W przypadku, kiedy inwestor ma ograniczony wybór, jakim jest gaz ziemny, gaz LPG czy olej opałowy, czyli paliwa najdroższe, warto zastanowić się nad alternatywą, jaką jest pompa ciepła.


Reklama
Grundfos dla instalatorow

Pompa ciepła poza funkcja ogrzewczą może również chłodzić w okresie letnim. Dodatkową wartością jest to, iż pompy ciepła mogą być zastosowane nie tylko w obiektach nowo budowanych, lecz również modernizowanych. Przy modernizacji istniejącej olejowej lub gazowej instalacji grzewczej z zastosowaniem pompy ciepła (np. jako systemu biwalentnego) można przy mniejszym nakładzie inwestycyjnym korzystać z corocznych oszczędności na kosztach ogrzewania, a równocześnie zredukować emisję dwutlenku węgla.

Pompy ciepła ze sprężarką z falownikiem są ok. 30% bardziej wydajne od pomp ze sprężarką o stałej prędkości obrotowej oraz ok. 10-15% bardziej wydajne od pomp wyposażonych w połączone dwie sprężarki, tak zwany tandem.

Pompa ciepła Danfoss

Dodatkowym atutem pomp ciepła ze sprężarką sterowaną falownikiem jest niższy prąd rozruchu. Przy podobnej mocy sprężarek zastosowanie falownika umożliwia obniżenie prądu rozruchu o ok. 70%. Jest to szczególnie istotne w miejscach, gdzie sieć energetyczna ma określone limity, czy też dla awaryjnych generatorów prądotwórczych. Sprężarka serii VZH zastosowana w gruntowych pompach ciepła DHP-M marki Danfoss posiada szereg innowacji konstrukcyjnych, które czynią ją lepszą od konkurencji i idealną do aplikacji pomp ciepła:

* szeroka „koperta” pracy umożliwiająca szeroki zakres pracy i otrzymanie wyższych temperatur skraplania przy niskich temperaturach parowania;

* optymalny kształt geometryczny spiral zaprojektowany do warunków pracy, ponadto zredukowany został luz w kierunku promieniowym, co ogranicza przecieki czynnika;

* optymalnie dostosowana do urządzeń pracujących w nowych budynkach, w których wymagana temperatura zasilania wynosi ok. 50ºC – jej wysoka efektywność ogranicza zużycie energii elektrycznej;

* opatentowane uszczelnienie w kierunku osiowym spirali, tzw. tip seal technology zapewniające najwyższą sprawność wolumetryczną, a co za tym idzie – bezpośrednio przekłada się to na wysokie COP w zmieniających się warunkach pracy;

* sprężarka jest wyposażona w silnik z magnesami stałymi, w którym współczynnik mocy jest praktycznie stały w całym zakresie zmian obciążenia; silniki tej konstrukcji są o ok. 5% bardziej efektywne niż typowe silniki indukcyjne;

* bezołowiowe łożyska polimerowe, które zapewniają wysokie osiągi pracy przy różnych obciążeniach i różnych prędkościach obrotowych;

* układ wtrysku oleju został zaprojektowany w celu zapewnienia właściwego smarowania sprężarki w szerokim zakresie prędkości obrotowej;

* ograniczony został współczynnik cyrkulacji oleju (OCR ­- oil circulation ratio), zapewnia to prawidłowe oddzielenie oleju od czynnika chłodniczego;

* dzięki sterowaniu falownikiem sprężarka zasilana jest bez asymetrii faz, jak również odporna jest na zmianę kolejności faz.

Gruntowa pompa ciepła Danfoss

W gruntowej pompie ciepła DHP-M w układzie chłodniczym zastosowano specjalne, wysoko wydajne wymienniki ciepła. Dzięki takiemu zabiegowi relacja ilości czynnika obiegu dolnego źródła do czynnika chłodniczego w wymienniku jest 10:1, a to oznacza, że wymienniki przygotowane do relacji 1:1 nie pracują w pełni wydajnie. Stosując asymetrię w wymienniku, jesteśmy w stanie lepiej dostosować się do warunków wymaganych przez pompę ciepła.

W omawianych pompach funkcja skraplania realizowana jest przez asymetryczny mikropłytowy wymiennik (ang. MPHE – Micro Plate Heat Exchanger). Innowacja w tym wymienniku polega na innym kształcie i powierzchni wymiany ciepła po stronie czynnika chłodniczego w stosunku do strony wody/solanki. Zamiast typowego wzoru w jodełkę na ścianie wymiennika zastosowano tzw. mikrokanały, których struktura jest wizualnie bardziej porowata i o nieregularnych kształtach. W efekcie poprawia to przepływ, wymianę ciepła, zmniejsza wymaganą ilość czynnika chłodniczego oraz zmniejsza spadek ciśnienia po stronie wody/solanki, co ma bezpośredni wpływ na pracę pompy obiegowej.

Asymetryczne mikropłytowe wymienniki w widoczny sposób wpływają na jakość pracy układu chłodniczego, a tym samym podnoszą efektywność pracy pompy ciepła.

Układ chłodniczy

W układzie chłodniczym w pompie DHP-M zastosowano elektroniczny zawór rozprężny ETS. Warto zwrócić uwagę na dwie zasadnicze zalety elektronicznych zaworów rozprężnych: praca w szerokim zakresie wydajności oraz precyzja w modulacji przepływu czynnika chłodniczego. Zmiana temperatury solanki przepływającej przez parownik wpływa na ciśnienie odparowania czynnika, a w konsekwencji – możliwość pojawienia się za parownikiem mieszaniny pary i cieczy czynnika chłodniczego. Elektroniczny zawór rozprężny precyzyjnie dozuje czynnik chłodniczy do parownika, a tym samym optymalizuje przegrzanie par czynnika na najlepszym poziomie, przy wahaniach temperatury dolnego źródła.

Jednak w pompie DHP-M największą wartością elektronicznego zaworu rozprężnego jest współpraca ze sprężarką, a więc płynna regulacja zaworu w relacji do zmieniającej się prędkości obrotowej sprężarki i co za tym idzie – ilości przepływającego czynnika chłodniczego.

Ponadto elektroniczny zawór rozprężny zabezpiecza sprężarkę przed zalaniem ciekłym czynnikiem podczas pracy w zmieniających się warunkach.

Poza samymi możliwościami wynikającymi z konstrukcji elektronicznego zaworu istotny jest sposób, w jaki realizowane jest przegrzanie, czyli sterowanie. Dzięki adaptacyjnej regulacji przegrzania zasilanie parownika czynnikiem jest dokładnie kontrolowane i oparte na rzeczywistym obciążeniu cieplnym. Zapewnia to oszczędność energii i maksymalizuje wydajność układu.

Zastosowanie elektronicznego zaworu rozprężnego pozwala na zapewnienie w każdych warunkach przegrzania na odpowiednim poziomie oraz gwarantuje efektywniejsze wykorzystanie źródła ciepła, zmniejszenie bezwładności i zarazem zwiększenie precyzji regulacji całego układu.

Pompy obiegowe są w klasie efektywności energetycznej A. Warto dodać, iż pompa ciepła wyposażona w pompy obiegowe ze zmienną prękością obrotową jest o 5-6% bardziej efektywna w porównaniu do pompy ciepła wyposażonej w pompy obiegowe ze skokową regulacją obrotów.

W ostatnich 10-20 latach zmieniły się: sposób korzystania i wymagania związane z szybkością przygotowania i ilością ciepłej wody użytkowej. Jest to szczególnie widoczne np. w hotelach, które coraz częściej posiadają basen.

W typowym układzie chłodniczym pompy ciepła jest parownik, sprężarka, skraplacz i zawór rozprężny. W skraplaczu następuje odzyskanie ciepła na potrzeby ogrzewania. W pompie DHP-M między sprężarką a skraplaczem jest dodatkowy „mały” wymiennik, przez który z jednej strony przechodzi gaz do skraplacza, a z drugiej jest woda grzewcza. Temperatura gazu w dodatkowym wymienniku za sprężarką wynosi ponad 100°C i umożliwia wyjątkowo efektywne podgrzewanie wody grzewczej, a następnie ciepłej wody użytkowej.

Dwa w jednym

W okresie zimowym za każdym razem, kiedy pracuje pompa na potrzeby ogrzewania, a w okresie letnim na potrzeby chłodzenia, może zostać podgrzana ciepła woda użytkowa, a więc obie funkcje mogą być realizowane jednocześnie. Ponadto ciepła woda jest podgrzewana przy najniższym możliwym koszcie niejako przy okazji ogrzewania. Pompa ciepła DHP-M w zakresie przygotowania c.w.u. i kontroli instalacji cyrkulacyjnej (funkcja TWC) jest w stanie sprostać wyjątkowo wymagającym inwestycjom komercyjnym.

Ważne jest również to, iż każda pompa DHP-M jest testowana na końcowym etapie produkcji pod unikalnym numerem seryjnym. Jest to zasadnicza różnica jakościowa w porównaniu do rozwiązań, które wymagają napełnienia czynnikiem chłodniczym w miejscu instalacji i nie są testowane w stałych warunkach fabrycznych.

Inteligentne sterowanie

Podstawowym elementem odpowiedzialnym za poziom zużycia energii i pracę pompy jest sterownik. W pompie DHP-M zastosowano nowy sterownik wraz z nowym kolorowym dotykowym wyświetlaczem. Mimo iż opisywana pompa jest dedykowana aplikacjom komercyjnym – infografika, ikony i menu na wyświetlaczu są proste, przejrzyste i intuicyjne.

Ciii… – niski poziom dźwięku

W okresie zimowym pompa ciepła pracuje kilka do kilkunastu godzin na dobę i ważne jest, aby pracowała w sposób cichy. W obiektach o dużej powierzchni zawsze jest odpowiednie miejsce, gdzie umiejscowione są pompy ciepła, i najcześciej dźwięk wydobywający się z nich nie przeszkadza użytkownikom obiektu. W obiektach średniej wielkości i mniejszych, o ogranicznej powierzchni pomieszczeń technicznych czy specyficznej lokalizacji, takich jak przedszkole czy hotel w lesie (niskie tło akutstyczne) poziom dźwięku może być istotnym kryterium.

Na koniec warto podkreślić, iż koszty ogrzewania pompami ciepła są około 60% niższe w porówniu do ogrzewania olejem opałowym oraz około 20-25% niższe niż ogrzewanie gazem ziemnym, a prawidłowo dobrane i uruchomione pompy ciepła oraz właściwie zwymiarowana i wykonana instalacja grzewcza to ok. 20-25 lat ekomonicznej eksploatacji i komfortu, zarówno w zimie, jak i w lecie.

Piotr Krzemiński

Pytanie do…

Dlaczego warto zastosować pompę ciepła wyposażoną w sprężarkę z falownikiem?

Prenumerata Magazynu Instalatora

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