Klimasysteme mit energiesparenden Inverter Kühl- und Heizbetrieb

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Klimasysteme von TOSHIBA für Mensch und Technik

Technik kühlen. TOSHIBA

Technische Erklärungen zu TOSHIBA Klimasystemen

Themen

1. TOSHIBA Gleichstrom Doppelrollkolben Verdichter INVERTER
2. IPDU Vektor - die TOSHIBA Regelung der Zukunft
3. S-MMS und S-HRM einzigartige Verdichtertechnologie
4. Parallelregelung TOSHIBA DIGITAL und SUPER DIGITAL INVERTER Geräte
5. TOSHIBA Hybrid INVERTER Technologie
6. DAISEIKAI Luftfilterung für höchsten Komfort
7. neues Kältemittel R410A für TOSHIBA Splitklimageräte
8. Entfeuchtung - menschliches Empfinden
9. Warum eine Ausseneinheit oder ein Abluftschlauch nötig ist
10. Wirkungsgrad im Verhältnis zur Aussentemperatur
11. TOSHIBA Inverter Technik erklärt
12. INVERTER warum so gut und ökologisch
13. Grundlage Kühllast
14. Wirtschaftlichkeitsberechnung nach ESEER-Wert

1. TOSHIBA Gleichstrom doppel Rollkolben Inverter Verdichter

Beträchtliche Energieeinsparungen werden durch die Verwendung eines Verdichters erzielt, der mit einer sehr geringen Leistung betrieben werden kann. Ein TOSHIBA INVERTER Verdichter kann mit einer min. Nennleistung von 20% frequenzgeregelt arbeiten und paßt sich entsprechend der geforder- ten Leistung an. Der TOSHIBA Gleichstrom-Doppelrollkolbenverdichter verfügt über ein weites Leistungsintervall mit einem wirksamen aktiven System zur Leistungsbegrenzung, welches eine erhebliche Verringerung des Stromverbrauchs ermöglicht. Mit diesem Verdichtertyp kann das gewünschte Komfortniveau wesentlich schneller erreicht werden, und es ist ein kontinuier- licher Betrieb ohne wiederholtes Ein- und Ausschalten möglich. TOSHIBA hat nicht nur die Regelungen verbessert, sondern auch an einer Verbesserung der einzelnen Komponenten des Verdichters gearbeitet. Sein Motor hat Dank einer besseren Anordnung der Motorwicklungen einen höheren Wirkungsgrad. Durch engere Fertigungstoleranzen der inneren Teile des Verdichters wird die Gefahr von Undichtigkeiten und Leistungsschwächen reduziert. Neu gestaltete Kompressionskammern haben Dank der Optimierung des Kältemittelflusses einen höheren Wirkungsgrad zur Folge.

 


2. IPDU Vektor Regelung

Zusammen mit der DIGITAL INVERTER Produktserie hat TOSHIBA die Intelligente Leistungs-Antriebseinheit (Intelligent Power Drive Unit, IPDU) Vektor eingeführt, welche das Kernstück der TOSHIBA-Regeltechnik darstellt. Dies ist eine Vektorregelungs-Inverterfunktion, die in der Lage ist, eine Welle mit der Frequenz und der Amplitude, die für den höchstmöglichen Wirkungsgrad und die beste Leistungsregelung erforderlich sind, genau zu reproduzieren. Bisher wurde eine Vektorregelung wegen der Komplexität der Elektronik, die für eine genaue Überwachung des Stroms für die Motorsteuerung benötigt wird, nicht oft verwendet. Die verfügbare Hardware war nicht ausreichend leistungsfähig, um die Berechnungen auszuführen, um die Positions- und die dynamischen Flussvektoren in Echtzeit zu ermitteln. Die neu entwickelten bipolaren Transistoren mit isoliertem Gate (Isolated Gate Bipolar Transistors, IGBT's), Hochgeschwindigkeitswandler und die neuen, von TOSHIBA eingesetzten DSP-Mikroprozessoren haben diese Weiterentwicklung ermöglicht. Die DSP-Prozessoren stellen die Rechenleistung zur Verfügung, welche die Regler benötigen, um den Motorphasenstrom zu berechnen. Die Breitband-PWM-Inverter versorgen die Motorwicklungen mit hochlinearem Strom, und neue Halbleiterschalter ermöglichen es, hohe Frequenzen, eine präzisere Regelung und einen höheren, nie zuvor erreichbaren Ausgangsstrom zu erreichen. Für die neue IPDU wird modernste Technik verwendet.

 


3. TOSHIBA S-MMS & S-HRM Verdichter Technologie

Zwei Doppel-Rollkollben-Verdichter (R410A) mit INVERTER Antrieb. Diese haben zwei feste Verdichtungskammern. Eine versetzt angeordnete Walze dreht sich um jede Kammer und drückt so das Kältemittel zusammen. Die beiden Walzen sind auf der selben Welle montiert, sind jedoch versetzt, um einen Gegenausgleich zueinander zu bieten. Die zwischen Walze und Kammerwand erforderliche Kontaktstärke ist niedriger. So können kleinere Lager verwendet werden, und die erforderliche Schmier- ung ist geringer, wodurch das Gewicht gesenkt wird. So ist dieser Verdichtertyp für Betrieb mit niedriger Drehzahl geeigneter.

Durch den Einsatz von Doppelrollkolben-Verdichtern wird der Verschleiß der Kolben auf ein Minimum reduziert. Zudem werden die Betriebszeiten der Außengeräte und der individuellen Verdichter so geregelt, dass alle Geräte eine ausgeglichene Betriebsstundenzahl aufweisen. Alle Verdichter sind inverterbetrieben. Durch den stufenlosen Verdichteranlauf treten zudem keine Stromspitzen, wie bei nicht invertergeregelten Verdichtern auf.


4. PARALELLREGELUNG / TWIN SPLIT

An die TOSHIBA DIGITAL und SUPER DIGITAL INVERTER Außeneinheiten RAV-SM/SP110.AT-E und RAV-SM/SP140.AT-E können zwei Inneneinheiten parallel angeschlossen werden. Die Steuerung erfolgt über eine Fernbedienung, welche am Mastergerät angeschlossen wird. Das Mastergerät kommuniziert mit der Außeneinheit und übermittelt die angeforderten Leistungsdaten. Die Hauptleitung wird entsprechend der Außeneinheit dimensioniert, die Zweigleitung ab T-Stück zum Master- und Slavegerät erfolgt entsprechend den Innengeräte Rohrdimensionen. Generell können immer zwei gleiche Innengeräte an eine Außeneinheit angeschlossen werden. Zur Auswahl stehen: Wandgeräte, Unterdeckengeräte, 4-Wege Kassetten und Kanaleinbaugeräte. Weitere Informationen erhalten Sie hier.

 


5. TOSHIBA HYBRID INVERTER TECHNIK

Dank der stufenlosen Steuerung ihrer Verdichterdrehzahl passen TOSHIBA Hybrid INVERTER Klimageräte ihre Leistungsabgabe exakt an die vorliegenden Bedingungen an. Sie bieten beste Temperaturkontrolle und leisen, noch effizienteren Betrieb. Das Kernstück der TOSHIBA INVERTER Klimageräte stellt der von TOSHIBA entwickelte, ökologisch abgestimmte Hybrid INVERTER (mit PAM* und PWM*) dar. Er erreicht in der Industrie unerreichte Energieeinsparungen und Klimatisierungswerte. Das Wort Hybrid INVERTER bezieht sich auf die Integration zweier spezifischer Technologien: • PAM, zur Effizienzsteigerung bei höchster Leistungsabgabe entwickelt und • PWM, welche optimale Effizienz bei Betrieb im Teillastbereich bietet. * PAM: pulse amplitude modulation (Modulation der Pulshöhe) * PWM: pulse width modulation (Modulation der Pulslänge) Der TOSHIBA Hybrid INVERTER wechselt selbsttätig von Hochleistungs-PAM zu hoch effizienter PWM. Die Adaptierung des Hybrid-Digital-Inverters ermöglicht genaue Kontrolle der Kompressordrehzahl. Jeder Kompressor arbeitet innerhalb eines gewissen Drehzahlbereiches, außerhalb dieses Bereiches können ungünstige Bedingungen Vibrationen den Betrieb und die Haltbarkeit des Kompressors beeinträchtigen. Um den oberen und unteren Leistungsbereich der Klimageräte zu erweitern, hat TOSHIBA daher seine exklusive Hybrid-Inverter-Technologie auf den speziellen DC-Twin-Rotary-Kompressor abgestimmt. Dank seiner gegenläufigen, doppelten Rollkolben bietet der Twin-Rotary-Kompressor gleichmäßigen und vibrationsfreien Betrieb bei höchsten wie auch niedrigsten Drehzahlen.

 


6. DAISEIKAI LUFTFILTERUNG MIT HÖCHSTER EFFEKTIVITÄT

Erste Phase Anti-Schimmel-Filter: Vorfilterung in Klimageräten ist eine Toshiba-Entwicklung und umfasst jetzt ein Katechin-System zur Behandlung der eintretenden Luft.

Zweite Phase Plasma-Luftreiniger: Plasma-Luftreiniger Der elektronische zweistufige Hochleistungs-Luftreiniger ist der Kern des Daiseikai Filtersystems und bietet mit herkömmlichen Filtern unerreichbare Luftbehandlung.

Dritte Phase Zeolite Plus-Filter: Zeolite Plus-Filter Die Vorzüge eines herkömmlichen Filters werden häufig nutzlos, da er schnell an Wirkung verliert. Zeolite ist ein deodorierender Langzeitfilter, der sich in der Sonne regeneriert. Vierte Phase Zeolite 3G-Filter: Zeolite 3G-Filter Die Titanoxyd-Kerne und die ultrafeine Oberflächenstruktur machen den fotokatalytischen Zeolite 3G-Filter zu einem aktiven Element des Luftreinigungs- Prozesses. Fünfte Phase Luftionisierer*: Der hohe Ausstoß an negativen Ionen fördert das Entstehen einer vitalisierenden Umgebung und sorgt so für Ihr Wohlergehen und Ihren Komfort. * nur N3KVP Serie
Die Filtereinsätze ändern sich von Modellreihe zu Modellreihe - generell finden Sie bei den DAISEIKAI Modellen die umfangreichste Filterausstattung.

 


7. KÄLTEMITTEL R410A

R410A ist eine Mischung von R32 und R125 und stellt das energiesparendste Kältemittel dar, das für Klima geräte mit Leistungen von ca. 2,0 bis 155,0 kW erhältlich ist. Durch Verwendung dieses Kältemittels, zudem nur in geringen Mengen, werden Kosten minimiert, und gleichzeitig wird ein Beitrag zum Umweltschutz geleistet.

Vorzüge der Verwendung von Kältemittel R410A: Der Einsatz des energieeffizienten, nicht ozonabbauenden Kältemittels R410A in Klimasystemen bietet zahlreiche Vorzüge: • Ozonabbau-Potential von Null. • Beträchtliche Energieeffizienz-Steigerungen. • Geringerer Druckverlust für verbesserte Leistung. Der Durchmesser der Flüssigkeits und Gasleitungen wird bei der Anwendung des Kältemittel R410A reduziert (in den meisten Modellen in denen größere Rohrdimensionen zum Einsatz kamen).

 


8. ENTFEUCHTUNG

Bei einer Raumtemperatur von über 24°C lässt die Konzentrationsfähigkeit von Menschen bereits merklich nach. Zudem verstärkt hohe Luftfeuchtigkeit diesen Effekt: Laut einer Untersuchung wird eine Raumtemperatur von 26°C bei einem Feuchtewert von 40% als deutlich kühler empfunden als 24°C bei 60% relativer Luftfeuchte. 26°C und eine Feuchte von 70% werden bspw. bereits als 33°C empfunden. Darum wichtig: Mit einer Klimatisierung werden Räume nicht nur gekühlt sondern auch entfeuchtet.

 


9. WARUM EIN AUSSENTEIL ODER ABLUFTSCHLAUCH

Es gibt keine mobilen Klimageräte ohne Abluftschlauch oder Außenteil, da ein Abkühlen eines Raumes ohne eine Verbindung ins Freie physikalisch nicht möglich ist ! Wärme kann nur transportiert werden und nicht vernichtet werden, auch kann die Wärme nicht in einen Kondensatbehälter transportiert und dann durch Entleeren des Wassers entsorgt werden. Wenn man ein Klimagerät ohne Abluftschlauch in einem Raum betreibt, wird dieser mit der Watt Leistung erwärmt, welche das Gerät als Leistungsaufnahme an Strom verbraucht. Denmach ist ein Gerät mit einem Wasserverdunster kein Klimagerät und sorgt nur für ein zusätzliches befeuchten der Raumluft (siehe hierzu Rubrik 8 Entfeuchtung).

 


 10. WIRKUNGSGRAD TOSHIBA KLIMAANLAGE ZUR AUSSENTEMPERATUR

Anhand der nebenstehenden Tabelle können Sie den Wirkungsgrad der TOSHIBA Luft - Luft Klimaanlagen im Verhältnis zur Außentemperatur entnehmen.

TOSHIBA Klimaanlagen werden generell gemäß der EUROVENT Norm zertifiziert, d.h. die angegebene Nennleistung der EER und COP Wert entsprechen beim kühlen 100% bei 35°C aussen 27°C innen und beim heizen 100% bei 7°C aussen 20 °C innen

 


11. TOSHIBA INVERTER TECHNIK ERKLÄRT

Sie möchten wissen was INVERTER Technik ist ? Wie sie funktioniert und welche Vorteile Sie durch den Einsatz modernster TOSHIBA INVERTER Geräte haben, dann klicken Sie bitte auf bitte auf das linke Bild und öffnen Sie die PDF Dokumentation.


12. INVERTER warum so gut und ökologisch  Energieeinsparung, Umweltschutz, Regelpräzision in verschiedenen Praxissituationen, sind für den Betreiber einer Klimaanlage / Wärmepumpe die wichtigsten Kaufmerkmale. Das unsere TOSHIBA INVERTER Geräte hierbei zum BESTEN gehören, bestätigen diverse Untersuchungen und Messungen. Möchten Siemehr erfahren, dann klicken Sie bitte das linke Bild !


13. Grundlage Kühllast

Kühllast ist die Summe aller einwirkenden konvektiven Wärmeströme, die abgeführt werden müssen, um die gewünschte Lufttemperatur in einem Raum zu halten.

Sensible Kühllast ist derjenige Wärmestrom, der bei konstantem Feuchtgehalt aus dem Raum abgeführt werden muss, um eine angestrebte Lufttemperatur aufrecht zu erhalten und entspricht somit den ermittelten konvektiven Wärmeströmen.

Latente Kühllast ist derjenige Wärmestrom, der erforderlich ist, um einen Dampfmassenstrom bei Lufttemperatur zu kondensieren, so dass bei konstanter Lufttemperatur ein angestrebter Feuchtgehalt im Raum aufrecht erhalten wird.

Kühlleistung des Geräts ist die Summe, der vom Kühlgerät erbrachten sensiblen und latenten Kühl- oder Kälteleistung. Sensible Kühlleistung des Geräts ist diejenige Kühlleistung, die vom Gerät zur Kühlung der Luft ohne Feuchteausscheidung erbracht wird.

Latente Kühlleistung ist diejenige Kühlleistung, die vom Gerät durch Taupunktunterschreitung der feuchten Luft erbracht wird, um Anteile des in der feuchten Luft enthaltenen Wasserdampfes durch kondensieren auszuscheiden. Die in dem Wasserdampf enthaltene Verdampfungswärme wird in Form von Kühlenergie zur Kondensation vom Gerät zur Verfügung gestellt.

14. Wirtschaftlichkeitsberechnung nach ESEER-Wert

Neue Erkenntnisse zur Kennzahl bei der Verdichterleistungsaufnahme

Während bei den EER- (Energy-Efficiency-Ratio) und COP-Werten (Coefficient Of Performance) ausschliesslich der Geräte Volllastbetrieb bewertet wird, geht der neue ESEER-Wert (European Seasonal Energy Efficiency Ratio) nun speziell auf den Teillastbetrieb des Kühlers ein. Dies berücksichtigt, dass der Flüssigkeitskühler nur an wenigen Stunden tatsächlich die volle Leistung erbringen und abgeben muss. Der überwiegende Teil der Leistungsanforderung liegt im Teillastbetrieb zwischen etwa 25 und 75 Prozent der Nennleistung. Um dafür geeignete Beurteilungs- und Bewertungskriterien zu erstellen, flossen in die Grundlagen zur Ermittlung des ESEER-Wertes viele Praxiserfahrungen von Herstellern und Anbietern der Geräte ein. Obwohl von Schweden über Deutschland bis Spanien, Italien und Griechenland die jeweiligen Klimata und damit auch die Betriebsbedingungen der Kühler stark unterschiedlich sind, einigte man sich auf die in der Tabelle dargestellten standardisierten Prüfbedingungen für luft- und wassergekühlte Flüssigkeitskühler.

Das bedeutet zum Beispiel für den Kühlbetrieb:

Bei Lastzuständen von 100, 75, 50 und 25 % der Kühler-Nennleistung und den dafür in der Tabelleangegebenen Luft- bzw. Wassertemperaturen werden die jeweiligen EER-Werte ermittelt. Diese ergeben, multipliziert mit den jeweils zugehörigen prozentualen Gewichtungsfaktoren, den ESEER Wert. Dabei geht gemäß Tabelle die verringerte Kühllast einher mit einer geringer werden den Lufttemperatur, was letztendlich auch die Praxis widerspiegelt. In der Regel wird bei einer geringeren Aussentemperatur ja auch weniger Kühlleistung benötigt

 

ESEER - Wert Bewertungs- und Gewichtungstabelle

Last

Kühl - Lufttemperatur Eintritt

Kühl - Wassertemperatur Eintritt

Gewichtungsfaktor

100 %

35 °C

30 °C

3 %

75 %

26 °C

26 °C

33 %

50 %

22 °C

22 °C

41 %

25 %

18 °C

18 °C

23 %

Quelle: Auszug aus der CCI-Print / Eurovent Stand 01 / 2008