циркулирует вода, нагретая котлом, использующим горючее топливо, примерно до 65°C. Тепловые насосы «воздух-вода» способны достигать таких температур, что делает их идеальным решением для модернизации существующего жилья без ущерба для качества отопления.

Тепловые насосы «воздух-вода» для холодного климата

Исторически в районах с более холодным климатом продажи тепловых насосов «воздух-вода» были невелики. Причина этого – в конкуренции со стороны других систем отопления и снижении производительности тепловых насосов при низких наружных температурах. Однако, совершенствование технологии значительно повысило функциональность тепловых насосов «воздух-вода» в холодном климате, что должно привести к их более широкому внедрению в регионах, традиционно использовавших ископаемое топливо для получения тепла.

Производители разрабатывают тепловые насосы «воздух-вода» для суровых зим, способные обеспечить устойчивое отопление и ГВС даже когда столбик термометра опускается ниже нуля. Такие системы способны сохранять эффективность при температурах до -15°C и остаются работоспособными даже при -28°C.

Меньшая производительность

Стремление ЕС повысить энергоэффективность построек в соответствии с Директивой по энергетическим характеристикам зданий (EPBD) и другими нормами привело к существенному улучшению теплоизоляции новых зданий. Улучшенная изоляция позволяет использовать тепловые насосы «воздух-вода», нагревающие воду до более низкой температуры, достаточной для работы современных радиаторов и систем «теплый пол». Например, в здании, где обычно требовался тепловой насос мощностью 16 кВт, благодаря улучшению теплоизоляции будет достаточно модели на 8 кВт. Реагируя на эти изменения, производители сдвигают нижнюю границу мощности линеек тепловых насосов, добавляя модели на 5 кВт.

Этот сдвиг в сторону моделей меньшей мощности, как ожидается, будет способствовать увеличению масштабов производства и сокращению издержек. В результате средняя стоимость одного устройства уменьшится, что сделает тепловые насосы «воздух-вода» доступнее. Низкие цены, вероятно, будут стимулировать интерес к этой технологии и вызовут дальнейший рост спроса на такие энергоэффективные решения.

Снижение уровня шума

Европейская комиссия (ЕК) рассматривает шумовое загрязнение как серьезную угрозу здоровья, вводя все более строгие нормы в отношении уровня шума. В ответ производители разрабатывают все более тихие наружные блоки.

Австрия, Германия, Швейцария и ряд других европейских стран установили строгие требования к уровню шума наружных блоков, при этом в Германии эти требования наиболее строгие. Эти страны готовятся к еще большему ужесточению законодательства в отношении шума. В холодном климате работа наружного блока теплового насоса «воздух-вода» может быть довольно шумной, из-за чего, например, устройствам, разработанным для французского рынка, трудно удовлетворять требованиям, предъявляемым в Германии.

В результате низкий уровень шума становится ключевым конкурентным преимуществом для тепловых насосов «воздух-вода». Чтобы сделать свои устройства тише, производители повышают эффективность компрессоров и совершенствуют форму лопастей вентиляторов наружных блоков.

Умные тепловые насосы «воздух-вода»

Некоторые производители совершенствуют тепловые насосы «воздух-вода», подключая их к облачным сервисам, позволяющим пользователям дистанционно управлять отоплением и горячим водоснабжением, в том числе, контролировать энергопотребление. Используя порталы облачного сервиса, пользователи могут управлять своими устройствами отовсюду. К преимуществам такого решения относятся энергосбережение, повышение уровня комфорта, удаленный доступ, улучшенная эффективность и превосходный контроль потребления ресурсов.

Тепловые насосы «воздух-вода» со встроенным управлением «интеллектуальной энергосетью» (Smart Grid) обеспечивают гибкость реагирования на изменения потребности в электроэнергии. Такие устройства способны подстраивать режим энергопотребления согласно сигналам, поступающим на контроллер, оптимизируя расход энергии в реальном времени.

Системы обслуживания

Качество обслуживания теплового оборудования – одна из важнейших оценок, определяющих общее впечатление пользователей.

В холодных регионах Европы от тепловых насосов «воздух-вода» требуется безотказная работа. Поэтому производителям приходится организовывать собственные сети сервисного обслуживания для оперативного устранения проблем и обеспечения бесперебойного функционирования оборудования.

Традиционно, продажами и обслуживанием тепловых насосов «воздух-вода» занимаются компании, специализирующиеся на кондиционерах воздуха. Во многом это связано с тем, что наружные блоки тепловых насосов изготавливаются азиатскими производителями сплит-систем кондиционирования. Как правило, с января по август сервисные компании занимаются продажами и монтажом кондиционеров, а с сентября переключаются на тепловые насосы. Тем не менее, у местных поставщиков отопительного оборудования есть конкурентное преимущество на рынке тепловых насосов «воздух-вода» благодаря налаженным каналам продаж и обслуживания.

Проблемы хладагентов

Ведущие производители продвигают использование хладагента R32 в тепловых насосах «воздух-вода» в Европе, это заметная рыночная тенденция. В то же время, например, в Германии растет доля моноблоков, использующих природный хладагент R290 (пропан). Соответственно, все больше производителей внедряют R290 в моноблочные тепловые насосы и модели с цилиндрическим баком. Моноблоки, не требующие прокладки трубопроводов, отличаются безопасностью.

Производители активно представляют моноблочные тепловые насосы «воздух-вода», использующие R290, на европейских отраслевых выставках. Несмотря на это, сегмент R290 растет медленно, демонстрируя лишь небольшое увеличение рыночной доли.

Серьезным препятствием для роста является недостаток квалифицированных монтажников, обученных безопасной работе с такими системами.

По материалам JARN