Czy pompy na czynnik R290 to konieczność w instalacji CO o temp. zasilania 65 st.C. ?
Wszystko zależy od sposobu montażu PC. Jeśli montujemy pompę ciepła w trybie monowalentnym , czyli takim gdzie pompa pokrywa 100% mocy zapotrzebowanej na cele grzewcze wtedy odpowiedź brzmi tak. Jeśli natomiast montujemy pompę ciepła w trybie biwalentnym czyli takim gdzie pompa ciepła pracuje wspólnie z innym źródłem ciepła odpowiedź brzmi nie.W trybie biwalentym alternatywnym PC pracuje wymiennie z innym źródłem ciepła. Oznacza to ,że w momencie gdy temperatura zewnętrzna spada(poniżej punktu biwalentnego) i pompa ciepła nie posiada wystarczającej mocy alternatywne źródło zastepuje PC w 100 %-tach. Najczęściej alternatywnymi źródłami są grzałki elektryczne w następnej kolejności kotły gazowe.W trybie biwalentnym równoległym(poniżej punktu biwalentnego) PC pracuje wspólnie z źródłem dodatkowym. Dodatkowe źródło ciepła nie zastępuje pompy tylko uzupełnia jej deficyt mocy. Najczęściej stosowanym trybem montażu PC powietrznej jest właśnie tryb biwalentny równoległy.Ponieważ w zdecydowanej większości energią dodatkową jest energia elektryczna, służąca do zasilania grzałek punkt biwalentny dobiera się tak aby jej zużycie mieściło się w przedziale 3-4% całkowitego zużycia sezonowego.Pytanie dotyczy temperatury 65 st. C. w instalacji CO ale nie możemy pominąć funkcji PC jaka jest produkcja ciepłej wody. Akurat w wytwarzaniu CWU wyższa temperatura niż w pompach niskotemperaturowych jest bardzo przydatna. Najważniejsza sprawa to dezynfekcja termiczna zasobnika ,która może odbyć się bez użycia grzałek. Wiąże się to ze znacznymi oszczędnościami energii elektrycznej. Zwiększenie temperatury w zasobniku CWU zwiększa dostępność wody zmieszanej przy zwiększonym rozbiorze chwilowym np. w czasie wizyt gości.
Propanowe pompy ciepła swoje osiągi zawdzięczają właściwościom termodynamicznym czynnika jakim jest propan choćby właśnie wysoką temperaturę zasilania nawet do 75 stopni. Natomiast musimy pamiętać ,że jak każdy czynnik podlega tym samym prawom termodynamicznym. Podnosząc temperaturę zasilania tracimy na wydajności i nie tylko.
Zanim pojawiły się na rynku pompy na czynnik R290 większość producentów pomp ciepła jako temperaturę maksymalną podawało 55 stopni Celsjusza. Wynikało to z własności termodynamicznych czynnika chłodniczego jak również z koperty pracy sprężarki ,która była dostosowana do pracy z tym czynnikiem. Certyfikaty natomiast wydawane przez niezależne ośrodki badawcze wydawane są na podstawie badań dla dwóch temperatur zasilania 55 i 35 stopni Celsjusza w klimacie umiarkowanym i dla -7,+2,+7,+12 temperatury powietrza zewnętrznego. W klimacie umiarkowanym projektowa temperatura powietrza zewnętrznego wynosi -10 stopni Celsjusza. O ile ta metodologia była do przyjęcia w badaniu pomp niskotemperaturowych to w przypadku R290 może budzić spore wątpliwości. Ponieważ warunki pracy z tym czynnikiem znacznie odbiegają od pomp niskotemperaturowych. Minimalna temperatura pracy to -25 stopni Celsjusza a maksymalna temperatura wody 75 stopni Celsjusza. W przypadku pomp na czynnik R290 nie istnieje inna rozszerzona metoda badawcza np. temperatura zasilania 70 i temperatura powietrza zewnętrznego -20.W dokumentacji technicznej producentów można znaleźć dane techniczne dotyczące całego zakresu pracy najczęściej w formie wykresu, rzadziej w formie tabeli. Dane te są danymi deklarowanymi tzn. że w żaden sposób nie są potwierdzone przez inne badania niezależnych instytutów. Chodzi tu o zakres pracy poniżej -7 stopni temperatury powietrza i powyżej55 stopni temperatury zasilania.Dlaczego to jest takie istotne? Chodzi o najczęściej popełniany błąd w montażu PC, czyli nieprawidłowy dobór . Dotyczy to szczególnie budynków gdzie dokonywana jest wymiana kotła na PC. Właśnie w takich instalacjach projektowa temperatura zasilania może wynosić 65 stopni Celsjusza i więcej. Rozważmy wymianę źródła ciepła dla takiej instalacjii zapotrzebowaniu na mocy 12 kW w trzech wersjach. Kocioł na pellet, kocioł gazowy i PC. W przypadku kotła pelletowego , który jest kotłem wysokotemperaturowym dobieramy urządzenie minimum 12 kW i po sprawie. W przypadku kotła gazowego kondensacyjnego możemy postąpić podobnie mając na uwadze moc potrzebną dużo większa do produkcji CWU w przepływie. Musimy jednak pamiętać ,że kocioł kondensacyjny będzie zużywał więcej paliwa na jednostkę mocy przy zwiększeniu temperatury zasilania. Będzie drożej ale będzie ciepło. Jeśli natomiast chodzi o PC nie wystarczy znać jej moc i maksymalną temperaturę zasilania. Producenci pomp z czynnikiem R290 podają moce urządzeń raczej maksymalne dla danego typoszeregu jakie generują te jednostki w temperaturze powietrza zewnętrznego od+7-+12 stopni. W temperaturze skrajnej pracy -25 stopni moc pompy zmniejszy się około 50% w punkcie biwalentnym około -10 stopni około 25%.Producenci w dokumentacji technicznej podają wykresy pracy swoich urządzeń gdzie na osi poziomej jest temperatura zewnętrzna a na osi pionowej moc. W łatwy sposób można sprawdzić zależność tych parametrów. Następna sprawa to temperatura zasilania. Należy sprawdzić kopertę pracy i do jakich minimalnych temperatur powietrza zewnętrznego urządzenie jest w stanie generować wodę zasilającą 65 stopni. Chodzi tu o prawidłowe wyznaczenie punktu biwalentnego. I jeszcze jedna rzecz ,która musi być brana pod uwagę przy doborze PC. Różnica temperatury projektowej od temperatury maksymalnej wody zasilającej podawanej na wykresach producentów. W naszym przypadku ta temperatura wynosi 65 stopni Celsjusza a temperatury maksymalne podawane na wykresach to 55 stopni Celsjusza. Mamy różnicę 10 stopni wody na skraplaczu. 1 stopień na skraplaczu w górę to jest około 1% straty. Jeśli sprężarka jest już na maksymalnych obrotach- zakładamy ,ze tak przy temperaturze zasilania 65 stopni- to pompa straci na mocy 10% wtedy kiedy jej najbardziej potrzebuje. Gdybyśmy czysto teoretycznie zsumowali straty wynik wynosi 35% i o tyle byłoby za mało mocy gdybyśmy PC dobierali tak jak kocioł czy z mocy opisanej przez producenta urządzenia. Wielu producentów posiada programy doborowe, natomiast zawsze warto sprawdzić wykresy i koperty pracy.
Aby pompa prawidłowo działała musi być prawidłowo dobrana. Oprócz danych samego urządzenia potrzebujemy przynajmniej dobrze wykonane OZC i inwentaryzację instalacji. Może się bowiem okazać ,że sama instalacja stanowi problem w prawidłowym funkcjonowaniu pompy ciepła. Przede wszystkim chodzi o średnicę rur i równoważenie hydrauliczne. Z jednej strony musimy zapewnić odpowiedni przepływ do produkcji ciepła a z drugiej do dystrybucji.
Pompy na czynnik R290 posiadają możliwość pracy w wyższych temperaturach zasilania. Jest to cecha , która je wyróżnia ale to nie oznacza ,że mają tylko jeden cel- zastąpić kotły. Bardziej ekonomicznie pracują w temperaturach poniżej 55 stopni i należałoby dążyć do możliwie niskiej temperatury zasilania w instalacji. Niska temperatura pracy powinna wpłynąć również na wydłużenie żywotności urządzenia.
