Powietrzna pompa ciepła do nowego i modernizowanego budynku

Pompy ciepła wykorzystujące powietrze atmosferyczne jako źródło ciepła mogą skutecznie i tanio ogrzewać niemal każdy dom. W zależności od rodzaju budynku i instalacji grzewczej, powietrzna pompa ciepła pracuje efektywnie nawet przy temperaturach powietrza -20°C i jest godną uwagi alternatywą dla pomp pobierających ciepło z gruntu.

Pompa ciepła powietrze-woda Vitocal 300-A o wysokiej efektywności pracy przeznaczona do ogrzewania i chłodzenia budynku, dedykowana jest szczególnie dla nowych budynków. Ma ona płynnie modulowaną moc grzewczą od 3 do 9 kW (A2/W35, schłodzenie 5 K, wg PN-EN 14511) oraz możliwość połączenia w kaskadę do 5 pomp ciepła – dla uzyskania większej mocy grzewczej.
Czym się wyróżnia? Rozwiązania zastosowane w Vitocal 300-A to: sprężarka Digital Scroll firmy Copeland, elektroniczny zawór dławiący Biflow (zawór rozprężny) oraz system diagnostyczny RCD. Właśnie dzięki tym rozwiązaniom powietrzna pompa ciepła pracuje oszczędnie z efektywnością COP: 3,9 – wg PN-EN 14511, dla A2/W35, schłodzenie 5 K (temperatura powietrza A=2°C / temperatura wody grzewczej W=35°C, przy schłodzeniu 5 K – różnica temperatury wody grzewczej na zasilaniu i powrocie do pompy ciepła, np. z instalacji ogrzewania budynku. Lub, COP: 4,10, jeśli ktoś nadal woli posługiwać się starą i nieaktualną już normą PN-EN 255, dla A2/W35, schłodzenie 10 K.

Parametry Vitocal 300-A dla wybranych punktów pracy przedstawia tabela.

Tab.1

 W skrajnie niskich temperaturach zewnętrznych, -20°C, powietrzna pompa ciepła pracuje z mocą grzewczą 4,9 kW i zasila ogrzewanie budynku wodą o temperaturze 35°C. Przy czym, pracuje z efektywnością 2,1, zużywając 2,4 kW energii elektrycznej.

Powietrzna pompa ciepła do modernizowanego budynku

Ze względu na wysoką temperaturę wody grzewczej (do 65°C) i wysokie wskaźniki efektywności COP, powietrzna pompa ciepła Vitocal 350-A polecana jest głównie przy modernizacji ogrzewania. Niskie temperatury powietrza nie powodują znacznego spadku mocy grzewczej pompy ciepła i jej efektywności pracy.
Powietrzna pompa ciepła oferowana jest o mocy grzewczej: 10,6 kW; 14,5 kW i 18,5 kW (wg PN-EN 14511: A2/W35, schł. 5K). Dla uzyskania większych mocy można stworzyć kaskadę do 5 pomp ciepła.
Pompa ciepła o mocy grzewczej 10,6 kW i przy temperaturach A2/W35, schł. 5 K, osiąga COP: 3,6. Przy temperaturze powietrza -10°C i wody grzewczej 45°C – COP wynosi: 2,4 a moc grzewcza: 8,5 kW (A-10/W45, schł. 5 K).

Parametry Vitocal 350-A dla wybranych punktów pracy przedstawia tabela.

Tab. 2

Efektywną pracę, w szerokim zakresie temperatur zewnętrznych i wody grzewczej zapewnia pompie Vitocal 350-A: sprężarka Scroll z dodatkowym wtryskiem pary EVI, system diagnostyczny RCD oraz elektroniczny zawór dławiący Biflow.

Powietrzna pompa ciepła – sprężarka Digital Scroll

Sprężarka Digital Scroll to proste i skuteczne rozwiązanie płynnej regulacji mocy grzewczej i chłodniczej pompy ciepła. Różni się od typowej sprężarki spiralnej Scroll, głównie dodatkowym zaworem elektromagnetycznym (upustowym), o długiej żywotności i zapewniającym precyzyjną regulację wydajności sprężarki.
Cykl EVI umożliwia efektywne działanie pompy ciepła przy dużych różnicach temperatury powietrza i wody zasilającej ogrzewany budynek. Dzięki temu, również w mroźne dni można uzyskać wysokie temperatury wody na zasilaniu ogrzewania, jednocześnie przy nieznacznym obniżeniu mocy grzewczej pompy ciepła.
Dodatkowy wtrysk pary powoduje schłodzenie sprężanego czynnika chłodniczego. Dzięki temu, uzyskuje się wyższe ciśnienie sprężania czynnika, bez obawy przekroczenia dopuszczalnej dla sprężarki temperatury. Zapotrzebowanie energii elektrycznej do napędu sprężarki jest w cyklu EVI znacznie niższe, niż dla porównywalnej sprężarki bez wtrysku pary.

Powietrzna pompa ciepła – system diagnostyczny RCD

RCD zapewnia pełna kontrolę oraz umożliwia precyzyjną regulację i optymalizację pracy pompy ciepła, jak i całej instalacji grzewczej. Umożliwia odczytanie parametrów pracy we wszystkich charakterystycznych punktach instalacji, np.: temperaturę na wejściu i wyjściu powietrza, temperaturę na zasilaniu i powrocie instalacji grzewczej (obieg wtórny), temperaturę i ciśnienie gazu zasysanego oraz kondensacji, temperaturę gazu płynnego, aktualne położenie elektronicznego zaworu dławiącego, aktualną wydajność sprężarki, godziny pracy sprężarki w różnych stanach obciążenia itd. Aby ocenić efektywność pracy pompy ciepła, można również sprawdzić: bilans energetyczny ogrzewania – zużycie energii elektrycznej przez pompę ciepła i ile energii cieplnej dostarczyła do instalacji ogrzewania budynku; bilans energetyczny c.w.u., oraz roczny stopień pracy pompy ciepła na potrzeby c.o. i c.w.u.

Powietrzna pompa ciepła – zawór dławiący Biflow

Zawór dławiący (rozprężny), jest istotnym elementem pompy ciepła, który bezpośrednio wpływa na jej efektywność pracy i trwałość. Reguluje ilość czynnika chłodniczego przepływającego przez parownik, tak aby mógł on całkowicie odparować – żeby do sprężarki dostała się tylko para przegrzana czynnika, nie zawierająca cieczy która mogła by doprowadzić do uszkodzenia sprężarki. Para czynnika trafiającego do sprężarki powinna mieć odpowiedni stopień przegrzania. Bowiem, im wyższy stopień przegrzania, tym wzrasta wymagana ilość pracy sprężarki i efektywność pompy ciepła spada.
Elektroniczny regulator zaworu dławiącego Biflow, w pompach ciepła Vitocal 300-A i 350-A mierzy temperaturę i ciśnienie czynnika chłodniczego przed sprężarką. Na tej podstawie szybko i dokładnie reguluje przepływ czynnika w obiegu. Przegrzanie jest utrzymywane na optymalnym i stałym poziomie, gwarantując efektywną pracę pompy ciepła w całym zakresie temperatur źródła ciepła (powietrza atmosferycznego).

Tab. 3

 Odmrażanie parownika

Zamarznięte wymienniki ciepła (parowniki), po­wodują wzrost głośności pracy urządzenia oraz większy pobór mocy przez wentylator. W związku z tym, muszą być one regularnie rozmrażane.
Lamelowe wymienniki w Vitocal 300-A i 350-A, charakteryzują się bardzo dużą powierzchnią wymiany ciepła. Dzięki dużym przerwom między lamelami przedłuża się czas obladzania parownika, któremu nie można jednak całkowicie za­pobiec. Ich odmrażanie odbywa się w zależności od potrzeby i automatycznie. Maksymalny udział czasu odmrażania wymiennika to od 2 do 5% całego czasu pracy pompy ciepła. A, im mniej energii potrzeba zu­żyć na odmrażanie, tym efektywniej pracuje pompa ciepła. Warto przypomnieć, że efektywność pompy powietrznej, podana zgodnie z normą PN-EN 14511, uwzględnia proces odmrażania.

Również pompy ciepła wykorzystujące ciepło z powietrza atmosferycznego mogą oszczędnie ogrzewać nowy jak i modernizowany budynek. Efektywnie współpracując z tradycyjnymi grzejnikami i/lub ogrzewaniem podłogowym, gdzie dzięki modulowanej wydajności pompy ciepła nie ma konieczności stosowania zasobnika buforowego wody grzewczej.
Wysokoefektywne pompy ciepła, również podczas typowej zimy, zapewnią niskie koszty ogrzewania – niewiele wyższe od pomp pobierających ciepło z gruntu. Nie trzeba przy tym dewastować otoczenia domu, a samą pompę ciepła można ustawić wewnątrz lub na zewnątrz budynku.