Firma Kołton we współpracy z naukowcami z laboratorium AGH, jako jedna z pierwszych w Polsce i czwarta w Europie, wypuściła do ogólnej sprzedaży pompy ciepła Airkompakt, wykorzystujące jako czynnik chłodniczy propan – R290.

Jedną z przyczyn zmian klimatycznych jakie obserwuje się od czasów ery industrialnej jest wzmożony efekt globalnego ocieplenia. Największy udział w emisji tych gazów ma sektor energetyki. W roku 2015 odpowiadał on za 78% emisji wszystkich gazów cieplarnianych [1]. Do tego sektora wlicza się także wytwarzanie ciepła i chłodu na potrzeby budynków. Potrzeba ograniczania negatywnego wpływu działalności człowieka na środowisko w sektorze ogrzewania budynków skierowała uwagę na odnawialne źródła energii.

Energię cieplną pochodzącą z OZE – z powietrza, z wód powierzchniowych i z płytkiej geotermii – wykorzystują do działania pomp ciepła. Dają one nie tylko możliwość podwyższania temperatury medium ale także jej obniżania, co jest cechą dającą przewagę nad urządzeniami wykorzystującymi paliwa kopalne (gaz, olej, węgiel).

Istotne czynniki

Rynek pomp ciepła jest mocno zróżnicowany pod względem rozwiązań technicznych. Jedną z wyróżniających cech jest zastosowanie czynnika chłodniczego. Obecnie najczęściej stosuje się czynniki oparte na bazie fluoru (HFC – hydrofluorowęglowodory), np. R407A, R410A.

Czynniki te mają średniowysoki wskaźnik GWP (Global Warming Potential) – potencjał tworzenia efektu cieplarnianego, który wynosi ponad 2000 jednostek. Parlament Europejski i Rada rozpoznały negatywny wpływ F-gazów i wydały rozporządzenie nr. 517/2014, które wprowadza limity na produkcję tych gazów, co bezpośrednio przekłada się na wzrost ich cen.

Czynniki naturale

Grupą czynników, które obecnie są uważane za najbardziej przyszłościowe są czynniki naturalne. Cechują się zerowym współczynnikiem ODP (Ozone Depletion Potential) oraz najniższymi wartościami wskaźnika GWP. Należą do nich np. Amoniak (GWP = 0), dwutlenek węgla (GWP=1), izobutan (GWP = 3) czy propan (GWP = 3) [2].

Na szczególną uwagę zasługuje czynnik R290 (propan), który charakteryzuje się:

  • dużą jednostkową objętościową wydajnością ziębniczą,
  • bardzo dobrymi właściwościami termodynamicznymi,
  • niskimi ciśnieniami sprężania skutkującymi cichością pracy sprężarki,
  • korzystnymi dla pomp ciepła ciśnieniami i temperaturami zmiany fazy ciekłej i gazowej,
  • niską ceną [3].

Niekorzystną cechą propanu jest jego palność. Dlatego podzespoły pomp ciepła z tym czynnikiem mają znak Ex, który zapewnia bezpieczeństwo użytkowania w atmosferze potencjalnie wybuchowej. Propan stosuje się monoblokach, gdzie cała jednostka znajduje się na zewnątrz budynku. Tendencje sprzedażowe w Polsce oraz na zachodzie Europy, wskazują na większy wzrost popularności właśnie monoblokowych pomp ciepła, ze względu na ich łatwość montażu i dużo większą pewność szczelności.

Pompa-ciepła-na-R290-wykres-sprawnosci
Pompa ciepła na R290 – wykres

Propan nie podlega ustawie F-gazowej. Gwarantuje to w przyszłości jego dostępność na rynku w przypadku serwisu układów chłodniczych oraz wpływa na niską cenę jego zakupu. Układy tego tupu nie wymagają specjalnych uprawnień dla instalatorów, co ułatwia rozszerzenie oferty o pompy ciepła przez dotychczasowych instalatorów kotłów. Również użytkownicy nie podlegają obowiązkowi rejestracji jak jest to w przypadku F-gazów.

Pompa ciepła na R290 – pionierzy

Firma Kołton widząc już kilka lat temu rosnące zainteresowanie na rynku pompami ciepła podjęła współpracę z naukowcami z laboratorium AGH – Centrum Zrównoważonego Rozwoju i Poszanowania Energii WGGiOŚ AGH w Miękinii. Efektem kilkuletniej współpracy w ramach projektu pt.: „Opracowanie innowacyjnej pompy ciepła typu powietrze- woda z ekologicznym czynnikiem chłodniczym” jest fakt, że jako jedna z pierwszych firm w Polsce, i czwarta w Europie wprowadziła do ogólnej sprzedaży pompy ciepła na R290.

Pompa ciepła na R290 o nazwie Airkompakt jest monoblokiem, przeznaczonym do ogrzewania instalacji c.o. i c.w.u. oraz do chłodzenia. Ma szeroki zakres temperaturowy pracy, który pozwala działać pompie ciepła do temperatury zewnętrznej -28 ºC i uzyskać temperaturę na zasilaniu do budynku na poziomie 65 ºC. Szczególnie warty uwagi jest wysoki współczynnik efektywności pracy pompy ciepła (COP) przy niskich temperaturach zewnętrznych.

Pompę ciepła zbudowano w oparciu o najnowszą wiedzę, przy wykorzystaniu najlepszych dostępnych podzespołów. Została zaprojektowana ze szczególnym uwzględnieniem pracy w klimacie zimnym.

Pompa ciepła na R290 – układ chłodniczy

Pompa ciepła Airkompakt posiada sprężarkę Copeland Scroll na R290, dedykowaną do pomp ciepła. Oprócz bardzo szerokiego zakresu pracy (temperatura odparowania od -30 do 10 °C; temperatura skraplania od 10 do 70 °C), sprężarka posiada szereg rozwiązań technicznych, które stawiają ją gronie liderów. Sprężarka Copeland Scroll posiada podatność promieniową spiral, dzięki czemu jest odporna na negatywne skutki zalania czynnikiem chłodniczym.

Podatność osiowa oraz opatentowany pneumatyczny docisk spiral gwarantuje długoletnią szczelność, niezmieniającą się wraz z czasem użytkowania, a wręcz po dotarciu, uzyskuje jeszcze lepsze parametry sprężania. Rozwiązania te wpływają na żywotność sprężarki. Szacowany czas pracy, przy optymalnym użytkowaniu wynosi około 25 lat, a utrzymujący się stały stopień sprężania nie powoduje zwiększającego się zużycia energii w okresie eksploatacji.

Specjalny parownik

Kolejnym zasługującym na uwagę rozwiązaniem wyróżniającym pompę Airkompakt jest zastosowanie parownika zaprojektowanego specjalnie do pracy w warunkach klimatycznych Europy Środkowowschodniej. Wyróżnia go duża powierzchnia wymiany ciepła pomiędzy czynnikiem roboczym a powietrzem zewnętrznym. Szeroki rozstaw lamel nie powoduje szybkiego zaszronienia i wydłuża czas pomiędzy cyklami odmrażania.

Zastosowany elektroniczny zawór rozprężny jest urządzeniem, które zapewnia maksymalną wydajność pompy ciepła w zmiennych warunkach temperaturowych.

Następnym atutem jest wymiennik regeneracyjny z funkcją separacji cieczy. Pozwala on na wzrost COP oraz zabezpiecza przed przedostaniem się ciekłego czynnika do sprężarki.

Bioniczny wentylator o dużej średnicy z krawędziami łopat w kształcie sowich piór pozwala na cichą pracę. Ma on także funkcję regulowanej prędkości obrotowej, którą można użyć do jeszcze cichszej pracy w godzinach nocnych.

Sterowanie

Solidną cechą pompy jest również jej sterowanie, stworzone wspólnie z firmą TECH specjalnie dla tego typu pompy. Sterownik posiada dedykowany algorytm odszraniana, który stale analizuje parametry i realizuje rozmrażanie parownika, tylko wtedy gdy jest to konieczne. Rozmrażanie realizowane jest bez wyłączenia sprężarki, co dodatkowo pozwala na odzysk ciepła z nagrzanego po rozmrażaniu parownika.

Filozofia sterowania ma na celu maksymalne wykorzystanie pompy ciepła do ogrzewania, przy minimalnym wykorzystaniu dodatkowego źródła ciepła np. grzałek elektrycznych. Odpowiada za to kolejny algorytm analizujący obciążenie pompy i załączający dodatkowe źródło ciepła po osiągnięciu zadanej sumy stopniominut. Rozbudowany sterownik ma szereg zabezpieczeń gwarantujących bezawaryjną pracę, a przyjazny interface pozwala na łatwe korzystanie z wszystkich funkcji serownika.

Wysoki wskaźnik COP

Przedstawione cechy pompy ciepła Airkompakt pozwalają na osiągnięcie wskaźnika COP, przy temperaturach zewnętrznych od -7 do -28 oC wyższego nawet o 20-40% od konkurencji. Oznacza to, że pompa ciepła firmy Kołton jest przeznaczona do klimatu zimnego, który swym zasięgiem obejmuje teren Polski. Przekłada się to bezpośrednio na niższe sezonowe zużycie energii elektrycznej do ogrzewania budynków.

Oferowane pompy ciepła Airkompakt w standardzie zawierają:

  • softstart, ograniczający duże prądy rozruchowe silnika sprężarki;
  • czujnik kontroli i zaniku faz, który chroni sprężarkę przed uszkodzeniem;
  • liczniki energii elektrycznej i cieplnej;
  • moduł internetowy z aplikacją internetową i mobilną;
  • tacę ociekową z grzałką odpływu skroplin,
  • pompkę obiegową górnego źródła ciepła.

Zaostrzające się przepisy prawne będą zmuszać pozostałych producentów do projektowania i wprowadzania na rynek urządzeń pracujących na naturalnych czynnikach chłodniczych. Już teraz rozważając kupno pompy ciepła warto wybrać produkt z czynnikiem chłodniczym przyjaznym dla środowiska i budżetu inwestora.

Daniel Malik

Literatura:

[1] Dane ze strony Parlamentu Europejskiego: http://www.europarl.europa.eu/news/pl/headlines/society/20180301STO98928/infografika-emisje-gazow-cieplarnianych-w-unii-europejskiej (z dnia 10.10.2019 r.).

[2] Materiały firmy Linde: https://www.linde-gaz.pl/pl/products_and_supply/ (z dnia 10.10.2019 r.).

[3] Warczak W. „Węglowodory jako czynniki chłodnicze Cz. 2. Charakterystyki użytkowe wybranych węglowodorów i nowe kierunki badań”: https://www.chlodnictwoiklimatyzacja.pl/artykuly/249-wydanie-09-2015/3636-weglowodory-jako-czynniki-chlodnicze-cz-2-charakterystyki-uzytkowe-wybranych-weglowodorow-i-nowe-kierunki-badan.html (z dnia 10.10. 2019 r.).

Pytanie do… Jakie są zalety zastosowania w pompach ciepła powietrze-woda czynnika R290?

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