Незалежне тестування в Фінляндії: теплові насоси Cooper&Hunter,Daikin і Panasonic!

Розмістив admin 30/05/2018 0 Коментарії

Незалежне тестування в Фінляндії: теплові насоси Cooper & Hunter  Daikin і Panasonic!

Останні покоління повітряних теплових насосів виготовляються з застосуванням нових технологій. Виробники обіцяють, що тепер їх обладнання здатне боротися з самими суворими морозами, не жертвуючи при цьому комфортом користувачів.

Фінські експерти вирішили перевірити, чи дійсно таке обладнання може протистояти 30-градусним морозам, наскільки воно економічно, і як вплинуло на роботу теплових насосів рішення виробників перейти на найбільш екологічний фреон R32. Також з результатів незалежного тестування, проведеного в Фінляндії, ми дізнаємося, чи варто переплачувати за такі технології, як:

  • Теплоаккумулятор
  • Компресор з двоступінчастим стисненням
  • Система, що забезпечує підмішування свіжого повітря
  • Використання фреону R32

За запевненням виробників, нас чекає підвищена енергоефективність і якісний обігрів. Так це чи не так, ми дізнаємося з цього тестування.

Крім того, в процесі тестування було виконано цілий ряд вимірювань, які дозволили дізнатися реальну потужність обігріву та енергоспоживання теплових насосів для забезпечення + 20 ° C всередині приміщення при різних варіантах температури повітря зовні.

Більш «чесний» спосіб визначення коефіцієнта COP

Коефіцієнт, що показує енергоефективність теплового насоса з обігріву, називається «COP». Знаючи його, ми можемо зрозуміти, яку потужність теплової енергії видає обладнання при споживанні кожного кіловата електроенергії. Чим вище показник COP, тим більшу економію енергоресурсів здатний забезпечити агрегат.

Однак при роботі в сильний мороз у повітряних теплових насосів спостерігається одна особливість. Вони працюють в двох циклах: цикл подачі теплого повітря і цикл розморожування зовнішнього блоку, коли теплова енергія насоса витрачається не на обігрів приміщення, а на відтаювання зовнішнього модуля. І заміряти COP тільки під час першого циклу буде помилкою, адже ми хочемо зрозуміти реальну теплову ефективність, а поки зовнішній блок буде розморожувати, в приміщенні може стати холодніше.

Як показали дослідження, цикл розморожування активується при морозах -15 ...- 30 ° C, тому COP в цьому температурному режимі буде вимірюватися при роботі теплового насоса на повну потужність з урахуванням циклів розморожування.

Тестуємо три теплових насоса: Cooper & Hunter, Daikin і PANASONIC

Для незалежного випробування імпортери надали три сучасних зразка теплових насосів:

  • Представник Cooper & Hunter відноситься до теплових насосів, які працюють на фреоні R410 і обладнаний ротаційним компресором двоступеневого стиснення, покликаним збільшити продуктивність і ефективність теплового насоса взимку. Також він має пульт управління, який використовує радіочастотний канал.
  • Daikin отримав одноступінчатий Swing-компресор і здатність контролювати рівень вологості в приміщенні. Цей тепловий насос може здійснювати підмішування свіжого повітря з одночасною його очищенням і працює на самому екологічному фреоне R32.
  • Представник Panasonic також заправлений фреоном R32, але має свою фірмову технологію - тепловий акумулятор, необхідний для компенсації тепловтрат під час циклів розморожування. Компресор - ротаційний одноступінчатий.

Фреон R410 або R32?

Сьогодні законодавством ЄС у сфері екології зареєстрована норма (вступить в силу з початку 2025 року), згідно з якою обмежується використання в кліматичному обладнанні більше 3 кг холодоагенту на основі фторвмісного газу, що створює загрозу появи парникового ефекту при потраплянні в атмосферу. До таких холодоагентів відноситься і R410, отримуючий при змішуванні в пропорції 50/50 фреонів R32 і R125. Обмеження торкнеться і звичайних кондиціонерів, і теплових насосів.

Незважаючи на те, що вищевказана екологічна норма вступить в силу ще не скоро, багато виробників перейшли на фреон R32 вже зараз. Однак у такого екологічного холодоагенту є кілька серйозних мінусів - менша, ніж у R410, енергоефективність, і відсутність технологій, здатних розкрити весь його потенціал. 

Результати тестування, які розміщені в кінці статті, підтверджують, що сьогодні краще інвестувати в теплові насоси на фреоні R410, які успішно конкурують з моделями на холодоагенті R32. При цьому установки на фреоні R410 мають відносно невисоку вартість, і їх конструкція повністю доопрацьована для максимальної тепловіддачі.

Перевіримо справедливість енергетичного маркування

Класи сезонної енергетичної ефективності (в режимі опалення - це коефіцієнт SCOP, який може мати клас від D до А +++) впливають на споживчу привабливість обладнання.

Всі користувачі прагнуть вибрати найбільш економічну модель, тому таке маркування мають і теплові насоси. Проте багато виробників відчувають обладнання не у всіх кліматичних зонах (теплою, середньої і холодної), а тільки в середній - зоні з географічною прив'язкою до Страсбургу. При цьому в розрахунок береться, що взимку не може бути холодніше -22 ° C, і такий мороз тримається не більше 1 години на рік.

Всі три випробовуваних зразка не мають маркування для холодної кліматичної зони (у кожного з них показник SCOP вказано для середньої кліматичної зони і дорівнює А +++), тому жителі Фінляндії та інших північних країн холодної кліматичної зони не довіряють зазначеної енергетичного маркування цілком обгрунтовано.

Теплові насоси були перевірені на енергоефективність в умовах суворої фінської зими, коли морози досягають -30 ° C. Всі три теплових насоса успішно пройшли випробування морозом -30 ° C - «піддослідні» зразки дійсно можуть застосовуватися при таких низьких температурах.

В результаті проведеного тестування заявлений виробником COP = 4.93 у C & H підтвердився при температурі + 7 ° C. При цьому робота теплового насоса здійснювалася з половинним навантаженням, і потужність регулювалася плавно. Коли зовнішнє повітря був охолоджений до -7 ° C, показник COP знизився до 3.25, що, в принципі, також хороший результат. Але головне, що з'ясували в процесі тестування - теплові насоси C & H відмінно працюють при морозах нижче -10 ° C в умовах тестового контейнера, і в цьому випадку двоступінчастий компресор доводить свою перевагу над іншими технологіями підвищення ефективності.

Принцип роботи різних типів компресорів

У ротаційних пластинчастих компресорах всередині корпусу між входом і виходом насоса закріплена підпружинена пластина, що впирається в ротор. Коли ротор з ексцентричним розміщенням вала двигуна, обертаючись, котиться по внутрішній циліндричній поверхні корпусу, пластина не дає робітникові речовини потрапити із зони підвищеного тиску в зону з низьким тиском. У компресорі може бути кілька пластин. На схемі показано два варіанти роботи.

У Swing-компресорах, розроблених і запатентованих фірмою Daikin, застосований принцип, аналогічний пластинчастим моделям. Важлива відмінність: пластина і ротор складають одну суцільну деталь. Вільним кінцем пластина закріплена в корпусі таким чином, що може здійснювати коливальні і зворотно-поступальні рухи, дозволяючи ротора котитися усередині циліндра. На схемі показано два варіанти роботи.

У двоступеневих компресорах холодоагент всмоктується з двох об'єднаних між собою зон, причому остання з них, як правило, менші за обсягом. В реальності конструкція таких компресорів відрізняється від показаної на схемі, так як всі компоненти мають прив'язку до загальної осі. На схемі зони компресора зображені паралельно (для кращої наочності).

Підготовка до тестування

В якості місця для проведення тестування було вибрано складське приміщення 5,5х5,1м з стелею висотою 14,2 м. Приміщення для тестування розташоване на території природного складського центру заморозки в місті Віхті на півдні Фінляндії. Всередині приміщення можливе регулювання вологості повітря і його температури в інтервалі -40 ... + 55 ° C, тому воно часто використовується для тестування холодильних машин і термоізоляції рефрижераторів.

В даному приміщенні був розміщений термоізольований контейнер довжиною 5 м, шириною 2,3 м і висотою 2 м, забезпечений вимірювальними датчиками. У ньому (для створення теплового рівноваги) були розміщені 2 охолоджувача повітря. Охолоджувачі були необхідні для зниження температури всередині контейнера після кожного випробування теплового насоса (тепловтрати через стінки контейнера були несуттєвими). Також були встановлені 2 регульованих електронагрівача і вентилятори, що забезпечують рівномірне перемішування повітря всередині.

Потім кожен з імпортерів, які надали своє обладнання для тестування, запросив власних фахівців, які встановили теплові насоси таким чином, щоб внутрішній блок знаходився всередині підготовленого контейнера, а зовнішній - зовні. До початку тестування кожен тепловий насос пройшов пробний запуск і перевірку стабільності роботи.

Методика тестування

Випробування теплової ефективності проводилися:

З частковим навантаженням на компресор:

  • при зовнішній температурі + 7 ° C, коли для обігріву приміщень досить теплопотужності 2 кВт;
  • при зовнішній температурі -7 ° C, коли необхідна теплова потужність зростає до 3,5 кВт.

Дані умови відповідають реальній теплової потужності, необхідної при таких зовнішніх температурах.

З повним навантаженням на компресор. При зовнішніх температурах -15 ° C, -25 ° C і -30 ° C, коли тепловий насос змушений працювати на повній потужності.

Вимірювання рівня шуму, видаваного внутрішніми блоками, проводилися при максимальній потужності роботи теплових насосів, так як на низькому рівні потужності внутрішні блоки працювали безшумно, що несприйнятливо для людського слуху в умовах житлового будинку. Відзначимо відразу - дані за рівнями шуму, зазначені виробниками в специфікації до обладнання, відповідають дійсності.

Перед кожним випробуванням в приміщенні складу, де розміщений контейнер, забезпечувалася постійна температура. Для тестування кожного теплового насоса по черзі створювалося 5 варіантів температурних умов: + 7 ° C, -7 ° C, -15 ° C, -25 ° C, -30 ° C. Значення середньої вологості повітря зовні контейнера при перших трьох температурних режимах становило 58-61%. Для випробувань при температурах -25 ...- 30 ° C вологість повітря була підвищена, в середньому, до 68-71% за допомогою парових зволожувачів.

Для стабілізації температури всередині контейнера на рівні + 20 ° C використовувалися встановлені в ньому електрообігрівачі, охолоджувальні агрегати і вентилятори, з'єднані з ваттметром. Тестування кожного теплового насоса починалося тільки після досягнення стану рівноваги, при якому потужності, що видаються всередину вимірювального контейнера електрообігрівачем і охолоджувачем, ставали рівними один одному. Потім на термостаті теплового насоса виставлялася температура + 20 ° C, і агрегат повинен був підтримувати її при зовнішній температурі від +7 і -7 ° C.

При зміні зовнішньої температури потужність електрообігрівачів змінювалася з 2 до 3 кВт, через що, для відновлення температурного балансу, теплового насосу доводилося працювати з більшою потужністю. Коли стан рівноваги відновлювалося, вимірювалася споживана потужність для розрахунку COP.

Для того щоб змусити тепловий насос працювати на повну потужність при температурах -15 ° C ... -30 ° C, його термостат встановлювався на максимальне значення, а стабільність температури + 20 ° C всередині контейнера підтримувалася за рахунок регульованих нагрівачів. Для обчислення максимальної потужності обігріву, забезпеченого тепловим насосом, перебувала різниця між потужністю електрообігрівачів на початку та в кінці етапу випробування. Для розрахунку COP вимірювалася електрична потужність, спожита тепловим насосом. Аналогічні вимірювання повторювалися для всіх учасників тестування.

Засоби для вимірювань параметрів

Для вимірювання температурних параметрів було задіяно понад тридцять датчиків Pt-100.

Температура замірялась:

  • Близько зовнішніх блоків.
  • На виході з зовнішнього блоку.
  • На внутрішньому блоці (вхід і вихід гарячого повітря).
  • Усередині вимірювального контейнера.

Також в приміщенні складу замірялась відносна вологість повітря.

Заміри енергоспоживання теплового насоса, електронагрівачів і вентиляторів проводилися ваттметром.

COOPER & HUNTER     

                                               Модель: VIP Inverter S12FTXHV CH-B                                                        

 

Гарантійний термін: 3 роки

Cooper & Hunter моделі Vip Inverter - перший тепловий насос, який має двоступеневий компресор. Тестована модель має 12 типорозмір, номінальна продуктивність обігріву - 3,4 кВт. Керувати установкою можна навіть з дуже великої відстані: пульт працює через радіоканал і є можливість Wi-Fi управління.

Протягом випробувань обладнання функціонувало з вражаючою стабільністю навіть при -30 ° C:

  • + 7 ° C: стабільна робота при половинному навантаженні, потужність регулюється плавно.
  • -7 ° C: через 1ч 5 хв роботи активується 6-мінутрний цикл розморожування.
  • -15 ° C: стабільна робота 51 хвилину, потім 7 хвилин розморожування.
  • -25 ° C: незважаючи на істотну мінусову температуру, робота теплового насоса не викликає нарікань - 2,5 години без розморожування.
  • -30 ° C: стабільна робота 3 години, потім розморожування протягом 10 хвилин.

Результати випробування: Виробник заявляв, що тепловий насос зможе працювати на обігрів при морозах до -30 ° C, і це підтвердилося тестуванням. Робота теплового насоса C & H з 2-ступінчастим компресором була стабільною на всіх етапах. Найбільша ефективність досягалася при роботі в морози -10 ...- 30 ° C.

плюси:

  • Можливість обігріву при екстремальних морозах.
  • Збереження високої ефективності при екстремально низьких температурах.

мінуси:

DAIKIN

 Модель: Ururu Sarara R32 FTXZ-35NV1B / RXZ35NV1B

Гарантійний термін: 2 роки, на компресор - 5 років.

Daikin моделі Ururu Sarara - перші теплові насоси, створені під фреон R32. Їх особливість - здатність підмішувати свіже припливне повітря. Заявлена потужність обігріву - 4,8 кВт.

У тестуванні Daikin Ururu Sarara показав себе лідером в тестах з частковим завантаженням, порадувавши дуже високим COP, однак при посиленні морозу робота теплового насоса розчарувала експертів. Через досить тривалих циклів розморожування повітря в приміщенні встигав охолонути, і виникало відчуття дискомфорту:

  • + 7 ° C: плавна робота з дуже високим COP = 5.71, цикли розморожування відсутні.
  • -7 ° C: плавна робота на двох рівнях потужності без розморожування. Відчувалося незначне підвищення температури всередині, також було помітно перемикання між ступенями потужності.
  • -15 ° C: на зовнішньому блоці утворився лід, що розтанув, під час розморожування. Робочий цикл 1 ч 58 хв, потім розморожування 11 хвилин.
  • -25 ° C: обігрів був відносно стабільний. Робочий цикл 22 хвилини з подальшою 11-хвилинною розморожуванням. За час розморожування відчувалося зниження температури в приміщенні.
  • -30 ° C: 22-хвилинна робота з 12-хвилинної подальшої розморожуванням. Під час розморожування робота бувала нестабільною.

Результати випробування: Заявлена ​​виробником мінімальна температура роботи -20 ° C. Тестування підтвердило, що до -20 ° C робота теплового насоса стабільна. Особливо добре агрегат показав себе при температурі + 7 ° C. При цьому з'ясувалося, що насос здатний працювати і при -30 ° C.

плюси:

  • Найбільший серед тестованих зразків COP
  • Висока потужність обігріву.
  • Екологічно чистий фреон.

PANASONIC

Модель: VZ Inverter Heatcharge VZ9SKE CS / CU-VZ9SKE 

Гарантійний термін: 4 роки

Panasonic моделі Inverter Heatcharge - заправлений фреоном R32 тепловий насос зі вбудованим в зовнішній блок термоізольованим алюмінієвим теплоаккумулятором. Коли тепловий насос проходить цикл розморожування, холодоагент циркулює через теплоаккумулятор, вбирає накопичене тепло і віддає його зовнішнього блоку для розмерзання.

Тестувався 9 типорозмір з номінальною потужністю 3,6 кВт. Відзначено, що в режимі часткового навантаження спостерігалася гарна точність підтримки внутрішньої температури. Завдяки споживанню енергії, накопиченої теплоаккумулятором, при обігріві тепло не переставало надходити навіть під час розморожування:

  • + 7 ° C: при роботі використовуються два рівні потужності. Коефіцієнт COP склав 4,81.
  • -7 ° C: робота аналогічна вищевказаною режиму.
  • -15 ° C: після 43 хвилин активізувався 14-хвилинний цикл розморожування, під час якого з внутрішнього блоку йшов тепле повітря з температурою 30 ° C (під час робочого циклу його температура становила 39 ° C). Робота проводилася з різною тепловою потужністю, що досягає 3,5 кВт.
  • -25 ° C: робота відносно стабільна - через 53 хвилин обігріву була 12-хвилинна розморожування.
  • -30 ° C: робочий цикл збільшився до 87 хвилин, а розморожування скоротилася в два рази, ставши 6-хвилинної. При цьому тепловий насос функціонував стабільно з тепловою потужністю 2кВт, і при розморожуванні в приміщенні не стало холодніше.

Результати випробування: Відповідно до даних, заявлених у техпаспорті, обладнання здатне обігрівати повітря до -30 ° C. Дане твердження виробника дійсності відповідає. При цьому для комфортного обігріву під час розморожування тепловий акумулятор виявився реально корисним - тепле повітря надходити не переставав.

плюси:

  • Висока енергоефективність.
  • Екологічно чистий фреон.

Ліка-Комфорт,живіть з комфортом!

Залишити коментарій