Agregat zewnętrzny
ZUBADAN PUD-SHWM
Agregat zewnętrzny Zubadan
- Układ chłodniczy – Zubadan R32 (PUZ-SHWM)
Układ chłodniczy – Zubadan R32 (PUD-SHWM)
Układ chłodniczy – Zubadan 23kW R410a
Opatentowana technologia Zubadan Inverter stanowi obecnie optymalne rozwiązanie w dziedzinie pomp ciepła powietrza-woda. Obieg czynnika chłodniczego Zubadan z dochładzaczem HIC i sprężarką z układem wtrysku Flash Injection umożliwia stabilizację natężenia przepływu czynnika chłodniczego nawet przy niskich temperaturach zewnętrznych. Dzięki temu system jest w stanie działać z pełną mocą także przy -15oC. Nawet przy -30oC pompa ciepła jest zdolna do skutecznego i niezawodnego działania. Oznacza to, że dzięki technologii Zubadan zdecydowanie zbędne staje się przewymiarowywanie instalacji w celu uzyskania marginesu bezpieczeństwa podczas pracy w trybie grzania.
Obieg Flash Injection
Technologia Flash Injection Mitsubishi Electric jest kluczemdo wysokiej wydajności grzewczej w niskich temp. zewnętrznych:
- Dzięki dostępnej rezerwie mocy grzewczej nie mapotrzeby przewymiarowania pompy ciepła
- Skrócony zostaje czas odszraniania agregatu
- Szybszy rozruch agregatu
Dochładzacz (HIC)
Cel: Częściowe lub całkowite odparowanie czynnika chłodniczego
Efekt: Zwiększenie efektywności energetycznej układu
Podczas sprężania ciekłego czynnika sprężarka jest poddawana dużym obciążeniom, a rezultatem jest niższa wydajność pracy. Dodatkowy wymiennik, dochładzacz HIC, wspomaga wymianę ciepła na dwóch różnych poziomach ciśnienia. Proces wymiany ciepła na wymienniku przekształca wtryskiwany w postaci cieczy czynnik w mieszaninę cieczy z gazem, zwiększając tym samym całkowitą sprawność układu.
Wtrysk czynnika
Cel: Zwiększenie objętości czynnika chłodniczego
Efekt: Zwiększenie mocy grzewczej przy niskich temp. zewnętrznych, wyższa temperatura zasilania oraz przyspieszony proces odszraniania agregatu
Czynnik chłodniczy po przepłynięciu przez dochładzacz HIC trafia do sprężarki przez port wtrysku. Dzięki wtryskiwanemu czynnikowi chłodniczemu można zwiększyć jego objętość w obiegu, gdy temperatura na zewnątrz jest niska i na początku pracy agregatu.
Elektroniczny zawór rozprężny LEV
Zawory rozprężne pełnią ważną rolę w układzie chłodniczym - determinują zdolność dostosowania natężenia przepływu czynnika chłodniczego w całym systemie i wpływają na komfort w środowisku wewnętrznym. Dlatego bardzo istotną kwestią jest dokładność regulacji zaworów rozprężnych. Proces otwierania/przymykania zaworu rozprężnego LEV jest kontrolowany przez sygnały impulsowe. Mitsubishi Electric wykorzystuje elektroniczne zawory rozprężne, które mogą być regulowane do 500 impulsów w celu zapewnienia optymalnego działania.
Odbiornik Power Receiver – dotyczy serii PUZ-SHWM oraz PUHZ-SHW 23 kW
Czynnik chłodniczy przechładzany jest przez specjalny odbiornik Power Receiver, co w połączeniu z dwoma osobno sterowanymi zaworami rozprężnymi – pozwala osiągnąć optymalną moc grzewczą przy bardzo energooszczędnej pracy. Technologia ta jest idealnie dostosowana do charakterystyki czynnika R410a i R32 oraz wpływa na podniesienie wydajności pracy.
Zastosowanie odbiornika Power Receiver w układzie chłodniczym jednostek serii PUZ-SHWM jest jedną z wprowadzonych zmian w porównaniu do serii PUD-SHWM. Odbiornik oprócz zwiększenia wydajności umożliwia pracę urządzeń w trybie chłodzenia.
Temperatura zasilania
Nowe jednostki zewnętrzne serii Zubadan Inverter PUZ-SHWM charakteryzują się wysoką temperaturą zasilania w bardzo niskich temperaturach bez konieczności użycia grzałek elektrycznych. Osiągnięcie temperatury zasilania w wysokości 50˚C jest możliwe nawet przy temperaturze zewnętrznej równej -30 ˚ C. Połączenie urządzeń z nowymi jednostkami wewnętrznymi generacji E pozwala na osiągnięcie jeszcze wyższych temperatur, nawet do 70˚C.
Zawór czterodrogowy
Czterodrogowy zawór rewersyjny służy do zmiany kierunku przepływu czynnika w układzie chłodniczym. W pompach ciepła Zubadan R32 są używane do zapewnienia efektywnej metody odszraniania. Przy 23kW jednostce, pracującej w oparciu o czynnik R410a, zawór jest używany również do przełączania trybów grzanie/chłodzenie.
Tryb grzania
Tryb chłodzenia/Defrost
Praca rewersyjna
Jedną z najważniejszych wprowadzonych zmian w serii Zubadan PUZ w porównaniu do modelu Zubadan PUD jest nowy tryb pracy rewersyjnej. Zakres pracy w trybie chłodzenia obejmuje temperatury zewnętrzne od 10 do 52 °C. Funkcja ta została wprowadzona przy zachowaniu małej ilości czynnika chłodniczego wynoszącej maksymalnie 2,4 kg i maksymalnej długości rurociągu chłodniczego wynoszącej 30 m. - Wentylator
Pompy ciepła Zubadan Inverter wyposażone są w wentylatory napędzane silnikiem prądu stałego. Dzięki dostosowaniu pozycji (odpowiedni dystans od wymiennika oraz maskownicy), zwiększeniu średnicy wentylatora oraz zoptymalizowanemu kształtowi łopatek zmniejszono głośność przepływu powietrza. W połączeniu z odpowiednim kształtem dyfuzora, ograniczono hałas jednostki zewnętrznej.
W porównaniu z modelami konwencjonalnymi wskaźnik PWL zmniejszonym o 10dB(A).
- Sprężarka
Typoszereg pomp ciepła Zubadan to siedem modeli (6,8,10,12,14) w seriach PUZ-SHWM/PUD-SHWM pracujących w oparciu o czynnik chłodniczy R32 oraz 23 kW jednostka pracująca w oparciu o czynnik chłodniczy R410a. Gwarantowany zakres pracy do -28oC w serii PUD-SHWM oraz nominalna moc grzewcza do -15oC to tylko część, z wielu zalet tego typoszeregu. W serii PUZ-SHWM zakres pracy został rozszerzony do aż -30oC. W agregatach serii Zubadan Inwerter wykorzystywane są sprężarki scroll, z wtryskiem czynnika chłodniczego.
Produkcja sprężarek Mitsubishi Electric rozpoczęła się w 2002r. Od tego czasu jest wiodącym producentem sprężarek spiralnych (scroll). W trosce o oszczędność energii i niezawodność sprężarki, opracowano zaawansowany system 'Frame Compliance Mechanism'. Technologia ta zapewnia, że sprężarki spiralne Mitsubishi Electric cechują się najwyższą wydajnością na rynku.
Zasada działania
W sprężarkach typu scroll, sprężanie odbywa się dzięki współpracy dwóch spiral Archimedesa. Jedna z nich jest nieruchoma, podczas gdy druga porusza się tzw. ruchem mimośrodowym. Obrót spirali powoduje zassanie czynnika chłodniczego. W skutek dalszego ruchu, zmniejszana jest powierzchnia między spiralami, co prowadzi do sprężenia gazu. Sprężarki tego typu są wykorzystywane głównie z powodu wysokiej sprawności, przy niskim poziomie hałasu i wibracji.
Frame Compliance Mechanism
Sprężarka spiralna posiada mechanizm zwany FCM (Frame Compliance Mechanism), który jest patentem firmy Mitsubishi Electric. Mechanizm ten umożliwia osiowy (pionowy) ruch ramy podtrzymującej ruchomą spiralę. Ruch ramy jest automatycznie regulowany przez ciśnienie panujące w dwóch komorach ciśnieniowych. Rama wraz z spiralą jest przesuwana do góry przez ciśnienie w pierwszej z komór, a ciśnienie w drugiej komorze powoduje automatyczne dopasowanie do optymalnego ciśnienia kontaktowego. Takie rozwiązanie znacznie zmniejsza nieszczelności i straty na skutek tarcia elementów oraz zapewnia bardzo wysoką sprawność w całym zakresie prędkości obrotowej. Dzięki optymalnemu ciśnieniu pomiędzy spiralami zredukowany został poziom hałasu i wibracji. Powoduje to cichszą prace sprężarki z technologią FCM.
FCM może zminimalizować wyciek gazu w komorze sprężania spirali, utrzymać wydajność chłodniczą i zmniejszyć straty mocy dzięki systemowi samoregulacji położenia spirali orbitującej do obciążenia ciśnieniowego i dokładności stałego profilu spirali. Sprężarka z mechanizmem FCM ma nie tylko ruchomą, orbitującą spiralę, ale również ruchomą ramę podtrzymującą. Technologia ta jest stosowana tylko w sprężarkach Mitsubishi Electric.
Wtrysk pary czynnika chłodniczego
Czym te jednostki wyróżniają się na tle konkurencji? W tradycyjnych pompach ciepła, gdy temperatura zewnętrzna jest niska, objętość czynnika w sprężarce zmniejsza się. Związane jest to z spadkiem ciśnienia chłodniczego oraz ochroną przed przegrzaniem (spowodowaną wysoką pracą sprężania). Ma to duży wpływ na wydajność grzewczą układu, w konsekwencji powodując jej spadek. Wtrysk czynnika chłodniczego Zubadan zapewnia utrzymanie optymalną objętość i obciążenie sprężarki (przez jej ochłodzenie), utrzymując w ten sposób wydajność grzewczą urządzenia.
W nowym typoszeregu nastąpiła zmiana w mechanizmie wtrysku czynnika chłodniczego. Przewód ssawny poprowadzony został od góry sprężarki, a w obiegu chłodniczym został zamontowany zawór zwrotny. Wprowadzone zmiany zapobiegają cofaniu się czynnika chłodniczego i zmniejszają znacząco awaryjność, pozwalają na osiągnięcie temperatury zasilania do 70oC oraz zwiększają gwarantowany zakres pracy urządzenia do -30oC.
Technologia inwerterowa
Inwertery elektronicznie kontrolują napięcie, natężenie i częstotliwość urządzeń elektrycznych, takich jak silniki sprężarki w pompie ciepła. Otrzymują informacje z czujników monitorujących warunki pracy i regulują prędkość obrotową sprężarki, która bezpośrednio reguluje moc pompy ciepła. Optymalna kontrola częstotliwości pracy skutkuje ograniczeniem nadmiernego zużycia energii elektrycznej i zapewnieniem najbardziej komfortowych warunków w pomieszczeniu. Inwertery Mitsubishi Electric gwarantują najwyższą wydajność oraz optymalne sterowanie częstotliwością pracy. W rezultacie do urządzeń, we wszystkich zakresach dla grzania/chłodzenia, dostarczana jest optymalna moc i osiągany jest maksymalny komfort (przy minimalnym zużyciu energii). Szybkie osiąganie zadanych parametrów, komfort pracy i niskie koszty eksploatacji – to zobowiązania Mitsubishi Electric.
Ekonomiczna praca
Niskie koszty eksploatacji to kluczowa zaleta urządzeń inwerterowych. Połączone zaawansowane technologie inwerterowe z najnowocześniejszymi technologiami elektronicznymi i mechanicznymi, dają efekt synergii, który umożliwia poprawę wydajności ogrzewania. Rezultatem jest lepsza wydajność i mniejsze zużycie energii.
Sprężarki bez falownika są wielokrotnie uruchamiane i wyłączane w celu utrzymania zadanej temperatury. Ta powtarzająca się operacja włączania/wyłączania zużywa nadmierne ilości energii elektrycznej i wpływa niekorzystnie na żywotność urządzenia. Sprężarki wyposażone w falownik pracują w sposób ciągły - falownik szybko optymalizuje częstotliwość roboczą zgodnie ze zmianami temperatury. Zapewnia to energooszczędną pracę i bardziej komfortowe pomieszczenie.
Sterowanie sinusoidalne strumieniem magnetycznym
Napęd ten jest w rzeczywistości mikroprocesorem, który dokonuje konwersji przebiegu prądu silnika sprężarki z sygnału o standardowym kształcie w przebieg sinusoidalny (kąt przewodzenia 180°), w celu uzyskania większej wydajności poprzez zwiększenie współczynnika wykorzystania uzwojenia silnika i ograniczenie strat energii.
Ekonomiczny inwerter wektorowy
Inwerter ten monitoruje zróżnicowania częstotliwości obrotów silnika sprężarki i generuje najwydajniejsze przebiegi fali dla prędkości silnika. W rezultacie wydajność pracy na wszystkich prędkościach została zwiększona, wykorzystywana jest mniejsza moc i roczne koszty zużycia energii ulegają redukcji.
Równomierny przebieg fali
Zastosowano kompaktowy moduł inwertera z układem elektronicznym zatopionym w żywicy. Dla zapewnienia cichej pracy, zastosowano funkcję „soft-PWM”, dzięki której tłumione są dźwięki metaliczne, charakterystyczne dla zwykłych inwerterów.
PAM (Impulsowa modulacja amplitudy)
PAM jest metodą sterowania przebiegiem prądu, polegającą na dostosowaniu jego przebiegu do przebiegu napięcia. Dzięki temu energia może być wykorzystywana efektywniej, z mniejszymi stratami. Sterowanie PAM pozwala na efektywne wykorzystanie pobieranej energii w 98%.
PAM reguluje kształt przebiegu prądu zbliżając go do przebiegu napięcia. Ekstrema są redukowane, a energia zostaje wykorzystana w 98%.
- Wymiennik ciepła
Wymiennik ciepła jednostki Zubadan Inwerter, w zależności od mocy agregatu, jest skonstruowany z dwóch lub trzech rzędów rur miedzianych z aluminiowym ożebrowaniem. Wymiennik jest pokryty powłoką antykorozyjną, która jest szczególnie skuteczna na obszarach o wysokim stopniu zanieczyszczenia powietrza. Szkodliwe substancje znajdujące się w powietrzu mogą uszkodzić aluminiowe lamele wymiennika, zmniejszając wydajność i żywotność urządzenia.
W wymiennikach zastosowano udoskonalone, karbowane rurki miedziane dla zwiększenia powierzchni wymiany ciepła. Większa powierzchnia wymiany ciepła wiąże się z większą efektywnością pracy. - Czujnik temperatury
Czujnik temperatury powietrza zewnętrznego to czujnik rezystancyjny zintegrowany z jednostką zewnętrzną. Umieszczony został w plastikowej obudowie, aby zminimalizować wpływ promieniowania na odczyt czujnika.
- Płyta inwertera
Płyta sterownicza zintegrowana z jednostką zewnętrzną pompy ciepła. Jest ona chłodzona radiatorem, za pomocą zimnego powietrza zewnętrznego. Zasadniczo podstawowym zadaniem płyty inwertera jest kontrola agregatu pompy ciepła. Pełni jednak ona kilka dodatkowych, ciekawych, funkcji, które również warto przybliżyć. Poniżej można znaleźć opis kilu z nich:
Podłączenie grzałki – Zestaw PAC-SE60/61RA
Do jednostki zewnętrznej pompy ciepła można przyłączyć opcjonalną grzałkę tacy ociekowej lub kabel grzejny. Za pomocą tego zestawu można włączyć ogrzewanie odprowadzania, aby zapobiec ponownemu zamarznięciu powstających skroplin po procesie defrostu (rozmrażania). Sygnał defrostu jest aktywny przez 15 min od momentu rozpoczęcia procesu defrostu.
Mikroprzełączniki DIP
Jednostka zewnętrzna, podobnie jak płyta FTC jednostki wewnętrznej, posiada szereg ustawień definiowanych za pomocą mikroprzełączników na płycie. Oto kilka wybranych:
• Funkcja automatycznego restartu po zaniku zasilania - pompa ciepła po przywróceniu zasilania kontynuuje pracę, w trybie sprzed jego zaniku.
• Graniczna temperatura zewnętrzna dla działania wtrysku par czynnika chłodniczego - za pomocą dwóch mikroprzełączników można zdefiniować od jakiej temperatury zewnętrznej zaczyna działać wtrysk Flash Injection:
• ≤-6oC (ustawienie fabryczne)
• ≤-3oC
• ≤0oC
• ≤3oC
• Ustawienie defrostu dla regionów o podwyższonej wilgotności - możliwość zwiększenia częstotliwości defrostów dla regionu o podwyższonej wilgotności.
• Funkcja Pump down - podczas przenoszenia lub utylizacji urządzenia należy odpompować układ (z czynnika chłodniczego) zgodnie z procedurą pomp down.
• Oddzielne zasilanie płyty wewnętrznej - ustawienie używane w przypadku oddzielnego zasilenia jednostki wewnętrznej.
• Manualny defrost - wymuszenie defrostu w agregacie.
Chłodzenie elektroniki
Innowacyjna ścieżka przepływu powietrza przez elektronikę. Ruch powietrza występuje dzięki podciśnieniu wywołanemu przez wentylator jednostki. Układ jest wyposażony w pułapkę zabezpieczającą przed przenikaniem wody do wnętrza urządzenia.
Radiator:
Elektronika:
- Reaktor
Reaktor, często nazywany dławikiem, jest używany do ograniczania prądu pracy napędów DC (prąd stały) oraz AC (prąd zmienny). Jego główna funkcją jest ochrona sprężarki i układu przed niekontrolowanymi skokami napięcia. Jest on jednym z elementów gwarantujących maksymalną bezawaryjną eksploatację.
W typoszeregach PUZ-SHWM oraz PUD-SHWM lokalizacja elementu uzależniona jest od rodzaju jednostki. W urządzeniach 3-fazowych reaktor umieszczony jest nad sprężarką (zdjęcie nr 1), natomiast w agregatach 1-fazowych reaktor znajduje się bezpośrednio przy płycie inwertera (zdjęcie nr 2).
Zdjęcie nr 1
Zdjęcie nr 2
- Taca skroplin
Dla urządzeń Zubadan zaprojektowano nową tacę skroplin. Specjalny kształt podstawy tacy ociekowej oraz jej nachylenie znacząco przyspiesza i optymalizuje proces odprowadzenia skroplin. Lepsze odprowadzenie skroplin to także mniejsze ryzyko zamrożenia.
- Zabezpieczenia transportowe
Przed uruchomieniem urządzenia trzeba pamiętać o demontażu zabezpieczeń transportowych sprężarki.