Nowe możliwości systemu klimatyzacyjnego z pompą ciepła GMV IV produkcji GREE

Firma GREE Electric Appliances Inc. to największy chiński producent urządzeń klimatyzacyjnych. Przewodnim celem działania firmy jest ciągły rozwój oraz produkcja wysokiej jakości systemów klimatyzacyjnych z zastosowaniem energooszczędnych technologii. Przedstawiony system jest produkowany i udoskonalany od 2002 roku. Referat przedstawia nowe możliwości IV generacji tego systemu klimatyzacyjnego ze zmienną ilością czynnika chłodniczego. Dużą zaletą jest wysoka sprawność szczególnie w trybie pompy ciepła.

1. WSTĘP

Rozwiązaniami najczęściej rozważanymi przez projektanta i inwestora w przy projektowaniu klimatyzacji dużych budynków są systemy oparte na wodzie lodowej z klimakonwektorami oraz systemy typu VRF ze zmienną ilością czynnika chłodniczego. Najlepszym rozwiązaniem jest zastosowanie systemu klimatyzacyjnego ze zmienną ilością czynnika chłodniczego. Zaletami systemów o zmiennej ilości czynnika chłodniczego są niskie koszty inwestycyjne systemu oraz prosty montaż instalacji. Niewątpliwym atutem jest większa sprawność tych układów w porównaniu do systemów z instalacjami wody lodowej. Szczególnie korzystne jest stosowanie najnowszych urządzeń serii GMV IV ze sprężarkami inwerterowymi i silnikami wentylatorów typu DC oraz udoskonalonymi wymiennikami ciepła. Jest to najnowsze osiągnięcie firmy Gree. Dzięki wprowadzonym zmianom wzrosła znacznie sprawność tych systemów , przy czym największy przyrost nastąpił, gdy instalacja działa w trybie pompy ciepła. Jest to szczególnie ważne w naszym klimacie, gdzie czas działania instalacji jako grzejnej jest dłuższy niż działania w trybie chłodzenia.

2. GREE STAWIA NA ROZWÓJ

Wychodząc naprzeciw oczekiwaniom klientów oraz rosnącemu zapotrzebowaniu na urządzenia pracujące ze zmienną ilością czynnika chłodniczego firma Systherm w 2012 roku poszerzyła w Polsce swoją ofertę o systemy klimatyzacyjne GMV IV. To kolejna, ulepszona wersja urządzeń będąca wynikiem pracy ponad 1000 pracowników Gree z działów badawczych, wdrażających innowacyjne rozwiązania i nowe technologie. Dzięki wyjątkowo szybkiemu tempu wdrażania innowacyjnych technologii oraz dbałość o środowisko naturalne marka Gree jest rozpoznawalna i ceniona nie tylko na rynkach azjatyckich, ale na całym świecie. Gree jest największym producentem klimatyzatorów w Chinach a piątym w rankingu światowym.

W Polsce cieszy się stale rosnącym zainteresowaniem z uwagi na wysoką jakość produktów, ich niezawodność i estetyczny wygląd. Z roku na rok Gree poprawia komfort klimatyzacji, zwiększając sprawność energetyczną urządzeń, stosując ekologiczny czynnik R410A oraz zapewniając unikalną nowoczesną stylistykę proponowanych produktów. [2]. Wyrazem uznania tych działań jest stale rosnąca dynamika sprzedaży ich wyrobów na świecie, a także w Polsce.

3. NOWE MOŻLIWOŚCI AGREGATÓW GMV IV

W urządzeniach GMV IV znacznie poprawiono współczynniki efektywności EER i COP. Dla jednostki zewnętrznej 8HP współczynnik efektywności energetycznej EER wynosi 4,07, natomiast współczynnik wydajności grzejnej pompy ciepłą COP wynosi 4,37. Powyższe wartości są wyznaczane w warunkach pomiarowych temp. wewnętrzna 27˚C, temp. zewnętrzna 35˚C. Poprawa jest wynikiem zastosowania większego i doskonalszego wymiennika ciepła, sprawniejszych wentylatorów a jednocześnie cichszych oraz ulepszonej konstrukcji wysokociśnieniowej komory sprężania w sprężarkach DC inverter typu scroll. Sprężarki te charakteryzują się cichą pracą, wysoką wydajnością i niezawodnością działania.

System GMV zarówno III, a tym bardziej IV generacji spełnia wymagania klasy A, bo przy chłodzeniu EER jest wyższe od 3,2 a w trybie pompy ciepła od wymaganej wartości COP = 3,6.

Inteligentny system sterowania pracą sprężarki i wentylatora skraplacza, którego kształt łopatek wirnika został zoptymalizowany spowodował, że w przypadku pracy nocnej, przy mniejszym zapotrzebowaniu na chłód, możliwe było obniżenie głośności urządzenia o 8dB(A) do poziomu max. 50 dB(A). [3]

W warunkach klimatycznych Polski istotnym aspektem eksploatacji układu zakres temperatur otoczenia w których mogą działać. Jest to przy chłodzeniu od -5 ^oC do 48^oC, a w przypadku grzania od -20^oC do nawet 27^oC.

Z punktu sprawności istotna jest funkcja odszraniania parownika przy grzaniu. Tradycyjny program odszraniania uruchamianego według określonego schematu czasowego mógł powodować jego uruchamianie w momencie, kiedy nie było takiej potrzeby. Urządzenia GREE wyposażone są w inteligentny system odszraniania, który powoduje maksymalizację oszczędności energii. Program odszraniania jest tak zoptymalizowany, że będzie wykonywany tylko wtedy, gdy ciśnienie w układzie jest bardzo niskie. W wyniku tego, można nie tylko wydłużyć czas pomiędzy procesami odszraniania, ale także skrócić czas samego odszraniania. Cała procedura została tak zoptymalizowana, żeby do minimum skrócić czas przerwy w pracy urządzenia, jednocześnie nie powodując widocznego spadku komfortu użytkownika. [1]

Zaawansowana technologia sterowania systemem GMV IV pozwala na nieprzerwaną pracę urządzeń w przypadku uszkodzenia np. jednej z trzech jednostek zewnętrznych podłączonych do jednego układu. [3] Każdy moduł jest niezależnym podsystemem, a cały system nie przerwie pracy mimo nawet częściowego uszkodzenia. Do momentu naprawy usterki pozostałe jednostki pracują normalnie. Podobna sytuacja ma miejsce w przypadku jednostek wewnętrznych. Każda jednostka wewnętrzna jest sterowana indywidualnie w sieci systemowej. Dzięki temu, w momencie uszkodzenia dowolnej jednostki wewnętrznej systemu VRF, wszystkie pozostałe jednostki wewnętrzne będą nadal działać. [1]

Systemy GMV IV pozwalają na swobodny wybór miejsca montażu jednostek zewnętrznych, ze względu na duże możliwości jakie daje system ze zmienną ilością czynnika chłodniczego. Przede wszystkim z jednostek zewnętrznych wyprowadzona jest tylko 1 para rur chłodniczych, które stopniowo rozdzielają się dzięki zastosowaniu odpowiednich trójników, rozdzielaczy na poszczególne piętra lub strefy chłodzenia. Dzięki temu można stopniowo uruchamiać lub rozbudowywać system, a w przypadku awarii, jeśli zastosujemy w odpowiednich miejscach instalacji zawory odcinające można wymienić jednostkę wewnętrzną lub modernizować instalację, odcinając tylko część systemu. Pozwala to na pracę urządzeń w pozostałej części budynku, nie narażając użytkowników na stres. Zwarte rozmiary jednostek zewnętrznych ograniczają do minimum zajmowana powierzchnię na dachu. W porównaniu do serii GMV III osiągnięto zmniejszenie od 17-41% powierzchni w zależności od konfiguracji jednostek. [3]. Ponadto waga agregatów nowej generacji jest niższa przeciętnie o prawie 25% co jest szczególnie ważne z uwagi na najczęstszą lokalizację tych agregatów na dachach budynków.

Agregaty o dużej wydajności chłodniczej składają się z wielu jednostek modułowych, które można łączyć osiągając wydajność nawet do 180 kW, do których można podłączyć nawet 64 jednostki wewnętrzne. W każdej jednostce jest jedna sprężarka sterowana inwerterowa oraz 1lub 2 sprężarki o stałej wydajności, które zostają włączane przez system sterowania w przypadku wymagania mocy wyższej niż wydajność sprężarki inwerterowej. Maksymalna całkowita rzeczywista długość przewodów to 150 metrów, przy różnicy wysokości do 50 metrów. Zakres pracy układu wynosi od -10˚C do 48˚C w trybie chłodzenia oraz -20˚C do 27˚C w trybie grzania. W porównaniu do systemu GMV III zwiększono także ciśnienie statyczne wentylatora w jednostkach zewnętrznych do max. 75Pa, co pozwala na zabudowę jednostek zewnętrznych w pomieszczeniach technicznych z wykorzystaniem kanału wywiewu powietrza. Zwiększa to oczywiście możliwości montażu i dopasowania się do architektonicznych rozwiązań w budynku. [3]

4. JEDNOSTKI WEWNĘTRZE SYSTEMU GMV IV

Jednostki wewnętrze systemu GMV IV posiadają bardzo korzystne cechy konstrukcyjne i eksploatacyjne zapewniające komfortową eksploatację oraz niskie zużycie energii. Najważniejsze z tych cech to:

• Specjalne wąskie rowki wewnątrz rur miedzianych wymiennika poprawiające wymianę ciepła,
• Wbudowana pompka skroplin umożliwia wykonanie odpływu skroplin w sytuacji, gdy nie jest możliwy odpływ grawitacyjny,
• Zmywalny filtr powietrza jest łatwy do demontażu oraz prosty do oczyszczenia z kurzu za pomocą odkurzacza lub wody,
• Wysokiej jakości silniki umożliwiają ciągłą i cichą pracę,
• Precyzyjna kontrola temperatury z dokładnością do 0,5°C,
• Pionowy ruch żaluzjipowietrza wywiewanego wykonywany jest w celu efektywnego nawiewu i jednakowego rozkładu temperatury w pomieszczeniu,
• Gorący start w trybie grzania zacznie nawiewać powietrze wtedy, kiedy zostanie osiągnięta odpowiednio wysoka temperatura,
• Funkcja Turbo to uruchomienie nawiewu powietrza z wysoką prędkością wentylatora, aby szybko uzyskać ustawione parametry ( chłodzenie lub grzanie),
• Doprowadzenie świeżego powietrza do jednostki wewnętrznej, aby spełnić wymagania nawiewu świeżego powietrza do pomieszczeń,
• Komfortowy tryb nocny poprzez ustawienie temperatury i niskiej prędkości nawiewu, aby wprowadzić wyższy komfort użytkowania klimatyzatora w porze nocnej,
• Funkcja cichej pracy zapewnia działanie z niskim poziomem hałasu dzięki nawiewowi powietrza z bardzo niską prędkością i z automatycznymi ustawieniami,
• Funkcja oszczędzania energii powoduje ustawienie temperatury w ograniczonym zakresie, więc energia jest wówczas oszczędzana,
• Funkcja pamięci urządzenie powoduje , że może zapamiętać stan pracy przed zanikiem pamięci i automatycznie powrócić do tych ustawień po przywróceniu zasilania,
• Samooczyszczanie powoduje, że po wyłączeniu klimatyzatora, wentylator działa z małą prędkością przez kilka minut aż do osuszenia wewnętrznych elementów urządzenia,
• Samodiagnoza zapewnia wyświetlane kodów błędów na wyświetlaczu sterownika w celu umożliwienia szybkiego i łatwego rozwiązania problemu,
• Niskie napięcie rozruchu umożliwia bezpieczne uruchomienie nawet kiedy napięcie zasilania jest poniżej normy,
• Wysokie ciśnienie statyczne, zapewnia dłuższe odległości dla nawiewu powietrza aby zapewnić odpowiednią wydajność chłodzenia,
• Urządzenie może pracować w szerokim zakresie regulacji, co znacznie zmniejsza ograniczenie wpływu temperatury otoczenia,
• Wentylator jednostki wewnętrznej może działać z wieloma prędkościami nawiewu, dla zapewnienia wymaganego przepływu powietrza,
• Urządzenie można zaprogramować na dowolny czas włączenia lub wyłączenia w ciągu dnia ( najmniejszy przedział czasowy to 5 minut)-24 godzinny timer,
• Urządzenie można ustawić na dowolny czas włączenia lub wyłączenia w ciągu tygodnia-Timer tygodniowy,
• Blokada klawiatury - Blokada zabezpiecza przed przypadkowymi lub błędnymi ustawieniami np. przez dzieci,
• Funkcja sterowania kartą otwierania drzwi jest dedykowana dla pokoi hotelowych. Wyciągnięcie karty z bramki automatycznie wyłącza działanie klimatyzatora,
• Włączenie, wyłączenie i regulacja parametrów na odległość, dzięki rozbudowanej sieci sterowania centralnego,
• Monitorowanie parametrów i sterowanie dostępnych jednostek jest możliwe na odległość, dzięki połączeniom sieciowym.

System GMV IV oferuje szeroki zakres jednostek wewnętrznych różnych typów i wydajności:

• kanałowe w zakresie mocy chłodniczej od 2,2 do 28,0 kW,
• kanałowe typu slim w zakresie mocy chłodniczej od 2,2 do 7,1kW,
• kasetonowe w zakresie mocy chłodniczej od 2,2 do 14,0 kW,
• naścienne w zakresie mocy chłodniczej od 2,2 do 8,0 kW,
• przypodłogowo-podsufitowe w zakresie mocy chłodniczej od 2,8 do 14,0 kW.

Rys.9. przedstawia szeroki zakres typów i mocy jednostek wewnętrznych. Warto zwrócić uwagę na duże jednostki kanałowe o mocy 28kW. Ich zastosowanie umożliwia klimatyzację i ogrzewanie kilku pomieszczeń lub dużej sali o relatywnie dużym zapotrzebowaniu na chłodzenie i grzanie.

5. STEROWANIE SYSTEMEM

Indywidualne sterowniki mogą być ścienne lub bezprzewodowe. Dodatkowo można zastosować sterownik grupowy lub centralny, wszystkie mają możliwość samodiagnozy. W przypadku awarii wyświetlają odpowiednie kody błędów ułatwiające rozpoznanie problemu. Sterownik centralny zapewnia możliwość sterowania do 64 jednostek zewnętrznych i 1024 jednostek wewnętrznych i możliwość okablowania sterowania o długości do 1km bez dodatkowych wzmacniaczy. System może być kontrolowany poprzez BMS, wtedy zakres możliwości sterowania zwiększa się do 255 jednostek zewnętrznych i 4000 jednostek wewnętrznych. Możliwa jest więc budowa bardzo dużych systemów.

6. PROJEKTOWANIE SYTEMU GMV IV

Do zadań projektanta należy odpowiednie zbilansowanie cieplne pomieszczeń, określenie jakiego typu jednostki wewnętrzne są potrzebne i wrysowanie ich na rzuty architektoniczne budynku. Dobór odpowiednich jednostek, orurowania i ilości czynnika chłodniczego do uzupełnienia w układzie zapewnia program doborowy GREE, który jest udostępniany oczywiście projektantom. Program umożliwia szybkie zestawienie potrzebnych urządzeń i materiałów. Pomoc w doborze zapewnia również SYSTHERM, który od prawie 10 lat jest największym sprzedawcą urządzeń GREE w Polsce.

7. EKSPLOATACJA INSTALACJI

Jedną z możliwości jakie daje użytkownikowi zastosowanie systemu GMV IV jest ustalenie nocnego trybu pracy w wybranych godzinach dzięki czemu ograniczmy głośność pracujących jednostek zewnętrznych.

Ważną funkcją systemu jest zmienna praca modułów zewnętrznych co 12 godzin dzięki czemu równoważone jest ich zużycie tym samym minimalizowane ryzyko wystąpienia awarii. W przypadku awarii modułu można wznowić działanie systemu w trybie awaryjnym za pomocą jednego przełącznika. Awaria jednostki wewnętrznej nie spowoduje zatrzymania działania systemu tylko wyłącznie uszkodzonej jednostki.

Właściwą eksploatację wspomaga również wprowadzony nowy system powrotu oleju z instalacji oraz wyrównywanie oleju między jednostkami zewnętrznymi. Rozwiązanie to zapewnia niezawodną eksploatacje sytemu oraz długotrwałą żywotność. Szybką diagnozę usterki wspomaga system diagnostyczny dzięki czemu czas usunięcia usterki można skrócić do minimum.

8. PODSUMOWANIE

Jakość i bardzo duże możliwości systemu GMV IV cieszą się uznaniem klientów na całym świecie. Przodujące państwa UE Niemcy i Francja już od kilku lat stosują system GMV produkcji Gree.

Bez wątpienia koncern GREE może poszczycić się nowoczesnymi rozwiązaniami samych urządzeń jak i zaawansowanego sterowania, które można dopasować do indywidualnych wymagań każdego klienta. [3].

W Polsce system ten będzie szeroko stosowany z uwagi na jego zalety i dobre doświadczenia z marką Gree na naszym rynku. W bieżącym roku najlepiej sprzedającymi się urządzeniami są klimatyzatory również z funkcją pompy ciepła typu FreeMatch będącą w swej istocie pewnego rodzaju miniaturką systemu GMV [ 7 ]. System może działać w trybie pompy ciepła przy temperaturze -20^oC, co w zupełności wystarcza w naszym klimacie do szerokiego stosowania systemu w celach grzewczych. Katalog wyrobów oraz dokumentacja techniczna w języku polskim ewentualnie angielskim dostępna jest na stroniewww.systherm.pl.

Warto podkreślić, że w Polsce są dostępne również powietrzne pompy ciepła firmy GREE do ogrzewania domów jednorodzinnych oraz przygotowania c.w.u.

9. LITERATURA

1. Katalog GMV IV GREE.www.systherm.pl
2. www.gree.pl
3. www.klimatyzacja.pl
4. Krzyżaniak G., StockfischN. : GREE – komfort dla każdego.Chłodnictwo & Klimatyzacja, 2004,3.
5. Gaziński B., Jóźwiak J. : Klimatyzatory GREE w Polsce. Chłodnictwo & Klimatyzacja, 2008,6.
6. Gaziński B., Krzyżaniak G., Stockfisch N. : GREE producent z przyszłością.Chłodnictwo & Klimatyzacja, 2004,5.
7. Ratajczak - Kasprowicz I.,Gaziński B. : Nowe rozwiązania GREE w systemach klimatyzacji. Materiały Konferencyjne XLIII Dni Chłodnictwa, Poznań 2011 oraz Chłodnictwo, 2012, 1-2
8. Dokumentacja serwisowa GMV IV . www.systherm.pl

Autorzy

mgr inż. Marek GAZIŃSKI
mgr inż. Maciej GRZEGORSKI

Systherm Technik Sp. z o.o. Poznań