In de praktijk blijkt dat veel mensen een warmtepomp associëren met een verwarmingstoestel welke aan één zijde is aangesloten op een open of gesloten bron in de aarde en de andere zijde aan een laag temperatuur verwarmingssysteem (LTV). De definitie van het woord warmtepomp is echter veel breder. In principe is een warmtepomp een omgekeerde koelmachine. Bij een koelmachine wordt altijd één ruimte gekoeld, waarbij de geabsorbeerde warmte wordt afgestaan aan een andere ruimte die daardoor wordt verwarmd. Er wordt dus warmte verplaatst van A naar B. In de warmtepomp wordt de warmte geabsorbeerd door een verdamper en afgestaan door een zogeheten condensor.

Water/water – brine/water warmtepomp

Wanneer een warmtepomp de aarde gebruikt om energie te onttrekken, kan dit met een open- of gesloten bron. Bij een open bron (bv. Aquifer) wordt grondwater opgepompt en naar de verdamper gevoerd. De condensor is indirect (via een warmtewisselaar) aangesloten op het afgiftesysteem wat tevens watergevoerd is. We spreken dan over een water/water warmtepomp. Een gesloten systeem (bv. energieheipaal) bestaat uit de toepassing van een warmtewisselaar die in de aarde wordt geplaatst. Er is in dit geval geen sprake van direct contact met het (grond)water. De wisselaar wordt minder diep in de bodem geplaatst dan een open bron, waardoor er kans is op bevriezing. In geval van een gesloten bron zal dan ook een water/anti vries mengsel moeten worden toegepast (een brine). Nu spreekt men van een brine/water warmtepomp.

DX warmtepomp

Bij een DX warmtepomp worden de verschillende componenten (condensor en verdamper) in verschillende secties geplaatst welke verbonden zijn door middel van koelleidingen. Wanneer de condensor sectie direct in de afgifteruimte wordt geplaatst zal het koudemiddel dus pas in de te verwarmen ruimte condenseren. Men noemt dit directe expansie (DX) systemen. DX warmtepompen zijn omkeerbaar waardoor de functie van de verdamper en condensor omgekeerd kunnen worden. Het voordeel hiervan is, dat in deze ruimte nu ook gekoeld kan worden.

Zoals eerder genoemd zal bij water/water systemen veelal gebruik gemaakt worden van LTV systemen, zoals vloer- of wand verwarming. Hierbij wordt ook weleens gekoeld over dit afgiftesysteem, echter hiermee kan niet ontvochtigd worden. Het ontvochtigen van lucht is juist belangrijk in ons klimaat. Nederlandse zomers kenmerken zich door een hoge luchtvochtigheid, met het ‘klamme gevoel’ als gevolg.

Bij koeling over een vloerverwarmingssysteem moet de watertemperatuur aangepast worden aan de temperatuur en luchtvochtigheid in een ruimte. Een dergelijke dauwpuntmeting is praktisch moeilijk te realiseren, vanwege het trage karakter van vloerkoeling.

Bij een DX systeem wordt een binnendeel (afgifte unit) veelal in het plafond of hoog aan de muur geplaatst waarop tevens een condensafvoer wordt aangesloten. Door de directe expansie wordt de lucht in de ruimte dus direct gekoeld en ontvochtigd, danwel direct verwarmd in geval van een omkeerbare warmtepomp. Door de toepassing van een inverter geregelde compressor bij DX systemen kan op elk moment exact de gevraagde capaciteit geleverd worden.

Zubadan, revolutionaire warmtepomp

Mitsubishi Electric heeft de verwarmingstechniek van hun DX systemen spectaculair doorontwikkeld en introduceert een nieuwe trendzettende warmtepomp, die ook bij lage buitentemperaturen een constant verwarmingsvermogen levert, de Zubadan (Japans voor ‘Super Heating’).

Deze revolutionaire warmtepomp heeft bij lage buitentemperaturen geen verlies in verwarmingscapaciteit. Tot een buitentemperatuur van -15 °C behoudt de Zubadan dezelfde verwarmingcapaciteit als bij +7 °C.

De Zubadan technologie staat voor ‘flashinjectie’. Hiervoor is een speciale scroll compressor ontwikkeld, waarbij een gas/vloeistof mengsel van het koudemiddel rechtstreeks in de compressor wordt ingespoten.

Bij een conventionele warmtepomp daalt het verwarmingsvermogen bij een lage buitentemperatuur. Dit is tegenstrijdig met de verwarmingsvraag welke bij lage buitentemperaturen juist toeneemt. De warmtepomp zal ontworpen moeten worden op de verwarmingscapaciteit bij de meest extreme buitentemperatuur waardoor gedurende het grootste deel van het jaar de warmtepomp veel te groot gedimensioneerd is. Een Zubadan kan vaak twee capaciteiten kleiner geselecteerd worden.

Een conventionele warmtepomp zaI bij lage buitentemperaturen in zuigdruk dalen. Om te verwarmen dient een bepaalde condensatietemperatuur behaald te worden. Het comprimeren naar deze condensatietemperatuur vanuit een lage zuigdruk heeft tot gevolg dat een veel te hoge eind persgastemperatuur bereikt wordt. Dit is natuurkundig onmogelijk waardoor de compressor afgetoerd wordt. Hierdoor neemt de zuigdruk weer toe maar de verwarmingscapaciteit af.

De Zubadan maakt het door de unieke flashinjectie techniek mogelijk om in één compressor een tweetraps compressie te simuleren. De eind persgastemperatuur zal door de flashinjectie lager zijn en daardoor volledig verwarmingsvermogen kunnen blijven leveren. Drie expansieventielen in combinatie met een unieke poweraccumulator en HIC zorgen voor een regelbaar gas/vloeistofverhouding welke in de compressor geïnjecteerd wordt.

Toepassingen Zubadan

Opwekking Warmtapwater/vloerverwarming
De drie expansieventielen kunnen het mengsel gas-vloeistof exact regelen, waardoor het H-logP diagram voor elke situatie beïnvloed kan worden. Zo is het mogelijk een hogere condensatietemperatuur te bereiken dan een conventionele warmtepomp. Indien via een platenwisselaar deze warmte aan water afgegeven wordt, zal door de hoge condensatietemperatuur een hogere watertemperatuur bereikt worden. Uit fabriekstesten blijkt dat deze ca 10K hoger zijn dan bij een conventionele warmtepomp. Het bereiken van 55°C water in plaats van 45°C maakt de toepassing voor het bereiden van warmtapwater interessant. Uiteraard kan het warme water ook toegepast worden voor vloerverwarming. Mitsubishi Electric besteedt veel aandacht aan deze ontwikkeling en hoopt in het begin van 2009 met een concept te komen voor opwekking van warmtapwater, welke gebruik maakt van de unieke eigenschappen van de Zubadan en welke voldoet aan NEN1006 en GIW eisen.

Voor de woningbouw zal bij het aansluiten van de Zubadan op een voorraadboiler natuurlijk wel een juiste plaats worden gecreëerd voor plaatsing van het buitendeel in bijvoorbeeld de tuin. Een groot voordeel is echter dat verder geen enkele bodembron meer benodigd is en tevens een aardgas aansluiting achterwege kan blijven. Met name bronnen blijken in de praktijk voor grote problemen te kunnen zorgen zoals onderbemeting, dichtslibben open bronnen, beïnvloeding van bronnen onderling en in sommige gevallen zeer hoge investeringskosten.

Luchtgordijnen

Een luchtgordijn heeft bij lage buitentemperaturen de hoogste verwarmingsvraag. Hierdoor is de Zubadan uitermate geschikt voor toepassing voor warmtelevering voor deze luchtgordijnen. Een aandachtpunt voor deze toepassing is de ontdooicyclus van de warmtepomp. Tijdens de ontdooicyclus onttrekt de warmtepomp energie uit de binnenunit om de buitenunit te ontdooien. Dit is een ongewenste situatie tijdens verwarmingsbedrijf. Dankzij de flashinjectie van de Zubadan wordt de verdamper van de binnenunit twee keer zo snel opgewarmd als bij een conventionele warmtepomp. Dit heeft invloed op de frequentie en de duur van de ontdooicycli. (ontdooicyclus maximaal 3 minuten, frequentie om de 120 à 150 minuten). Het aansluiten van een luchtgordijn op een Zubadan maakt een gasaansluiting in de retail overbodig.

Luchtbehandelingkasten

De aansturing van een warmtepomp geschiedt vanuit zijn eigen protocol. Toepassingen met externe installatieonderdelen dienden dan ook vaak gebruik te maken met de regeling welke in de warmtepomp aanwezig was (regeling van een normale airconditioner met een binnen- en buitenunit). Hierdoor kan er vaak alleen geregeld worden op basis van een retour- of ruimtetemperatuur. Mitsubishi Electric onderscheidt door de regeltechnische achtergrond op dit gebied en brengt met de PAC-IF011 een multifunctionele interface op de markt. Deze interface maakt het mogelijk om zonder binnenunit de compressor in vermogen aan te sturen op basis van een extern contact. Via een externe regelaar kan het vermogen van de compressor exact bepaald worden. Deze externe aansturing mag bestaan uit een 0~10V, 1~5V, 4~20mA, 0~10kΩ contact of een potentiaalvrije aansturing in acht stappen. De combinatie van de Zubadan met de PAC-IF011 is een perfecte oplossing voor toepassing voor luchtbehandelingkasten. Via een extern regelsysteem kan op basis van bijvoorbeeld een inblaastemperatuur het verwarmings- en koelvermogen exact aangestuurd worden.

Aansluiting op een binnendeel.

Door gebruik te maken van een normaal binnendeel (4-weg cassette, plafond onderbouw, kanaal, vloerstaand etc.) kan een hoger verwarmend vermogen worden geleverd t.o.v. normale inverter warmtepomp systemen bij lage buitentemperaturen. Neem voor meer informatie of een offerte contact met ons op.

Contactformulier

Naam:(*)
Gelieve uw naam in te vullen

Emailadres:(*)
Gelieve uw emailadres in te vullen.

Telefoonnummer:
Invalid Input

Onderwerp:(*)
Gelieve uw onderwerp aan te geven.

Bericht:(*)
Gelieve uw bericht in te vullen.