Przetwornica do pompy ciepła – jak działa i dlaczego jest niezbędna?

Pompy ciepła cieszą się rosnącą popularnością jako efektywne i ekologiczne źródło ogrzewania. Dzięki możliwości wykorzystania energii odnawialnej, jak ciepło z gruntu, powietrza czy wody, stają się podstawą nowoczesnych systemów grzewczych. Jednak ich prawidłowe działanie w dużej mierze zależy od kluczowego komponentu – przetwornicy. W tym artykule wyjaśnimy, czym jest przetwornica, jak działa w systemie pompy ciepła oraz dlaczego jej wybór jest tak ważny. Zapraszamy do lektury!

Czym jest przetwornica?

Przetwornica to urządzenie, które umożliwia konwersję prądu elektrycznego, na przykład zmieniając prąd stały (DC) na prąd zmienny (AC) (w przypadku urządzeń wrażliwych najczęściej będzie to prąd przemienny) o określonych parametrach. Jej zadaniem jest dostosowanie energii elektrycznej do wymagań zasilanego urządzenia, co pozwala na jego poprawną i stabilną pracę. W systemach zasilania, takich jak pompy ciepła, przetwornica odgrywa rolę regulatora, który zapewnia kompatybilność źródła energii z urządzeniem końcowym. Jest nieodzowna w systemach korzystających z odnawialnych źródeł energii, jak panele fotowoltaiczne, gdzie napięcie prądu stałego musi być przekształcone na prąd zmienny o odpowiedniej częstotliwości i napięciu.

Podstawowe różnice pomiędzy przetwornicą a falownikiem

Pomimo że falownik i przetwornica nie są tymi samymi urządzeniami, to w mowie potocznej przyjęło się stosować te nazwy zamiennie. Wynika to z faktu, iż falownik stanowi część przetwornika, lecz może również pracować samodzielnie. Ich wspólną cechą jest natomiast funkcja zmiany wzorca wartości natężenia prądu. Dlatego też specjaliści stosują rozmaite nazewnictwo. O szczegółach na ten temat, m.in. różnicach w budowie falownika i przetwornicy, można więcej przeczytać tutaj.

Rodzaje przetwornic

Przetwornice to dość różnorodne urządzenia, które znajdują zastosowanie w wielu gałęziach przemysłu, ale również w przestrzeni domowej. Wyróżnia się wiele typów przetwornic, przy czym najbardziej ogólny podział obejmuje przetwornice napięcia, częstotliwości i hybrydowe.

• Przetwornice napięcia – przekształcają wartość napięcia elektrycznego w obrębie prądu stałego (DC) lub zmiennego (AC). Są powszechnie stosowane w urządzeniach elektronicznych, takich jak laptopy, telewizory czy systemy oświetleniowe. Na przykład, przetwornica DC/DC w laptopie pozwala na dostarczenie różnych poziomów napięcia do poszczególnych podzespołów, zapewniając ich poprawne działanie.
• Przetwornice częstotliwości (VFD) – znane również jako przemienniki częstotliwości, pozwalają na zmianę częstotliwości prądu przemiennego. Znajdują zastosowanie w sterowaniu prędkością silników elektrycznych, co jest istotne w pompach ciepła, wentylatorach czy maszynach przemysłowych. Dzięki temu można zoptymalizować zużycie energii oraz wydłużyć trwałość elementów mechanicznych.
• Przetwornice hybrydowe – powszechnie używane w systemach korzystających z paneli fotowoltaicznych przetwornica tego rodzaju wykorzystuje prąd elektryczny, generowany w wyniku efektu fotowoltaicznego. Wyróżnia się szeregiem dodatkowych funkcji, w tym na przykład możliwością gromadzenia energii w magazynach, umożliwiając użytkownikowi korzystanie z nadmiaru prądu przechowywanego w akumulatorach. Oprócz tego bardzo często rozwiązania hybrydowe oferują możliwość zarządzania systemem fotowoltaicznym z poziomu aplikacji.

Zasada działania przetwornicy w systemie pompy ciepła

Przetwornica jest kluczowym elementem systemów pomp ciepła, zwłaszcza tych zintegrowanych z instalacją fotowoltaiczną. Z uwagi na to warto zapoznać się z zasadami jej działania, które opisujemy poniżej.

Proces działania

Chcąc zrozumieć proces działania przetwornicy w pompie ciepła, warto na początek rozpoznać różnice między pompą wyposażoną w przetwornicę, a taką, która jej nie posiada. Pompa bez inwertera funkcjonuje na zasadzie włącz-wyłącz, co oznacza, że zużywa więcej mocy każdorazowo włączając lub wyłączając stanowiącą jej element sprężarkę. Jak łatwo się domyślić – jej częste aktywowanie nie tylko wpływa negatywnie na efektywność ekonomiczną, ale również na techniczne zużycie konkretnych komponentów technicznych pompy.

Pompa ciepła z przetwornicą pozwala na płynną regulację mocy grzewczej, co przekłada się na stałość temperatury, a także mniejsze obciążenie techniczne produktu. W parze z tymi zaletami idzie dłuższa żywotność urządzenia oraz jego cichsza praca.

Funkcje ochronne

• Ochrona przed suchobiegiem – zapobiega pracy pompy bez medium, tym samym pozwalając uniknąć związanych z tym problemem uszkodzeń.
• Kompensacja przepływu – utrzymuje stałe ciśnienie w systemie, co wpływa na stabilność i efektywność.

Dlaczego przetwornica jest niezbędna w systemie pompy ciepła?

Przetwornica to w większości przypadków wybór, który usprawiedliwia sama chęć osiągnięcia efektywności ekonomicznej systemu. Warto jednak zwrócić uwagę także na inne plusy jej zastosowania. Poniżej opisujemy najważniejsze zalety dotyczące przetwornic w kontekście używania ich w systemach pomp ciepła.

Efektywność energetyczna

Przetwornica odgrywa kluczową rolę w optymalizacji zużycia energii w systemach pomp ciepła. Umożliwia precyzyjne dostosowanie parametrów pracy pompy do bieżących potrzeb, regulując prędkość obrotową silnika i zapewniając dokładnie tyle mocy, ile jest niezbędne w danym momencie. Dzięki temu unika się strat energii wynikających z nadmiernej pracy urządzenia. Dodatkowo, w systemach wyposażonych w funkcję automatycznej optymalizacji energii (AEO), przetwornica nie tylko wspiera efektywność, ale także znacząco obniża koszty eksploatacji, co jest szczególnie istotne w przypadku instalacji o wysokim obciążeniu.

Ochrona systemu

Dzięki monitorowaniu parametrów pracy przetwornica minimalizuje ryzyko uszkodzenia pompy oraz innych elementów instalacji.

Zasilanie awaryjne

Niektóre przetwornice są wyposażone w funkcję UPS, która podtrzymuje pracę pompy ciepła podczas przerw w dostawie prądu.

Jak wybrać odpowiednią przetwornicę do pompy ciepła?

Wybór przetwornicy nie należy do zadań łatwych, szczególnie jeśli mamy niewielkie pojęcie w temacie ich działania i integracji z systemami pomp ciepła. Nasi specjaliści przychodzą w takim przypadku z pomocą – wystarczy skontaktować się z nami, a chętnie pomożemy w dobraniu odpowiednich rozwiązań. Oprócz tego proponujemy kilka wskazówek, którymi warto kierować się, wybierając przetwornicę.

Moc przetwornicy

Przetwornica powinna być dobrana do mocy pompy ciepła, uwzględniając zarówno moc ciągłą, jak i szczytową. Jest to szczególnie ważne w przypadku systemów łączących się z fotowoltaiką, w przypadku których istotną cechę stanowi przewymiarowanie falownika (czyli dobór inwertera w taki sposób, by maksymalna moc była mniejsza niż moc modułów fotowoltaicznych).

Rodzaj fali

Wybierając przetwornicę, warto zastanowić się również nad rodzajem jej fali. Przetwornica z czystą falą sinusoidalną produkuje prąd, który pod względem jakości jest porównywalny z tym, do którego dostęp mamy w standardowym gniazdku – dlatego w większości przypadków będzie to lepsze rozwiązanie. Alternatywą jest przetwornica z modyfikowaną sinusoidą, która, chociaż generuje mniej płynny sygnał wyjściowy, jest przy tym również rozwiązaniem tańszym.

Funkcje dodatkowe – czego potrzebujesz w swoim systemie?

Wybierając przetwornicę, warto zwrócić uwagę na jej dodatkowe funkcje, takie jak na przykład:

Przetwornica to nieodzowny element w systemie pompy ciepła, zapewniający jej efektywne i bezpieczne działanie. Dzięki odpowiedniemu doborowi przetwornicy można nie tylko obniżyć koszty eksploatacji, ale także wydłużyć żywotność urządzenia. Inwestycja w wysokiej jakości przetwornicę jest więc kluczem do optymalizacji pracy systemu grzewczego. W przypadku jakichkolwiek dodatkowych pytań – skontaktuj się z nami! Chętnie pomożemy dobrać przetwornicę do Twoich indywidualnych potrzeb.

FAQ – najczęściej zadawane pytania