zpravodajství životního prostředí již od roku 1999

Účinnost provozu tepelných čerpadel

23.01.2013
Vytápění, zateplení
Účinnost provozu tepelných čerpadel

Provoz tepelného čerpadla je ovlivněn řadou faktorů, způsobujících odchylku skutečných provozních stavů od těch teoretických, daných fyzikálními výpočty.

Nejjednodušší rozdělení těchto faktorů může být následující:

  • vlastní - jsou zapříčiněny nedokonalostí ve vlastní technologii tepelného čerpadla (výparník, kompresor, expanzní ventil),
  • vnější - složitě odhadnutelné vlivy venkovního prostředí, kterým nelze předejít (teplota, vlhkost a znečištění vzduchu),
  • nahodilé - způsobené např. chybným dimenzováním otopné soustavy.


Na účinnost tepelného čerpadla má vliv hodně faktorů. Zásadním faktorem je kvalita použitých komponentů a dostatečné dimenzování. Důležité je však také, aby regulační systém tepelného čerpadla zajistil co nejoptimálnější využití technologie a tím maximalizoval účinnost provozu. Toto je možné v momentu, kdy jsou algoritmy ideálně vyladěny a navíc je uživatel schopen správně nastavovat veškeré parametry. Uživatel není ale obvykle odborník: Proto je rovněž velice důležité i uživatelské rozhraní, pomocí kterého se tepelné čerpadlo ovládá.

URČENÍ TOPNÉHO FAKTORU

Když známe provozní vlastnosti tepelného čerpadla, můžeme si nyní vyjádřit topný faktor COP udávající efektivitu provozu tepelného čerpadla v režimu topení a koeficient EER pro režim chlazení:

EER = Q41 / P12

COP = Q23 / P12

Q23 - energie předaná topnému médiu v kondenzátoru

Q41 - energie přijatá z okolního prostředí do chladiva ve výparníku

P12 - energie dodaná do okruhu kompresorem.

OVLIVŇUJÍCÍ PARAMETRY

U takto stanovených předpokladů pak můžeme určit všechny parametry ovlivňující topný faktor tepelného čerpadla:

Teplota kondenzace chladiva

Čím bude vyšší požadovaná teplota kondenzace TČ, tím bude větší hodnota energie dodané kompresorem P12 a tedy bude i nižší COP. Teplota kondenzace je dána požadovanou teplotou topného média pro otopnou soustavu (radiátorová tělesa, podlahové vytápění, VZT, TUV).

V případě tepelných čerpadel AC-Heating Convert AW je výstupní teplota topné vody závislá na venkovní teplotě. Pokud tedy dojde k nárůstu venkovní teploty, sníží se výkon a hlavně příkon tepelného čerpadla, které pak pracuje s výrazně lepším COP. Díky řídicímu systému xCC je možné výkon tepelného čerpadla upravovat i ručně, např. podle zadaného časového plánu, podle venkovní teploty nebo upravovat celkový výkon od 15 do 100 %. Tyto parametry mají podstatný vliv na průměrný roční topný faktor.

Teplota odpařování

Čím vyšší bude teplota vypařování TE, tím méně energie P12 bude třeba dodat kompresorem na dosažení konstantní kondenzační teploty. COP bude tedy vyšší. Množství energie získané z okolního prostředí při vypařování chladiva závisí tedy i na vhodném dimenzování výparníku.

I zde řídicí systém xCC zajišťuje optimalizaci: části topného systému, které mají akumulační schopnost (např. TUV, bazén) lze nahřívat přes den, kdy je vyšší venkovní teplota a tím i vyšší účinnost tepelného čerpadla.

Znečištění výparníku

V případě námrazy na výparníku tepelného čerpadla vzduch/voda nemůže chladivo přijmout takové množství energie (bude se zkracovat vzdálenost 4-1 i vzdálenost 2 - 3), čímž dojde opět k poklesu COP. Při provozu tepelného čerpadla během topné sezóny dochází vždy ke vzniku námrazy. Zvyšující se četnost namrzání výparníku je způsobená i vyšší vlhkostí vzduchu, případně jeho větším znečištěním.

Tepelná čerpadla Convert AW jsou vybavena automatickým řízením odtávání, díky kterému se odmrazení výparníku odehraje řádově v jednotkách minut. Rovněž dochází k redukci tvorby námrazy při předimenzovaném výparníku: tepelná čerpadla vybavená invertorem a regulací xCC umožňují pracovat s nižším výkonem v období, kdy se venkovní teplota pohybuje kolem hodnoty 0 °C. Je to logické: Výparník je pak velmi předimenzován = nižší teplotní skluz = nižší náchylnost k tvorbě námrazy = méně časté odtávání = vyšší účinnost.

AUTOR: Ing. Lubomír Kuchynka
AC Heating tepelná čerpadla

Zdroj: STAVITEL

Komentáře k článku. Co si myslí ostatní?

Další články
Podněty ZmapujTo
Mohlo by vás také zajímat
Naši partneři
Složky životního prostředí