Toplotna črpalka zrak / voda 18,6 kW monoblok 400 V -15 °C R407C

Toplotna črpalka lahko deluje v povezavi s talnim ali radiatorskem ogrevanjem. Pravilna izbira toplotne črpalke pravšnje moči je ključnega pomena za uporabnikovo zadovoljstvo. Toplotna črpalka zrak / voda 18,6 kW monoblok 400 V -15 °C R407C lahko vodo v zalogovniku toplote segreje na 60 stopinj Celzija. Vgrajena sta dva časovnika s katerima je mogoče uravnavati čas delovanja Toplotne črpalke. Za učinkovito in uravnoteženo delovanje poskrbi grelec, ki v primernem trenutku odmrzne morebitno zamrznjeni toplotni izmenjevalec. Toplotno črpalko nadzorujemo preko barvnega digitalnega prikazovalnika.

Toplotna moč

Toplotna črpalka ima največjo toplotno moč 18,6 kW. Priključiti jo je mogoče na 400 V, 50 Hz enofazno izmenično električno napetost AC. Zahtevana toplotna moč za ogrevanje stavbe je izračunana iz energijskih potreb stavbe, ki jih predpiše gradbeni inženir ali energetski svetovalec. Upoštevati je potrebno, da se toplotna moč toplotne črpalke zmanjšuje s padajočimi zunanjimi temperaturami okolja, na drugi strani pa se toplotna moč v stavbi povečuje. Smiselno je vgraditi nekoliko močnejšo toplotno črpalko, kot so zahtevane toplotne potrebe stavbe, saj se s tem izognemo vgradnji dodanih ogrevalnih naprav namenjenih dogrevanju pri izjemno nizkih zunanjih temperaturah.

Poraba električne energije

Da bi toplotna črpalka dosegla 18,6 kW toplotne moči, porabi 4,6 kW/h električne moči. Poraba električne energije je lahko tudi večja, zaradi dodatno priključenih komponent, kot je npr. obtočna električna črpalka ali dodaten grelec v hranilniku toplote za morebitno dogrevanje.

COP - Koeficient zmogljivosti

Koeficient zmogljivosti (COP) prikazuje razmerje med količino toplote, ki jo ustvari toplotna črpalka, in energijo, ki jo porabi za svoje delovanje. koeficient zmogljivosti 4,2 pomeni, da toplotna črpalka odda 4,2 krat več energije, kot jo porabi sama. Drugo merilo učinkovitosti toplotne črpalke je letni faktor učinkovitosti. Tako kot Koeficient zmogljivosti (COP), tudi ta opisuje porabljeno energijo toplotne črpalke glede na proizvedeno ogrevalno energijo, vendar v povprečju za celo leto. Zračna toplotna črpalka  se šteje za učinkovito, če doseže letni faktor učinkovitosti 3,5. Toplotna črpalka zrak / voda 18,6 kW monoblok 400 V -15 °C R407C ima največji koeficient zmogljivosti (COP) 4,09.

Toplotna moč

Toplotna črpalka ustvari največjo toplotno moč 18,6 kW pri porabljeni električni energiji 4,6 kW/h. Toplotna črpalka odvzema energijo iz okolja (anergija) in jo s pomočjo električne energije pretvori v uporabno toploto za ogrevanje stavbe. Toplotna črpalka proizvaja toploto pri temperaturi zraka zunanje okolice do -15 stopinj celzija. Čim toplejša je temperatura zunanjega zraka okolice, več energije lahko črpamo iz okolja.

Proizvodnja toplote v toplotni črpalki

Toplotna črpalka je v osnovi sestavljena iz štirih komponent. 

1. kondenzator 

2. Elektronski ekspanzijski ventil 

3. Uparjalnik 

4. Kompresor

V toplotni črpalki zrak / voda 18,6 kW monoblok 400 V -15 °C R407C se nahaja hladilno sredstvo R407C. Toplotna črpalka hladilno sredstvo s pomočjo kompresorja stisne na določen tlak (4). Pri stiskanju hladilnega sredstva se temu dvigne temperatura s 30 stopinj Celzija na 60 stopinj Celzija. Vroče hladilno sredstvo nato steče skozi kondenzator (1), kjer se toplota preko koaksialnega rebrastega toplotnega izmenjevalca prenese na vodo za ogrevanje. Hladilno sredstvo se v kondenzatorju ohladi in kondenzira, vendar ostane stisnjeno. Ohlajeno hladilno sredstvo na približno 30 stopinj Celzija se ponovno razširi v samodejnem ekspanzijskem ventilu. Temperatura hladilnega sredstva v ekspanzijskem ventilu pade na -15 stopinj Celzija in se premakne v uparjalnik (toplotni izmenjevalec). V toplotnem izmenjevalcu  se hladilno sredstvo ogreje s stikom z zunanjim zrakom in hkrati izhlapi. Postopek se neprenehoma ponavlja saj gre za zaprt krog. Ker je črpalka nameščena na prostem, ima na voljo neskončno količino toplotne energije, ki jo pridobiva iz zunanjega zraka. Toplotna črpalka deluje do -15 stopinj Celzija zunanje temperature. Če pozimi postane hladnejše od -15 stopinj Celzija, toplotna črpalka ne proizvede več toplotne energije, kot jo porabi za električno energijo. Na naših zemljepisnih širinah običajno dosežemo temperaturo -15 stopinj Celzija v le nekaj zimskih nočeh in še to v času pred jutranjim svitom. Za premostitev teh najhladnejših delov leta, ko ima črpalka manjši izkoristek, se priporoča uporaba hranilnika toplote, katerega zračna toplotna črpalka s toplo vodo napolni podnevi in je nato na voljo za uporabo ponoči. Uporaba hranilnika toplote je obvezna.

Sestavni deli Toplotne črpalke

Uparjalnik

Uparjalnik (toplotni izmenjevalec) v toplotni črpalki služi kot pomemben sestavni del za izmenjavo toplote med okoljem - zunanjim zrakom in ogrevalnim sistemom. Ta absorbira toploto iz okolja in hkrati v okolje sprošča proizveden hlad. Vgrajen visoko učinkovit toplotni izmenjevalec je sestavljen iz hidrofilne aluminijeve folije, ki ne oksidira in ne pokaže znakov razgradnje niti po več letih delovanja. Taka vrsta toplotnih izmenjevalcev ima veliko prednost, saj lahko kondenzirano vodo zelo hitro odvzamemo iz toplotne črpalke s pomočjo ustvarjene vetrne energije, ki jo preko izmenjevalca pihata močna ventilatorja. Konstrukcija bakrene cevi in aluminijaste folije prinaša visoko učinkovitost in s tem poveča učinek uparjalnika.

Kondenzator 

Kondenzator v toplotni črpalki služi kot pomemben sestavni del za izmenjavo toplote, ustvarjene s segrevanjem v toplotni črpalki. Pridobljena toplota se prenaša na ogrevalni sistem. Toplotna črpalka uporablja novo tehnologijo, razvito v ZDA, ki ima boljši izmenjevalni učinek kot običajni izmenjevalci toplote. Vgrajena je koaksialni spiralni kondenzator, ki zagotavlja boljši prenos toplote z zelo majhno velikostjo. Izmenjevalec toplote ima zelo dolgo življenjsko dobo.

Kompresor

V postopku pridobivanja toplotne energije, kompresor služi stiskanju hladilnega sredstva. Stiskanje hladilnega sredstva ustvari višji tlak v tokokrogu, zaradi česar se hladilno sredstvo segreje. To pridobljeno toplotno energijo damo ogrevalnemu sistemu preko učinkovitega Copelandovega oz. Panasonicovega ko,presorja. Za Copelandove oz. Panasonicove kompresorje so značilne trajnost, zaščita pred preobremenitvijo, zaščita pred pregrevanjem, zaščita pred suhim tekom in zaščita pred visokim in nizkim tlakom.

Elektronski ekspanzijski ventil

Naloga ekspanzijskega ventila v toplotni črpalki je dekompresija hladilnega sredstva. Energija, ki jo pridobiva kondenzator se zmanjša in hladilno sredstvo doseže nižjo temperaturo od začetne. Hladilnemu sredstvo se nato temperatura zviša v uparjalniku (toplotnemu izmenjevalcu). Vgrajeni ekspanzijski ventil  je plod razvoja japonskih inovatorjev, kateri se s svojim razvojem uvrščajo v sam vrh tehnologije na tem področju. Tako nadzorovan elektronski ekspanzijski ventil zagotavlja visoko vrednost koeficienta zmogljivosti - COP.

Nadzorna plošča

Toplotna črpalka ima popolnoma samodejno krmiljenje. Samodejno se nastavlja temperatura, dodatno ogrevanje in samodejno odtaljevanje. Tak nadzor se lahko uporablja v različnih sistemih.

Vrsta (stopnja - razred) zaščite toplotne črpalke pred zunanji vremenskimi vplivi

IPx4 - Toplotna črpalka je zaščitena pred škropljenjem vode z vseh smeri, škropljenje vode nima škodljivih učinkov na napravo. Med preizkusom je bila škropljena količina vode omejena na 10 litrov na minuto, preizkus pa se je izvajal 5 minut. Voda je na toplotno črpalko brizgala s pritiskom 80 -100 KPa (0,8 - 1 bar)

Vrsta (stopnja - razred) zaščite toplotne črpalke pred električnim udarom

1 ( I ) - Vsi električni vodniki so izolirani, kovinski deli so ozemljeni preko lastnega izoliranega zeleno-rumenega električnega vodnika, ki v primeru pravilno vzpostavljenega zunanjega električnega omrežja omogoča takojšen izklop dovoda električne energije toplotni črpalki ob morebitni napaki

Tehnične podrobnosti