Efektywność energetyczna powietrznych pomp ciepła dla

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
grzewczą.
do współpracy z istniejąca instalacją
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
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
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
rotacyjna
rotacyjna
rotacyjna
57
55
53
R134a
R134a
R134a
Producent
Współczynnik COP
Typ sprężarki
Moc akustyczna dB(A)
Czynnik chłodniczy
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)