Témata
Reklama

Tepelná čerpadla s frekvenčním měničem

Položka za vytápění je v rozpočtu každého domu velmi významná a není pochyb, že ceny energií budou dále stoupat. Této situaci se musí přizpůsobit i výrobci tepelných zařízení.

Majitelé nemovitostí budou stále více hledat úsporné zdroje tepla, cenově dostupné, pokud možno bezobslužné a méně závislé na cenách energií. Takovým zdrojem může být například tepelné čerpadlo typu vzduch-voda s invertorem (frekvenčním měničem).

Reklama
Reklama
Reklama

Výhoda systému vzduch-voda

Lze říci, že vzhledem k teplotám, které v ČR máme, je investice do zemních prací pro stavbu čerpadla typu země-voda nebo voda-voda zatím dosti problematická. Při nahlédnutí do statistik Českého hydrometeorologického ústavu zjistíme, že teploty v září až listopadu a v březnu až květnu jsou většinou nad nulou, tedy porovnatelné s teplotou v zemi. Jen prosinec, leden a únor vykazují teploty nižší.

Ze zkušeností na testovacím vrtu také víme, že 130 m hluboký vrt se po čase vychladí až na asi 4 °C. U zemního kolektoru je situace ještě horší. To znamená, že jen tři měsíce z devíti bude účinnější systém země-voda. V ostatních šesti měsících je na tom v průměru lépe systém vzduch-voda. A pokud bude tepelné čerpadlo použito ještě pro ohřev bazénu v létě, je systém vzduch-voda ještě efektivnější.

Proč tepelné čerpadlo s invertorem?

Klasický konvenční systém tepelného čerpadla bez invertoru obsahuje výměníky na vypařovací i kondenzační straně termodynamického okruhu. Mezi nimi je kompresor a termostatický expanzní ventil (TEV), na vodní straně je akumulační nádoba a dohřev elektrickým přímotopným zdrojem. Velká část výrobců produkuje právě tímto způsobem většinu svých čerpadel. Jde o ověřený způsob – dohřev přímotopem ale snižuje průměrný topný faktor v topné sezoně, akumulační nádoba je drahá a zabírá místo v domě. Nasnadě je tedy otázka: Nebylo by možné tento systém vylepšit tak, aby zařízení pracovala bez elektrodohřevu a akumulační nádoby i při kolísajících provozních podmínkách?

Nějaké inovace již u různých výrobců samozřejmě proběhly, například zařazení elektronického expanzního ventilu (EEV) nebo dvoustupňová regulace kompresoru. To je ale pořád málo – pro úplné odstranění akumulace a přímotopného elektrického ohřevu to nestačí. Novým řešením je použití frekvenčního měniče (invertoru) a speciálního kompresoru, který je určen pro režim v proměnných otáčkách. Je sice nutné více investovat do elektronické regulace, ale odpadne akumulační nádoba a dohřev přímotopem. V konečném důsledku je takto realizovaný systém ještě o něco levnější. Toto řešení bylo nazváno AC Heating (Absolutely Clever Heating).

Tepelné čerpadlo vzduch-voda s invertorem

Vzroste účinnost provozu

Topný faktor systému se odvíjí vždy od rozdílu teploty vypařovací (teplota prostředí, odkud je energie odebírána) a kondenzační (teplota topné vody na výstupu tepelného čerpadla). Čím je tento rozdíl nižší, tím vyšší má systém účinnost. Účinnost systémů AC Heating je, oproti konvenčním tepelným čerpadlům bez frekvenčního měniče (invertoru), vyšší právě díky inteligentnímu řízení otáček kompresoru a ventilátorů.

Změna otáček kompresoru současně znamená i změnu potřebného výkonu podle aktuální venkovní teploty, vnitřní teploty a nastavené (požadované) teploty v referenční místnosti. Tepelné čerpadlo s frekvenčním měničem běží v průměru na 50 % výkonu. V takovém režimu jsou všechny výměníky předimenzovány a k tepelné výměně dochází téměř beze ztrát. Teplota vody na výstupu se řídí tak, aby byla pokud možno co nejnižší, čímž vzroste i účinnost provozu. Tepelné čerpadlo s invertorem je tak možné dimenzovat až na 100 % tepelných ztrát objektu při venkovní teplotě až –15 °C.

Vyrovnávání systému s kolísáním venkovních teplot vzduchu

Rozhoduje životnost kompresoru

Životnost tepelných čerpadel je v podstatě dána počtem zapnutí a vypnutí kompresoru a předpokládá se obecně na nejméně 20 let. Konvenční systémy bez frekvenčního řízení proto musí mít akumulační nádobu, aby při vyšší teplotě vzduchu (jaro, podzim) bylo kde energii ukládat a předešlo se častému zapínání a vypínání kompresoru.

U tepelného čerpadla s měničem k tomu ale prakticky vůbec nedochází: Místo akumulace energie a taktování je jednoduše provedena korekce otáček kompresoru. Pokud v mezních případech k zapnutí a vypnutí musí dojít (např. při odtávání), děje se tak pozvolným rozběhem a startem kompresoru, tedy bez rázů, což rovněž přispívá k delší životnosti čerpadla. Životnost čerpadla je vyšší navíc i díky tomu, že většinu času kompresor i ventilátory běží pouze asi na 50 % výkonu. Příjemným důsledkem je i nižší hladina hluku po většinu provozních hodin v roce. Také energetici mohou být spokojeni, protože mají v síti zařízení, které nevydává do elektrické sítě žádné rázové špičky.

Nižší pořizovací náklady

Velkou výhodou systému AC Heating je, že téměř veškeré peníze lze investovat do samotné technologie tepelného čerpadla a ne do akumulačních nádob, elektrodohřevů, složité regulace nebo do celé řady oběhových čerpadel, spojek a dalších prvků, které se na vytápění nikterak nepodílejí a jsou zařazeny pouze jako „nutné zlo“. Toto vše se též pozitivně podepíše na nižší ceně montáže tepelného čerpadla. Systém je díky tomu úsporný i z hlediska potřebného místa v domě.

Ing. Lubomír Kuchynka

KUFI INT, divize AC Heating

www.ac-heating.cz

LKuchynka@ac-heating.cz

Reklama
Vydání #7,8
Kód článku: 80708
Datum: 09. 07. 2008
Rubrika: Výroba / Ekologie
Autor:
Firmy
Související články
Jak efektivně využívat vodu? 85 % českých firem s ní plýtvá

Statisíce až miliony korun ročně – takovou ztrátu může firmám způsobit nedostatečná péče o vodu v průmyslových odvětvích napříč spektrem. Podle společnosti Aquarex Waterprofit, která se specializuje na řešení pro úpravu a management vody, přitom čirou tekutinu koncepčně neřeší valná většina českých společností – 85 % procent z nich s ní plýtvá. Velké ztráty v tomto směru hlásí chemický, energetický či potravinářský průmysl, ale i strojírenství.

Energetická náročnost obráběcích strojů, část 3: Inteligentní technologie

Globální oteplování se stalo velmi diskutovaným tématem. I když bylo provedeno mnoho vědeckých studií a  napsáno neméně vědeckých článků, dosud se odborná komunita nesjednotila v celkovém názoru na globální změny klimatu. Smyslem předkládané trilogie článků není rozklíčovat současný stav a doporučit řešení, ale z pohledu konstrukce a provozu výrobních zařízení představit řešení firem, které primárně nehledí na byznys, ale na budoucnost naší planety.

Energetická náročnost obráběcích strojů, část 2: Vliv výrobních strojů

Globální oteplování se stalo velmi diskutovaným tématem. I když bylo provedeno mnoho vědeckých studií a napsáno neméně vědeckých článků, dosud se odborná komunita nesjednotila v celkovém názoru na globální změny klimatu. Navíc zde hrají roli politika a byznysové zájmy, a tak je velmi obtížné se ve všech, často protichůdných, informacích vyznat.

Související články
Energetická náročnost obráběcích strojů, část 1: Obecný úvod do problematiky

Globální oteplování se stalo velmi diskutovaným tématem. I když bylo provedeno mnoho vědeckých studií a napsáno neméně vědeckých článků, dosud se odborná komunita nesjednotila v celkovém názoru na globální změny klimatu. Navíc zde hraje roli politika a byznysové zájmy a tak je velmi obtížné se ve všech, často protichůdných, informacích vyznat.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Ocelové město a CO2

Co Jules Verne nemohl tušit… Nebo mohl? Zlého profesora nechává umřít na zadušení kysličníkem uhličitým…

Úspory naruby - Pravda a lži o vytápění, 1. část

S neustálým zdražováním energií se mnoho obyvatel ptá, čím ekologicky a současně i ekonomicky, tedy levně a s účinností pokud možno přes 100 %, vytápět svůj rodinný dům?

Úspory naruby - Obraťme toky řek

Při útlumu uhelných a jaderných elektráren a s nárůstem podílu obnovitelných zdrojů energie, především slunce a větru, nastal problém s přenosem a akumulací jejich elektrického výkonu mimo špičku zatížení elektrizační sítě. Tento problém však mohou i v Česku do značné míry a levně vyřešit stávající vodní díla (přehrady, jezy a hráze včetně turbín a kanálů a regulací) s využitím stávající přenosové soustavy.

Úspory naruby - Lži o úsporách v domácnostech

Poté, co již máme jasno, jak je to s úsporou v případě úsporných světelných zdrojů. Víme čím, jak a kde svítit, přinášíme další díl seriálu Úspory naruby. Tentokrát se podíváme na zoubek spotřebičům v domácnosti.

Úspory naruby - Zákaz výroby a dovozu halogenových žárovek

Pod tímto nadpisem redakce připravila sérii zásadních článků o odvrácených stranách tzv. úspor, jejichž skutečné výsledky jsou často přinejmenším sporné.

Progres v navyšování podílu na trhu

Skupina Plansee Group dosáhla v hospodářském roce 2017/18 konsolidovaného obratu 1,3 miliardy euro, což znamenalo nárůst o 11 % ve srovnání s předchozím obdobím. V rámci bilanční tiskové konference konané v Reutte o tom informovali členové představenstva Bernhard Schretter a Karlheinz Wex.

Zrod (a znovuzrození) břitové destičky

Prakticky veškeré výrobky z kovů se obrábějí pomocí břitových destiček – ať už se jedná o letecký průmysl, výrobu energetických zařízení, nebo oblast spotřebního zboží. Břitové destičky jsou využívány ve velkém měřítku a pro širokou škálu aplikací, od frézování masivních bloků motorů a tvarového obrábění forem využívaných výrobci sportovní obuvi až po obrábění číselníků. Seznam požadavků na břitové destičky je dlouhý: vysoká odolnost proti opotřebení a dlouhá životnost, vysoké rychlosti úběru kovu a maximální spolehlivost, a to i v náročných podmínkách, jako jsou složité dráhy nástrojů nebo hluboké dutiny, špičková výkonnost při obrábění za sucha i za mokra a vynikající kvalita obrobené plochy při dodržení přísných tolerancí.

Nanovlákenná membrána v oknech ochrání stroje i pracovníky

Zatímco o smogu v ulicích se vedou časté debaty, znečištěný vzduch v interiéru patří k opomíjeným tématům. A to i přesto, že podle Světové zdravotnické organizace stojí život 4,3 milionu lidí ročně a v průmyslových objektech ohrožuje jak zdraví pracovníků, tak samotný provoz. Díky rozvoji moderních technologií nyní interiér účinně ochrání nanovlákenná okenní membrána.

Biologický čistič součástek v sobě skrývá mnoho výhod

Pro ekologické čištění součástek jsou nabízeny mycí stoly, které čistí na biologické bázi. V jakých případech jsou tyto stoly na mytí součástek vhodné? Co dokážou? A co nedokážou?

Technologie kontejnerové úpravny vody CCW čistí vodu efektivně

Jednou z nejefektivnějších technologií na čištění povrchových a podzemních vod je CCW od společnosti HUTIRA BRNO.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit