Grzanie i chłodzenie z powietrza. Pompa z międzywtryskiem

———————————————————————————————-——————-—————————————————————

zobacz artykuł w formacie pdf >>> | str. 54 | str. 55

———————————————————————————————-——————-—————————————————————

Nowe rozwiązania konstrukcyjne pozwalają pompom ciepła powietrze/woda na pracę z wysokimi współczynnikami efektywności COP w szerokim zakresie temperatur zewnętrznych (WQA) w systemach c.o., c.w.u. oraz chłodzenia aktywnego, gdzie coraz częściej wykorzystywane są pompy ciepła. Zagadnienia rozważań systemowych w tym zakresie ukażą się w drugiej części artykułu.

Starając się sprostać wymaganiom inwestorów, producenci pomp ciepła modyfikują i udoskonalają swoje konstrukcje. Tutaj na wyróżnienie zasługuje seria pomp ciepła powietrze/woda z kilkoma ciekawymi modyfikacjami konstrukcyjnymi, do których należą między innymi: elektroniczne zawory rozprężne, elektroniczne czujniki wielofunkcyjne, międzywtrysk czynnika chłodniczego, ekonomizer, kapilary wtryskowe, wentylatory z tworzywa sztucznego o zmniejszonym obciążeniu elektrycznym, odstojniki.

Parametry w górę

Wszystkie te modyfikacje mają na celu podniesienie parametrów i walorów technicznych pompy ciepła tak, aby zapewnić efektywne jej działanie z wysokim współczynnikiem COP przy stosunkowo niskich temperaturach powietrza zewnętrznego i wysokich temperaturach po stronie systemu WNA – grzewczego. Tutaj ogromną rolę odgrywają dwukierunkowe elektroniczne zawory rozprężne z silnikiem krokowym, ekonomizer, automatyka sterująca współpracująca z elektronicznymi czujnikami wielofunkcyjnymi, dokonującymi pomiaru ciśnienia i temperatury czynnika chłodniczego.

Dwukierunkowy elektroniczny zawór rozprężny, współpracujący z czujnikami ciśnienia i temperatury, bardzo dokładnie dozuje czynnik chłodniczy do parownika. Tym samym optymalizuje przegrzanie par czynnika na najlepszym poziomie, przy dynamicznie zmieniającej się temperaturze powietrza zewnętrznego stanowiącym dolne źródło pompy ciepła. Ciągle zmieniająca się temperatura powietrza przedmuchiwanego przez parownik wpływa znacząco na ciśnienie odparowania czynnika, a co za tym idzie, możliwość pojawienia się za parownikiem mieszaniny par i cieczy czynnika chłodniczego. Zastosowanie wymienionego wcześniej elektronicznego zaworu rozprężnego, jak również wymiennika regeneracyjnego na odcinku cieczowym za skraplaczem oraz, co najważniejsze, dodatkowego układu elektronicznego zaworu rozprężnego z ekonomizerem, pozwala na zapewnienie przegrzania w każdych warunkach na odpowiednim poziomie.

Jeżeli temperatura powierza, kierowana na parownik, spadnie poniżej +5oC, w obiegu termodynamicznym działanie rozpoczyna dodatkowy zawór rozprężny, który wstrzykuje ciekły czynnik chłodniczy do dodatkowego wymiennika – ekonomizera, dzięki czemu przy niskich temperaturach odparowania utrzymywane jest przegrzanie par czynnika, kierowanych na sprężarkę na poziomie 6 K. Przegrzanie ustalane jest ze średniego ciśnienia, wyliczonego z P1 i P3 oraz zmierzonej temperatury (B10).

Jak to działa?

Proces ten w pompach ciepła powietrze/woda nazywany jest międzywtryskiem par czynnika. Za skraplaczem czynnik chłodniczy skierowany jest na „zbieracz”, czyli naczynie wyrównawcze czynnika chłodniczego, w celu wyrównania zmiennego zapotrzebowania na ilość czynnika przy różnych warunkach pracy. Dalej ciecz czynnika kierowana jest do osuszacza-filtra, natomiast pozostała część czynnika chłodniczego do dodatkowego wymiennika ciepła (ekonomizera). Tutaj ciekły czynnik chłodniczy, dozowany przez dodatkowy elektroniczny zawór rozprężny, odparowuje i jest wtryskiwany bezpośrednio w proces sprężania. Dzięki międzywtryskowi par czynnika chłodniczego możliwe jest osiągnięcie wyższych współczynników efektywności COP, wyższych mocy grzewczych i wyższych temperatur zasilania, przy niższych temperaturach zewnętrznych. Czynnik chłodniczy niewykorzystany w procesie międzywtrysku powraca do parownika i przez główny elektroniczny zawór rozprężny dozowany jest do parownika i obieg zaczyna się od początku.

Dodatkowo system ten zapewnia ochronę sprężarki przed przekroczeniem maksymalnej temperatury pracy – przegrzewaniem sprężarki i nadpalaniem oleju cyrkulującego w obiegu termodynamicznym, co w konsekwencji mogłoby doprowadzić do uszkodzenia sprężarki. Jeżeli temperatura gorącego gazu przekroczy 110°C (B5), zawór rozprężny międzywtrysku zostanie otwarty tak, by ciekły czynnik chłodniczy został wstrzyknięty do sprężarki i tym samym temperatura gorącego gazu zostanie ograniczona poniżej 120°C.

W części drugiej poświęconej najnowszym pompom ciepła powietrze/woda przedstawię rozwiązania systemowe c.o., c.w.u. i chłodzenia aktywnego stosowane w instalacjach budynków jednorodzinnych.

Artur Karczmarczyk

Fot. 1. Elektroniczny zawór rozprężny z silnikiem krokowym.

Fot. 2. Pompa ciepła serii WPL13/18/23 E, cool.

Ilustarcje z archiwum: Stiebel Eltron GmbH, Stiebel Eltron Polska Sp. z o.o.

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *

Ta strona korzysta z ciasteczek (cookies) Więcej informacji

Ustawienia plików cookie na tej stronie są włączone na "zezwalaj na pliki cookie", aby umożliwić najlepszy z możliwych sposób przeglądania. Jeśli w dalszym ciągu chcesz korzystać z tej strony, bez zmiany ustawienia plików cookie lub kliknięciu przycisku "Akceptuję", a następnie użytkownik wyraża zgodę na to.

Zamknij