Innowacyjne pompy ciepła w centralach wentylacyjnych Komfovent

Zauważalną tendencją jest, że z roku na rok regulacje prawne dotyczące central wentylacyjnych z odzyskiem ciepła stają się coraz bardziej restrykcyjne. Zmiany te dotyczą między innymi minimalnej ilości powietrza, dla której konieczne jest stosowanie odzysku ciepła.

Przepisy a innowacja

Wdrożenie postanowień Dyrektywy¹ w sprawie Ekoprojektu (EcoDesign) oraz  Rozporządzeń Komisji UE² (od 1 stycznia 2016) sprawiły, że producenci urządzeń wentylacyjnych są niejako zmuszeni przepisami do stosowania coraz bardziej innowacyjnych rozwiązań nie tylko, by zapewnić jak najwyższą jakość oferowanych produktów, ale również by wyróżnić się spośród wielu dostawców. 

Efektem tego jest fakt, że coraz częściej na polskim rynku spotkać można centrale wentylacyjne, w których, jako jeden z elementów służących do odzysku ciepła stosuje się pompę ciepła. Takie rozwiązanie zyskuje coraz większą popularność z kilku powodów, o czym poniżej.

 

Idea pompy ciepła w centralach wentylacyjnych 

Skąd się bierze ów „sukces”?  Po pierwsze, dynamiczny rozwój branży chłodniczej sprawia, że koszty pompy ciepła stają się coraz niższe. Stosowanie coraz nowocześniejszych czynników chłodniczych wpływa na lepszą sprawność takiego układu, same czynniki chłodnicze są coraz bardziej przyjazne dla środowiska, co dodatkowo wpływa pozytywnie na  stosowanie takich rozwiązań. 

Drugim powodem jest fakt, że zastosowanie zintegrowanej pompy ciepła jest rozwiązaniem wyjątkowo wygodnym. Urządzenie jest już przygotowane do pracy, wyposażone jest w sprężarkę, posiada odpowiednio poprowadzone linie freonowe, wypełnione jest czynnikiem chłodniczym. Wpływa to zarówno na wyższy komfort pracy, jak i na niższe koszty montażu. Do uruchomienia centrali wentylacyjnej ze zintegrowaną pompą ciepła nie są potrzebne uprawnienia, które wymagane są w standardowych rozwiązaniach klimatyzacyjnych, by zachować ważną gwarancję na urządzenie. 

 

Jednym z ważniejszych powodów jest również kwestia miejsca. W typowych instalacjach chłodniczych należy bowiem przewidzieć  przestrzeń potrzebną na zainstalowanie agregatu skraplającego, czy na poprowadzenie przewodów miedzianych. W przypadku central wentylacyjnych ze zintegrowaną pompą ciepła, cały układ wbudowany jest w  urządzenie, dzięki czemu  potrzeba zdecydowanie mniej miejsca na instalację. Dodatkowym atutem jest fakt, iż na ścianie budynku nie trzeba mocować skraplacza o wątpliwych walorach estetycznych. Ten argument jest niezastąpiony zwłaszcza tam, gdzie budynek objęty jest nadzorem konserwatora zabytków.

 

Wpływ konstrukcji pompy ciepła w centrali na zużycie energii

Spośród rozwiązań dostępnych na rynku, wyróżnić należy dwa sposoby umieszczenia pompy ciepła w centrali wentylacyjnej:

I. pompa jest  umieszczona po jednej stronie wymiennika odzysku ciepła, bądź
II. pompa ciepła jest umieszczona po obu stronach wymiennika odzysku ciepła (takie rozwiązanie stosowane jest w centralach wentylacyjnych Komfovent).

Porównując układ standardowy (kanałowa chłodnica wraz z agregatem zewnętrznym), układ ze zintegrowaną pompą ciepła po jednej stronie wymiennika odzysku ciepła oraz zastosowanie zintegrowanej pompy ciepła po obu stronach wymiennika, okazuję się, że najbardziej uzasadnione ekonomicznie jest to ostatnie rozwiązanie. Świadczą o tym dane o zużyciu energii (poniżej):

Rys.1. Układ standardowy.

Układ standardowy (niezintegrowana pompa ciepła)
Układ standardowy charakteryzuje się łącznym zużyciem energii 2,83 kW w trybie grzania oraz 4,13 kW w trybie chłodzenia.

Rys.2. Zintegrowana pompa ciepła po jednej stronie centrali.

 

Zintegrowana pompa ciepła po jednej stronie wymiennika
W przypadku zastosowania pompy ciepła po jednej stronie wymiennika odzysku ciepła łączne zużycie energii wynosić będzie 4,62 kW dla grzania oraz 3,67 kW w trybie chłodzenia.

Innowacyjne rozwiązanie Komfovent – pompa ciepła po obu stronach wymiennika ciepła

Rozwiązaniem, które znaleźć można w ofercie Komfovent jest zintegrowana pompa ciepła umieszczona po obu stronach wymiennika odzysku ciepła. Takie rozwiązanie ma szereg zalet. Przede wszystkim, powietrze dostarczane jest  na parowacz po przejściu przez obrotowy wymiennik ciepła, co sprawia, że wymagana moc pompy ciepła może być znacząco mniejsza. Z kolei skraplacz w trybie grzania nie jest narażony na tak niskie temperatury (ponownie, powietrze najpierw przepływa przez wymiennik ciepła). W praktyce oznacza to, że układ nadal pracuje nawet przy wyjątkowo niskich temperaturach zewnętrznych.

Bardzo korzystnie przedstawia się również kwestia zużycia energii całej centrali:

Rys.3. Rozwiązanie Komfovent_zintegrowana pompa ciepla po obu stronach centrali.

 

 

Rozwiązanie Komfovent

Zintegrowana pompa ciepła po obu stronach wymiennika odzysku ciepła. W tym przypadku zużycie energii układu wynosi odpowiednio 2,66 kW w trybie grzania oraz 2,67 kW w trybie chłodzenia. Zużycie energii dodatkowo zostało ograniczone dzięki zastosowaniu sprężarek inwerterowych o płynnej regulacji mocy. 

W przedstawionych przykładach przyjęto dla grzania temperaturę wewnętrzną 20oC, zewnętrzną -10oC, dla chłodzenia temperaturę wewnętrzną 22oC, zewnętrzną 32oC, przepływ powietrza wynosi 2000 m3/h przy 250 Pa sprężu dyspozycyjnego, natomiast temperatura powietrza nawiewanego do pomieszczeń wynosi 20oC dla grzania oraz 18oC dla chłodzenia.

Z powyższych rozważań wyraźnie wynika, iż pod względem ekonomicznym najbardziej uzasadnione jest użycie zintegrowanej pompy ciepła umieszczonej po obu stronach wymiennika ciepła. Rozwiązanie to jest wolne od szeregu wad, którymi obarczone są pozostałe rozpatrywane rozwiązania.

 

 

Zintegrowana pompa ciepła – zasada działania

W centralach wentylacyjnych Komfovent RHP wykorzystano rewersyjne pompy ciepła. Dzięki takiemu rozwiązaniu w jednym urządzeniu realizujemy zarówno funkcję grzania, jak i chłodzenia.

 

Powietrze zewnętrzne w pierwszej kolejności przelatuje przez obrotowy wymiennik ciepła. Ze względu na fakt, iż temperatura powietrza w pomieszczeniu jest nisza niż temperatura zewnętrzna, wymiennik obrotowy odzyskuję część chłodu sprawiając, że powietrze zewnętrzne ma niższą temperaturę. Dzięki temu niższa jest również temperatura skraplania. W rezultacie pobór mocy elektrycznej sprężarki jest mniejszy w porównaniu do typowego rozwiązania jakim jest zastosowanie agregatu zewnętrznego współpracującego z kanałową chłodnicą powietrza. Biorąc również pod uwagę fakt, iż wykorzystano sprężarki inwerterowe, które dostosowują aktualną moc do zapotrzebowania, zużycie energii zostaje dodatkowo ograniczone.

Zasada działania centrali wentylacyjnej Komfovent RHP w trybie grzania jest analogiczna.

 

Po przestawieniu się zaworu 4-drogowego na tryb grzania, parowacz i skraplacz zamieniają się funkcjami. Powietrze zewnętrze po przejściu przez wymiennik ciepła, działający w tym wypadku w sposób standardowy, zostaje ogrzane przez cieplejsze powietrze wywiewane z pomieszczeń. Dzięki zastosowaniu wysokosprawnego wymiennika ciepła odzyskana zostaje znaczna część energii. W drugim etapie energia odzyskiwana jest przez pompę ciepła, która reguluje również temperaturę powietrza dostarczanego do pomieszczeń. 

Oba powyższe rozwiązania charakteryzują się doskonałymi parametrami stosunku włożonej energii elektrycznej do uzyskanej energii cieplnej lub chłodniczej. Zapewnia to doskonałe parametry powietrza przy jednoczesnych niskich kosztach eksploatacyjnych. 

Dodatkowym atutem jest fakt, iż przemyślana konstrukcja central wentylacyjnych ze zintegrowaną pompą ciepła Komfovent RHP ułatwia prace konserwacyjne, co z kolei wydłuża żywotność proponowanego urządzenia. 

 

Wnioski

W przypadku rozważania zakupu urządzenia, które powinno jednocześnie schładzać ciepłe powietrze w lecie oraz dogrzewać chłodne powietrze zimą warto zastanowić się nad wyborem centrali wentylacyjnej z pompą ciepła po obu stronach wymiennika. Niskie zużycie energii oraz niewielkie koszty inwestycyjne, instalacja przygotowana fabrycznie oraz doskonałej jakości podzespoły, a także bogaty wybór urządzeń sprawiają, że centrale wentylacyjne Komfovent RHP znajdą zastosowanie w wielu aplikacjach.

 

---

 

1. Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady 2009/125/WE z dnia 21 października 2009 r. ustanawiająca ogólne zasady ustalania wymogów dotyczących ekoprojektu dla produktów związanych z energią zwana Dyrektywą ErP.

2. Rozporządzenie Komisji (UE) nr 1253/2014 z dnia 7 lipca 2014 r. w sprawie wykonania dyrektywy Parlamentu Europejskiego i Rady 2009/125/WE w odniesieniu do wymogów dotyczących ekoprojektu dla systemów wentylacyjnych (DzU UE L 337/8) oraz Rozporządzenie delegowane Komisji (UE) nr 1254/2014 z dnia 11 lipca 2014 r. uzupełniające dyrektywę Parlamentu Europejskiego i Rady 2010/30/UE w odniesieniu do etykiet efektywności energetycznej systemów wentylacyjnych przeznaczonych do budynków mieszkalnych (DzU UE L 337/27).