V čem tkví hlavní výhody a jaké jsou praktické důsledky při použití nejmodernějšího řízení výkonu tepelného čerpadla VZDUCH-VODA inverterem/frekvenčním měničem? O kolik je tento typ tepelného čerpadla efektivnější a v jakých režimech a proč?
O tepelných čerpadlech již bylo napsáno hodně článků, těžko najít téma, které nikdo zatím nerozebíral, ale frekvenční měnič/inverter a modulace výstupního výkonu v tepelných čerpadlech představuje přece jen prozatím něco unikátního.
Technika tepelného čerpadla jinak a lépe
Proč frekvenční měniče nejsou již dnes součástí všech tepelných čerpadel? Důvodem existence tepelných čerpadel bez frekvenčních měničů je nedostatek flexibility výrobních závodů a dále pak zajisté i špetka toho konzervativizmu.
Některé firmy i projekční kanceláře používají zaběhlé postupy dlouhá léta a když se jich někdo zeptá proč to či ono nejde jinak, odpoví: „to se tak nedělá, to se dělá takto: …“ a podobně. Tak přesně touto cestou my nejdeme a raději používáme inovativní řešení, která vedou k vyšší efektivitě v provozu tepelného čerpadla AC Heating a zároveň k jeho nižší ceně.
Elektronicky řízený expanzní ventil = vyšší účinnost
Frekvenčním měničem je možné regulovat výkon tepelného čerpadla – stroje jako takového. Důsledkem změny otáček kompresoru, a tím i průtočného množství chladiva, které se v chladivovém okruhu pohybuje, je vznik potřeby přesného řízení expanzního ventilu. Použití elektronicky ovládaného expanzního ventilu se sofistikovaným řízením, které zároveň zvyšuje účinnost, se stává nezbytností.
Předimenzovaný výparník – nižší sklony k namrzání = vyšší účinnost
O tom, že tepelné čerpadlo vzduch-voda prožívá nejhorší časy z hlediska tvorby námrazy při teplotách kolem nuly je asi každému jasné. Takových dnů je v topné sezóně hodně. Mlhy, vlhký vzduch, teplota výpadníku lehce pod nulou, to jsou skvělé podmínky pro tvorbu námrazy na výparníku.
To je ale škoda, protože tepelná ztráta domu je ještě při těchto teplotách relativně nízká a tepelné čerpadlo nemusí tak jet naplno, mělo-li by frekvenční měnič a mohlo ubrat. Co se stane při nižších otáčkách kompresoru, tedy při nižším využívání výparníku? Výparník bude naddimenzován, tím i teplejší a námraza se tedy bude tvořit výrazně pomaleji.
Nejlepší však z hlediska účinnosti je ten fakt, že se sníží počet cyklů odtávání, které představují z pohledu celoročního topného faktoru děj značně negativní. Výsledkem nasazení technologie použité v systémech AC Heating je opět zvýšení účinnosti a prodloužení životnosti celého zařízení.
Bez akumulační nádoby – topíme na nejnižší možnou teplotu = vyšší účinnost
Jakou funkci měla akumulační nádoba u tepelných čerpadel bez frekvenčních měničů? Vlastně nesloužila k vytápění, ale ukládala teplo, které klasické tepelné čerpadlo vyrobilo v přechodových obdobích (jaro, podzim) zbytečně navíc, bránila nežádoucímu rychlému nárůstu teploty a samozřejmě snižovala v těchto obdobích cyklování tepelného čerpadla.
Akumulační nádoba je ještě ke všemu velká a všude se nevejde. Díky technologii přímého řízení výkonu frekvenčním měničem můžeme tento prvek, kompenzující nedokonalosti chování systému, v drtivé většině topných systémů vypustit.
Důsledkem je i to že můžeme tepelným čerpadlem AC Heating topit na nejnižší možnou teplotu vůbec, což je zajištěno právě přesnou volbou výkonu.
Uvědomme si to, že teplota výstupní vody je vlastně důsledkem rovnováhy mezi dodaným teplem (resp. výkonem) a schopnostmi otopné soustavy toto teplo (výkon) vyzářit do domu.
Pokud tedy hodnotu výstupního výkonu budeme řídit vypínáním a zapínáním zdroje tepla a ukládáním tohoto tepla do zásobníku+jeho dalším mícháním, musí být teplota v zásobníku nutně vyšší aby bylo co míchat. Opět se jedná o kompromis mezi velikostí akumulační nádoby a mírou kolísání teploty v ní, resp. počet startů kompresoru v daném čase.
Solidní regulace = vyšší účinnost
Existují i systémy, které topí na konstantní teplotu (např. 50oC) do akumulační nádoby. Toto řešení je příklad neefektivního systému, který navíc zbytečně a neúčelně týrá kompresor a snižuje jeho životnost. Vždyť výstupní teplota odpovídá analogicky tlaku na výstupu kompresoru. Efektivní systémy tedy topí vždy na tu nejnižší možnou teplotu, která je v danou chvíli nutná.
Optimálním řešením je například kvaziekvitermní řízení, které zohledňuje jak venkovní teplotu, tak teplotu požadovanou a nastavenou, které tepelná čerpadla AC Heating řady Convert AWxx používají.
Tepelné čerpadlo AC Heating můžeme předimenzovat = posunutí bodu bivalence níže = méně hodin topených přímotopně elektrikou = vyšší účinnost
Díky tomu, že mají tepelná čerpadla AC Heating výkonově relativně široké regulační pásmo lze daný systém předimenzovat na rozdíl od klasických tepelných čerpadel bez frekvenčních měničů, které je naopak zvykem poddimenzovat.
Nejméně efektivním zdrojem tepla je beze sporu elektrokotel. Proto jsme se snažili dobu po kterou musí běžet elektrokotel minimalizovat nebo jej dokonce vyřadit ze systému úplně. Existují domy, a není jich málo, kde i letošní tuhou zimu pracovala tepelná čerpadla AC Heating řady Convert AWxx bez bivalence, tedy bez elektrokotle. Provoz takových systémů je potom o mnoho efektivnější než u poddimenzovaných tepelných čerpadel, která daleko častěji zapínají náhradní bivalentní zdroj s drahým provozem.
Bez zbytečných prvků to jde levněji
Díky odpadnutí akumulačních nádob, u domů s malou tepelnou ztrátou i elektrokotlů, dalších oběhových čerpadel nebo směšovačů vychází tepelné čerpadlo s inverterem levněji jak v pořizovacích nákladech tak i v nákladech instalačních. Přece jen kotelna se u tepelného čerpadla s frekvenčním měničem skládá z kompaktní vnitřní jednotky pověšené na zdi napojené dvěma trubkami na otopnou soustavu.
V Domě snů je kromě rekuperační jednotky a integrovaného zásobníku tepla pro TUV a vzduchotechnický systém rovněž pouze malá vnitřní jednotka, která je napojena přímo na systém ATREA a zajišťuje dodávku tepla přesně tak jak je zapotřebí.
Zkušenosti z provozu
Ověřili jsme u mnoha zákazníků velmi solidní parametry těchto zařízení. Průměrný celoroční topný faktor větší než 3 je zde samozřejmostí, a to i v případě že započítáme letošní relativně chladnou topnou sezónu. Topný faktor měřený při -10oC = 2,4 hovoří za vše. Při těchto teplotách již jiná tepelná čerpadla stojí a předávají roli vestavěnému elektrokotli s topným faktorem = 1, zatímco předimenzované tepelné čerpadlo AC Heating s frekvenčním měničem je schopno i nadále efektivně pracovat.
Hlučnost je zde rovněž nižší, protože po většinu času tepelné čerpadlo běží na nižší výkon než na maximální, a to kontinuálně, bez rázů, zapínání a vypínání.
Při nasazování tepelného čerpadla s inverterem je zapotřebí zvážit pečlivě hydraulické zapojení, nutnost záložního zdroje tepla integrovaného do topné soustavy nebo způsob regulace celého systému. Vzhledem k tomu, že projekt kotelny a poradenství poskytujeme v rámci každé zakázky v ceně, není toto nikdy problém.
S otázkami velmi rádi kdykoliv poradí technici a projektanti týmu AC Heating na které je možné obrátit se buď přímo nebo přes poptávkový formulář umístěný na webu www.ac-heating.cz.
Tepelná čerpadla dodáváme standardně se Zárukou 7 let!
Zdroj foto: Pexels
