Politechnika Warszawska Filia w Płocku Instytut Inżynierii Mechanicznej dr inż. Mariusz Szreder Efektywność energetyczna powietrznych pomp ciepła dla CWU
Według badania rynku przeprowadzonego przez PORT PC w ciągu 6 lat sprzedaż pomp ciepła wzrosła 3-krotnie. W 2015 r. odnotowano 5% wzrost sprzedaży pomp S/W, 3% wzrost pomp P/W do CWU oraz aż 70% wzrost pomp P/W (w Polsce 3916 szt. w Niemczech 39 350 szt. w 2014 r.)
Pompy ciepła osiągają dzisiaj najwyższe klasy energetyczne spośród wszystkich urządzeń grzewczych (A++, A+++), zwiększenie świadomości konsumentów w zakresie efektywności energetycznej urządzeń oraz rosnąca popularność wentylacji mechanicznej z rekuperacją mają istotny wpływ na wzrost popularności szczególnie powietrznych pomp ciepła (40%).
Zalety powietrznych pomp ciepła dla CWU: Niski koszt inwestycyjny w stosunku do instalacji solarnych; Prostota montażu. Brak ingerencji w konstrukcję elewacji budynku i możliwość instalowania w dowolnym miejscu; Wykorzystanie powietrza wentylacyjnego do podgrzewania CWU i jednoczesnego chłodzenia pomieszczenia latem; Idealne do montażu w pomieszczeniach, gdzie pracują inne urządzenia emitujące ciepło: pralnie, suszarnie. Powietrze zassane przez pompę zostanie schłodzone i osuszone. Pomieszczenia są suche, wolne od wilgoci i pleśni. Produkcja ciepłej wody użytkowej przez cały rok. Wady powietrznych pomp ciepła dla CWU: Wyższe koszty eksploatacyjne w porównaniu z instalacją solarną; Wyższe koszty serwisowania, krótszy okres gwarancyjny.
Rozwiązania techniczne pomp P/W dla CWU Zintegrowane z zasobnikiem lub do współpracy z istniejąca instalacją grzewczą.
Budowa pompy ciepła dla CWU Bezpośrednia integracja skraplacza z zasobnikiem, dodatkowy wymiennik ciepła do integracji z hybrydowym systemem grzewczym.
Podstawowe parametry pomp ciepła dla CWU Producent Hewalex PCWU300eK Alpha-Inotec BWP303S Viessmann Vitocal-161 Moc grzewcza kw 1,8 1,6 1,7 Pobór mocy elektrycznej kw 0,46 0,47 0,51 Współczynnik COP 3,8 A15/W15-35 3,5 A15/W15-45 3,11 A15/W10-55 Moc grzałki kw 1,5 1,5 1,5 Pojemność zasobnika dm 3 300 285 300 Typ sprężarki rotacyjna rotacyjna rotacyjna Moc akustyczna db(a) 57 55 53 Czynnik chłodniczy R134a R134a R134a
Budowa stanowiska badawczego pompy PCWU Schemat zabudowy pompy ciepła Hewalex PCWU 2,5kW
Podstawowe charakterystyki pompy ciepła PCWU
System monitoringu EKONTROL System EKONTROL umożliwia zdalny odczyt i rejestrację temperatury w obiegu termodynamicznym pompy ciepła.
System monitoringu EKONTROL Rozbudowa systemu EKONTROL o moduł G922-COP umożliwia dodatkowo pomiar natężenia przepływu wody i zużycia energii elektrycznej przez sprężarkę. W efekcie możliwe jest wyznaczenie wartości chwilowych współczynnika COP.
Przykładowe wyniki badań Wykres zmian temperatur w pompie ciepła dla obiegu wentylacyjnego powietrza. Obieg grzewczy podłączony do sieci wodociągowej.
Przykładowe wyniki badań Wykres zmian temperatur w pompie ciepła przy zmianie obiegu powietrza w obwodzie parownika. Obieg grzewczy podłączony do sieci wodociągowej. Temperatura parowania spada z 8 C do 3 C przy powietrzu zewnętrznym.
Przykładowe wyniki badań Wykres zmian temperatur w module G922-COP dla obiegu grzewczego podłączonego do zasobnika wody. Przy temperaturze wody w zbiorniku wynoszącej 23 C, konieczne było przestawienie pompy obiegowej w obiegu grzewczym na I bieg, aby sprężarka mogła pracować w zalecanym zakresie temperatur.
Przykładowe wyniki badań Powietrzna pompa ciepła uzyskała najwyższe COP=3,8 w pierwszej fazie podgrzewania wody w zasobniku. Pobór prądu przez sprężarkę był poniżej 3A, a zapotrzebowanie na moc elektryczną wynosiło 600 W. W końcowej fazie podgrzewania efektywność pompy ciepła spadła do wartości COP=2,6, a zapotrzebowanie na moc elektryczną wzrosło do 950 W.
Koszt przygotowania 100 dm 3 CWU (wg Hewalex)
Koszt przygotowania 100 dm 3 CWU (wg Hewalex)