Przemysłowe i komercyjne pompy ciepła

Przemysłowe i komercyjne pompy ciepła — wodne systemy HVAC 65–2 872 kW

Komercyjna pompa ciepła przenosi ciepło w budynku między obiegiem wodnym a źródłem zewnętrznym, gruntowym lub procesowym, zamiast wytwarzać je przez spalanie paliwa. Koven Air produkuje sześć serii wodnych o mocy od 65 do 2 872 kW na urządzenie, podaje współczynnik COP dla każdego rodzaju źródła i potwierdza pomiarami moc grzewczą do −30 °C.

Przemysłowa i komercyjna pompa ciepła — seria 1 Przemysłowa i komercyjna pompa ciepła — seria 2 Przemysłowa i komercyjna pompa ciepła — seria 3

65–2 872 kW

Moc grzewcza na urządzenie

6 serii

Powietrze, woda, grunt i układ 4-rurowy

2.51–6.4

Podany COP grzewczy według rodzaju źródła

−30 °C

Najniższa temperatura zewnętrzna, przy której zmierzono moc grzewczą

R32 / R1234ze

Czynniki chłodnicze o niskim GWP

20 000 m²

Własna fabryka, działająca od 2007 r.

Dlaczego hasło „przemysłowa pompa ciepła” prowadzi do dwóch różnych rodzajów systemów

Wyniki wyszukiwania hasła „przemysłowa pompa ciepła” z lokalizacji w United States nie pokazują na pierwszej stronie żadnych urządzeń HVAC do budynków. Zamiast tego pojawiają się:

opracowanie Department of Energy dotyczące oszczędności pary i paliwa
badania American Council for an Energy-Efficient Economy
producent urządzeń do sprężonego powietrza

To hasło obejmuje dwie serie urządzeń, które korzystają z obiegu czynnika chłodniczego, ale poza tym niemal nic ich nie łączy. Obie przenoszą ciepło zamiast wytwarzać je przez spalanie paliwa, ale różnią się pod trzema względami:

01
temperaturą pracy — jedna seria kończy pracę tam, gdzie zaczyna się druga
02
nośnikiem energii cieplnej odprowadzanej z urządzenia — po jednej stronie jest woda, po drugiej para
03
osobą zatwierdzającą zakup — przedstawicielem branży instalacyjnej czy inżynierem procesu
Widok hali produkcyjnej przemysłowych śrubowych pomp ciepła

Przed porównaniem komercyjnych pomp ciepła pod względem mocy lub ceny należy ustalić, jakiego rodzaju urządzenia wymaga dana aplikacja. Błędna decyzja oznacza utratę całego cyklu zakupowego.

Dane i specyfikacje

Test dwóch urządzeń

Dwie odpowiedzi pozwalają ustalić, którego urządzenia potrzebuje projekt.

P1. Czy urządzenie oddaje ciepło w postaci wody czy pary?
P2. Czy wymagana temperatura zasilania wynosi 75 °C lub mniej, czy przekracza 100 °C?

Test dwóch urządzeń — co wynika z odpowiedzi

Odpowiedzi Seria urządzeń Typowe zastosowanie Czy produkuje Koven?
Woda, do 55 °C Wodna pompa ciepła do budynków Ogrzewanie lub chłodzenie pomieszczeń, klimakonwektory, obiegi ogrzewania płaszczyznowego, centrale wentylacyjne Tak — pięć z sześciu serii
Woda, 55–75 °C Kaskadowa wysokotemperaturowa pompa ciepła Procesowa ciepła woda, zastępowanie kotłów, linie mycia i fosforanowania Tak — kaskadowa seria KAIA
Para lub woda o temperaturze powyżej 100 °C Pompa ciepła do procesów przemysłowych Wytwarzanie pary, suszenie, procesy w przemyśle celulozowym, spożywczym i napojowym Nie — należy wskazać specjalistę od ciepła procesowego

Zakres wodnych pomp ciepła Koven

Wszystkie urządzenia przedstawione na tej stronie pracują po stronie wodnej. Koven Air produkuje komercyjne i przemysłowe urządzenia wodne — nie urządzenia wytwarzające parę, systemy ze zmiennym przepływem czynnika chłodniczego ani domowe jednostki typu split.

Wyniki wyszukiwania dodatkowo komplikuje trzecia grupa: obok urządzeń dachowych i typu split o mocy 3–10 ton, określanych jako małe komercyjne pompy ciepła, pojawiają się przemysłowe wysokotemperaturowe pompy ciepła o mocy w megawatach. Wszystkie odpowiadają na to samo zapytanie.

Zakup urządzenia z niewłaściwej grupy oznacza utratę całego cyklu zakupowego, ponieważ urządzenia te nie zastępują się wzajemnie przy żadnym poziomie cenowym.

Ograniczenia temperaturowe i innowacje

W przeciwieństwie do niedoboru mocy, który można skorygować przez dodanie modułów, niedoboru temperatury nie da się zniwelować, łącząc urządzenia równolegle: 40 urządzeń osiągających maksymalnie 75 °C nadal osiągnie najwyżej 75 °C.

Wodne pompy ciepła Koven Air mają moc od 65 do 2 872 kW na urządzenie w sześciu seriach. Maksymalna temperatura nie jest jednak nieprzekraczalnym limitem w praktyce — zgłoszenie patentowe USPTO US20230288112A1 dotyczy modułowej, rewersyjnej, kaskadowej wysokotemperaturowej pompy ciepła z predykcyjnym sterowaniem odszranianiem. Tę samą architekturę wykorzystuje seria KAIA, osiągająca w praktyce 75 °C.

ID: US20230288112A1

Oferta Koven — sześć serii, jedna decyzja o źródle ciepła

Wybór niewłaściwego rodzaju źródła wiąże się z ryzykiem, którego nie da się skorygować w kolejnej wersji projektu. Każda z poniższych instalacji wymaga prac budowlanych i musi zostać zaplanowana na długo przed dostawą urządzenia:

pole sond gruntowych obieg skraplacza studnię przyłącze do strumienia ścieków

Pierwsza decyzja nie dotyczy więc modelu, lecz tego, jakie źródło można doprowadzić do urządzenia — to ono, a nie oznaczenie na obudowie, wyznacza zakres sprawności, z którym trzeba się liczyć.

Wszystkie sześć serii pobiera ciepło ze źródła i przekazuje je do obiegu wodnego. Każda może też pracować w trybie rewersyjnym, zapewniając ogrzewanie i chłodzenie z jednego urządzenia. Serie różnią się źródłem ciepła oraz tym, czy w obiekcie komercyjnym potrzebne jest jednoczesne ogrzewanie i chłodzenie.

System_Logic::Source-Side_Fork

Czy dostępne jest stabilne źródło wody? — woda ze studni, pole sond gruntowych, obieg skraplacza budynku lub procesowy strumień ścieków.

[ GAŁĄŹ 01 ] Dostępne źródło wody
P_ Czy różne strefy wymagają jednoczesnego ogrzewania i chłodzenia?
TAK → Agregat wody lodowej z pompą ciepła, 4-rurowy
[ GAŁĄŹ 02 ] Parametry źródła
NIE Który rodzaj źródła można zastosować?
• Woda ze studni lub obieg budynku → źródło wodne
• Pole sond gruntowych → źródło gruntowe
• Procesowe ścieki → układ woda–woda
[ GAŁĄŹ 03 ] Brak źródła wody
P_ Czy temperatura zewnętrzna dla doboru jest niższa niż −15 °C?
TAK → Do zimnego klimatu
(wtrysk pary do −30 °C)
NIE → Powietrze–woda
Główne zdjęcie produktowe pompy ciepła powietrze–woda
SYS_ID: AW-HP-01

Pompa ciepła powietrze–woda

Moc 65–2 872 kW
COP 3,24–4,43 znamionowy
Seria KAFLG / KAFMH(A)…
Czynnik chłodniczy R134a / R410A…

Pobiera ciepło z powietrza zewnętrznego, dlatego sprawdza się w budynkach bez dostępnego źródła wody, w których temperatura zewnętrzna dla doboru przekracza −15 °C.

PRZEJDŹ DO DANYCH [>]
Główne zdjęcie produktowe 4-rurowego agregatu wody lodowej z pompą ciepła
SYS_ID: HP-CH-02

Agregat wody lodowej z pompą ciepła — 4-rurowy

Moc 281 kW · 1 060 kW
Łączny COP 7,74 – 8,9 projektowy
Seria KASG-2xx / KASG-0xxH
Czynnik chłodniczy R134a / R1234yf · R410A

Najlepsze rozwiązanie dla hoteli, szpitali i budynków wielofunkcyjnych z jednoczesnym zapotrzebowaniem na ciepło i chłód.

UZYSKAJ DANE [>]
Główne zdjęcie produktowe pompy ciepła ze źródłem wodnym
SYS_ID: WS-HP-03

Pompa ciepła ze źródłem wodnym

Moc 85–1 913 kW na urządzenie
COP 5,6–6,1 zmierzony
Seria KACWR / KASCMF
Czynnik chłodniczy R410A · R134a

Najlepsze rozwiązanie dla budynków z istniejącym obiegiem wody skraplacza lub pobierających wodę ze studni.

UZYSKAJ DANE [>]
Główne zdjęcie produktowe gruntowej pompy ciepła wykorzystującej energię geotermalną
SYS_ID: GS-HP-04

Gruntowa pompa ciepła

Moc 367–1 913 kW na urządzenie
COP 6,1–6,4 zmierzony
Seria KASCMF, sprężarka dwuśrubowa
Czynnik chłodniczy R134a

Rozwiązanie geotermalne, idealne dla kampusów i pomieszczeń technicznych z polem sond gruntowych; ma najwyższy podany COP.

UZYSKAJ DANE [>]
Główne zdjęcie produktowe pompy ciepła do zimnego klimatu
SYS_ID: CC-HP-05

Pompa ciepła do zimnego klimatu

Moc 65–150 kW na moduł
COP 2,51–3,18 zweryfikowany
Seria KADFM (wtrysk pary)
Czynnik chłodniczy R32 · R410A

Najlepsze rozwiązanie dla lokalizacji na północy, w których temperatura zewnętrzna dla doboru jest niższa niż −15 °C. Wiele urządzeń można połączyć równolegle w jednym obiegu.

UZYSKAJ DANE [>]
Główne zdjęcie produktowe przemysłowej pompy ciepła w układzie woda–woda
SYS_ID: WW-HP-06

Pompa ciepła w układzie woda–woda

Moc 384–1 913 kW grzewcza
COP 5,0–5,1 zmierzony
Seria KASCMF, 20 modeli
Czynnik chłodniczy R134a

Najlepsze rozwiązanie dla lokalizacji z dostępem do ścieków, wód gruntowych lub przemysłowego strumienia ciepła odpadowego.

UZYSKAJ DANE [>]

Moc grzewcza w mroźne dni — ile ciepła faktycznie trafia do obiegu wodnego w danej strefie klimatycznej

Dodanie rezerwy mocy, aby uwzględnić nieznaną moc grzewczą w mroźne dni, pogarsza działanie urządzenia zamiast zwiększać bezpieczeństwo. Consortium for Energy Efficiency stwierdza wprost: przewymiarowanie wpływa na sprawność pomp ciepła bardziej niż w przypadku innych typów HVAC. Wymienia cztery skutki:

częste cykle pracy przy niskim obciążeniu
słabe parametry pracy
wysokie zużycie energii
mniejsza kontrola temperatury
Rzeczywistość inżynierska

Inżynierowie i tak przewymiarowują urządzenia, ponieważ producenci podają jedną graniczną temperaturę i na tym poprzestają. Wartość graniczna informuje, że urządzenie nadal pracuje przy danej temperaturze zewnętrznej. Nie mówi jednak, ile ciepła trafia wtedy do obiegu.

Sprawność każdej pompy ciepła spada wraz z obniżaniem temperatury źródła — w chłodniejszych miesiącach może obniżyć się gwałtownie. Moc grzewcza i chłodnicza w niskich temperaturach to jedne z parametrów, których inżynier projektant nie może wywnioskować z tabliczki znamionowej.

„Lista pomp ciepła NEEP wskazuje, że to urządzenie jest przewymiarowane o >150% i prawdopodobnie wystąpią problemy z jego działaniem związane z nadmierną mocą.”

— inżynier sprawdzający dobór pompy ciepła do zimnego klimatu na forum społeczności użytkowników pomp ciepła

Na tym polega pułapka. Rezerwa dodana z powodu braku danych staje się udokumentowanym ryzykiem pogorszenia parametrów pracy, a urządzenie ponosi tego koszt przez cały sezon.

Instalacja dachowa pompy ciepła w centrum handlowym o powierzchni 40000 metrów kwadratowych w chłodnym klimacie

Gdzie leży rzeczywista granica

Przy dolnej granicy zakresu pompa ciepła do zimnego klimatu tylko nieznacznie przewyższa grzałkę elektryczną, która pełni funkcję rezerwową. Twierdzenie czegoś innego podważyłoby wiarygodność pozostałych danych. W opisanej poniżej instalacji w centrum handlowym o powierzchni 40 000 m² kocioł elektryczny pracował przez 15 dni sezonu grzewczego i zużył 7% całkowitej energii w ciągu roku.

Uwzględnienie tych 7% wymaga innego podejścia niż przewymiarowanie pompy ciepła o 50% i utrata sprawności przy częściowym obciążeniu przez cały sezon.

Współczynnik mocy grzewczej w mroźne dni

Podziel moc grzewczą przy projektowej temperaturze zewnętrznej przez moc znamionową przy 7 °C. Wynik określa liczbę potrzebnych urządzeń.

Seria i model Projektowa temperatura zewnętrzna Moc oddawana ÷ moc znamionowa Wartości zmierzone Założenia projektowe
Pompa do zimnego klimatu KADFM-020H −25 °C 53% 37.05 z 70 kW Wartość katalogowa
Pompa do zimnego klimatu KADFM-040H −25 °C 46% 73.92 z 160 kW Wartości katalogowe
Pompa do zimnego klimatu KADFM-030H −22 °C 74% 96 z 130 kW Test odbiorczy projektu
KAFM-110H012 z wtryskiem pary −30 °C 72% 280 z 390 kW Test odbiorczy projektu
Kaskada KAIA-50H-FD −12 °C ≥82% Spadek mocy ≤18% Test odbiorczy projektu
Źródło wodne, gruntowe, układ woda–woda Nie dotyczy Brak korekty ze względu na temperaturę zewnętrzną — Temperatura źródła jest stabilna przez cały rok

Każdy współczynnik dotyczy wskazanego modelu i temperatury wody na wylocie. Nie jest gwarancją dla całej serii. Należy poprosić o tabelę korekt dla własnego punktu projektowego, zamiast szacować wartość na podstawie innych danych.

Dlaczego serie z wtryskiem pary lepiej utrzymują moc

Obie serie z najwyższymi współczynnikami mocy grzewczej w mroźne dni wykorzystują zaawansowany wtrysk pary. Niezależne badania prowadzone w ramach programu pomp ciepła International Energy Agency wykazały, że wtrysk pary ze zbiornika rozprężnego w urządzeniu R410A zwiększa moc grzewczą o około 30%, a COP przy niskiej temperaturze zewnętrznej o 20%.

To fizyczne zjawisko umożliwia osiągnięcie określonego współczynnika przy −30 °C. Dlatego wysokosprawne pompy do zimnego klimatu i serie modułowe są wyszczególniane oddzielnie od standardowych pomp powietrze–woda.

Komercyjna powietrzna pompa ciepła z wtryskiem pary do ogrzewania przy niskiej temperaturze zewnętrznej

Czy znane są projektowa temperatura zewnętrzna i wymagana temperatura wody na wylocie?

Uzyskaj szacunkową moc z korektą temperaturową →

Pompy ciepła a układ kocioł + agregat wody lodowej — porównanie na podstawie pomiarów

O wyniku nie decyduje mnożnik sprawności podany przez producenta, lecz stosunek ceny energii elektrycznej do ceny gazu. Pominięcie tego obliczenia prowadzi do analizy opłacalności opartej na taryfach innego użytkownika.

Analiza Regulatory Assistance Project wskazuje próg opłacalności przy współczynniku COP wynoszącym około 3, w porównaniu z kotłem gazowym osiągającym sprawność eksploatacyjną bliską 85%. Zaznacza też, że dekadę wcześniej próg ten wynosił około 3.7 z powodu innych taryf.

Przemysłowa odśrodkowa pompa ciepła do porównania systemu kotłowego z agregatem wody lodowej

Zastosuj tę zasadę do własnej taryfy

Podziel cenę zakupu energii elektrycznej przez cenę zakupu gazu; obie wartości należy podać za kWh.

Wynik to wartość COP dla ogrzewania, którą należy przekroczyć, aby obniżyć koszty eksploatacji.

Porównaj wynik z zakresem COP dla dostępnego rodzaju źródła, podanym na kartach produktów powyżej.

W przypadku źródeł wodnych i gruntowych można z łatwością przekroczyć wartość 5; przy źródle powietrznym i niskiej projektowej temperaturze zewnętrznej może się to nie udać.

To proste obliczenie pozwala lepiej ocenić budżet niż dowolny mnożnik sprawności, ponieważ uwzględnia własne źródła energii, a nie warunki testowe wybrane przez producenta.

Zestawienie techniczne i analiza rynku

Czynnik Wodna pompa ciepła Koven Kocioł gazowy + oddzielny agregat wody lodowej
Sprawność ogrzewania COP 2,51–6,4 w zależności od rodzaju i warunków źródła Sprawność spalania 0,85–0,95
Moc w zależności od temperatury zewnętrznej Ulega obniżeniu — patrz tabela współczynników mocy grzewczej Stała, niezależna od pogody
Jednoczesne ogrzewanie i chłodzenie Tak, jedno urządzenie 4-rurowe Nie — dwa pomieszczenia techniczne, dwie umowy
Spalanie na miejscu, przewód spalinowy, pozwolenie na gaz Brak Wymagane
Czynnik chłodniczy na miejscu Obecny — R32, R410A, R134a, R407C lub R1234ze, zależnie od serii Brak po stronie kotła
Pomieszczenia techniczne wymagające konserwacji Jedno Dwa, wymieniane w odrębnych cyklach
Zapotrzebowanie na moc elektryczną Wyższe — przed podjęciem decyzji należy sprawdzić dostępną moc Niższe
Odzysk ciepła do podgrzewania wody Wbudowany w platformę KASCMF, 115–574 kW zależnie od modelu Dodatkowe urządzenia

Utrzymywanie stałej mocy przez kocioł podczas fali mrozów to rzeczywista zaleta, której nie należy pomijać. Właśnie dlatego współczynnik mocy grzewczej powinien być uwzględniony przy doborze, a nie schowany w przypisie. Warto wiedzieć, jak nowe jest to porównanie.

Analiza American Council for an Energy-Efficient Economy, oparta na badaniu budynków komercyjnych U.S. Energy Information Administration, wskazuje, że pompy ciepła odpowiadają za nieco ponad 11% energii zużywanej przez urządzenia grzewcze w komercyjnych budynkach w US. Układ kocioł + agregat wody lodowej nie jest rzadkim przypadkiem z przeszłości — nadal dominuje w mniej więcej dziewięciu na dziesięć pomieszczeń technicznych.

Elektryfikacja zmienia natomiast sposób organizacji pomieszczenia technicznego. Jedno urządzenie może ogrzewać zimą i chłodzić latem, dzięki czemu roczne zużycie energii rozliczane jest z jednego licznika i w ramach jednej umowy konserwacyjnej zamiast dwóch.

Utrudnienia związane z elektryfikacją

Elektryfikacja również wiąże się z utrudnieniami. Trzy kwestie mogą uniemożliwić prostą wymianę urządzenia na pompę ciepła:

  • zbyt mała moc przyłączeniowa, by obsłużyć nowe obciążenie, co wymaga zwiększenia mocy przyłącza
  • instalacja zaprojektowana wyłącznie do wody kotłowej o wysokiej temperaturze, co wymaga wymiany odbiorników ciepła
  • koszt instalacji liczony od strony licznika, przy którym ogrzewanie spalaniem paliwa pozostaje tańsze

W praktyce decyzja rzadko zależy wyłącznie od sprawności. Wymiana kotła na podobny model to bezpośrednia zamiana, natomiast pompa ciepła o mocy odzysku ciepła 115–574 kW wymaga jednoczesnej zmiany projektu hydraulicznego, przyłącza elektrycznego i umowy konserwacyjnej. Dlatego porównanie należy przeprowadzić na etapie koncepcji modernizacji zakładu produkcyjnego lub obiektu, a nie dopiero podczas przetargu.

Jeśli budynek wymaga znacznie więcej chłodzenia niż ogrzewania, należy porównać typy agregatów wody lodowej, a nie pompę ciepła z kotłem — nasz przewodnik po przemysłowych agregatach wody lodowej omawia tę kwestię.

Wyniki projektów — trzy instalacje, pomiary z okresu od 8 do 14 miesięcy

Źródło danych. Są to dokumentacje projektów Koven z instalacji w Chinach, a nie badania audytowane przez niezależne podmioty. Pomiary fizyczne podano zgodnie z zapisem. Wpływ na koszty przedstawiono jako wartości procentowe i okresy zwrotu, a nie kwoty, ponieważ wynik zależy od lokalnego stosunku cen energii elektrycznej i gazu, a nie od urządzenia.

Instalacja kaskadowej wysokotemperaturowej pompy ciepła do procesowej ciepłej wody w przemysłowej obróbce wstępnej lakierowanych elementów
Przemysłowy

Lakiernia samochodowa — procesowa ciepła woda o temperaturze 65 ±0,5 °C

Etapy obróbki wstępnej, fosforanowania i płukania wymagały wody o stałej temperaturze 65 °C. Cztery gazowe kotły ciepłej wody o mocy 2 ton utrzymywały temperaturę w zakresie ±3 °C. Wahania powodowały niespójną grubość warstwy fosforanowej i mierzalny odsetek wad.

Specyfikacje techniczne

  • Zainstalowano 18 × 185 kW urządzeń kaskadowych, łączna moc systemu 3 330 kW
  • Osiągnięta temperatura wody 64,7–65,3 °C, wahania ≤0,3 °C przy założonej wartości ±0,5 °C
  • Roczny zmierzony COP 3.62, utrzymujący się na poziomie ≥3.4 przy szczytowym obciążeniu
  • Przy temperaturze zewnętrznej −12 °C Spadek mocy ≤18%, temperatura wody nadal wynosiła 63,0 °C
  • Koszt energii Spadek o 69,9% · prosty okres zwrotu 21 miesięcy
  • Odsetek wad fosforanowania 3,1% → 0,75%
  • Dyspozycyjność 14 kolejnych miesięcy bez nieplanowanego przestoju
  • Przełączenie 60 dni, prace wyłącznie nocą, bez wstrzymania produkcji
Instalacja komercyjnych dachowych pomp ciepła do ogrzewania i chłodzenia hali targu hurtowego
Komercyjny

Targ hurtowy o powierzchni 157 000 m² — ogrzewanie i chłodzenie

Kocioł węglowy miał zostać zdemontowany zgodnie z lokalnymi przepisami dotyczącymi jakości powietrza, a najemcy zgłaszali zimą temperatury poniżej 16 °C. Prace nie mogły zakłócić działalności targu.

Specyfikacja techniczna

  • Zainstalowano 174 moduły, moc grzewcza 22 600 kW i moc chłodnicza 18 800 kW
  • Przy −22 °C 96 kW na moduł, 74% wartości znamionowej przy 7 °C
  • Sezonowy COP 2.92 dla ogrzewania, 3.35 dla chłodzenia
  • Koszt energii Spadek o 43,6% · okres zwrotu 2.97 roku
  • Układ na dachu Symulacja przepływu powietrza wykazała wzrost sprawności o 14%
  • Dostawa 39 dni od rozpoczęcia do przekazania instalacji, bez przerwy w działalności
  • Hałas 54 dB zmierzone na dachu, ≤43 dB wewnątrz urządzeń
Instalacja pompy ciepła powietrze–woda w chłodnym klimacie w centrum handlowym o powierzchni 40000 metrów kwadratowych
Komercyjne

Centrum handlowe o powierzchni 40 000 m² — projektowa temperatura zewnętrzna −30 °C

System zaprojektowany do pracy w ekstremalnie zimnym klimacie, zapewniający stabilne i wydajne ogrzewanie przy minimalnym zapotrzebowaniu na źródło rezerwowe.

Specyfikacja techniczna

  • Zainstalowano 20 urządzeń z wtryskiem pary, 5 600 kW
  • Przy −30 °C 280 kW na urządzenie, 72% wartości znamionowej przy 7 °C
  • Roczny COP 2.86
  • Koszty ogrzewania Spadek o 44% · zwrot w 3 lata
  • Użycie źródła rezerwowego Kocioł elektryczny pracował przez 15 dni, zapewniając 7% rocznej energii
  • Efekt dla użytkowników Liczba skarg na temperaturę spadła o 90%

We wszystkich trzech obiektach operatorzy przytaczają nam dane dotyczące dostępności, a nie szczytowego współczynnika COP. Zespół techniczny ocenia przede wszystkim niezawodność działania przez cały sezon grzewczy oraz trwałość mechaniczną przy pracy 24 godziny na dobę.

Każda z podanych wyżej wartości pochodzi z odczytu podczas testu odbiorczego, porównanego z pisemną specyfikacją projektową, a nie z symulacji. Dlatego w dwóch z trzech przypadków nie osiągnięto wartości nagłówkowych, które z pewnością chętnie podano by w broszurze.

Zewnętrzny punkt odniesienia / kryteria DOE

Dla porównania można wykorzystać wyniki terenowe obejmujące wielu producentów, opublikowane przez Departament Energii Stanów Zjednoczonych w ramach badania terenowego Cold Climate Heat Pump Challenge, przeprowadzonego w Pacific Northwest National Laboratory. Zestawienie sezonowych wartości od 2.86 do 3.62 z niezależnym badaniem terenowym daje rzetelniejszy obraz niż porównanie ich z dowolną broszurą.

Wyniki pomiarów — dokumentacja projektowa producenta

0mies. – 0lat
Prosty okres zwrotu
0% – 0%
Redukcja kosztów

Prosty okres zwrotu dla trzech powyższych instalacji. Różnice w oszczędności energii wynikają z charakteru pracy, a nie z jakości urządzeń.

  • Praca na potrzeby wody procesowej trwa 24 godziny na dobę przy dużym podnoszeniu temperatury, dlatego zwrot następuje najszybciej.
  • Dwie modernizacje sezonowego ogrzewania pomieszczeń zwracają się w ciągu ponad trzech sezonów zimowych.
Uwaga: Okres zwrotu na danym rynku będzie zależał od relacji cen energii elektrycznej do gazu, a nie od tych wartości procentowych. Przed potraktowaniem którejkolwiek z tych liczb jako prognozy należy zastosować regułę punktu przecięcia opisaną w sekcji porównawczej powyżej, korzystając z własnej taryfy.
700 GWP

Zgodność dotycząca czynników chłodniczych, certyfikaty i produkcja

Podsektory objęte progiem EPA 700 GWP

Próg 700 GWP, dominujący w dyskusjach o czynnikach chłodniczych, obecnie nie obejmuje tej klasy urządzeń. Znajomość dokładnego zakresu jego obowiązywania pozwala przygotować specyfikację, którą można uzasadnić. Na mocy amerykańskiej ustawy American Innovation and Manufacturing Act ograniczenia Technology Transitions ustanowione przez Agencję Ochrony Środowiska dotyczą poszczególnych, wymienionych podsektorów.

Podsektor objęty limitem 700 GWP Przykłady wymienione w przepisach Data wejścia wymagań w życie
Klimatyzatory i pompy ciepła do budynków mieszkalnych oraz małych obiektów komercyjnych Urządzenia okienne, przenośne klimatyzatory pokojowe 1 stycznia 2025
Systemy do budynków mieszkalnych i małych obiektów komercyjnych Systemy mini-split, systemy kompaktowe 1 stycznia 2025
Stacjonarne klimatyzatory i pompy ciepła Systemy o zmiennym przepływie czynnika chłodniczego 1 stycznia 2027
Centra danych i klimatyzatory do pomieszczeń komputerowych Chłodzenie urządzeń IT 1 sty 2027
Chłodnictwo procesowe w przemyśle Niskotemperaturowa strona układu kaskadowego, temperatura parowania od −50 do −30 °C 1 stycznia 2028

Żaden z tych wierszy nie obejmuje dużych wodnych agregatów wody lodowej ani pomp ciepła o mocy od 65 do 2 872 kW. Dostawca twierdzący, że limit już dziś dotyczy danego projektu, interpretuje przepisy szerzej, niż wynika to z ich brzmienia.

Pozycja poszczególnych czynników chłodniczych

Czynnik chłodniczy GWP Serie Koven oferujące ten czynnik Względem limitu 700
R1234ze1Opcja śrubowa KAFLGPoniżej
R1234yf<1Opcja śrubowa 4-rurowaPoniżej
R32675Modułowa sprężarka spiralna, do klimatu chłodnegoPoniżej
R134a1,430Platforma KASCMF, sprężarka śrubowa KAFLGPowyżej
R407C1,774Wariant śrubowy KAFLGPowyżej
R410A2,088Modułowa, zasilana wodą, do klimatu chłodnegoPowyżej

Wybór R32 lub R1234ze dla tej klasy urządzeń oznacza dziś zabezpieczenie zgodności na przyszłość, a nie spełnienie obecnych wymagań. Warto rozważyć tę opcję już teraz ze względu na własne zobowiązania właściciela dotyczące emisji dwutlenku węgla oraz lokalne przepisy wprowadzające surowsze limity.

Wybór czynnika chłodniczego wpływa na ryzyko bezpośrednich emisji i jest jedynym elementem argumentacji dotyczącej zrównoważonego rozwoju, który producent może samodzielnie udokumentować. Większość wpływu środowiskowego każdej maszyny elektrycznej wiąże się z energią pobieraną z sieci: jeśli elektrownie nadal spalają gaz, całkowicie elektryczny system przenosi emisje CO2, zamiast je eliminować, a zerowy ślad emisji obiektu jest możliwy tylko wtedy, gdy zerowaemisyjne jest również źródło zasilania.

Rzeczywiste procesy w zakładzie produkcyjnym

Zakład w Suzhou działa od 2007, kiedy z linii zjechał pierwszy śrubowy agregat wody lodowej — ta sama platforma stanowi podstawę przemysłowych agregatów wody lodowej Koven Air, od których wywodzi się ta seria pomp ciepła. Są to dane dotyczące procesów, które inżynier może zweryfikować podczas wizyty, dlatego podano je tutaj zamiast stosować przymiotniki.

LOKALIZACJA / POWIERZCHNIA 20 000 m² własnej powierzchni, wysyłka do 35 krajów
OPERACJE / PRODUKCJA 18 procesów, 23 operacje obróbki blachy
MONTAŻ Modułowa linia montażowa wspomagana przez roboty
IDENTYFIKOWALNOŚĆ / KONTROLA JAKOŚCI 400 punktów kontrolnych, 36 pozycji inspekcji
WALIDACJA 24h testu starzeniowego i własne laboratorium

W odróżnieniu od ogólnego zapewnienia o zgodności, tę tabelę można zweryfikować w każdym wierszu na podstawie przepisów. Właśnie dlatego przedstawiono ją na stronie produktu, a nie w ofercie sprzedażowej.

Dlatego Koven podaje zmierzony COP zamiast deklaracji dotyczącej emisji dwutlenku węgla. Wysoką wartość sprawności można zweryfikować na podstawie taryfy i wskaźnika emisyjności sieci. Nie można tego zrobić z nagłówkiem promującym ekologiczność, opartym na założeniach dotyczących energii odnawialnej, których nie znamy. Zrównoważona specyfikacja przedstawiona na tej stronie to po prostu taka, której obliczenia można powtórzyć.

Certyfikaty, w tym jeden, którego nie posiadamy

Koven nie posiada certyfikacji AHRI dla tych serii. Jeśli specyfikacja wymaga niezależnie certyfikowanych wartości znamionowych, należy omówić to na etapie projektowania, a nie składania dokumentacji do zatwierdzenia — zob. sekcję dotyczącą zakupów poniżej.

CE

Conformité
Européenne

ISO

9001:2015
Zarządzanie jakością

ISO

14001:2015
Środowisko

ISO

45001:2018
Bezpieczeństwo i higiena pracy

Przewodnik zakupowy — dane do zapytania ofertowego, czas realizacji i zakres serwisu urządzenia

W przypadku producenta, który nie został jeszcze uwzględniony w założeniach projektowych, kluczowy jest etap projektowania, a nie weryfikacja dokumentacji do zatwierdzenia.

Jak wskazano w HPAC Engineering, po zamknięciu dokumentów przetargowych wymagane są ściśle określone parametry urządzeń. Producent starający się o akceptację jako rozwiązanie „równoważne” musi wykazać równoważność funkcjonalną, a nie tylko przedstawiać swoje zalety. Pominięcie etapu projektowania oznacza utratę możliwości zmiany specyfikacji.

Uzyskaj szybką wycenę

Cztery wartości przed wysłaniem zapytania ofertowego

Podanie tych czterech wartości zespołowi przedsprzedażowemu pozwala obliczyć spadek mocy i dobrać urządzenie przed przygotowaniem oferty, zamiast robić to po wyborze modelu.

  • Szczytowe obciążenie cieplne przy ogrzewaniu w kW — oraz szczytowe obciążenie przy chłodzeniu, jeśli wchodzi w zakres urządzenie 4-rurowe
  • Temperatura zewnętrzna w projektowym dniu obliczeniowym albo zakres temperatury wody źródłowej
  • Wymagana temperatura wody na zasilaniu
  • Czy ogrzewanie i chłodzenie mają być potrzebne jednocześnie w różnych strefach

Piąte pytanie dotyczące modernizacji

Montaż komercyjnej pompy ciepła w istniejącym pomieszczeniu technicznym wymaga odpowiedzi na piąte pytanie, które rzadko pojawia się w zapytaniu ofertowym: jakie parametry może obsłużyć obecny system dystrybucji.

Modernizacje komercyjnych systemów HVAC znacznie częściej zawodzą z powodu temperatury emitera i instalacji elektrycznej niż samego urządzenia.

Czynniki wpływające na cenę

Cena końcowa zależy od konfiguracji, a nie od stawki za kW, dlatego cennik mógłby wprowadzać w błąd. Na cenę wpływają następujące parametry:

  • Seria urządzeń — dwie sprężarki śrubowe, sprężarka spiralna modułowa albo wysokotemperaturowy układ kaskadowy
  • Zakres mocy grzewczej
  • Dobór czynnika chłodniczego — standardowy albo o niskim GWP
  • Konfiguracja 2-rurowa, 4-rurowa lub z odzyskiem ciepła
  • Materiał wymiennika ciepła dopasowany do składu chemicznego wody źródłowej
  • Zakres integracji układu sterowania z systemem zarządzania budynkiem
  • Strategia zapewnienia redundancji — jedno duże urządzenie albo zestaw modułów

Skontaktuj się z Koven, aby uzyskać szczegółową ofertę uwzględniającą parametry danego zastosowania. Oferta zostanie przygotowana w ciągu 24 godzin od otrzymania czterech podanych wyżej wartości.

Kto serwisuje urządzenie — jasna odpowiedź

Przedsiębiorcy porównujący producentów komercyjnych pomp ciepła pytają o to przed pytaniem o cenę, a niejasna odpowiedź jest gorsza niż taka, która może nie przypaść do gustu. Na branżowych forach zastrzeżenie to formułowane jest znacznie bardziej dosadnie niż podczas spotkania.

„Jeśli obawiasz się o części i wsparcie, to marka bez renomy.” — wykonawca komentujący importowane urządzenia HVAC na branżowym forum

Broszura odpowiada na to zapewnieniami, podczas gdy użyteczna odpowiedź powinna jasno określać zakres usług.

Przed sprzedażą

Przegląd projektu i weryfikacja parametrów, wraz z niezależnym sprawdzeniem obliczeń doboru urządzenia.

W trakcie sprzedaży

Test fabryczny przed wysyłką; technicy przyjeżdżają na miejsce, aby nadzorować montaż i uruchomienie oraz regulację i dostosować urządzenie do warunków na miejscu.

Po sprzedaży

Bezpłatne wsparcie techniczne przez cały okres eksploatacji, szybkie rozwiązywanie problemów w okresie gwarancyjnym oraz regularne szkolenia dla wykonawców instalacji i inżynierów.

Ograniczenie. Koven nie prowadzi własnych oddziałów serwisowych w Ameryce Północnej. Naprawy w terenie wykonuje lokalny wykonawca, a Koven zapewnia wsparcie techniczne, dokumentację i szkolenia. Jeśli specyfikacja wymaga lokalnej organizacji serwisowej należącej do producenta, Koven jej nie spełnia — należy to ustalić na etapie projektowania, a nie składania dokumentacji do zatwierdzenia.

Ryzyko ograniczają dwa czynniki. Urządzenia wykorzystujące wodę jako źródło, ciepło geotermalne oraz układy woda-woda korzystają z tego samego zestawu części zamiennych, a opisana powyżej instalacja wody procesowej pracowała przez 14 kolejnych miesięcy bez nieplanowanego przestoju.

Komercyjne systemy pomp ciepła — często zadawane pytania

Urządzenie przenoszące ciepło między wodnym obiegiem budynku a źródłem zewnętrznym za pomocą sprężarki i czynnika chłodniczego, zamiast wytwarzać ciepło przez spalanie paliwa. Komercyjna pompa ciepła działa poprzez przenoszenie istniejącego ciepła, a nie jego wytwarzanie, dlatego moc cieplna może przewyższać pobór energii elektrycznej. Odwrócenie obiegu zmienia to samo urządzenie w agregat wody lodowej, dzięki czemu przez cały rok zapewnia ono zarówno ogrzewanie, jak i chłodzenie.

Koszt zależy od zakresu mocy, doboru czynnika chłodniczego, konfiguracji 4-rurowej, materiału wymiennika ciepła i zakresu układu sterowania, a nie od jednej stawki za kW. Dlatego w sekcji zakupowej powyżej wymieniono parametry wpływające na cenę zamiast podawać cennik. Należy ostrożnie podchodzić do publikowanych w internecie przedziałów cen komercyjnych pomp ciepła: często przywoływana kwota od czterech do trzynastu tysięcy dolarów dotyczy urządzeń split do małych obiektów komercyjnych o mocy 3–10 ton, czyli zupełnie innej klasy niż wodna pompa ciepła o mocy 65–2 872 kW. Porównanie tych wartości prowadzi do ustalenia budżetu na poziomie około jednej dziesiątej rzeczywistej kwoty i jest najczęstszym błędem w zapytaniach, które otrzymujemy.

Różnica w mocy jest oczywista, ale kluczowy jest czynnik przenoszący ciepło. Urządzenia do budynków mieszkalnych zwykle przekazują ciepło do powietrza za pośrednictwem systemu split, podczas gdy opisane na tej stronie komercyjne systemy pomp ciepła przekazują je do wodnego obiegu zasilającego następnie klimakonwektory, centrale wentylacyjne lub obiegi ogrzewania płaszczyznowego. Dzięki temu pojedyncza instalacja może jednocześnie ogrzewać i chłodzić ponad tuzin stref — takich wymagań nie stawia się urządzeniom mieszkalnym.

Skorzystaj z opisanego powyżej rozgałęzienia według źródła ciepła. Nie ma jednej najlepszej komercyjnej pompy ciepła dla wszystkich sześciu serii — gdy możliwe są dwie opcje, o wyborze decyduje zakres robót budowlanych, a nie same rozwiązania grzewcze i chłodnicze.

Należy zacząć od obliczonego obciążenia budynku, a nie jego powierzchni, a następnie skorygować moc znamionową o współczynnik dostarczanej mocy dla projektowej temperatury zewnętrznej. Większość przewymiarowanych instalacji wynika z doboru według reguły kciuka, a przewymiarowanie obniża sprawność przez cały sezon, a nie tylko w najzimniejszy dzień.

Zbyt duże urządzenie często się włącza i wyłącza przy niskim obciążeniu, mniej precyzyjnie utrzymuje temperaturę i zużywa więcej energii w ciągu roku niż urządzenie dobrane prawidłowo, dlatego pozornie rozsądny zapas mocy generuje dodatkowe koszty każdego miesiąca.

Jeśli po korekcie mocy nadal występuje niedobór w ciągu dwóch lub trzech najzimniejszych dni, należy uzupełnić go dodatkowym źródłem ciepła, zamiast instalować większe urządzenie.

Z dyskusji kupujących

Nie — dotyczy to każdej pompy ciepła. Dostawca sugerujący coś innego opisuje graniczną temperaturę pracy, a nie moc. Powyższa tabela współczynników dostarczanej mocy zawiera zmierzone wartości przy −12, −22, −25 i −30 °C. Pozwala dobrać urządzenie na podstawie konkretnych danych zamiast zgadywać potrzebny zapas mocy.

Z rozmowy z nabywcą

„Pompa ciepła powietrze-woda nie jest w stanie zapewnić w domu odpowiedniej temperatury i ma duże trudności z przygotowaniem ciepłej wody” — to powtarzająca się skarga, gdy pompę ciepła dobrano wyłącznie do ogrzewania pomieszczeń. Większość serii Koven podgrzewa wodę do 40–55 °C, co sprawdza się przy wstępnym podgrzewaniu, ale nie osiąga zalecanej przez Centers for Disease Control and Prevention temperatury przechowywania 60 °C, stosowanej do kontroli bakterii Legionella w magazynowanej wodzie pitnej. Dlatego należy zastosować dodatkowy podgrzewacz, przewidzieć osobną komercyjną pompę ciepła do ciepłej wody użytkowej albo wybrać serię kaskadową, która osiąga 75 °C.

Nie. Wszystkie wykorzystane tutaj dane pochodzą ze specyfikacji katalogowych Koven lub z testów odbiorczych projektów i zostały odpowiednio oznaczone. Jeśli dokumentacja projektowa wymaga wartości znamionowej AHRI, należy uwzględnić tę kwestię w zakresie projektu: certyfikacji takiej dotąd nie uzyskano.