COP ΑΝΤΛΙΑΣ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ ΣΕ ΣΧΕΣΗ ΜΕ ΣΤΟΦΕΣ ΣΥΜΠΙΕΣΤΗ

[vassis]

Καλημέρα συνάδελφοι και Χριστός Ανέστη.

Έχω ένα σπίτι στο οποίο θα βάλω θερμομόνωση και αντλία θερμότητας. Οι θερμικές απώλειες είναι 5,2KW και τα παλιά σώματα καλοριφέρ (θα) αποδίδουν 10KW σε θερμοκρασία νερού 55-45. Επιθυμητή εσωτερική θερμοκρασία 20^oC και ελάχιστη εξωτερική -10^oC.

Ο συνάδελφος μηχανολόγος μου πρότεινε αντλία υψηλών θερμοκρασιών που φτάνει το νερό μέχρι 80^oC. Η αντλία αυτή όμως βγαίνει από 11KW και πάνω. Μήπως είναι υπερδιαστασιολογημένη; Ο συνάδελφος μου απάντησε ότι έχει inverter και θα δουλεύει εκεί που πρέπει.

Εδώ ακριβώς είναι η ερώτησή μου: Ο COP της αντλίας είναι σταθερός ή μεταβάλλεται σε σχέση με τις στροφές του συμπιεστή; Datasheets για το συγκεκριμένο μοντέλο δε δίνει η εταιρία ούτε και βρήκα. Κάποια επιστημονικά άρθρα που διάβασα δίνουν διαφορές ακόμη και 1.5 μονάδα στον COP. Γνωρίζω ότι σε αντλίες νερού για υδραυλικά συστήματα η καμπύλη απόδοσης και η καμπύλη H-Q μεταβάλλονται με τις στροφές της αντλίας, αλλά εκεί υπάρχουν καμπύλες και τύποι για όλα. Εδώ τι γίνεται;

Αν οι διαφορές ήταν μικρές δε θα με απασχολούσε, αλλά μιλάμε για 11KW για να καλύψεις 6KW και αυτό στη χειρότερη περίπτωση. Οι μέσες απώλειες θα είναι πολύ μικρότερες καθώς η μέση εξωτερική θερμοκρασία είναι 5^oC. Επιπλέον, τη λύση μιας πιο μικρής αντλίας με θερμοκρασία νερού 55^oC θα την προτιμούσα, καθώς η υψηλών θερμοκρασιών λειτουργεί με ένα πιο πολύπλοκο σύστημα με δυο ψυκτικά υγρά και χαμηλότερο COP από μια κλασική.

Αν κάποιος γνωρίζει περισσότερες λεπτομέρειες για τη μεταβολή του COP σε σχέση με τις στροφές του συμπιεστή και για το κατά πόσο είναι ασφαλές και αποδοτικό μια αντλία θερμότητας να λειτουργεί συνεχώς σε χαμηλές στροφές, θα με βοηθούσε πολύ.

Ευχαριστώ εκ των προτέρων!

[antloukidis]

Συνάδελφε κατ' αρχάς μη κοιτάς την ονομαστική απόδοση της ΑΘ (11KW), αλλά την απόδοσή της στην εξωτερική θερμοκρασία που έχουν υπολογιστεί οι απώλειες του σπιτιού. Η απόδοσή της, σε αυτή τη θερμοκρασία, πρέπει να καλύπτει τις απώλειες του σπιτιού.

Το cop μειώνεται όσο πέφτει η εξωτερική θερμοκρασία και όσο ζητάς μεγαλύτερη θερμοκρασία νερού από την ΑΘ. (μη μπλέκεις με στροφές του συμπιεστή γιατί δεν έχει νόημα).

Δεν υπάρχει πρόβλημα στην ΑΘ, αν δουλεύει συνέχεια με χαμηλό φορτίο.

Άποψή μου είναι ότι δεν χρειάζεσαι ΑΘ υψηλών θερμοκρασιών, σύμφωνα με αυτά που γράφεις.

Edited Μάιος 8 , 2021 by antloukidis

[vassis]

Ευχαριστώ antloukidis. Όντως ο COP εξαρτάται κυρίως από τη θερμοκρασιακή διαφορά αέρα νερού.

Ο λόγος που με ανησυχούν όμως οι στροφές του συμπιεστή είναι ο εξής: Έστω μια αντλία θερμότητας που βγάζει 16KW με COP 5 σε εξωτερική θερμοκρασία 5^oC και θερμοκρασία νερού 35^οC (τυχαία νούμερα) και ζεσταίνει ένα σπίτι με τα παραπάνω δεδομένα. Αν κλείσουμε όλα τα θερμαντικά σώματα από αυτό το σπίτι και αφήσουμε μόνο ένα ανοιχτό σε κάποιο δωμάτιο, η αντλία θα λειτουργεί με τον ίδιο COP; Όχι. Η διαφορά θα είναι μεγάλη; Αν μου λες ότι δεν είναι τότε όντως κακώς το μπλέκω. Αν όμως υπάρχει διαφορά της τάξης άνω της μιας μονάδας, ίσως χρειάζεται ψάξιμο.

Όπως και να έχει, μάλλον θα καταλήξω στη μικρή αν με καλύπτει στην περίπτωσή μου.

[astrah]

....Και... για αυτό τον λόγο χρησιμοποιούμε buffer 

[antloukidis]

Ετσι όπως τα λέει ο συνάδελφος.

Ένα buffer - θερμοδοχείο και η δημιουργία δευτερεύοντος κυκλώματος, εξασφαλίζουν ότι η παροχή νερού μέσα από την ΑΘ θα είναι σταθερή και δεν θα επηρεάζεται από τα σώματα που μπορεί να έχουν θερμοστατικές κεφαλές, που μεταβάλουν την παροχή.

[vassis]

Συνάδελφοι, μου ανοίξατε δουλειές τώρα ☺️

Είχα την εντύπωση ότι το buffer μπαίνει για να εξισορροπηθούν οι θερμοκρασιακές διαφορές στον εναλλάκτη, ώστε να μειωθούν οι κύκλοι που κάνει η αντλία (start stop). Από τη στιγμή που έχει inverter, για ποιο λόγο απαιτείται buffer? (άσχετο: υποθέτουμε ότι το νερό στο δίκτυο επαρκεί για το defrosting).

Για την περίπτωσή μου, όταν το νερό ζεσταθεί στη θερμοκρασία που θέλουμε, θεωρώντας ότι το σύστημα έφτασε σε ένα steady state, αν η αντλία είναι υπερδιαστασιολογημένη, θα λειτουργεί σε χαμηλές στροφές είτε υπάρχει buffer είτε όχι. 

Σε καμιά περίπτωση δεν υποστηρίζω ότι το buffer είναι λάθος. Απλά στην περίπτωσή μου που δεν έχω χώρο, δεν ξέρω πώς θα με βοηθούσε.

[antloukidis]

Για την σωστή λειτουργία της Α.Θ. ο κατασκευαστής προδιαγράφει τον ελάχιστο όγκο νερού του συστήματος αλλά και μία σταθερή παροχή νερού μέσα από την Α.Θ.

Αν αυτά τα δύο εξασφαλίζονται από το δίκτυό σου, τότε δεν απαιτείται θερμοδοχείο και δευτερεύον κύκλωμα.

Όταν όμως στο δίκτυο του σπιτιού υπάρχουν θερμαντικά σώματα με θερμοστατικές κεφαλές ή FCU με δίοδες βαλβίδες κλπ., η παροχή νερού μεταβάλλεται, οπότε απαιτείται θερμοδοχείο με δευτερεύον κύκλωμα.

Αν υπάρχουν FCU με τρίοδες βαλβίδες, το θερμοδοχείο μπορεί να λείπει, καθώς η παροχή δεν μεταβάλλεται (τουλάχιστον σε μεγάλο βαθμό). Το κακό σε αυτή την περίπτωση (τρίοδες χωρίς θερμοδοχείο) είναι ότι το νερό κυκλοφορεί συνεχώς σε όλες τις σωλήνες (ακόμα και προς τα FCU που δεν δουλεύουν), οπότε υπάρχουν επιπλέον απώλειες.

Υ.Γ ακόμα και σε δίκτυο με θερμαντικά σώματα χωρίς θερμοστατικές κεφαλές (άρα σταθερή παροχή νερού) είναι μάλλον σπάνιο η παροχή που θέλουν τα ΘΣ να συμπίπτει με αυτή που θέλει η ΑΘ, οπότε πάλι χρειάζεται θερμοδοχείο (ή έστω διαχωριστής) με δευτερεύον.

Edited Μάιος 16 , 2021 by antloukidis

[vassis]

Καλησπέρα.

Για πρωτεύον-δευτερεύον είχαμε πει με το μηχανολόγο να μπει υδραυλικός διαχωριστής. Με βάση τα όσα αναφέρεις, δεν υπάρχει, στην περίπτωσή μας, λόγος για να μπει buffer. Ευχαριστούμε για την επιβεβαίωση.

Όσο για την αντλία, τελικά θα πάμε σε χαμηλών θερμοκρασιών μέχρι 65^οC με ένα ψυκτικό κύκλωμα.