Efektywność energetyczna

powietrznych pomp ciepła dla CWU

Politechnika Warszawska Filia w Płocku

Instytut Inżynierii Mechanicznej

dr inż. Mariusz Szreder

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 dm3 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 dm3 CWU (wg Hewalex)

Koszt przygotowania 100 dm3 CWU (wg Hewalex)