Portal branży basenowej
Pompa Inverter-Plus - foto Funam Sp. z o.o.
2016-11-09
Basenowe pompy ciepła
W artykule podano podstawowe informacje o basenowych pompach ciepła. Wykorzystano w nim wiarygodne materiały pochodzące od chińskiego producenta pomp FAIRLAND z tego względu, iż jest to jedna z niewielu firm, której wyroby przeszły badania wykonane przez niemiecką instytucję certyfikującą TUV Rheinland, mającą także oddział w Polsce. Produkowane przez nią urządzenia w pełni odpowiadają odpowiednim przepisom UE.
W naszej strefie klimatycznej w celu zachowania komfortu kąpieli woda w basenach powinna być podgrzewana. Jednym z najbardziej efektywnych sposobów podgrzewania wody w basenie jest zastosowanie powietrznej pompy ciepła a ściślej pompy typu powietrze/woda, która wykorzystuje jako dolne źródło powietrze atmosferyczne, z którego pozyskiwane jest ciepło.
W tym przypadku stosunek kosztów eksploatacji do kosztów inwestycji jest najniższy w porównaniu do innych źródeł ciepła takich jak kocioł gazowy, olejowy czy podgrzewacz elektryczny.
Dzięki zastosowaniu pomp ciepła można znacznie wydłużyć sezon kąpielowy dzięki uzyskaniu komfortowej temperatury wody w basenie.
Pojęcia podstawowe
Większość pojęć występujących w opisach pomp ciepła jest ogólnie znana. Jednak wyjaśnić trzeba dwa parametry:
• Współczynnik efektywności chłodniczej COP (Coefficient Of Performance) - jest to stosunek mocy grzewczej do mocy pobieranej przez urządzenie. Przykładowo jeśli COP ma wartość 6 przy temperaturze powietrza 26oC a pompa pobiera 1 kW mocy, to oddaje 6 razy więcej mocy grzewczej, czyli 6 kW.
Współczynnik ten jest zmienny i tym wyższy, im wyższa jest temperatura powietrza.
Gdy temperatura powietrza spada do około 15oC współczynnik COP maleje do wartości 4,0–4,3, ale nadal są to korzystne parametry zapewniające niskie koszty ogrzewania basenu.
Z reguły współczynnik COP, jak i moc grzewcza podawane są dla parametrów A15oC/W26oC/H70% lub A15oC/W26oC/H70%, gdzie A (Air) oznacza temperaturę powietrza, W (Water) temperaturę wody a H (Humidity) wilgotność względną.
Przy doborze urządzenia oraz porównywaniu mocy grzewczej i współczynnika COP pomp różnych producentów należy zwrócić szczególną uwagę przy jakich parametrach powietrza i wody dane te są podawane. Z reguły producenci podają je przy najwyższej temperaturze powietrza, gdyż wtedy są one najkorzystniejsze.
• Klasa efektywności energetycznej (klasa energetyczna) - wyznacza się ją ze stosunku rocznego zużycia energii przez dane urządzenie do standardowego zużycia energii przez tego typu urządzenie określone odpowiednimi przepisami.
Krótko mówiąc określa ona zużycie energii elektrycznej i oznaczona jest literami od A do G, gdzie klasa A umieszczana na zielonym pasku oznacza urządzenie najbardziej oszczędne a klasa G umieszczana na czerwonym pasku najmniej efektywne.
W Unii Europejskiej klasa energetyczna musi być podawana dla urządzeń AGD oraz źródeł światła. Można się sprzeczać czy basenowa pompa ciepła jest urządzeniem AGD, ale dobrze jeśli producent takie dane podaje, gdyż wówczas można być pewnym co do zużycia energii elektrycznej. Nieliczni producenci się na to decydują, gdyż wymaga to kosztownych badań wykonanych przez odpowiednie certyfikowane laboratorium.
Na co zwrócić uwagę przy zakupie pompy ciepła
• Objętość basenu – producenci podają z reguły zakres objętości basenu dla jakiej dana pompa jest przeznaczona, ale zawsze bezpieczniej jest dobrać pompę trochę większą.
• Zakres temperatury powietrza przy której jest możliwa efektywna praca pompy, przez co można znacząco wydłużyć sezon kąpielowy. Najczęściej jest to zakres 0o–45oC. Na podawaną przez niektóre firmy możliwość pracy pomp klasycznych w temperaturach ujemnych należy patrzeć z przymrużeniem oka.
W zasadzie tylko pompy inwerterowe mają możliwość pracy przy temperaturach otoczenia maksymalnie do – 7oC.
• Moc grzewcza i współczynnik COP – oczywiście im wartości te są większe tym lepiej, ale jak podano wyżej należy zwrócić szczególna uwagę dla jakich parametrów A/W/H są one podawane.
Niektórzy producenci z dumą podają także wydajność (moc) chłodzenia i wtedy pompa może także służyć do schłodzenia wody w basenie. Podnosi to cenę pompy i o ile zastosowanie takich urządzeń w południowej Francji lub Włoszech jest zrozumiałe, to w naszej strefie klimatycznej jest całkowicie zbędne.
• Moc pobierana przez pompę – im mniejsza tym lepiej, ale jest powiązana oczywiście ze współczynnikiem COP i mocą grzewczą.
• Klasa energetyczna – najlepsza litera A na zielonym pasku. Wiąże się ona z kosztami energii elektrycznej zużytej w sezonie kąpielowym na ogrzanie basenu a koszty te nie są małe. Niewielu producentów podaje klasę energetyczną. Chlubnym wyjątkiem jest tu firma FAIRLAND.
• Rodzaj pompy – klasyczna czy inwerterowa. Poniżej wytłumaczono różnice pomiędzy tymi pompami.
• Poziom hałasu – z reguły pompy umieszczone są w pobliżu domu i generowany przez nie hałas może być dokuczliwy dla mieszkańców. Najwyższy poziom hałasu, o czym dalej, mają pompy klasyczne a znacznie mniejszy inwerterowe.
Należy zwrócić uwagę na odległość od pompy, przy której mierzony jest poziom hałasu (z reguły 1 m lub 10 m). Zdarza się, że niektórzy sprzedawcy podają poziom hałasu zmierzony przy 10 m, ale w tabeli umieszczona jest odległość 1 m.
• Materiał wymiennika ciepła (skraplacza) – z reguły stosowane są wymienniki tytanowe, które mają największą odporność na środki chemiczne do uzdatniana wody basenowej.
O ile sprzedawca nie podaje takiej informacji to należy to dodatkowo sprawdzić.
• Materiał obudowy – najlepsze jest tworzywo (ABS) bądź stopy aluminium. Obudowy wykonane z blachy stalowej i choćby najlepiej pokryte warstwami antykorozyjnymi, jak pokazuje praktyka i tak po kilku latach użytkowania wykazują ślady korozji.
• Gwarancja – nie powinna być krótsza niż 24 miesiące, ale niektórzy producenci dają dłuższą gwarancję. Na przykład firma FAIRLAND na swoje pompy inwerterowe daje gwarancję 120 miesięcy na sprężarkę i 36 miesięcy na pozostałe elementy.
• Cena – w Polsce niestety wciąż jeden z najważniejszych czynników zakupu. Z reguły urządzenia tanie mają większą awaryjność, mniejszą żywotność i charakteryzują się największym zużyciem energii.
Na przykład pompy inwerterowe są co najmniej 70% droższe od pomp klasycznych, ale z reguły mają też o 70% wyższy współczynnik COP, przez co koszty eksploatacyjne są zdecydowanie niższe i zakup takiej pompy zwraca się po 2 – 3 latach użytkowania.
Rodzaje powietrznych pomp ciepła
Powietrzne pomy ciepła są urządzeniami typu „monoblok”, czyli kompaktowymi, które w jednej obudowie zawierają wszystkie elementy składowe. Dzięki temu instalacja pomp jest bardzo prosta a dodatkowe koszty inwestycyjne to zakup rur, kształtek i zaworów z PVC o średnicy d50/63 mm i podłączenie urządzenia do instalacji filtracyjnej basenu.
Niskie opory przepływu w skraplaczu, czyli tytanowym wymienniku ciepła, w którym woda basenowa jest ogrzewana, umożliwiają wykorzystanie istniejącej pompy filtracyjnej basenu.
Ze względu na hałas i wibracje pompa ciepła powinna być posadowiona na fundamencie za pośrednictwem wibroizolatorów.
Ogólnie powietrzne pompy ciepła można podzielić na następujące rodzaje:
• Pompy ciepła klasyczne – są to pompy typu On/Off (Włącz/Wyłącz). Pompy te są tanie, ale pracują ze stałą wydajnością, czyli stałymi obrotami sprężarki i wentylatora.
Częste włączanie pompy powoduje zwiększone koszty eksploatacyjne ze względu na duże prądy rozruchu silnika sprężarki i wentylatora.
• Pompy ciepła inwerterowe normalne – pompy te mają z reguły ustalonych kilka różnych wydajności (obrotów) sprężarki w zależności od zapotrzebowania ciepła.
• Pompy ciepła z pełną technologią inwerterową – to najdroższy rodzaj pomp ciepła, ale najbardziej energooszczędny, gdyż w płynny sposób dopasowują wydajność (czyli obroty) zarówno sprężarki jak i wentylatora, do zapotrzebowania ciepła przez wodę w basenie.
Poniżej opisano szczegółowiej poszczególne rodzaje pomp.
Pompy ciepła klasyczne
Klasyczne pompy ciepła opisano na przykładzie pomp z serii Comfort-Line firmy FAIRLAND.
Na poniższym schemacie (Rys. 1) pokazano schemat takiej pompy, choć zasada działania wszystkich pomp jest taka sama.
W naszej strefie klimatycznej w celu zachowania komfortu kąpieli woda w basenach powinna być podgrzewana. Jednym z najbardziej efektywnych sposobów podgrzewania wody w basenie jest zastosowanie powietrznej pompy ciepła a ściślej pompy typu powietrze/woda, która wykorzystuje jako dolne źródło powietrze atmosferyczne, z którego pozyskiwane jest ciepło.
W tym przypadku stosunek kosztów eksploatacji do kosztów inwestycji jest najniższy w porównaniu do innych źródeł ciepła takich jak kocioł gazowy, olejowy czy podgrzewacz elektryczny.
Dzięki zastosowaniu pomp ciepła można znacznie wydłużyć sezon kąpielowy dzięki uzyskaniu komfortowej temperatury wody w basenie.
Pojęcia podstawowe
Większość pojęć występujących w opisach pomp ciepła jest ogólnie znana. Jednak wyjaśnić trzeba dwa parametry:
• Współczynnik efektywności chłodniczej COP (Coefficient Of Performance) - jest to stosunek mocy grzewczej do mocy pobieranej przez urządzenie. Przykładowo jeśli COP ma wartość 6 przy temperaturze powietrza 26oC a pompa pobiera 1 kW mocy, to oddaje 6 razy więcej mocy grzewczej, czyli 6 kW.
Współczynnik ten jest zmienny i tym wyższy, im wyższa jest temperatura powietrza.
Gdy temperatura powietrza spada do około 15oC współczynnik COP maleje do wartości 4,0–4,3, ale nadal są to korzystne parametry zapewniające niskie koszty ogrzewania basenu.
Z reguły współczynnik COP, jak i moc grzewcza podawane są dla parametrów A15oC/W26oC/H70% lub A15oC/W26oC/H70%, gdzie A (Air) oznacza temperaturę powietrza, W (Water) temperaturę wody a H (Humidity) wilgotność względną.
Przy doborze urządzenia oraz porównywaniu mocy grzewczej i współczynnika COP pomp różnych producentów należy zwrócić szczególną uwagę przy jakich parametrach powietrza i wody dane te są podawane. Z reguły producenci podają je przy najwyższej temperaturze powietrza, gdyż wtedy są one najkorzystniejsze.
• Klasa efektywności energetycznej (klasa energetyczna) - wyznacza się ją ze stosunku rocznego zużycia energii przez dane urządzenie do standardowego zużycia energii przez tego typu urządzenie określone odpowiednimi przepisami.
Krótko mówiąc określa ona zużycie energii elektrycznej i oznaczona jest literami od A do G, gdzie klasa A umieszczana na zielonym pasku oznacza urządzenie najbardziej oszczędne a klasa G umieszczana na czerwonym pasku najmniej efektywne.
W Unii Europejskiej klasa energetyczna musi być podawana dla urządzeń AGD oraz źródeł światła. Można się sprzeczać czy basenowa pompa ciepła jest urządzeniem AGD, ale dobrze jeśli producent takie dane podaje, gdyż wówczas można być pewnym co do zużycia energii elektrycznej. Nieliczni producenci się na to decydują, gdyż wymaga to kosztownych badań wykonanych przez odpowiednie certyfikowane laboratorium.
Na co zwrócić uwagę przy zakupie pompy ciepła
• Objętość basenu – producenci podają z reguły zakres objętości basenu dla jakiej dana pompa jest przeznaczona, ale zawsze bezpieczniej jest dobrać pompę trochę większą.
• Zakres temperatury powietrza przy której jest możliwa efektywna praca pompy, przez co można znacząco wydłużyć sezon kąpielowy. Najczęściej jest to zakres 0o–45oC. Na podawaną przez niektóre firmy możliwość pracy pomp klasycznych w temperaturach ujemnych należy patrzeć z przymrużeniem oka.
W zasadzie tylko pompy inwerterowe mają możliwość pracy przy temperaturach otoczenia maksymalnie do – 7oC.
• Moc grzewcza i współczynnik COP – oczywiście im wartości te są większe tym lepiej, ale jak podano wyżej należy zwrócić szczególna uwagę dla jakich parametrów A/W/H są one podawane.
Niektórzy producenci z dumą podają także wydajność (moc) chłodzenia i wtedy pompa może także służyć do schłodzenia wody w basenie. Podnosi to cenę pompy i o ile zastosowanie takich urządzeń w południowej Francji lub Włoszech jest zrozumiałe, to w naszej strefie klimatycznej jest całkowicie zbędne.
• Moc pobierana przez pompę – im mniejsza tym lepiej, ale jest powiązana oczywiście ze współczynnikiem COP i mocą grzewczą.
• Klasa energetyczna – najlepsza litera A na zielonym pasku. Wiąże się ona z kosztami energii elektrycznej zużytej w sezonie kąpielowym na ogrzanie basenu a koszty te nie są małe. Niewielu producentów podaje klasę energetyczną. Chlubnym wyjątkiem jest tu firma FAIRLAND.
• Rodzaj pompy – klasyczna czy inwerterowa. Poniżej wytłumaczono różnice pomiędzy tymi pompami.
• Poziom hałasu – z reguły pompy umieszczone są w pobliżu domu i generowany przez nie hałas może być dokuczliwy dla mieszkańców. Najwyższy poziom hałasu, o czym dalej, mają pompy klasyczne a znacznie mniejszy inwerterowe.
Należy zwrócić uwagę na odległość od pompy, przy której mierzony jest poziom hałasu (z reguły 1 m lub 10 m). Zdarza się, że niektórzy sprzedawcy podają poziom hałasu zmierzony przy 10 m, ale w tabeli umieszczona jest odległość 1 m.
• Materiał wymiennika ciepła (skraplacza) – z reguły stosowane są wymienniki tytanowe, które mają największą odporność na środki chemiczne do uzdatniana wody basenowej.
O ile sprzedawca nie podaje takiej informacji to należy to dodatkowo sprawdzić.
• Materiał obudowy – najlepsze jest tworzywo (ABS) bądź stopy aluminium. Obudowy wykonane z blachy stalowej i choćby najlepiej pokryte warstwami antykorozyjnymi, jak pokazuje praktyka i tak po kilku latach użytkowania wykazują ślady korozji.
• Gwarancja – nie powinna być krótsza niż 24 miesiące, ale niektórzy producenci dają dłuższą gwarancję. Na przykład firma FAIRLAND na swoje pompy inwerterowe daje gwarancję 120 miesięcy na sprężarkę i 36 miesięcy na pozostałe elementy.
• Cena – w Polsce niestety wciąż jeden z najważniejszych czynników zakupu. Z reguły urządzenia tanie mają większą awaryjność, mniejszą żywotność i charakteryzują się największym zużyciem energii.
Na przykład pompy inwerterowe są co najmniej 70% droższe od pomp klasycznych, ale z reguły mają też o 70% wyższy współczynnik COP, przez co koszty eksploatacyjne są zdecydowanie niższe i zakup takiej pompy zwraca się po 2 – 3 latach użytkowania.
Rodzaje powietrznych pomp ciepła
Powietrzne pomy ciepła są urządzeniami typu „monoblok”, czyli kompaktowymi, które w jednej obudowie zawierają wszystkie elementy składowe. Dzięki temu instalacja pomp jest bardzo prosta a dodatkowe koszty inwestycyjne to zakup rur, kształtek i zaworów z PVC o średnicy d50/63 mm i podłączenie urządzenia do instalacji filtracyjnej basenu.
Niskie opory przepływu w skraplaczu, czyli tytanowym wymienniku ciepła, w którym woda basenowa jest ogrzewana, umożliwiają wykorzystanie istniejącej pompy filtracyjnej basenu.
Ze względu na hałas i wibracje pompa ciepła powinna być posadowiona na fundamencie za pośrednictwem wibroizolatorów.
Ogólnie powietrzne pompy ciepła można podzielić na następujące rodzaje:
• Pompy ciepła klasyczne – są to pompy typu On/Off (Włącz/Wyłącz). Pompy te są tanie, ale pracują ze stałą wydajnością, czyli stałymi obrotami sprężarki i wentylatora.
Częste włączanie pompy powoduje zwiększone koszty eksploatacyjne ze względu na duże prądy rozruchu silnika sprężarki i wentylatora.
• Pompy ciepła inwerterowe normalne – pompy te mają z reguły ustalonych kilka różnych wydajności (obrotów) sprężarki w zależności od zapotrzebowania ciepła.
• Pompy ciepła z pełną technologią inwerterową – to najdroższy rodzaj pomp ciepła, ale najbardziej energooszczędny, gdyż w płynny sposób dopasowują wydajność (czyli obroty) zarówno sprężarki jak i wentylatora, do zapotrzebowania ciepła przez wodę w basenie.
Poniżej opisano szczegółowiej poszczególne rodzaje pomp.
Pompy ciepła klasyczne
Klasyczne pompy ciepła opisano na przykładzie pomp z serii Comfort-Line firmy FAIRLAND.
Na poniższym schemacie (Rys. 1) pokazano schemat takiej pompy, choć zasada działania wszystkich pomp jest taka sama.
W obudowie każdej pompy ciepła zamontowane są podstawowe elementy: sprężarka, tytanowy wymiennik ciepła wody (skraplacz), wymiennik ciepła powietrza (parownik) z wentylatorem, zawór 4-drogowy, element rozprężny (dławiący), filtry czynnika chłodniczego oraz elektroniczny układ sterujący z czujnikami ciśnienia, temperatury i przepływu wody.
W przypadku pomp Comfort-Line rolę elementu rozprężnego zapewnia tania i bezawaryjna rurka kapilarna, podobnie jak w większości lodówek. W droższych pompach klasycznych, a zawsze w pompach inwerterowych, stosowane są w miejsce kapilary elektryczne zawory rozprężne.
Czynnik chłodniczy w postaci cieczy pod wysokim ciśnieniem przepływa przez filtr a następnie kapilarę, gdzie wskutek dużego dławienia następuje znaczne zmniejszenie jego ciśnienia a zarazem i temperatury. Schłodzony czynnik chłodniczy stopniowo odparowuje i podawany jest dalej do parownika, gdzie zostaje ogrzany przez przepływające powietrze i przechodzi ostatecznie w stan gazowy.
Następnie gazowy czynnik chłodniczy poprzez zawór 4-drogowy zasysany jest przez sprężarkę. Po sprężeniu czynnik chłodniczy w postaci gazu ma wysoką temperaturę oraz ciśnienie i ponownie poprzez zawór 4-drogowy kierowany jest do skraplacza, gdzie oddaje ciepło przepływającej wodzie basenowej, ulega skropleniu i zamienia się w ciecz, która kierowana jest z powrotem do kapilary.
W parowniku czynnik chłodniczy w postaci gazu ma początkowo ujemną temperaturę a przy niskiej temperaturze powietrza i dużej wilgotności może dojść do oblodzenia parownika, podobnie jak w lodówce. W takim przypadku elektroniczny układ sterujący przesteruje zawór 4-drogowy zmieniając kierunek przepływu czynnika chłodniczego i kierując go w postaci gorącego gazu bezpośrednio ze sprężarki do parownika (zamiast skraplacza), co sprawia, że rozmrażanie trwa bardzo krótko i straty energii są niewielkie.
Niektórzy producenci stosują dodatkowo w celu przyspieszenia tego procesu grzałki elektryczne, choć ich stosowanie podnosi cenę urządzenia i wydaje się problematyczne.
W poniższej tabeli (Rys. 2) w celu zobrazowania podano podstawowe dane techniczne pomp z serii Comfort-Line.
Dane takie powinny być podawane przez wszystkich producentów, gdyż ich porównanie umożliwi użytkownikowi dobranie stosownej pompy do basenu jak i możliwości finansowych.
Koszty ogrzewania basenu za pomocą wszystkich pomp ciepła zależą od strat ciepła wody.
Największe straty ciepła wynikają z parowania wody na powierzchni basenu, którego intensywność zależy głównie od różnicy temperatur wody i powietrza, wilgotności powietrza oraz ruchu powietrza (wiatr) i wody (gładkie/wzburzone lustro wody).
Dlatego na koszty ogrzewania basenu największy wpływ będzie miało stosowanie przykryć basenowych w momentach, gdy basen nie jest użytkowany.
Dla typowego basenu 4 x 8 x 1,35 m = 43 m3 wystarcza zgodnie z poniższą tabelą zastosowanie pompy ciepła THP10NP (choć korzystniej będzie dobrać większą pompę THP12N ) o mocy grzewczej 9,6 kW przy parametrach A26oC/W26oC oraz 6,5 kW przy A15oC/W26oC. Moc pobierana przez urządzenie wyniesie około 1,5 kW.
Według danych firmy Fairland dla typowych warunków eksploatacji basenu i przy parametrach A15oC/W26oC pompa ciepła będzie musiała pracować około 8 godzin w ciągu doby, aby utrzymać temperaturę wody w basenie na poziomie 26oC, przy założeniu że stosowane jest przykrycie basenowe.
Zakładając koszt energii elektrycznej w 2016 na poziomie 0,6 zł/kWh dzienny koszt eksploatacji pompy ciepła dla tego basenu wyniesie:
8 godz x 1,5 kW x 0,6 zł/kWh = 7,2 zł/dzień
W przypadku wzrostu temperatury powietrza do 26oC straty cieplne ulegną obniżeniu, a efektywność pompy ciepła zwiększy się, co powinno obniżyć koszty ogrzewania o około połowę.
Pierwsze podgrzanie wody w basenie (rozpoczęcie sezonu) będzie wymagało oczywiście zwiększonego zapotrzebowania na ciepło zależnego głównie od wstępnej temperatury wody i temperatury otoczenia. Według firmy Fairland pierwsze podgrzanie wody w basenie do temperatury 26 oC trwa przeciętnie 3 – 5 dni.
Pompy ciepła inwerterowe normalne
Konstrukcja tych pomp jest podobna jak pomp klasycznych, ale zamiast kapilary stosowany jest zawsze elektryczny zawór rozprężny umożliwiający odpowiednie dawkowanie czynnika chłodniczego stosownie do aktualnej wydajności urządzenia.
Pompy te mają z reguły ustalonych kilka różnych wydajności (obrotów) sprężarki w zależności od zapotrzebowania ciepła. Kiedy zapotrzebowanie na ciepło do ogrzania wody jest duże to pracują one z najwyższymi obrotami. Kiedy zapotrzebowanie na ciepło spada to sprężarka i wentylator pracują ze średnimi lub niskimi obrotami.
Pompy te są droższe niż pompy klasyczne, ale tańsze w eksploatacji, gdyż ich praca w trybie On/Off została mocno ograniczona.
Pompy ciepła z pełną technologią inwerterową
Szczególną uwagę chcielibyśmy zwrócić na tego typu pompy. Opisano je poniżej na przykładzie pomp z serii Inverter-Plus firmy FAIRLAND.
Pompy te zyskują coraz większą popularność ze względu na bardzo niskie koszty eksploatacji i niski poziom hałasu. Z doświadczeń producenta wynika, że po wprowadzeniu tych pomp na wielu rynkach (Francja, Niemcy, Holandia, Czechy itp.) systematycznie spada sprzedaż pomp klasycznych a lawinowo rośnie sprzedaż tego typu pomp.
Pompy te, dzięki zastosowaniu falowników w sposób płynny dopasowują wydajność (czyli obroty) zarówno sprężarki jak i wentylatora, do zapotrzebowania ciepła przez wodę w basenie.
Mogą pracować w zakresie wydajności od 25% do 100%, lecz przez większość czasu pracują w zakresie 25% - 45% dla osiągnięcia największej efektywności. W tym zakresie wydajności generowany przez nie hałas jest nieznaczny.
W poniższej tabeli (Rys. 3) podano podstawowe dane techniczne pomp z serii Inverter-Plus.
Pompy z pełną technologią inwerterową uzyskują bardzo wysoki współczynnik efektywności COP w zakresie 16,0 – 6,5 przy parametrach A26oC/W26oC/H80% oraz COP w zakresie 8,0 – 4,5 przy parametrach A15oC/W26oC/H70%.
Najwyższy współczynnik COP pompy uzyskują przy pracy z 25% wydajnością, a najniższy przy pracy z pełną wydajnością.
Współczynnik COP jest średnio 70% wyższy niż klasycznych pomp ciepła i około 50% wyższy od normalnych inwerterowych pomp ciepła.
W celu zobrazowania powyższych danych pokazano poniżej różne wykresy dotyczące wysokości współczynnika COP:
Zależność wpółczynnika COP od czasu pracy pompy w ciągu dnia
Basen 45 m3, pompa IPH45 pracuje 15 godz./dobę, parametry A15oC/W26oC/H70% (temperatura powietrza/wody/wilgotność względna) - (Rys. 4)
Pompa Inverter-Plus po około 3-godzinnym podgrzaniu wody po przerwie nocnej pracuje przy COP równym około 8,0, natomiast klasyczna pompa On/Off stale pracuje przy COP równym około 4,0
Porównanie współczynnika COP w sezonie kąpielowym
Sezon kąpielowy 6 miesięcy, parametry A15oC/W26oC/H70% - (Rys. 5)
Pompa Inverter-Plus po około 2-dniowym podgrzaniu wody pracuje przez większą część każdego dnia przy COP równym około 8,0, natomiast klasyczna pompa On/Off stale pracuje przy COP równym około 4,0.
Sezon kąpielowy 6 miesięcy, parametry A26oC/W26oC/H70% - (Rys. 6)
Pompa Inverter-Plus po około 2-dniowym podgrzaniu wody pracuje przez większą część każdego dnia przy COP równym około 16,0, natomiast klasyczna pompa On/Off stale pracuje przy COP równym około 4,0
Porównanie współczynnika COP przy utrzymywaniu stałej temperatury wody 26oC. (Rys. 7)
Pompy ciepła z pełną technologia inwerterową charakteryzują się zdecydowanie bardziej cichą pracą od pomp klasycznych.
Dotyczy to zwłaszcza pomp z serii Inverter-Plus, gdzie zastosowano super cichą sprężarkę inwerterową Mitsubishi oraz w pełni inwerterowy wentylator. Praca urządzenia przy utrzymywaniu temperatury wody na zadanym poziomie 26oC jest około 10 razy bardziej cicha niż klasycznych pomp ciepła.
Na poniższym rysunku (Rys. 8) podano poziomy hałasu generowane przez różne źródła.
Miękki rozruch – pompy inwerterowe z reguły odznaczają się tzw. miękkim rozruchem. Po włączeniu pompy Inverter-Plus prąd rozruchu zmienia się od 0 A do prądu znamionowego w ciągu 2 minut. Nie ma to żadnego ujemnego wpływu na domowy system elektryczny.
Natomiast prąd rozruchu klasycznej pompy ciepła On/Off jest około 5 razy większy od prądu znamionowego, co może stanowić szkodliwe obciążenie domowej instalacji elektrycznej.
Dobór inwerterowych pomp ciepła do basenu - zaleca się, aby zawsze dobierać większy model pompy do danego basenu. W takim przypadku pompa będzie pracowała dłużej przy niższych obrotach (wydajności) przynosząc następujące korzyści:
• dłuższy czas cichej pracy,
• współczynnik COP średnio o 15 – 20% wyższy,
• szybsze ogrzewanie wody.
Koszty ogrzewania basenu - dla typowego basenu 4 x 8 x 1,35 m = 43 m3 zaleca się zgodnie z powyższą uwagą i tabelą zastosowanie pompy ciepła IPH35 o zmiennej mocy grzewczej w zakresie 13,5 – 3,4 kW przy parametrach A26oC/W26oC oraz 9,5 – 2,3 kW przy A15oC/W26oC.
Moc pobierana przez urządzenie będzie mieściła się w zakresie 2,1 – 0,25 kW.
Pierwsze podgrzanie wody w basenie (rozpoczęcie sezonu) będzie wymagało oczywiście zwiększonego zapotrzebowania na ciepło zależnego głównie od wstępnej temperatury wody i temperatury otoczenia.
Według firmy Fairland pierwsze podgrzanie wody w basenie do temperatury 26 oC trwa przeciętnie 3 – 5 dni. Pompa Inverter-Plus będzie wtedy pracowała ze 100% wydajnością.
Przy parametrach A15oC/W26oC i 100% wydajności współczynnik COP wyniesie około 4,5, a moc pobierana przez pompę 2,1 kW. Moc grzewcza będzie zatem wynosiła 4,5 x 2,1 = 9,45 kW.
Wraz ze wzrostem temperatury wody Inverter-Plus będzie płynnie zmniejszał obroty sprężarki i wentylatora i po osiągnięciu temperatury wody 26oC pompa będzie pracowała z 25% wydajnością pokrywając straty ciepła i pobierając jedynie 0,25 kW. Współczynnik COP osiągnie wtedy wartość 8,0, a moc grzewcza wyniesie około 2,0 kW.
Według danych firmy Fairland dla typowych warunków eksploatacji basenu (A15oC/W26oCH70% i 15 godz. pracy pompy w ciągu doby), pompa Inverter-Plus będzie prawdopodobnie cały czas pracowała z wydajnością około 25 – 40%, aby utrzymać temperaturę wody na poziomie 26oC.
Zakładając koszt energii elektrycznej w 2016 na poziomie 0,6 zł/kWh minimalny dzienny koszt eksploatacji pompy ciepła dla tego basenu wyniesie:
15 godz x 0,25 kW x 0,6 zł/kWh = 2,25 zł/dzień
W przypadku wzrostu temperatury powietrza do 26oC straty cieplne ulegną obniżeniu, a efektywność pompy ciepła zwiększy się, co jeszcze znacząco powinno obniżyć koszty ogrzewania.
Autor: Marcin Zbies – Funam Sp. z o.o.
Materiały: www.maytronics.pl
zamknij
Przeczytaj także
Centrum danych ogrzewa wodę w basenie
Ciepło generowane przez niewielkie centrum danych o wymiarach zbliżonych do wielkości pralki wykorzystywane jest do ogrzewania wody publicznego basenu w obiekcie Exmouth Leisure Centre w brytyjskim mieście Devon. Komputery [...]
