Pompa ciepła powietrze/woda 18kW do grzania CO i COUW oraz chłodzenia

[Romulus1973]

Czcść chciałe zaprezentować moją konstrukcję pompy ciepła z moim autorskim sterowaniem która działa już kilka sezonów.

Jest to układ hybrydowy, w którym znajduje się piec na ekogroszek oraz bufor wodny o pojemności 300litrów, układ dodatkowo służy do grzania wody COUW, oraz chłodzenia w lato za pomocą klimakonwektorów.

Pompa o współczynniku COP 3.26 na R32 2,2Kg.

Zawory Emersona EX4 dla obwodu B i EX5 dla obwodu A, na silnikach krokowych 750 step, 450MHz drugi zawór rozprężny na bajpasie- uzysk wydajności około 8%,

Przetworniki ciśnienia 4-20mA jeden 30.0 bara dla obwodu A z czujnikiem temperatury NTC10K.
Drugi 44.8 bara dla obwodu B z czujnikiem temperatury NTC 10K.

Grzałka kartera.
2 wentylatory po 0.92A.
Zwór 4 drogowy.
10 czujniki temperatury NTC 10K typ 10(Carela).
5 czujników temperatury PT1000.
Falownik sprężarki LG
Falownik parownika Optidriwe

Falownik skraplacza Flexink
Presostat HP i LP.
Słowniki trójdrogowe rozdzielające tryby pracy grania CO czy COUW lub chłodzenia w czasie lata.
Sprężarka Sanyo 4.5 kW trójfazowa.

Wymiennik RAH 34 gaz /woda 25 kW. Ciśnienie robocze 32 bary, ciśnienie testowe 47 bar

Driver zaworów rozprężnych Carel EVD Tvin Evolution.
Sterownik pomocniczy Carel CPCO HiEnd

Przegrzanie jest utrzymywane na poziomie 1-4K, pompa mierzyłem na wykresie Moliera.

Koszty
PC AIRCOLL 18kW- 2000zł
Sterowniki Crel EVD TWIN 900zł- nowy
Panel Carel EVD 300zł-Używany
Moduł roższezeń Carel CPCO 600- nowy
Wymiennik 850zł
Styczniki i reszta aparatów 500zł
Falownik 100zł 1F
Falownik 400zł 3F

 

Budynek ma 200mk.
Obliczone zapotrzebowanie na ciepło przy 0stopi to 3KW
W lato patrząc na układ hydrauliczny bufor jest zmieniany na magazyn wody lodowej.
Temperatura jest utrzymywana powyżej punktu rosy plus 2 stopnie aby rury się nie szroniły mimo że są izolowane


Temperatura zasilania grzejników jest wyliczona z krzywej grzewczej i waha się od 30 do 40 stopni. Piec pracuje w kilku trybach, temperatura w budynku oraz temperatura w termie jest zmienna zależnie od pory dnia.
W minioną zimę przy -20 stopni temperatura na tradycyjne grzejnik była podawana 40stopni budynek jest dobrze izolowany
Są aktualnie zamontowanie cztery FanCoile jeden o mocy 3.5kW, trzy o mocy 1.5kW i służą do chłodzenia jak i grzania, mogą pracować w trybie aktywnym jak i pasywnym.
 

 

Mój parownik jest na zewnątrz ma przepływ 1700m3/h .
Jak wspominałem 1700m3/h przy tem. 5 stopni i 90% wilgotności daje DevPoint j 3.5stopnia i 5 gram wody na metr sześcienny powietrza.
Aby woda się nie od kropliła na lamelach przepływ powietrza musi być większy jak 3.5ms, ale przeliczając mój parownik uzysk jest 1.5ms co za tym idzie woda pozostaje na lamelach i rozpoczyna się obladzanie parownika. Skoro nie ma odparowania zaczynają dostawać się krople czynnika do sprężarki i tu zdajmy sobie pytanie jak odtajać parownik. No ale znając teromdynamikę zobaczymy że EEV się zamyka obniżając ciśnienie ssania i mimo oblodzenia energia jest odbierana dosłownie z lodu, zmiana trybu grzania na chłodzenie za pomocą zawory 4 drogi totalna strata energii, którą daliśmy do zbiornika buforowego, odtajanie wentylatorami- czasochłonna i nieefektywna, no i 3 sposób odtajanie gorącym gazem i to jest zysk czasu i energii (to jest te 8%).
Polecam zachodnią literaturę.

 

W te lato przed sezonem grzewczym dodałem przepływomierz wody  na skraplacz. Dodatkowo dałem dwa zawory przełączające zasilanie skraplacza zależne od temperatury wody. Zużycie energii spadło do 6kW prz 100% wydajności jedne cykl pompy to praca 12 minut dla bufora 300l w delcie T5stopni.

Krzywa wyliczam tylko dla X2 nie liczę X1 ponieważ jest to zbędne każde pomieszczenie ma autonomiczny regulator.

Odtajanie wyliczam od temperatury zewnetrznej x czas x ilosc startów.

Regulator sprężarki pozwala na maksymalne ciśnienie 30Bar daje to temperaturę gazu nasyconego 60 stopni przy wyjściu skroplonego gazu 44 stopnie.

W tym roku planuję dać dochłodzenie cieczy aby zrzucić ciśnienie przy lepszym przegrzaniu, mam już zakupiony wymiennik 4kW do 26bar gaz woda.

 

Program znajduje się na dwóch sterownikach, jeden do sterowania PC, Panelami Fotowoltanicznymi i bankiem energii 5kW na bateriach LiFePo4.

Drugi steruje Piecem, Panelami Fotowoltanicznymi i pozostałą automatyka tak zwany smart dom. Całością zarządza trzeci sterownik Panel HMI Weintek z drugim rdzeniem CodeSys a całość jest spięta z dwoma serwerami NAS i VPN OpenVPN ze zintegrowanymi 4 kamerami.