Tepelná čerpadla vzduch-voda

Mnoho instalačních firem prezentuje tepelná čerpadla vzduch/voda jako způsob získávání energie pro vytápění, které snad nemá ani žádné protiklady. 

Výkon tepelného čerpadla vzduch/voda je závislé na teplotě vzduchu

Tak jako každé tepelné čerpadlo je přímo závislé na teplotě svého zdroje, tak tomu je i v případě vzduchových tepelných čerpadel ve spojení s teplotou vzduchu. Na teplotě vzduchu není závislý pouze topný výkon, ale především účinnost a potažmo i příkon celého tepelného čerpadla. Tato skutečnost má spoustu výhod a bohužel mnohdy více nevýhod. Každý investor by si měl rozhodnout, zdali je pro něj prioritním způsobem využití tepelného čerpadla pro vytápění - zimní období a nebo využití v letních měsících. Zjednodušeně lze říci, že čím větší bude venku zima a vy tak budete chtít více vytápět, tím bude mít tepelné čerpadlo menší topný výkon, horší účinnost a nebo enormně vyšší celkový příkon. 

Splitová tepelná čerpadla s invertorem - zaspali Němci tento zázrak techniky?

Rozebereme si dva nejčastěji používané způsoby řízení kompresoru vzduchových tepelných čerpadel a logiku, proč němečtí výrobci zpravidla nepoužívají frekvenční měniče.

- Skokem řízené tepelné čerpadlo má kompresor řízený metodou start/stop. Využívá předpokladu, že otopná soustava a tepelně-technické vlastnosti objektu mají určité akumulační schopnosti takové, aby  v objektu nedocházelo ke znatelným výkyvům vnitřních teplot. Tímto způsobem je dosažena maximální možná životnost kompresoru a zároveň schopnost tepelného čerpadla dosahovat své maximální teploty topné vody nezávisle na venkovní teplotě. 

- Invertorové řízení otáček kompresoru slouží ke kontinuální dodávce energie. Jde o princip frekvenčních měničů tak, aby okamžitá dodávka tepla odpovídala potřebám objektu. Nejčastěji tento způsob používají klimatizace a tepelná čerpadla vycházející z klimatizací. Právě v chlazení případně vytápění vzduchem je nutná kontinuální dodávka k zabezpečení stálé teploty uvnitř objektu nezávisle na venkovní teplotě. Při tomto způsobu invertor není schopen dodávat svou maximální teplotu v celém rozsahu provozních teplot a z výkonových křivek je zřejmé přibližně 30% zhoršení tepelné účinnosti v porovnání se skokem řízeným vzduchovým čerpadlem! Invertorem řízený kompresor má bohužel i kratší životnost.

Pozn. možná jste si již všimli, že pokud v létě vstoupíte do klimatizovaných místností, pak klimatizace běží v kuse nezávisle, jestli je venku +25°C nebo +35°C. 

Co se týká porovnání prvotních investičních nákladů, pak je pravidlem, že tepelné čerpadlo s invertorem je vždycky levnější než skokem řízené čerpadlo. Při zvážení faktu horší účinnosti o 30% oproti skokových čerpadel je návratnost obou investic totožná, kde však právě skoková tepelná čerpadla ušetří investorovi více financí. Dále je nutné si uvědomit, že díky dodávce maximální teploty topné vody skokového čerpadla v celém rozsahu provozních venkovních teplot může investor použít tento způsob i pro ohřev teplé (užitkové) vody.

Alpha-InnoTec používá skokem řízené kompresory vzduchových tepelných čerpadel - tyto tepelná čerpadla jsou primárně určená k vytápění i v mrazech, nikoli k vytápění v létě!

Odtávání tepelných čerpadel

Tepelná čerpadla ve svém chladícím okruhu, tak jako ledničky a mrazáky obsahují výparník. U starých lednic bylo vždycky zřejmé srážení atmosférické vlhkosti a namrzání na výparníku. Touto ledovou izolační vrstvou klesala chladící schopnost lednice a rostl elektrický příkon. Hospodyňkám pak nezbývalo, než vytáhnout obsah lednice a ručně roztopit tento led.

U tepelných čerpadel výparník namrzá také, kvůli tomu však není třeba u tepelných čerpadel Alpha-InnoTec nijak panikařit. Inteligentní regulátor při zjištění změny tlaků v chladicím okruhu vyhodnotí námrazu na výparníku. Přepne chod do reverzibilního (opačného) chodu, k tomu využije naakumulovanou energii topné vody a během přibližně pěti minut výparník odtaje. Přebytečná voda je odvedena do dešťové kanalizace a při vrácení tepelného čerpadla do běžného chodu je zbývající pára z výparníku odfouknuta do okolí. Tento jev nastává obvykle po jedné hodině chodu a je závislá na relativní vlhkosti vzduchu a venkovní teplotě.

Z důvodu toho, aby nebylo do topení vpuštěn přebytečný chlad z výparníku během cyklu odtávání, je v hydraulickém zapojení tepelného čerpadla zapojena akumulační nádrž. Tento zásobník má prakticky dvojí význam. Jednak jde o zásobu tepla pro cyklus odtávání a jednak jde v časech mimo odtávání o zásobu tepla pro vytápění tak, aby byl omezen počet startů tepelného čerpadla.

Způsoby realizace tepelných čerpadel Alpha-InnoTec

- venkovní realizace - přístroj celého tepelného čerpadla je umístěna mimo domov. Tato skříň obsahuje kompletní chladící okruh včetně kompresoru a do objektu je pak přiváděná topná voda izolovaným potrubím v nezámrzné hloubce. V technické místnosti jsou pak umístěny kompletní hydraulické prvky kotelny, akumulační zásobník, nepřímotopný zásobník teplé vody (boiler) a regulátor.

- vnitřní instalace - celé tepelné čerpadlo je umístěno uvnitř objektu a venkovní vzduch (sání i výfuk) je do zařízení přiváděn vzduchovými kanály s otvory v obvodovém zdivu, opatřený vzduchotechnickými mřížkami se žaluziemi.