За и против однофазного инверторного теплового насоса

Чтобы перестать гадить в других темах, предлагаю обсудить здесь, все за и против использования однофазного драйвера для инверторного компрессора теплового насоса.

Суть проблемы, заключается в том, что готовые изделия, на одну фазу, имеют на своем борту активный корректор коэффициента мощности. АККМ.
Этот корректор, использует полностью возможности сети. И это важно для организации, эксплуатирующей сети.
Но, платить, за это дело, приходится наличием ещё одного каскада в драйвере - приводе компрессора.
И этот каскад, приходится рассчитывать на максимальную нагрузку.
Т. е. имеем компрессор, на котором написано 3.7 квт.
Для такого компрессора, с учетом возможности безопасной работы на пониженном напряжении в сети, каскад АККМ приходится использовать на 5.5.-6квт.

Но, при эксплуатации этого компрессора на теплый пол, достаточно лишь половины мощности от драйвера.
При пониженных оборотах и работе на теплый пол, от номинальной мощности вообще остается лишь четверть.

В сухом остатке, условный трансформатор в виде АККМ, приходится брать на 6 квт и нагружать всего на 1 квт. При этом, любой трансформатор, имеет холостой ход, и эти потери, не зависят от нагрузки.

Например, имею серверный брендовый блок питания, с АККМ на борту.
При номинальной мощности 1.2 квт, просто включенный в розетку без какой-либо нагрузки, блок потребляет 50вт.

 

Смею предположить, что для каждого квт мощности привода, эти потери составят 30-50вт.
Т. е. для двигателя 2 квт, это 60-120вт.
Для двигателя 3 квт, это 100-150 вт.
Для двигателя 4 квт, это 120-200вт.

Причем этот каскад, в принципе не может потреблять меньше. С нагрузкой, потери будут только увеличиваться.

Теперь берем компрессор мицубиси нв 42 кубических сантиметра, мощность 3,7квт.
Естественно, драйвер должен отработать полную мощность + пониженное напряжение.
Реально же, этот компрессор в составе инверторного теплового насоса, 95% времени, работает с нагрузкой от 20 до 50%. Потребляя при этом, 900-1800вт.
Получается, что к 900 нужно прибавить 120-200вт, пусть 150вт.
Это шестая часть потребления компрессора. Т. е. из КОП = 6, легко получаем КОП=5.

 

Однофазный, при всех своих проблемах, имеет одно важное преимущество - гораздо проще организовать питание от генератора. Гораздо проще подключить солнечные панели непосредственно к тепловому насосу.
И, если грунтовый тепловой насос работает когда солнышка практически нет, то воздушный тепловой насос,
Легко работает в качестве кондиционера. И использование солнышка, становится реальным, а не теорией.

 

АККМ, по сути, это высокочастотный трансформатор (отсюда неизбежные потери), и повышающий стабилизатор. Именно наличие повышающего стабилизатора, позволяет эффективно и без лишних преобразований. слить солнечную энергию практически сразу в двигатель теплового насоса или кондиционера.
В Китае, вовсю качают воду именно солнечные насосы. И развивается тема работы кондиционеров от солнца. Но сейчас не об этом.
Второе достоинство АККМ, которое интересно владельцу, это возможность работы при пониженном напряжении в сети.
На этом достоинства кончились.

Теперь недостатки...
Про потребление понятно.
Поскольку АККМ, это активный каскад, т. е. имеет активные элементы, это потенциально ломучая запчасть.
На форуме есть не один пример, когда смерть именно этого каскада, означает смерть ТН. На мой взгляд, это самая главная проблема.

 

Собственно, скрывать мне нечего. Сейчас готов драйвер - свой. От и до.
И в нем нет никакой коррекции.

Что это значит?
Это значит отсутствие потерь на АККМ.
Это значит, что АККМ не будет причиной остановки ТН.

Но, совсем без корректора коэффициента мощности, имеем импульсное потребление тока из сети.
Грубо говоря, для питания драйвера, используются лишь верхушки синусоиды. И в этот момент, ток легко может достигать величины, в 4-8 раз превышающую ток потребления.

Это рождает просто дикий электрический мусор в сети, который даже считает электросчетчик.
Я намерил 50-70вт при потреблении 1.5-1.7квт. Точнее сказать не могу.
это лечится установкой синфазного фильтра, и не является проблемой.

Вторая беда посерьезней.
Что значит 10 А номинального потребления из сети? Это значит, что в момент наивысшего напряжения в сети, ток будет 40-80А.
Как известно, зависимость мощности от тока, квадратичная. Т. е. ток в квадрате.
Таким образом, активные потери в проводе, уже до счетчика в дом, будут составлять значительную величину. Ну и попутно, вылезут проблемы с контактами, автоматами и реле - всё должно быть рассчитано на эти токи.
С этой бедой, можно бороться применением пассивного корректора коэффициента мощности.
Хотя, задачи про именно коэффициент мощности, и не стоит.
Важно - срезать пики потребления до разумных величин.

На мой взгляд. все, что 3.7квт и выше, нужно питать от трехфазной сети. Надежней и практичней.
Здесь эти мощности, предлагаю не рассматривать вовсе.
Мощность до 1 квт, не имеет особых проблем с нагрузкой на сеть. Обычные для розеток 16А автоматы и 2.5 сечения провода, вполне себе переживут пики потребления.

Проблемным является диапазон 1-3.7квт.
Т. е. наиболее востребованный для отопления частного дома.

Предлагаю высказать свои мысли по этому поводу.

 

Наверное чтобы ответить на ваш вопрос, нужно сделать ТЭО.
Сколько стоит привод с АККМ, а сколько без?
Сколько % эта разница занимает в общей цене теплового насоса?
Если это 2-5% то это ни о чем, нужно брать нормальный привод и на нем работать.

 

АККМ, это 1 % к стоимости ТН.
Но, при попытке получить КОП=5-6, это 10-15% к потреблению компрессора ТН.
Учитывая неизбежные траты на крепкий геоконтур
Неизбежные траты на малый шаг и короткие петли в системе теплого пола, не исключено и стены,
Это непозволительная роскошь.

 

о чем тогда говорить?
вообще если вы настолько круты что сами паяете привода в промышленных масштабах, то сделайте выбор режима работы - с аккм и без. ну и предлагайте выбор юзеру - коп или не коп.

А вы это все сами собрались делать? с появлением третьего инсталлятора мы например на это все забили. Объясняй- не объясняй - бесполезно. По тому что кроме инсталлятора есть еще архитектор, дизайнер, а то и два. И они делают так как им нужно. Они тупо спрашивают сколько выдает ваш тепловой насос, +45, ок ну они ставят и сразу напиздячивают +45. Им всем насрать на +10% коп, на теплый пол, петли и т. д. И ничего с этим не сделаешь.

И это новые дома. А если инсталл идет в существующую систему на радиаторах?
Вы заку предложите переехать в гостишку на пару месяцев и будете пол заливать? данунах.

 

Не путай вашу зиму и нашу.
Не говоря уже о стоимости газа у нас и у вас.
Вам пока достаточно КОП=3, чтобы победить газ...Но это будет недолго.
Обязательно подтянут к "европейской" вилке куб газа/квт* электричества 2-2.5.
А это уже совсем другая история в плане КОП.

Что касается существующей системы на радиаторах...просто добавляется проток и радиаторы.
Вполне хватает 38-40С в самые морозы, и это 30-35 в среднем за сезон.

К сожалению, либо АККМ есть, либо делается пассивный ККМ. Он будет дороже АККМ. Примерно 5% от стоимости ТН.

Планирую пойти этим путем. Все равно, компрессору 0-280В на обороты 0-120, вполне хватает 0-140В, для оборотов 0-60. И он прекрасно отработает на пониженном напряжении.
Если это не воздушка, надобности крутить компрессор нет.

 

2 - 5% в зависимости от схемы и режима работы.

 

Это посчитано или намеряно?
Я фотки специально приложил.
Повторюсь ещё раз: если стоит АККМ, он работает всегда.
Если компрессор 4квт, и АККМ ставится на 4квт+ запас на пониженное напряжение в сети.
Но, инверторный компрессор, работает примерно в 20-40%=30% от номинальной мощности.
Никаких 2% в этом режиме не будет.

 

@Gaunt, плохо видно, но все же, КПД в зависимости от входного напряжения:


Еще:
Безмостовой преобразователь корректора коэффициента мощности с КПД до 98% и КМ 0,999

 

Зато в статье, для классического повышающего с диодным мостом -93%. Что больше похоже на правду.

Как понимаю, разработка того АККМ, что в статье, новая. Не знаю, можно ли в принципе, найти человека, кто сможет построить этот выпрямитель на 2-3квт.

 

Не знаю, что ты подразумеваешь под класическим, первая мелкая картинка с макс 98% из этой статьи:
Контроллеры корректора коэффициента мощности ON Semi

 

@Gaunt, по работе бываю в магазинах общепита. Даже в самом малюсеньком висит на стене аппаратик небольшой, как думаю распредилитель нагрузок и напряжения для фаз, бывают с экранами и напряжениями, светят разными светодиодами. Когда открывают магазин сначала включают это устройство и вентилятор у него гудит как у инвертерной сварки. Новерно не просто так ставят приблуды в 3ф сеть