Zkušenosti a doporučení k tepelným čerpadlům ze semináře Master Therm

"Úsporný potenciál tepelných čerpadel v hospodaření s energiemi je velký a stále více průmyslových podniků v něm vidí příležitost, jak snížit své náklady a zvýšit konkurenceschopnost na trhu. Vzhledem k tomu, že naše tepelná čerpadla umíme flexibilně přizpůsobit požadavkům průmyslových aplikací, dokážeme uspět často na úkor větších konkurentů s velkosériovou produkcí,“ uvedl pro TZB-info Ing. Jiří Svoboda, jednatel společnosti MasterTherm tepelná čerpadla s.r.o.

Na listopadových seminářích 2017, které organizovala Společnost pro techniku prostředí, za českého výrobce tepelných čerpadel Master Therm hovořil Ing. Jiří Svoboda. Specialitou tohoto výrobce jsou tepelná čerpadla vyráběná s ohledem na specifické potřeby. V sortimentu jsou zastoupeny typy vzduch voda, země voda i voda voda. Výrobce je z pohledu vlastností svých výrobků maximálně otevřen potřebám technické veřejnosti a poskytovaná informační základna je velmi důkladná a detailní. Velmi cenné jsou například informace o vztahu teploty venkovního vzduchu a topného či chladícího výkonu tepelného čerpadla typu vzduch voda včetně údajů o účinnosti, a to nejen v typických hodnotách předepsaných legislativou, ale průběžně v celém pracovním rozsahu. Právě tyto informace může využít projektant, pokud bude chtít provést optimalizaci návrhu zdroje tepla a navazující otopné soustavy.

Splitová tepelná čerpadla

Splitová TČ Master Therm vycházejí z tradiční koncepce, jejímž znakem je umístění části s kompresorem a kondenzátorem uvnitř objektu, tedy v „teplém prostředí“, a její propojení s vnější jednotkou obsahující expanzní ventil a výparník měděným potrubím vedoucím zkondenzované chladivo (kapalinu) a odpařené chladivo z výparníku (páru). Výhoda této koncepce oproti běžným splitovým jednotkám na trhu je v nižších tepelných ztrátách v propojovacím potrubí mezi oběma částmi tepelného čerpadla, neboť teplo přehřátých par na výstupu z kompresoru je bezprostředně v rámci vnitřní jednotky předáno do kondenzátoru. Výhodou je také možnost instalace desuperheateru, který odvádí teplo z přehřátých par chladiva přímo do zásobníku teplé vody a podstatně zvyšuje účinnost ohřevu teplé vody tepelným čerpadlem.

Regulace s ohledem na výsledný topný faktor

Předností koncepce TČ Mater Therm je regulace nejen činnosti TČ s ohledem na stabilitu procesu odpařování a kondenzace chladiva, ale také otopné soustavy. To se projevuje například řízením výstupní teploty otopné vody podle takového topného okruhu, který aktuálně požaduje vyšší teplotu. Tepelné čerpadlo tak nikdy neposkytuje vyšší teplotu topné vody, než jaká odpovídá potřebě vytápění. Každé snížení výstupní teploty otopné vody z TČ zvyšuje jeho topný faktor, a tedy snižuje náklady na nakupovanou energii. Teploty topných okruhů jsou navíc regulovány až na teplotu vytápěného prostoru.

Realizace, tepelná čerpadla Master Therm

Neuvážený odklon od TČ země voda

V České republice nastal v posledních letech výrazný odklon od tepelných čerpadel země voda směrem k typům vzduch voda. A to větší, než je v jiných zemích EU. Na tomto stavu se podílí účinná reklama, ale i záměrné porovnávání ceny zemní sondy - vrtu nebo zemního kolektoru (investice na mnoho desítek let) s cenou vlastního zařízení (investice na 10-20 let). Následně zájem o TČ země-voda také snižuje ochota instalačních firem se tímto druhem tepelných čerpadel zabývat. Instalace tepelného čerpadla vzduch voda je totiž pro instalační firmu rychlá, jednoduchá a zvládne ji i během jednoho až dvou dní. Řada provozovatelů, kteří se často na základě neúplného informačního působení k volbě tepelného čerpadla vzduch voda rozhodnou, se ve výsledku připravuje o zvýšený úsporný potenciál TČ země voda. Zřízení vrtu nebo plošného kolektoru není levné, ale profesionálně zhotovený zemní kolektor má životnost řádově sto let a ve spojení s faktem, že tepelná čerpadla země voda dosahují vyšší sezónní topný faktor, že kolektor lze využít k vysoce účinnému chlazení a vrt dokonce k pasivnímu chlazení bez potřeby běhu kompresoru, se tato investice může jevit docela jinak. Kladem varianty země voda je i úplná absence venkovního hluku.

Tepelné čerpadlo a akumulační schopnost otopné soustavy

Ing. Svoboda se též vyjádřil k problematice akumulace tepla v souvislosti se zabezpečením dlouhé životnosti TČ. Tepelná čerpadla MasterTherm využívají pokrokové invertorové technologie pro řízení tepelného výkonu TČ. V tomto směru patří do technické špičky. Přesto doporučují věnovat tepelně akumulační schopnosti napojené otopné soustavy pozornost, neboť i přes regulaci výkonu TČ se dostatečnou akumulací tepla snižuje počet startů kompresoru, tedy zvyšuje jeho životnost a u TČ vzduch voda je umožněno odtávání výparníků tak, aby probíhalo s co nejmenšími náklady na nakupovanou elektrickou energii a bez snížení tepelného komfortu ve vytápěném prostoru. Jako minimální hodnotu doporučuje 20 litrů topné vody na každý instalovaný kW výkonu při použití otopných těles. Při spolupráci TČ a podlahového nebo stěnového vytápění je dostatečná tepelná kapacita soustavy prakticky vždy zajištěna.

Příležitosti pro tepelná čerpadla jsou nejen v průmyslu

TČ umožňuje současně primárním okruhem chladit a sekundárním okruhem vytápět. Dokážeme-li efektivně využít oba druhy energie, v takovém systému dosahuje tepelné čerpadlo výslednou energetickou účinnost (zhodnocení práce kompresoru) na úrovni 8 až 9, tedy ekonomicky velmi zajímavou hodnotu s rychlou návratností i do 2 - 3 let. Typické aplikace lze nalézt v průmyslu s technologiemi, z nichž část musí být chlazena a část ohřívána, případně lze teplo z chlazení využít pro vytápění, přípravu teplé vody atp.

Prestižní aplikací pro tepelná čerpadla MasterTherm je například využití tepla z chlazení superpočítače v Národním superpočítačovém centru v Ostravě pro vytápění objektu a přípravu teplé vody. Potenciál pro regeneraci technologického tepla umožňují speciální tepelná čerpadla Master Therm, která úpravou zapojení výměníků, použitím jiných typů chladiv nebo atypických kompresorů umožňují pracovat na primární straně s teplotami až 45 °C a na výstupu sekundární strany až 80 °C, což významně rozšiřuje spektrum vhodných aplikací.

Podívejte se na přednášku Ing. Svobody