
2026-03-13
На фоне волатильности цен на ископаемое топливо и ускоренного достижения целей углеродной нейтральности отопление зданий и промышленное энергопотребление претерпевают глубокую «зеленую» трансформацию. Тепловые насосы и солнечные энергосистемы, являясь двумя ключевыми технологиями в секторе чистой энергетики, часто рассматриваются как «идеальная пара». Однако отрасль долгое время не могла найти ответ на важный вопрос: как именно можно эффективно и стабильно интегрировать тепловые насосы с солнечными системами?
Отвечая на эту ключевую проблему отрасли, компания Flamingo (Guangdong Flamingo New Energy Technology Co., Ltd.), пионер в производстве тепловых насосов, предлагает свои решения с помощью ряда инновационных продуктов. От тепловых насосов типа «воздух-вода» на CO₂ до технологии прямого привода от фотоэлектрических панелей и передовых решений на основе гибридных фотоэлектрических/тепловых (PVT) коллекторов, Flamingo стремится создать многокомпонентную, синергетическую и оптимизированную безуглеродную энергосистему.
Солнечная энергия чиста и неисчерпаема, но присущие ей непостоянство и нестабильность затрудняют ее использование в качестве единственного источника для непрерывного теплоснабжения. В солнечные дневные часы энергии много, а ночью или в пасмурные/дождливые дни выработка резко падает. Традиционные решения часто полагаются на крупномасштабные накопители энергии или резервное питание от сети, что может снижать экономическую эффективность и общую энергоэффективность.
Тепловой насос, как эффективный «переносчик» энергии, может преобразовать 1 кВтч электроэнергии в 3-4 кВтч (и более) тепловой энергии. Когда тепловой насос встречается с солнечной энергией, возникает удивительный синергетический эффект: солнечные фотоэлектрические панели обеспечивают тепловой насос чистой электроэнергией, по сути «используя солнечный свет для производства тепла»; солнечные тепловые коллекторы служат низкотемпературным источником тепла для насоса, повышая температуру на стороне испарения и значительно улучшая коэффициент преобразования (COP).
«Это не простое сложение, а глубокая технологическая интеграция», — заявил технический директор Flamingo на недавнем техническом семинаре. «Наша цель — с помощью интеллектуального управления и инновационного дизайна превратить солнечную систему в "электростанцию" и "усилитель эффективности" для теплового насоса, в конечном итоге достигнув эффекта энергосбережения, где 1+1 > 2».
Среди множества путей интеграции сочетание фотоэлектрических систем и тепловых насосов типа «воздух-вода» в настоящее время является одним из самых распространенных и технологически зрелых. Flamingo достигла впечатляющих прорывов в этой области.
Начиная с 2025 года, Flamingo последовательно запустила несколько продуктов с прямым приводом от ФЭП, оказавших влияние на отрасль, особенно в области применения хладагента CO₂, установив новый стандарт для индустрии.
Разработанный Flamingo тепловой насос с прямым приводом от ФЭП на CO₂ с полным инверторным управлением постоянного тока использует природный хладагент CO₂ (R744). Он обладает потенциалом глобального потепления (GWP), равным 1, и потенциалом разрушения озонового слоя (ODP), равным 0, что полностью соответствует Кигалийской поправке и будущим мировым экологическим требованиям к хладагентам. Ключевая технологическая особенность этого продукта заключается в технологии прямого привода от ФЭП.
В традиционной схеме «ФЭП + тепловой насос» постоянный ток (DC), вырабатываемый солнечными панелями, должен быть преобразован инвертором в переменный ток (AC) перед подачей на тепловой насос. Этот процесс сопряжен с потерями на преобразование порядка 5-10%. Технология прямого привода от ФЭП от Flamingo, однако, использует интеллектуальный инвертор и алгоритмы управления для достижения прямого согласования постоянного тока от ФЭП с компрессором теплового насоса, работающим на постоянном токе, устраняя этап преобразования AC/DC и повышая общую эффективность системы.
Согласно испытаниям, тепловой насос с прямым приводом от ФЭП от Flamingo, оснащенный алгоритмами оптимизации на базе ИИ, демонстрирует общее повышение эффективности более чем на 30% по сравнению с традиционными системами с AC-связыванием. В периоды интенсивного солнечного света система может даже работать полностью независимо от сети, достигая «безуглеродного режима работы». Для систем, оснащенных аккумуляторными батареями, избыточная мощность от ФЭП может накапливаться для использования ночью или в пасмурные/дождливые дни, еще больше снижая зависимость от сети.
Для сочетания солнечной энергии и тепловых насосов высокие широты и регионы с экстремально холодным климатом долгое время считались технически сложными. Низкие температуры снижают теплопроизводительность насоса, а зимняя солнечная радиация также невелика. Тепловой насос Flamingo на CO₂ предлагает двойное решение: с одной стороны, он использует инверторную технологию и мощные компрессоры Panasonic, что обеспечивает стабильную работу в экстремально широком диапазоне температур от -35°C до 70°C, обеспечивая достаточное количество горячей воды для отопления даже в суровых холодах. С другой стороны, интеллектуальная логика управления системой в приоритетном порядке использует ограниченную солнечную радиацию для дополнительного нагрева или предварительного подогрева, гарантируя максимальное использование энергии в экстремальных погодных условиях.
В марте 2025 года на выставке HPE China Heat Pump Expo в Шицзячжуане представленный Flamingo тепловой насос с прямым приводом от ФЭП на CO₂ стал центром всеобщего внимания. Продукт не только обеспечивает мощный нагрев при температуре -35°C, но также может производить высокотемпературную горячую воду или пар до 90°C или даже 100°C, удовлетворяя разнообразные потребности от централизованного отопления до высокотемпературного промышленного теплоснабжения. Эта характеристика открывает для него широкие перспективы применения в секторах декарбонизации промышленности, таких как пищевая промышленность и текстильное производство.
Если прямой привод от ФЭП решает проблему «электроснабжения» теплового насоса, то технология PVT (фотоэлектрические/тепловые гибридные коллекторы) идет на шаг дальше, одновременно решая проблему «теплоснабжения». В мировой HVAC-индустрии это широко признано одной из наиболее эффективных энергетических технологий следующего поколения.
PVT-модули объединяют в себе фотоэлектрические панели с тыльными теплообменными каналами, используя охлаждающую среду (например, воду или антифриз) для отвода избыточного тепла, выделяемого солнечными элементами при выработке электроэнергии. Это позволяет достичь двух целей одновременно:
Для фотоэлектрической части: Снижение рабочей температуры элементов (эффективность кристаллических кремниевых элементов падает примерно на 0,4–0,5% на каждый 1°C повышения температуры), что потенциально увеличивает эффективность выработки электроэнергии на 8–15%;
Для теплового насоса: Собранное тепло может служить низкопотенциальным источником тепла для теплового насоса (например, для регенерации тепла в грунте в геотермальных системах с вертикальными зондами или как предварительно подогретый воздух для воздушных тепловых насосов), значительно повышая температуру на входе в испаритель.
Эта модель «комбинированной выработки тепла и электроэнергии» существенно повышает комплексный коэффициент использования солнечной энергии. Соответствующие данные показывают, что общая солнечно-тепловая эффективность PVT-систем может превышать 76,7%, а общая выработка энергии значительно превосходит показатели отдельных ФЭП или солнечных тепловых коллекторов.
Хотя технология PVT в настоящее время находится на пороге прорыва в Китае, ведущие компании уже начали активно заниматься ее развитием. Как ISO-сертифицированное предприятие, владеющее 12 патентами в области возобновляемого отопления, Flamingo своевременно выявила эту тенденцию и включила совместимость с PVT в свою технологическую дорожную карту.
Например, серия геотермальных тепловых насосов Flamingo достигает впечатляющего годового коэффициента преобразования (COP), превышающего 5,2, что делает их идеальными партнерами для интеграции с PVT-системами. Закачивая тепло, выработанное PVT-системой, обратно в грунт, можно эффективно решить давнюю проблему дисбаланса температуры грунта, возникающую при длительной эксплуатации геотермальных тепловых насосов. Избыточное тепло от PVT летом можно использовать для регенерации грунта, а затем извлекать его для отопления зимой, достигая теплового баланса грунта и обеспечивая эффективность системы на десятилетия.
Отраслевые инновации на этом не заканчиваются. Решая «узкое место» систем «PVT + тепловой насос» — а именно, как обеспечить резервное теплоснабжение, когда PVT не может генерировать тепло ночью или в периоды продолжительной облачности/дождей, — Flamingo также внимательно следит за технологической эволюцией в направлении «двухисточниковых тепловых насосов» и участвует в ней.
Основываясь на последних отраслевых тенденциях, появляются двухисточниковые тепловые насосы, объединяющие воздушный источник и PVT-источник. Эти системы включают интеллектуальные алгоритмы, которые анализируют эффективность обоих источников в реальном времени и автоматически переключают режимы работы: днем приоритет отдается эффективному PVT-источнику, использующему прямой солнечный нагрев и энергию от ФЭП; ночью или в пасмурную/дождливую погоду система автоматически переключается на воздушный режим, обеспечивая стабильное теплоснабжение за счет тепловой энергии окружающего воздуха.
Представитель отдела разработок Flamingo сообщил, что компания, используя свою существующую платформу прямого привода от ФЭП, разрабатывает интеллектуальную систему управления, совместимую как с воздушным источником, так и с будущими PVT-входами, стремясь предоставить пользователям бесперебойное, высокоэффективное, круглосуточное решение для чистого отопления.
Теоретические преимущества в конечном итоге должны быть подтверждены реальными данными. Во всем мире интегрированные энергетические решения «тепловой насос + солнечная энергия» демонстрируют впечатляющие результаты.
Промышленное применение: На текстильной фабрике в Цзясине (провинция Чжэцзян) после технологической модернизации, аналогичной PVT+тепловой насос, на первом этапе было установлено 280 модулей, что позволило ежедневно генерировать около 700 кВтч электроэнергии и производить около 40 тонн тепловой энергии, снизив годовое потребление энергии примерно на 30%. Владелец фабрики планирует провести второй этап модернизации, стремясь довести общую экономию энергии до 70%.
Коммерческий/жилой сектор: В одном из поселков в Швеции 94 PVT-панели в сочетании с четырьмя тепловыми насосами мощностью 40 кВт привели к повышению температуры рассола на стороне грунтового контура в среднем на 2,8°C, что значительно повысило эффективность тепловых насосов. Выбросы CO₂ в поселке сократились с 490 тонн в год до всего 8,8 тонн, достигнув впечатляющего сокращения на 98%, а его энергетический класс поднялся с G до C.
Общественные здания: В пилотной системе «солнечная энергия + воздушный тепловой насос» в здании сельского комитета в уезде Хучжу (провинция Цинхай, Китай) использовались тепловые трубчатые коллекторы в сочетании с теплоаккумулятором. Данные проекта показывают, что он ежегодно экономит 32 497 кВтч электроэнергии и сокращает выбросы CO₂ на 32 399 кг, демонстрируя осуществимость этой технологии в суровых высокогорных регионах.
Эти примеры вновь подтверждают факт: благодаря научному проектированию и интеллектуальному управлению сочетание тепловых насосов и солнечной энергии не только технически осуществимо, но и дает значительные экономические и экологические преимущества.
Поскольку глобальный консенсус в отношении целей углеродной нейтральности крепнет, интеграция тепловых насосов и солнечной энергии переходит из категории «желательной» в категорию «необходимой». Международное энергетическое агентство указывает, что мировые мощности тепловых насосов продолжат быстро расти в ближайшее десятилетие, и доля возобновляемой электроэнергии, обеспечивающей их работу, будет соответственно увеличиваться.
Перед лицом этой исторической возможности Flamingo активно выстраивает свою стратегию для технологий следующего поколения. Современный завод компании площадью 50 000 квадратных метров в Гуандуне оснащен лабораторией сверхнизких температур до -45°C и взрывозащищенной линией для производства оборудования на R290, что обеспечивает дальнейшее лидерство в области природных хладагентов и технологий сверхнизких температур. Одновременно Flamingo изучает возможности более глубокой интеграции ветроэнергетики и систем накопления энергии со своими существующими решениями на основе тепловых насосов. Передовые академические исследования показывают, что системы «ветер + солнце + тепловой насос + накопитель», оптимизированные алгоритмами ИИ, могут снизить затраты на энергию в жилых домах более чем на 54,7% и уменьшить зависимость от сети на 75%.
«Наше видение заключается в том, чтобы к 2030 году достичь не просто углеродной нейтральности, но и продвинуться к "углеродно-отрицательным технологиям"», — заявил представитель руководства Flamingo, оценивая успехи компании на выставках в 2025 году. В будущем Flamingo планирует расширить свои продуктовые линейки, чтобы ее тепловые насосы могли быть совместимы с более широким спектром возобновляемых источников энергии, предоставляя каждому дому и каждой фабрике по всему миру «подключай и работай» решение для безуглеродной энергетики.
Можно ли использовать тепловые насосы вместе с солнечными системами?
Ответ Flamingo: не только можно, но и absolutely необходимо. От тепловых насосов с прямым приводом от ФЭП на CO₂ до перспективных PVT-технологий и двухисточниковых решений — Flamingo на деле доказывает, что сочетание тепловых насосов и солнечной энергии является ключевым элементом в построении новой энергетической системы. Это не только решает проблему непостоянства солнечной энергии, но и максимально раскрывает потенциал энергосбережения тепловых насосов.
В условиях глобальной волны энергетического перехода Flamingo продолжит опираться на технологические инновации, сотрудничая с партнерами по всему миру, чтобы совместно открыть чистое, эффективное и интеллектуальное безуглеродное будущее.
О компании Flamingo (Guangdong Flamingo New Energy Technology Co., Ltd.)
Flamingo — это высокотехнологичное предприятие, специализирующееся на исследованиях, разработке и производстве нового поколения тепловых насосов. Компания располагает командой разработчиков из более чем 200 человек и владеет 12 патентами. Продуктовый портфель компании включает воздушные тепловые насосы, геотермальные тепловые насосы, тепловые насосы на CO₂ и серии с прямым приводом от ФЭП, экспортируемые в 15 стран мира. Стремясь к технологическим инновациям, Flamingo предлагает ведущие «зеленые» низкоуглеродные решения для отопления, охлаждения и горячего водоснабжения пользователям по всему миру.