Loading color scheme

Duży może więcej….

Wiele pytań dotyczących naszych pomp ciepła sprowadza się do rozmiarów urządzenia. Dlaczego pompa jest taka duża? Co wpływa na jej gabaryty? Bez problemu możemy zaprojektować mniejsze urządzenie, jednak o wyborze obecnego rozwiązania zadecydowało kilka jego zalet, które przedstawiamy poniżej.

Projektując naszą pompę ciepła, Kołton Airkompakt, założyliśmy, że jej konstrukcja ma być optymalna dla warunków pracy w polskim klimacie, czyli w klimacie chłodnym.

Projektowe temperatury zewnętrzne wg normy PN-EN 12831, dla budynków w Polsce, wynoszą od -16°C dla strefy I (tereny nadmorskie) do -24°C dla strefy V (tereny górskie, Suwalszczyzna). Między innymi z tego względu wybraliśmy, jako czynnik chłodniczy, propan (R290), który pozwala nam na pracę w trybie ogrzewania do temperatury zewnętrznej wynoszącej -25°C.

W klimacie chłodnym 80% zapotrzebowanie na energię cieplną mieści się w przedziale temperatur od –9°C do +9°C. Ważna jest także wilgotność powietrza. Dlatego Pompa ciepła AIRKOMPAKT została zaprojektowana tak, aby jej efektywność była jak najlepsza w takich wartościach temperatur i wilgotności. Uzyskaliśmy parametry COP, zależnie od modelu, w warunkach A-7W35 na poziomie 3,02 – 3,46. Takie wyniki zawdzięczmy zastosowaniu najlepszych komponentów.

Rysunek 2 Wykres ilości godzin i procentowej ilości energii potrzebnej do ogrzewania budynku w klimacie chłodnym. Warto zwrócić uwagę na fakt, iż w niższych temperaturach mimo mniejszej ilości godzin udział energii jaki należy dostarczyć jest wyższy niż w wyższych temperaturach. Dzieje się tak ze względu na wzrost zapotrzebowania na moc grzewczą wraz ze spadkiem temperatury zewnętrznej. Dlatego tak ważne są dobre parametry COP w niższych temperaturach zewnętrznych. [2]

Sprężarka Scroll Copeland jest dedykowana do pomp ciepła pracujących w klimacie chłodnym, czyli urządzeń, które pracują nawet do 6000 godzin rocznie, a żywotność jest szacowana na 20 lat. Elektroniczny zawór rozprężny pozwala na bardziej precyzyjne utrzymanie przegrzania i obciążenia parownika niż zawory termostatyczne. Dzięki elektronicznemu zaworowi rozprężnemu można osiągnąć znaczne oszczędności energii, oraz zwiększenie średniej rocznej wydajności pompy nawet o 25%. ( niektóre pompy pracują na termostatycznym zaworze rozprężnym – analogia do silnika na wtrysku i na gaźniku)

Dodatkowy wymiennik regeneracyjny z funkcją separatora cieczy podnosi efektywność pracy oraz zabezpiecza przed uszkodzeniem sprężarki od zalania ciekłym czynnikiem.

Jednak za gabaryty pompy ciepła w największym stopniu odpowiada parownik. Ważne są tu dwa parametry – powierzchnia wymiany i rozstaw lamel. Czym powierzchnia wymiany jest większa, tym efektywniejszy jest proces wymiany ciepła pomiędzy powietrzem zewnętrznym a czynnikiem chłodniczym. Można dzięki temu uzyskać niższą różnicę pomiędzy temperaturą powietrza zewnętrznego, a temperaturą odparowania, co ma bezpośredni wpływ na COP. Nasze parowniki mają powierzchnię wymiany zależnie od modelu od 28 m2 do 70 m2. Rozstaw lamel natomiast wpływa na częstość odszraniania parownika. Gdy temperatura odparowania spada poniżej 0°C, wówczas na powierzchni wymiennika dochodzi do zamarzania wody wykraplającej się z powietrza. Z czasem powstała warstwa lodu zwiększa swoją grubość, zmniejszając przepływ powietrza przez wymiennik
i obniżając efektywność pracy. Aby pozbyć się lodu, pompa ciepła załącza cykl odszraniania. Dzięki rozstawowi 2,5 mm nasze pompy ciepła mają dłuższe cykle pracy pomiędzy procesami odszraniania w stosunki do innych układów.

Dodatkowym atutem naszych parowników jest zagospodarowanie dolnej sekcji wymiennika do permanentnego ogrzewania tacy ociekowej i wyższych partii wymiennika, ciepłem, które nie może być już przekazane do instalacji grzewczej i byłoby utracone w wyniku rozprężania adiabatycznego. Dzięki temu skraca się czas pracy grzałki tacy ociekowej. To rozwiązanie jest bardzo przydatne także w obszarach o śnieżnych zimach, na przykład w górach. Gdy pokrywa śnieżna osiągnie poziom wymiennika powietrznego, nie dojdzie do jego zasypania, ponieważ śnieg stopi się u podstawy wymiennika.

Ważną cechą stosowanego przez nas wymiennika jest jego hydrofobowość. Na powierzchnię lamel naniesiona jest specjalna warstwa ułatwiająca spływanie kropel wody do tacy ociekowej i rury spustowej. Dzięki temu w czasie stopniowego spadku temperatury odparowania poniżej temperatury zamarzania nie ma większych kropli wody na parowniku, które od razu by zamarzły. Powierzchnia ta ułatwia także spływanie drobinek kurzu i innych zanieczyszczeń z parownika.

Zastosowane rozwiązania powodują, że nasze pompy w realnych warunkach uzyskują wysokie sezonowe efektywności energetyczne , a to bezpośrednio przekłada się na niższe zużycie energii elektrycznej i niskie koszty ogrzewania.

Bibliografia

[1] – Strzeszewski M., Wereszczyński P. Norma PN-EN 12831 Nowa metoda obliczania projektowego obciążenia cieplnego Poradnik, Warszawa 2009 r.

[2] – Opracowanie własne na podstawie danych z Normy PN-EN 14825: 2019-03 Klimatyzatory, agregaty do chłodzenia cieczy oraz pomp ciepła ze sprężarkami napędzanymi elektrycznie, do ogrzewania i chłodzenia pomieszczeń Badanie i ocena w warunkach częściowego obciążenia oraz obliczanie wydajności sezonowej