Do wzięcia pełen numer Ryneku Instalacyjnego 7-8/2016

POBIERZ BEZPŁATNIE - wystarczy Założyć konto 

Wpływ warunków klimatycznych i obciążenia cieplnego budynku na efektywność energetyczną pomp ciepła powietrze/woda z płynną regulacją mocy

The impact of the climate conditions and heat load of the building on the efficiency of variable capacity air-to-water heat pumps
Rys. Zintegrowany system do ogrzewania i chłodzenia na przykładzie rewersyjnych pomp ciepła powietrze/woda typu LA35-60TUR+  marki Dimplex.
Rys. Zintegrowany system do ogrzewania i chłodzenia na przykładzie rewersyjnych pomp ciepła powietrze/woda typu LA35-60TUR+ marki Dimplex.
Rys. Dimplex/Ekspert Budowlany

Wiele pomp ciepła powietrze/woda wyposażanych jest obecnie w sprężarki z inwerterem. Ich zaletą jest możliwość dopasowania mocy urządzenia do chwilowych potrzeb grzewczych budynku. Przeprowadzenie analizy SCOP pompy ciepła regulowanej poprzez zmianę prędkości sprężarki przy użyciu inwertera częstotliwości wymaga pozyskania informacji na temat COP urządzenia w warunkach obciążenia częściowego, a te nie zawsze są łatwo dostępne.

 

Legenda do rysunku „Zintegrowany system do ogrzewania i chłodzenia na przykładzie rewersyjnych pomp ciepła powietrze/woda typu LA35-60TUR+ marki Dimplex”.

Oznaczenia: 1 Sterownik pompy ciepła do ogrzewania i chłodzenia 2 Chłodzenie dynamiczne za pomocą konwektorów nadmuchowych z przyłączem kondensatu – odpowiednie do pomieszczeń mieszkalnych z wysokim obciążeniem termicznym lub pomieszczeń wykorzystywanych przemysłowo 3 Termostaty przełączające z trybu grzewczego na tryb chłodzący 4 Ciche chłodzenie wykorzystujące istniejące powierzchnie grzewcze (chłodzenie podłogowe, sufitowe lub ścienne) 5 Pokojowa stacja klimatyczna do regulacji temperatury zasilania przy chłodzeniu cichym poprzez pomieszczenie referencyjne 6 Czujnik punktu rosy podłączony do sterownika chłodzenia – odpowiedzialny za przerwanie pracy urządzenia przy wystąpieniu ew. skropleń we wrażliwych miejscach systemu rozprowadzania chłodzenia 7 Ogrzewanie podłogowe – przyjemne ciepło w porze zimowej 8 Ciepło odpadowe powstałe w trybie chłodzenia, które może być wykorzystane do ogrzewania basenu 9 Efektywne przygotowywanie ciepłej wody w trybie chłodzenia przy wykorzystaniu ciepła odpadowego 10 Rewersyjna pompa ciepła powietrze/woda typu LA35-60TUR+  marki Dimplex do montażu zewnętrznego
Źródło: Rewersyjne pompy ciepła solanka/woda i powietrze/woda

 

 

W artykule Obliczanie rocznej efektywności pomp ciepła powietrze/woda [1] przedstawiono metodę obliczania rocznego współczynnika efektywności energetycznej pomp ciepła typu powietrze/woda proponowaną w normie PN-EN 14825 [2].

Opisano kolejne kroki obliczeniowe oraz pokazano zastosowanie tej metody do analizy wpływu danych klimatycznych wybranych miejscowości w Polsce oraz przyjętego punktu biwalentnego na roczny wskaźnik efektywności energetycznej pompy ciepła powietrze/woda regulowanej w trybie on/off.

Obecnie wiele pomp ciepła powietrze/woda wyposażanych jest w sprężarki z inwerterem. Ich zaletą jest możliwość dopasowania mocy urządzenia do chwilowych potrzeb grzewczych budynku.

Przeprowadzenie analizy SCOP pompy ciepła regulowanej poprzez zmianę prędkości sprężarki przy użyciu inwertera częstotliwości wymaga pozyskania informacji na temat COP urządzenia w warunkach obciążenia częściowego. Zasadniczo dostęp do takich danych testowych nie jest szeroko oferowany przez producentów pomp ciepła, co utrudnia przeprowadzenie odpowiednich obliczeń.

 

W niniejszym artykule pokazano wyniki szacowania SCOP typoszeregu pomp ciepła regulowanych w sposób płynny dla tego samego budynku jednorodzinnego, w tych samych lokalizacjach, co w pierwszej części artykułu [1].

Efektywność energetyczna pompy ciepła powietrze/woda z regulacją mocy

Dane pompy ciepła

Sezonowa efektywność pompy ciepła powietrze/woda zgodnie z zapisami normy PN‑EN 14825 [2] może być wyrażona poprzez szacowany współczynnik SCOPon, SCOPnet i SCOP.

W niniejszym opracowaniu wszystkie analizy dotyczą wartości SCOPon, co uzasadniono w [1].

Współczynnik efektywności energetycznej pompy ciepła powietrze/woda obliczany jest na podstawie mocy grzewczej urządzenia, wartości COP (dane dostarczane przez producenta), obciążenia cieplnego budynku oraz danych dotyczących wartości temperatury zewnętrznej.

Pompy ciepła opisywane są zgodnie z PN‑EN 14511 [3] poprzez dane dotyczące mocy i COP w charakterystycznych punktach definiowanych przez normę.

Dla pomp ciepła o mocy regulowanej w trybie on/off opis zamieszczany przez producentów jest najczęściej jednoznaczny i stanowi dobrą podstawę dla wszelkich symulacji.

 Tabela 1. Dane typoszeregu pomp ciepła o mocy regulowanej poprzez zmianę częstotliwości inwertera: moc C/A/W – moc dla strefy colder (C), average (A), warmer (W)
Oznaczenia:
COP – wskaźnik efektywności pompy ciepła;
COPbin(Tj) – wartość COP jednostki pod obciążeniem częściowym w danej temperaturze zewnętrznej Tj;
elbu(Tj) – moc elektrycznej grzałki wspomagającej w danej temperaturze zewnętrznej Tj, kW;
hj – liczba godzin występowania danej temperatury zewnętrznej Tj;
Ph(Tj) – obciążenie cieplne budynku w danej temperaturze Tj, kW;
Pd(Tj) – moc grzewcza pompy ciepła powietrze/woda w danej temperaturze Tj, kW;
PLR – współczynnik obciążenia częściowego (part load ratio);
Tj – temperatura zewnętrzna w danym kroku, °C;
Tbiv – temperatura biwalentna, °C;
TTOL – minimalna temperatura pracy pompy ciepła, °C;
Tdesign,h – temperatura obliczeniowa, °C;
SCOP – sezonowy współczynnik efektywności pompy ciepła (z energią dla grzałki elektrycznej oraz energią pomocniczą dla nieaktywnych trybów pracy);
SCOPon – sezonowy współczynnik efektywności pompy ciepła w trybie grzewczym (z energią dla grzałki elektrycznej);
SCOPnet – sezonowy współczynnik efektywności pompy ciepła w trybie grzewczym (bez energii dla grzałki elektrycznej);
j – numer kroku (bin).
Tabela 1. Dane typoszeregu pomp ciepła o mocy regulowanej poprzez zmianę częstotliwości inwertera: moc C/A/W – moc dla strefy colder (C), average (A), warmer (W)

W przypadku pomp ciepła ze sprężarką z inwerterem częstotliwości sytuacja jest zdecydowanie bardziej skomplikowana, gdyż do przeprowadzenia rzetelnej analizy pracy takiego urządzenia konieczne jest zapoznanie się z wartościami COP oraz mocy osiąganych przy zmiennym obciążeniu (a więc zmiennej częstotliwości inwertera).

Norma [3], zgodnie z którą producenci badają swoje urządzenia, nie narzuca obowiązku przedstawiania danych pompy ciepła w funkcji zmiennej prędkości pracy sprężarki. Efektem jest najczęściej pokazywanie charakterystyk jedynie dla wybranej częstotliwości inwertera (np. maksymalnej), co dla dokładnej analizy pracy pompy ciepła jest niewystarczające.

Stosunkowo często brakuje informacji, przy jakiej częstotliwości inwertera przeprowadzone zostały pomiary.

Testy przy zmiennym obciążeniu pompy ciepła zaleca norma PN-EN 14825 [2]. Ich wyniki służą do obliczenia efektywności energetycznej urządzenia na potrzeby etykiety energetycznej, nie są jednak przydatne do wykonywania analiz w warunkach odmiennych niż założone na potrzeby sporządzenia danej etykiety.

Dane pomiarowe zgodne z PN-EN 14825 [2] dostarczane są najczęściej dla wybranych temperatur zasilania i obciążeń pompy ciepła.

Porównanie wartości mocy i temperatur stanowiących podstawę obliczenia etykiety energetycznej analizowanego urządzenia z danymi stanowiącymi podstawę do obliczenia SCOP tego samego urządzenia zainstalowanego w rzeczywistym obiekcie prawdopodobnie wykaże znaczące różnice. Przełożą się one na różnice w wartości COP. W wyniku tego zdecydowano o wykonaniu obliczeń na podstawie pomiarów zgodnych z PN-EN 14511 [3]. Dane te, dla wybranego do analizy typoszeregu pomp ciepła z regulowaną sprężarką, zamieszczono w tabeli 1 – dla minimalnej, nominalnej i maksymalnej częstotliwości inwertera.

Czytaj też: Obliczanie rocznej efektywności pomp ciepła powietrze/woda >>>

Chcesz być na bieżąco? Czytaj nasz newsletter!

dr inż.  Małgorzata Szulgowska-Zgrzywa
dr inż.  Małgorzata Szulgowska-Zgrzywa
Politechnika Wrocławska, Wydział Inżynierii Środowiska więcej »
inż.  Krzysztof  Piechurski
inż.  Krzysztof  Piechurski
Wydział Inżynierii Środowiska, Politechnika Wrocławska więcej »

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie


 

Jak działa ekologiczna pompa ciepła »

Pompy ciepła oparte o absorpcyjny układ chłodniczy, zasilane gazem i wykorzystujące energię (...) czytaj dalej »

 


Nowy produkt na rynku instalacji! Pompa ciepła powietrze/woda »  Czym charakteryzują się energooszczędne silniki EC »
  Vampair służy zarówno do ogrzewania, jak i aktywnego chłodzenia latem (...) czytaj dalej » Sercem każdego urządzenia tłoczącego powietrze jest zespół wentylatorowy czyli wirnik napędzany silnikiem (...) czytaj dalej »

 


 

Nowy produkt na rynku instalacji! Pompa ciepła powietrze/woda »

Vampair służy zarówno do ogrzewania, jak i aktywnego chłodzenia latem (...) czytaj dalej »

 


 

Jak szybko i sprawnie przeprowadzić konserwację instalacji pożarowych » Jak szybko i sprawnie przeprowadzić konserwację instalacji pożarowych »
Do wszystkich rodzajów przewodów, bogaty system mostkowania (...)  czytaj dalej »

Rozpoczynaliśmy od konserwacji podręcznego sprzętu gaśniczego w
 (...)
czytaj dalej »

 

 


Ciepło i zimno z sufitu? Jak to możliwe »
Czego nie może zabraknąć w wentylatorach przemysłowych »
Bezpośrednie promieniowanie generowane przez panele promiennikowe
 
(...)
czytaj dalej »
  (...) produkty niezbędne w instalacjach wentylacji i klimatyzacji (...) czytaj dalej »

Co Szperacz wyszperał ;-)

źle wykonana instalacja

Sztywniactwo i niechlujstwo - zobacz i skomentuj »

Dla tych, którzy szukają bardziej elektryzujących wrażeń Szperacz ma dziś coś specjalnego - rozdzielnia w toalecie.

Dodaj komentarz
Nie jesteś zalogowany - zaloguj się lub załóż konto. Dzięki temu uzysksz możliwość obserwowania swoich komentarzy oraz dostęp do treści i możliwości dostępnych tylko dla zarejestrowanych użytkowników naszego portalu... dowiedz się więcej »
Zapisz się na bezpłatny newsletter!
Najnowsze informacje na Twoją skrzynkę:

Bez wysiłku, prosto na Twoją skrzynkę:
- nowości techniczne i wydarzenia branżowe
- praktyczne porady ekspertów.
10/2017

Aktualny numer:

Rynek Instalacyjny 10/2017
W miesięczniku m.in.:
  • - Pompy ciepła – rynek i technologie
  • - Ekonomiczne ogrzewanie elektryczne
Zobacz szczegóły

Przeglądy produktów

Tubes International Sp. z o.o. Tubes International Sp. z o.o.
Tubes International istnieje na rynku od 1993 roku. Wieloletnie doświadczenie pozwoliło zdobyć pozycje lidera wśród dostawców węży i...
Dom Wydawniczy MEDIUM Rzetelna Firma
Copyright © 2011 - 2012 Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Spółka komandytowa, nr KRS: 0000537655. Wszelkie prawa w tym Autora, Wydawcy i Producenta bazy danych zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów zabronione. Korzystanie z serwisu i zamieszczonych w nim utworów i danych wyłącznie na zasadach określonych w Zasadach korzystania z serwisu.
realizacja i CMS: omnia.pl