- Dlaczego inwerterowe pompy ciepła to duża zmiana
- prawa powinowactwa w sprężarkach czyli dlaczego warto zmniejszyć prędkość
- Kłamstwa producentów a prawdziwe parametry pomp potwierdzone przez Europejski Keymark
1.Dlaczego inwerterowe pompy ciepła to duża zmiana
Co to w ogóle są te inwerterowe pompy. To może najperw.. Co to jest pompa ciepła?
Pompa ciepła to sprężarka napędzana silnikiem elektrycznym spężająca gaz który ulega wrzeniu i skraplaniu. I w trakcie tych przemian odbiera i oddaje ciepło do otoczenia. Jeśli grzejemy to odbiera ciepło z podwórka i oddaje do domu jeśli chłodzimy to odwrotnie
Czyli jeżeli sprężarka to musi ją coś napędzać. Czasami tak jak w samochodowej klimatyzacji (tak to też jest pompa ciepła) napęd pochodzi od silnika spalinowego. W naszych przydomowych pompach napędem jest silnik elektryczny. i tak naprawdę to najbardziej chodzi tu o silnik. ale jeszcze bardziej naprawdę chodzi o sprężarkę 😆.
W chłodnictwie są trzy główne typy sprężarek: tłokowe, spiralne*zwane też ślimakowymi czy scroll) oraz tzw rotacyjne(idiotyczna nazwa bo scroll przecież też się kręci🤦).
W zależności od zastosowanego czynnika i typu systemu(chłodnictwo niskich temperatur, pompy nadkrytyczne czy domowe klimatyzatory) różnią się preferencje projektantów co do typu użytej sprężarki ale.. od kilkudziesięciu lat praktyka pokazuje że najwyższe sprawności przy użyciu typowych czynników udaje się uzyskać przy pomocy pomp rotacyjnych. Czyli w zastosowaniach klimatyzator/pompa ciepła sprężarka rotacyjna byłaby najlepszym rozwiązaniem. Dlaczego byłaby? Bo zaletą sprężarki rotacyjnej jest uzyskiwanie nie tylko przepływu ale wzrostu ciśnienia(w chłodnictwie często spotkasz się z określeniem head) już przy małych obrotach. A że żadna praca nie jest wykonywana za darmo to ta praca na niskich obrotach oznacza obciążanie silnika na niskich obrotach. Czego standardowe silniki prądu zmiennego „nie lubią”
Wielką wadą silników indukcyjnych właśnie tych typowych silników w starego typu lodówkach i pompach ciepła był prąd startu takiego silnika wynoszący 400% prądu nominalnego a w zastosowaniach sprężarkowych/pompowych nawet 600%. I to przy zastosowaniu nie stawiającej oporu sprężarki ślimakowej(scroll).
sprawę tymczasowo rozwiązuje układ softstart czyli układ spowalniający rozruch silnika indukcyjnego. Ale to nie umożliwia użycia sprężarki rotacyjnej.
Na szczęście jest rozwiązanie znane z pojazdów elektrycznych czyli silnik BLDC. Silnik ten ma wystarczający moment obrotowy już od momentu startu żeby móc napędzać sprężarkę rotacyjną.
Zaś taki silnik wymaga inwertera który będzie go zasilał trzema „fazami” prądu stałego. Czyli dlatego pompy ciepła nowego typu nazywamy inwerterowymi. Gdyż najpierw prostują one prąd pobrany z zasilania po czym inwerter przełącza go na obwody zasilania silnika bldc(więcej o silniku bldc i jego sterowaniu tutaj)
2.prawa powinowactwa w sprężarkach czyli dlaczego warto zmniejszyć prędkość
Jak widzimy poza zwiększoną sprawnością(silnik bldc jest sprawniejszy niż silnik indukcyjny) uzyskujemy możliwość sterowania obrotami czyli nasza pompa może się płynnie dostosowywać to zapotrzebowania domu na ciepło. Potrzebujemy 5kW ciepła sprężarka pracuje z mniejszą prędkością, potrzebujemy 12kW włacza się na maksymalne obroty.
No i właśnie tu pojawia się kolejna nieoczekiwana korzyść. Prawa Powinowactwa. Czyli przepływ czymnika spada o tyle o ile spada prędkość sprężarki ale.. moc pobierana spada o różnicę do trzeciej potęgi.
Czyli jeżeli zmniejszymy prędkość obrotową sprężarki o połowę to przepływ też spadnie o połowę ale moc pobierana przez sprężarkę spadnie 2^3 czyli 8krotnie!!
oczywiście oznacza to że moc pompy ciepła również spadnie ale jak w oszczędnym silniku spalinowym maksimum zysku energetycznego czyli maksymalny COP uzyskujemy poniżej mocy maksymalnej a co za tym idzie poniżej prędkości maksymalnej sprężarki i pompy. zysk nie będzie aż czterokrotny oczywiście ale zysk COP jest na tyle istotny żeby pompy i klimatyzatory inwerterowe wyparły z rynku pompy starego typu. poza może segmentem najtańszych urzadzeń dla mniej świadomych użytkowników lub na mniej wymagających rynkach(USA)
3.kłamstwa producentów czyli Europejski Keymark
Badania COP czyli zysku energetycznego pompy ciepła to żmudna i kosztowna procedura. Na dodatek umożliwia daleko idące manipulacje wynikami
Jak bym oszukał klienta czyli poradnik dlaczego nie warto wierzyć katalogom:
im niższa temperatura tym większe zapotrzebowanie termiczne naszego domu. Przy mierzonym i podawanym parametrze przenikalności ścian mamy wynik w Watt na Metr2 na 1st różnicy temperatur pomiędzy wnętrzem a zewnętrzem. Co to oznacza? że dom przy temperaturze wewnętrznej 19st potrzebuje DWA RAZY WIĘCEJ ciepła kiedy na zewnątrz jest -5 aniżeli kiedy na zewnątrz jest +7.
A czy zapytałeś sprzedawcę ten COP dumnie podawany na materiałach pompy to przy jakiej mocy? hmm?
Maksymalnej? połowie? 70%? bo chyba nikt nie ma pompy tak dużej żeby potrzebować tylko 70% mocy przy -10?
Tu z pomocą przychodzi Europejski Keymark czyli dobrowolna certyfikacja parametrów. Bo dobrowolna nie oznacza łatwej o czym kilka firm już się przekonało. Konkurencja najbardziej patrzy na ręce. Możesz oszukać czy wręcz przekupić urzednika ale ludzie z branży przejrzą twoje gierki bo sami znają je najlepiej.
Dlatego firmy zainteresowane rynkiem pomp ciepła nie tylko jako sposobem na szybki zysk starają się za pomocą tego certyfikatu wykazać że parametry oferowanych pomp ciepła są prawdziwe a w każdym bądź razie nikt nie był w stanie wykazać że są skłamane