Jednym z najbardziej efektywnych sposobów podgrzewania wody w basenach jest zastosowanie powietrznych pomp ciepła. Dzięki nim koszty inwestycyjne i eksploatacyjne są bardzo niskie.
Dostępne rodzaje pomp ciepła
Klasyczne pompy ciepła pracują ze stałą wydajnością, czyli stałymi obrotami sprężarki i wentylatora (On/Off).
Pompy ciepła z częściową technologią inwerterową mają z reguły ustalone kilka różnych wydajności (obrotów) sprężarki i wentylatora. Kiedy zapotrzebowanie na ciepło do ogrzania wody jest duże, to pracują one na najwyższych obrotach. Kiedy zaś zapotrzebowanie na ciepło spada, to sprężarka i wentylator pracują na średnich lub niskich obrotach.
Pompy ciepła z pełną technologią inwerterową (Inverter-Plus oraz Inverter-Plus Commercial) są najbardziej energooszczędne, gdyż w płynny sposób dopasowują wydajność sprężarki i wentylatora parownika do zapotrzebowania wody na ciepło. Są one głównie przeznaczone do pracy ze średnimi wydajnościami rzędu 50%, co prowadzi do osiągnięcia dużego współczynnika efektywności chłodniczej COP, niskiego poziomu głośności oraz zapewnia długą żywotność pompy.
Wyjaśnienia wymaga pojęcie współczynnika efektywności chłodniczej COP (Coefficient of Performance). Jest to stosunek oddawanej mocy grzewczej do mocy pobieranej przez pompę. Przykładowo, jeśli COP ma wartość 8, a pompa pobiera 1 kW mocy, to oddaje 8 razy więcej mocy grzewczej, czyli 8 kW. Współczynnik ten jest zmienny i tym wyższy, im wyższa jest temperatura powietrza oraz im mniejsza jest wydajność pompy ciepła.
Pompy Inverter-Plus uzyskują współczynnik efektywności COP = 16,0–6,0 przy parametrach A26°C/ W26°C/H80% (temperatura powietrza/ wody/wilgotność względna) oraz COP = 8,5–4,5 przy parametrach A15°C/W26°C/ H70%. Są to bardzo korzystne parametry, zapewniające niskie koszty ogrzewania basenu.
Zasada działania inwerterowych pomp ciepła
Inverter-Plus są pompami powietrznymi, a ściślej mówiąc – pompami typu powietrze/woda, i wykorzystują jako dolne źródło ciepła, z którego ciepło jest pozyskiwane, powietrze atmosferyczne.
W obudowie każdej pompy ciepła zamontowane są podstawowe elementy: sprężarka, tytanowy wymiennik ciepła wody (skraplacz), wymiennik ciepła powietrza z wentylatorem (parownik), zawór 4-drogowy, elektroniczny zawór rozprężny (dławiący), filtry czynnika chłodniczego oraz elektroniczny układ sterujący z czujnikami ciśnienia, temperatury i przepływu wody.
Zastosowanie elektronicznego zaworu rozprężnego umożliwia bardzo precyzyjny przepływ czynnika chłodniczego w zależności od zmian temperatury otoczenia. Zakres regulacji jest około 10 razy większy w stosunku do pomp wyposażonych w mechaniczny zawór rozprężny lub kapilarę. Zapewnia to wzrost współczynnika COP o ponad 20% w porównaniu z pompami typu On/Off.
Czynnik chłodniczy w postaci cieczy pod wysokim ciśnieniem przepływa ze skraplacza przez filtr, a następnie elektroniczny zawór rozprężny, 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 zaworu rozprężnego.
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.
Zalety inwerterowych pomp ciepła:
- Niskie koszty eksploatacji
Średni współczynnik efektywności pomp Inverter-Plus wynosi COP = 11,5 (50% wydajności) i COP = 16 (20% wydajności) przy założeniu A26°C/W26°C/H80%. Klasyczne pompy ciepła typu On/Off osiągają w tych warunkach współczynnik efektywności na poziomie COP = 5,0 – czyli ponad 2 razy mniejszy;
- Niski poziom głośności (ciśnienia akustycznego)
W pompach Inverter-Plus zastosowano ciche sprężarki Mitsubishi oraz inwerterowe wentylatory. Praca urządzenia przy utrzymywaniu zadanej temperatury wody przy wydajności 50% jest około 10 razy cichsza niż klasycznych pomp ciepła typu On/Off.
- Tytanowy wymiennik ciepła pokryty PVC
Wymiennik ciepła wykonany jest z tytanowych spiralnych rurek i spawany lutem z dodatkiem srebra, a następnie pokryty PVC, co zapewnia dłuższą o 50% żywotność, a także wyższą o 50% wydajność w stosunku do innych wymienników ciepła.
- Możliwość pracy przy temperaturze powietrza do – 7°C
Pompy ciepła zostały zaprojektowane do pracy przy temperaturze powietrza osiągającej -7°C. W znaczący sposób wydłuża to okres korzystania z komfortowej temperatury wody w basenie przy niskich temperaturach powietrza.
- Skuteczne odmrażanie
Skuteczne odmrażanie zapewnia użycie gorącego gazu chłodniczego z wykorzystaniem zaworu 4-drogowego japońskiej firmy Saginomiya.
Autor jest menedżerem ds. produktów.
Funam Sp. z o.o.
ul. Mokronoska 2
52-407 Wrocław
tel.: 71 364 37 21
baseny@funam.pl
TEKST | Mariusz Zając
FOTO | Archiwum Firmy Funam
