Modułowe pompy ciepła na ekologiczny czynnik CO2

Innowacyjne modułowe pompy ciepła powietrze-woda Q-ton wykorzystujące CO₂ jako czynnik chłodniczy, to wysokowydajne urządzenia do produkcji c.w.u. w obiektach typu hotele, apartamenty, restauracje, sale fitness, uczelnie, szpitale, domy opieki w zakresie od 30 do 480 kW (1-16 urządzeń wpiętych w jeden sterownik). Sercem pompy ciepła Q-ton jest dwustopniowa sprężarka, łącząca w jednej obudowie technologię rotacyjną (niski stopień) oraz scroll (wysoki stopień). Kombinacja obu rozwiązań zapewnia najwyższą efektywność zarówno w skrajnie niskiej, jak i wysokiej temperaturze otoczenia.

Urządzenie zapewnia ciągłą, nawet dla temperatury zewnętrznej wynoszącej -25°C, produkcję wody o temperaturze od 60 do 90°C oraz utrzymanie nominalnej wydajności do temperatury zewnętrznej -7°C (bez użycia grzałki elektrycznej).
 

Wykres - Wydajność i COP pompy Q-ton przy temp. cwu 90°C

Współczynnik COP dla okresu przejściowego (temp. powietrza 16°C, woda na wejściu +17°C, na wyjściu +65°C) wynosi 4,3. W skrajnych warunkach, dla temperatury zewnętrznej -25°C i temperatury wody na wyjściu +90°C, COP osiąga nadal wartość bliską 2,0. Zalecana temperatura wody na wejściu to +5°C do +30°C – w celu optymalizacji efektywności zalecane jest zasilanie pompy wodą z dolnych warstw zasobnika (niższa temperatura).

Pojedyncza jednostka Q-ton, to moduł o wymiarach 1690x1350x720 mm o nominalnej wydajności grzewczej wynoszącej 30 kW (co daje 500 l/h wody o temperaturze +65°C lub 300l/h wody o temperaturze +90°C, dla temperatury otoczenia wynoszącej -7°C). System umożliwia zwiększenia wydajności do maks. 480 kW przez
dostawianie kolejnych modułów (16 jednostek po 30 kW).

Q-ton, to nie tylko produkcja c.w.u. w tradycyjnym tego słowa znaczeniu. Nadwyżkę ciepła można wykorzystać do ogrzewania budynku, projektując odpowiednio instalację grzewczą (grzejniki, ogrzewanie podłogowe, nagrzewnica centrali wentylacyjnej itp.). Kluczowym elementem jest optymalne sprzęgnięcie urządzenia z istniejącą lub budowaną instalacją grzewczą oraz wykorzystanie właściwych komponentów (np. inwerterowa pompa obiegowa, zawory trójdrogowe, czujniki temperatury, czy system monitoringu).

Wykres - Roczne koszty eksploatacji podgrzewacza elektrycznego, kotła gazowego i pompy Q-ton

Q-ton spełnia rygorystyczne wymagania najpopularniejszego na świecie systemu oceny budynków BREEAM pod kątem ich przyjazności dla środowiska naturalnego.
 

Zasada działania Q-ton

Zasada działania Q-ton jest identyczna z zasadą działania tradycyjnej pompy ciepła powietrze-woda, ze sprężarką na R410A. Urządzenie odzyskuje ciepło (energię) z powietrza zewnętrznego (nawet o temperaturze -25°C) i przekazuje do wody w zasobniku. Znaczne różnice w efektywności wynikają z lepszych parametrów CO₂, nowoczesnej sprężarki, efektywnego i szybkiego procesu odszraniania gorącym gazem. Dzięki temu otrzymujemy wodę o znacznie wyższych parametrach, niż w przypadku R410A, a współczynniki COP są nieporównanie lepsze nawet dla skrajnie niskiej temperatury zewnętrznej.

Schemat zasady działania pompy Q-ton

Użycie w pompach ciepła Q-ton bezpiecznego i wysokowydajnego CO₂ jako czynnika chłodniczego, wydaje się najlepszą drogą do ograniczania ilości substancji kontrolowanych („freonowych” czynników chłodniczych), a tym samym zgodności z obecnymi i przyszłymi regulacjami UE w zakresie tych substancji. Dodatkowe korzyści, to oczywiście znaczne ograniczenie kosztów produkcji cwu.

Obiekty referencyjne na świecie

Wielka Brytania

Obiekt: Uniwersytet
Lokalizacja: Colchester oraz Oxford
Zainstalowane urządzenia: 1 jednostka Q-ton, zbiornik: 1 000 l
Przeznaczenie: dostawa cwu dla budynku Uniwersytetu

Holandia

Obiekt: Dom studencki
Lokalizacja: Leiden, Holandia
Zainstalowane urządzenia: 2 jednostki Q-ton, zbiornik: 1 500 l
Przeznaczenie: dostawa cwu dla domu studenckiego

Chorwacja

Obiekt: szpital
Lokalizacja: Split, Chorwacja
Zainstalowane urządzenia: 4 jednostki Q-ton, zbiornik: 20 000 l
Przeznaczenie: dostawa cwu dla szpitala

W Japonii zainstalowano ponad 5 milionów pomp ciepła na CO₂
W Europie działają dziesiątki systemów z pompą Q-ton.

a w Polsce...

… modułowe pompy Q-ton z czynnikiem CO₂ pracują w laboratorium, w zastosowaniach przemysłowych, w domu z basenem - gdzie grzeją wodę centralnego ogrzewania, basenową i cwu, przy produkcji serów (mycie pojemników oraz woda technologiczna), w szkole z bursą, gdzie potrzeba dla młodzieży dużo ciepłej wody… itp
Szczególnym uzasadnieniem wykorzystania pompy ciepła Q-ton jest brak możliwości lub wysokie koszty zastosowania innych opcjonalnych źródeł energii typu – gaz ziemny czy ogrzewanie olejowe. Zawsze warto wykonać rzetelną analizę techniczną i ekonomiczną. Szczególne uwarunkowania instalacyjne sprawiły na przykład jej zastosowanie do domu jednorodzinnego o powierzchni ok. 300 m² z basenem o pojemności 144m³.
W dobie zapowiadanych (i już realizowanych) podwyżek cen energii elektrycznej, stosowanie i ciągłe poszukiwanie kolejnych rozwiązań wykorzystywania naturalnych i/lub niekonwencjonalnych źródeł energii staje się obowiązkiem branżystów. Państwa zachodniej Europy, kraje skandynawskie – są w tym zakresie w wielu przypadkach ciekawym wzorem do naśladowania.