Powietrzne pompy ciepła cieszą się coraz większą popularnością. To nowoczesne, ekonomiczne i ekologiczne urządzenia przeznaczone do przygotowywania cieplej wody użytkowej i ogrzewania budynków.

 

Przy wyborze powietrznej sprężarkowej pompy ciepła do ogrzewania domu inwestor staje przed ogromnym wyzwaniem – portfolio urządzeń oferowanych przez szerokie grono producentów i importerów może przyprawić o zawrót głowy. Urządzenia różnią się konstrukcją, kształtem, wymiarami, kolorami, ale przede wszystkim parametrami pracy. Tym, co łączy wszystkie sprężarkowe powietrzne pompy ciepła, jest układ termodynamiczny składający się z czterech podstawowych elementów, którymi są: sprężarka, skraplacz, zawór rozprężny oraz parownik. Jakość zastosowanej sprężarki, wydajność parownika i skraplacza, a także zastosowany czynnik chłodniczy to podstawowe elementy wpływające na parametry pracy pompy ciepła. Pierwsze powietrzne pompy ciepła, oparte jedynie na tych czterech podstawowych elementach, miały wąski zakres temperatur, przez co wymagały współpracy z dodatkowym źródłem ciepła. Jednocześnie przy ujemnych temperaturach sprawność układu utrzymywała się na bardzo niskim poziomie. Takie ograniczenia konstrukcyjne pozwalały jednak na skuteczną budowę pomp ciepła z wymiennikiem gruntowym, gdyż zapewniał on stałą temperaturę źródła. W przypadku powietrznych pomp ciepła wahania temperatury powietrza, stanowiącego źródło ciepła, są dla inżynierów i konstruktorów wyzwaniem.
 


 

Żeby dostosować układ chłodniczy do europejskich warunków klimatycznych, producenci stosują coraz nowsze czynniki chłodnicze, pozwalające na efektywną pracę w szerokim zakresie temperatur zewnętrznych. Dzięki temu większość oferowanych powietrznych pomp ciepła może pracować do temperatury –20°C. Nieuniknioną konsekwencją pracy w tak niskiej temperaturze jest jednak spadek wydajności grzewczej – o nawet 50% w stosunku do mocy nominalnej podawanej dla temperatury 7°C.

Powietrzna pompa ciepła Aquarea T-CAPm - zalety

Aby ograniczyć spadek wydajności w niskich temperaturach, wiodący producenci stosują dodatkowe elementy układu chłodniczego oraz zaawansowaną automatykę, na bieżąco kontrolującą parametry pracy pompy ciepła. Produktem, który doskonale wpisuje się w ideę utrzymania wydajności grzewczej pomimo spadku temperatury zewnętrznej, jest flagowy model firmy Panasonic: powietrzna pompa ciepła Aquarea T-CAP.

 

Urządzenia serii T-CAP (skrót od Total Capacity) charakteryzują się utrzymaniem nominalnej wydajności grzewczej w temperaturach znacznie poniżej –20°C, także dla temperatury wody 55°C, oraz umożliwiają pracę w temperaturach zewnętrznych sięgających –28°C. Cechy te powalają na efektywną współpracę z ogrzewaniem płaszczyznowym czy z grzejnikami jako bezpośrednim zamiennikiem kotła węglowego.

Technologia pomp ciepła Panasonic Aquarea T-CAP sprawia, że jednostkę możemy wykorzystać jako źródło ciepła bez wspomagania grzałkami elektrycznymi (tryb monowalentny) lub we współpracy z grzałkami (tryb monoenergetyczny równoległy) do budynków o szczytowym zapotrzebowaniu na ciepło większym od mocy nominalnej – pompę Panasonic T-CAP o mocy nominalnej 9 kW można bezpiecznie wykorzystać w budynku o zapotrzebowaniu 12 kW, zachowując udział grzałki na poziomie poniżej 2% zapotrzebowania budynku – co jest zgodne z zasadami doboru określonymi w wytycznych PORT PC cz. 7.

Wszystkie pompy ciepła Panasonic przeszły testy wydajności w Duńskim Instytucie Technicznym, znacznie przewyższając parametry deklarowane w danych technicznych urządzeń. Warto przytoczyć wynik, który uzyskała pompa Panasonic T-CAP o mocy nominalnej 9 kW w warunkach zewnętrznych –24°C, przy temperaturze zasilania 35°C (test A–25/W35). W takich warunkach pompa wygenerowała 9,66 kW przy współczynniku COP 1,78!

Podczas rozmów z instalatorami często pada pytanie, co sprawia, że wydajność tych urządzeń nie spada? Niejednokrotnie pojawia się opinia, że są to pompy ciepła o większej mocy, sprzedawane pod złym oznaczeniem. Nic bardziej mylnego! Zaglądając głęboko do dokumentacji technicznej, możemy zauważyć, że zarówno sprężarka, jak i parownik oraz skraplacz są dokładnie takie same dla pomp serii T-CAP oraz dla pomp serii High Performance (pompy Panasonic pracujące do –23°C, o spadkowej charakterystyce wydajności).

Pompa T-CAP, oprócz podstawowych elementów układu termodynamicznego, posiada nowatorski wymiennik regeneracyjny z drugim zaworem rozprężnym, oparty na wymienniku typu rura w rurze. Zastosowanie takiego wymiennika daje korzyści widoczne na wielu polach. Zagłębiając się w szczegóły, warto wyjaśnić, skąd dokładnie biorą się cechy jednostek T-CAP.

W prostym obiegu chłodniczym gaz roboczy każdorazowo przemierza tę samą drogę. Natomiast w obiegu z wymiennikiem regeneracyjnym część cieczy wracającej ze skraplacza (wymiennika czynnik chłodniczy – woda) poprzez dodatkowy zawór rozprężny kierowana jest na wymiennik regeneracyjny, gdzie ciepło niesione przez skroploną ciecz jest odzyskiwane, jednocześnie zapewniając dochłodzenie czynnika. Efekt ten jest szczególnie zauważalny przy wysokich temperaturach wody (grzanie c.w.u. oraz współpraca z grzejnikami) i pozwala niwelować niekorzystny wpływ wysokiej temperatury pracy na dostępną moc grzewczą.

Dochłodzony czynnik, po przejściu przez główny zawór rozprężny, jest w stanie od pierwszych chwil pobierać ciepło z otoczenia, zwiększając tym samym sprawność parownika. Dochłodzenie pozwala również na uzyskanie niższej temperatury parowania, co przekłada się na zdolność do pracy w temperaturze –28°C.

Na ostatnim etapie, w którym korzystamy z dobrodziejstw wymiennika regeneracyjnego, czynnik płynący przez ten wymiennik po odparowaniu trafia przed sprężarkę, zwiększając tym samym prężność par na wejściu do niej. To właśnie ten etap w największym stopniu odpowiada za utrzymanie stałej wydajności. Posługując się pewnym uproszczeniem, możemy powiedzieć, że dzięki temu sprężarka ma co tłoczyć, co wprost przekłada się na maksymalną wydajność grzewczą. Zastosowane rozwiązanie nie łamie praw fizyki, a jedynie pozwala na pełne wykorzystanie własności termodynamicznych zastosowanego czynnika chłodniczego.

Czy zatem pompa ciepła Panasonic T-CAP powinna być stosowana w każdym przypadku? Odpowiedź nie jest jednoznaczna i każdorazowo konieczne jest przeprowadzenie indywidualnej analizy.

Najmniejszy model pompy ciepła z rodziny T-CAP to jednostka o mocy 9 kW – ze względu na jej charakterystykę nie zaleca się jej stosowania w budynkach o mocy projektowej mniejszej niż 9 kW. Zastosowanie pompy o takiej mocy w małym domu o zapotrzebowaniu szczytowym np. 6 kW będzie niekorzystne zarówno dla samej pompy ciepła, jak i dla portfela inwestora. Pompa ciepła przez lwią część sezonu będzie generowała moc grzewczą większą niż to potrzebne, rozpoczynając tzw. taktowanie, które znacznie zmniejsza żywotność sprężarki oraz zwiększa koszty eksploatacji w tym okresie. W takim przypadku zachowanie pełnego komfortu cieplnego, przy jednoczesnym ograniczeniu kosztów inwestycyjnych jak i kosztów eksploatacji, umożliwi dobór odpowiedniej pompy serii High Performance.

Stosowanie pomp ciepła typu T-CAP rekomendowane jest przede wszystkim użytkownikom znajdującym się w 5 strefie klimatycznej oraz wszędzie tam, gdzie pompa ma współpracować z grzejnikami. W przypadku współpracy z ogrzewaniem powierzchniowym, niezależnie od strefy klimatycznej, pompy T-CAP świetnie sprawdzą się w domach o dużej powierzchni. Jednostkami T-CAP o mocy 12 kW można w wielu przypadkach zastąpić pompy o zwykłej charakterystyce, dysponujące mocą nominalną nawet ponad 16 kW.

Efektywną pracę pomp ciepła Aquarea T-CAP potwierdzają liczne referencje, szczególnie z zimnych regionów kraju, dotyczące także wymiany kotła węglowego na powietrzną pompę ciepła.