Sistem frekvenčnega krmiljenja sedaj prenesen na toplotne črpalke
Frekvenčno krmiljene toplotne črpalke so že nekaj časa v porastu. Proizvajalci in stroka se namreč pospešeno ukvarjajo z izzivom nove tehnologije frekvenčnega krmiljenja moči (inverterska tehnologija) pri toplotnih črpalkah. Inovativna tehnologija je namreč že kar nekaj časa v uporabi pri klimatskih napravah, sedaj pa se pridobljeno znanje počasi prenaša tudi na toplotne črpalke. Visoka šola Luzern je pripravila raziskavo, v kateri je raziskala osnove delovanja, hkrati pa prikazala aktualne in zanimive rezultate delovanja takšnih naprav.
Lastnosti inovativne tehnologije frekvenčnega krmiljenja lahko povezujemo s številnimi novimi izzivi, kot so obremenitev posameznih komponent in glasnost delovanja, hkrati pa te naprave delujejo učinkoviteje in pripomorejo k boljšemu izkoristku energije.
 |
Vse temelji na znanstveno–raziskovalnih dokazih
Teoretične in praktične raziskovalne metode so namreč pokazale, da je višanje učinkovitosti toplotnih črpalk zrak/voda odvisno od neprekinjenega nadzora med proizvedeno in potrebno energijo za ogrevanje. Izboljšanje učinkovitosti lahko dosežemo z izboljšanjem geometrije uparjalnika, v povezavi z optimalnim razmerjem delovanja uparjalnika ter ventilatorja. Raziskave so pokazale tudi, da je optimalna učinkovitost dosežena takrat, ko nadzorujemo tako delovanje kompresorja kot tudi ventilatorja. Podana sta bila dva primera uporabe: uporaba toplotne črpalke v prenovljenem objektu in v pasivni hiši.
V primeru prenovljene stare gradnje dosežemo najboljše rezultate takrat, ko v kompresorju sočasno, in linearno zmanjšujemo hitrost obratov in pretočni volumen zraka, ob višanju temperature zraka, med -10°C in 0°C. Pri temperaturah nad 10 °C kompresor in ventilator delujeta v klasičnem načinu delovanja (ON/OFF). V primeru pasivne hiše je to temperaturno območje manjše. Trenutki preklopa med delovanjem s frekvenčnim krmiljenjem in sistemom delovanja ON/OFF so odvisni od razmerja in razporeditve obremenitve med kompresorjem in ventilatorjem.
Raziskovalci CC TEVT so z rezultati, ki so jih pridobili na prototipu, izdelali tudi sheme letne obremenitve za primer švicarskega sredogorja. V primeru obnovljene staro gradnje, pri 38 °C povratne temperature, 46 °C dovodne temperature in najnižji zunanji temperaturi -10 °C, je sezonski izkoristek (SCOP) znašal 3,8. V primeru pasivne hiše pri 25 °C povratne temperature, 30 °C dovodne temperature in najnižji zunanji temperaturi -10 °C, pa je sezonski izkoristek (SCOP) znašal 4,4. Pri obeh podatkih je upoštevana tudi energija, ki je bila porabljena za odtaljevanje. Ob ustrezno dimenzionirani toplotni črpalki zrak/voda (ne pri predimenzionirani) vpliva na visoko stopnjo sezonskega izkoristka (SCOP) tudi ustrezna vgradnja v ogrevalni sistem. Raziskovalci so na osnovi preizkusov zaključili, da prinašajo inverterske toplotne črpalke višji sezonski izkoristek (SCOP) v primerjavi s standardnimi napravami z ON/OFF tehnologijo ter dosegajo boljše rezultate.
Priporočila FWS - Fachvereinigung Wärmepumpen Schweiz (opp. Švicarsko strokovno združenje za toplotne črpalke) – za načrtovalce, monterje ter končne uporabnike
Pri trenutni ponudbi toplotnih črpalk zrak/voda z invertersko tehnologijo, so razlike glede na tehnične podatke ponekod zelo velike.
Ko izbirate izdelke, preverite naslednje kriterije:
- Energetska učinkovitost toplotne črpalke
Vrednosti COP so dobri pokazatelji energetske učinkovitosti črpalke. To vrednost je potrebno preveriti pri enakih pogojih (temperatura zunanjega zraka in temperatura ogrevalne vode) ter po enakem merilnem postopku/standardu – EN14511.
- Temperaturne omejitve toplotne črpalke
Toplotnih črpalk ne uporabljamo samo za ogrevanje prostora, ampak tudi za ogrevanje sanitarne vode. Zato je potrebno paziti, da lahko toplotne črpalke tudi pri nizkih zunanjih temperaturah dosegajo ustrezno visoke dovodne temperature. Raziskovalci na visoki šoli v Luzernu so dokazali, da lahko pri zunanji temperaturi – 10 °C toplotne črpalke z invertersko tehnologijo dosežejo tudi 60°C dovodne temperature. Pomembno je tudi do katere zunanje temperature lahko TČ deluje brez pomožnih grelcev.
- Ogrevalna moč toplotne črpalke
Potrebno je preveriti ogrevalno moč toplotne črpalke pri nizkih zunanjih temperaturah. Vse več proizvajalcev namreč ogrevalno moč navaja pri zunanji temperaturi +7°C, kjer pa ogrevanja skoraj ne potrebujemo več. Vedno zahtevajte podatke o ogrevalni moči pri stopnji delovanja A-15 /W35, na osnovi tega podatka pa lahko ugotovite katera TČ je sploh primerna za vaš objekt.
Zaključki visoke šole v Luzernu
- Pri uporabi inverterskih toplotnih črpalk zrak/voda s sistemom frekvenčnega krmiljenja moči je v primerjavi s standardnimi ON/OFF napravami zaslediti velik skok v učinkovitosti delovanja. Stopnje letne obremenitve so podobne kot pri že uveljavljenih toplotnih črpalkah zemlja/voda.
- Potencial konstantnega frekvenčnega krmiljenja lahko najbolje izkoristimo pri uporabi v prenovljenih obstoječih objektih, ki se ogrevajo z radiatorji.
- Ključno je razmerje in razporeditev obremenitve med kompresorjem in ventilatorjem.
- Uporaba konstantnega frekvenčnega krmiljenja močno zmanjša jakost tvorbe ledu in zmrzali.
- Prednosti takšnega načina krmiljenja opazimo le pri pravilno dimenzioniranih toplotnih črpalkah in sistemih zrak/voda. Pri preveliki napravah ni opaznih izboljšav učinkovitosti.
Več na www.termoshop.si
T: +386 3 586 70 43
Povezane vsebine
