Wysokotemperaturowa pompa ciepła

Wysokotemperaturowa pompa ciepła

Pompa ciepła postrzegana jest najczęściej nisko- lub średniotemperaturowe źródło ciepła, przeznaczone do ogrzewania o niskich lub średnich parametrach. Rzeczywiście, takie urządzenia dominują na rynku, ale to się powoli zmienia. Wysokotemperaturowa pompa ciepła zyskuje coraz więcej zwolenników.

Definicje zastosowań nisko- i średniotemperaturowych podaje rozporządzenie UE 2010/30/UE [1]:

  • niskotemperaturowa pompa ciepła oznacza urządzenie zaprojektowane specjalnie do stosowania w niskiej temperaturze, które w warunkach obliczeniowych odniesienia dla klimatu umiarkowanego nie może zapewnić wody grzewczej o temperaturze wylotowej 52°C przy temperaturze termometru suchego (mokrego) na wlocie wynoszącej – 7 °C (– 8 °C);
  • zastosowanie niskotemperaturowe oznacza zastosowanie, w którym pompa ciepła zapewnia deklarowaną wydajność grzewczą, gdy temperatura na wyjściu znajdującego się w pomieszczeniu wymiennika ciepła wynosi 35°C;
  • zastosowanie średniotemperaturowe oznacza zastosowanie, w którym pompą ciepła zapewnia deklarowaną wydajność grzewczą, gdy temperatura na wyjściu znajdującego się w pomieszczeniu wymiennika ciepła wynosi 55°C.

W zestawieniu tym brakuje pomp wysokotemperaturowych. Wysokotemperaturowa pompa ciepła to urządzenie, które może produkować wodę grzewczą o temperaturze zasilania 65°C, a nawet wyższej, bez dodatkowego wspomagania. Mogą one zatem współpracować z instalacją grzejnikową (cenne np. przy modernizacji budynku) albo zapewniać wyższy komfort i higienę c.w.u.

Co ważne: można oczekiwać wzrostu zainteresowania wysokotemperaturowymi pompami ciepła z powodu Fali Renowacji!

Wysokotemperaturowa pompa ciepła – wykorzystanie wtrysku par

Na rynku dostępne są pompy wysokotemperaturowe z czynnikami syntetycznymi. W urządzeniach tych stosuje się technologię EVI (zaawansowany wtrysk par – Enhanced Vapor Injection). Wymaga ona zmodyfikowanego obiegu chłodniczego. Znajdują się w nim dodatkowe elementy – drugi zawór rozprężny i wymiennik ciepła. Dodatkowy zawór rozprężny kieruje część czynnika chłodniczego do wymiennika ciepła, w którym czynnik odparuje, a powstała para jest wtryskiwana do strefy średniego ciśnienia sprężarki.

Dzięki zastosowaniu wtrysku par uzyskuje się wyższe ciśnienie czynnika na wyjściu ze sprężarki. Następuje skroplenie większej ilości czynnika przy wyższym ciśnieniu skraplania. Zatem proces skraplania ma wyższą temperaturę przemiany i większą wydajność grzewczą. Woda grzewcza, która odbiera ciepło, może zatem również uzyskać wyższą temperaturę. Ważne jest to, że w cyklu z wtryskiem par temperatura końcowa zwykle nie przekracza 125°C (mimo wyższego ciśnienia końcowego). Zatem wytwarzanie wody grzewczej o wyższej temperaturze przez pompę ciepła z wtryskiem par nie wpływa negatywnie na trwałość sprężarki.

Pompa ciepła z wtryskiem par ma także szerszy zakres pracy. Na przykład dla pomp ciepła powietrze/woda wysoka temperatura wody grzewczej zapewniona jest także przy niskiej temperaturze zewnętrznej (np. -15°C). Możliwa jest samodzielna praca pompy przy niższej temperaturze zewnętrznej (przez większą część roku). Dla układów hybrydowych przesuwa się tzw. punkt biwalencyjny i szczytowe źródło ciepła (najczęściej kocioł) pracuje krócej. Pomp ciepła z wtryskiem par zwykle także mniejsza niż „tradycyjna” pompa, przy tej samej wydajności grzewczej (dzięki mniejszej sprężarce).

Wysokotemperaturowa pompa ciepła na propan

Obok pomp ciepła na czynniki syntetyczne (np. wciąż popularne R410A) na rynku pojawia się coraz więcej pomp ciepła na propan (R290). Czynnik ten zapewnia wyższą sprawność pompy ciepła oraz jej pracę z wyższymi parametrami. Dlatego pompy ciepła na propan niejako ” z definicji” mogą wytwarzać wodę o temperaturze 60°C i więcej.

Gazowa absorpcyjna pompa ciepła

W absorpcyjnej pompie ciepła tradycyjny układ chłodniczy uzupełnia układ absorpcyjny. Podczas spalania w palniku gazowym (gaz ziemny lub LPG) wytwarza się ciepło, pod wpływem którego z tzw. roztworu bogatego odparowuje czynnik chłodniczy. Po oczyszczeniu z pary wodnej (w podzespołach takich jak rektyfikator i deflegmator) para czynnika przepływa do skraplacza. Tam oddaje ciepło do wody grzewczej. Po odparowaniu w parowniku para czynnika kierowana jest do absorbera. Tam są absorbowane przez roztwór ubogi (z dolnej części generatora), który zostaje rozprężony i rozpylony. Powstały w ten sposób roztwór bogaty kierowany jest na wymiennik rurowy, gdzie skrapla się i oddaje powstałe ciepło do wody grzewczej. Pompa pompuje roztwór bogaty do warnika i cały proces powtarza się. Dzięki wykorzystaniu ciepła absorpcji, ten rodzaj pompy ciepła również może zapewnić wysoką temperaturę.

Akt prawny

  1. Rozporządzenie delegowane Komisji (UE) nr 811/2013 z dnia 18 lutego 2013 r. uzupełniające dyrektywę Parlamentu Europejskiego i Rady 2010/30/UE w odniesieniu do etykiet efektywności energetycznej dla ogrzewaczy pomieszczeń, ogrzewaczy wielofunkcyjnych, zestawów zawierających ogrzewacz pomieszczeń, regulator temperatury i urządzenie słoneczne oraz zestawów zawierających ogrzewacz wielofunkcyjny, regulator temperatury i urządzenie słoneczne.

Zdjęcie główne: wysokotemperaturowa pompa ciepła Galmet

Warto przeczytać także:

Leave a Comment