Tepelné čerpadlo je jedním z nejúčinnějších topných systémů dostupných na trhu, za předpokladu, že je systém správně dimenzován na budovu a že pracuje v relativně dobře izolované budově. Jeho srdcem je kompresor, který je odpovědný za správný průběh celého procesu získávání tepelné energie. Právě na jeho kvalitě, výkonu a spolehlivosti závisí účinnost zařízení. Co přesně je kompresor tepelného čerpadla a proč hraje tak důležitou roli?
Kompresor je klíčovým prvkem chladicího okruhu tepelného čerpadla, bez něj by bylo tepelné čerpadlo k vytápění domů k ničemu, protože právě díky němu – a procesu stlačování chladiva – může tepelné čerpadlo generovat teploty, které jsou potřebné pro vytápění domu nebo ohřev užitkové vody.
V tepelném čerpadle, jak mnozí vědí, cirkuluje chladivo (tak se nazývá, i když je to právě ono, co je odpovědné za předávání tepla). S chladivem jsme se jistě setkali mnohokrát, ale obvykle pod konkrétním názvem – existují totiž různé druhy, např. R134a, R410a nebo v poslední době velmi populární R32. Toto chladivo získává počáteční tepelnou energii z tzv. dolního zdroje, tedy ze vzduchu (v případě tepelného čerpadla vzduch-voda), z podzemní vody (v případě zemního tepelného čerpadla) atd. Nejedná se však o ukončený proces a této tepelné energie stále není dostatek. Aby bylo tepelné čerpadlo dostatečně účinné pro vytápění domu – je třeba tento proces ještě vylepšit. A zde přichází na scénu kompresor tepelného čerpadla.
Úkolem kompresoru tepelného čerpadla je stlačovat chladivo nacházející se v plynném stavu, tedy jeho stlačování a lisování, přičemž obě tato slova bereme samozřejmě s velkou nadsázkou. Tehdy stoupá tlak a v důsledku zvýšení tlaku roste i teplota chladiva, což umožňuje předání tepelné energie do topné soustavy budovy. Po opuštění kompresoru je chladivo teplé a může být nasměrováno do kondenzátoru, kde předá teplo vodě, která vytápí budovu.
Bez funkčního kompresoru by byl proces přenosu tepla z dolního zdroje (vzduchu, zeminy nebo vody) do systému ústředního vytápění nemožný.
Proces práce kompresoru začíná tím, že nasaje chladivo ve formě plynu o nízkém tlaku. Následně kompresor zvyšuje jeho tlak, což způsobuje výrazný nárůst teploty. Horké chladivo se dostává do kondenzátoru, kde odevzdává teplo topné soustavě. Kondenzátor je v podstatě výměník tepla plyn-voda, kde na jedné straně máme teplé chladivo a na druhé straně vodu, která od něj odebírá tepelnou energii, tedy zjednodušeně řečeno – ohřívá se.
Po odevzdání tepelné energie v kondenzátoru prochází chladivo expanzním ventilem, snižuje svůj tlak a teplotu, a poté se vrací do výparníku, kde celý cyklus začíná znovu. Vychlazené chladivo může opět odebírat energii z dolního zdroje, aby se pak znovu dostalo do kompresoru.
Takto vypadá v určitém zjednodušení celý pracovní cyklus tepelného čerpadla – ve kterém hraje kompresor zásadní roli.
Kompresor tepelného čerpadla je zařízení poháněné elektromotorem, který odebírá elektrickou energii a využívá ji k činnosti, ke stlačování chladiva. Proto se zde na chvíli zastavme.
Jak víme, tepelná čerpadla spotřebovávají relativně hodně elektrické energie, přičemž ještě více jí spotřebují, když tepelné čerpadlo pracuje při vysokých teplotách. Relativně málo proudu odebírají tepelná čerpadla pracující v budovách s podlahovým vytápěním, které je napájeno nízkou teplotou kolem 28-35 stupňů Celsia. Náročná na proud jsou naopak v případě starých domů – se starými topnými systémy, starými radiátory vyžadujícími napájecí teplotu až 55-60 stupňů – což často činí investici do tepelného čerpadla v takovém domě v podstatě nevýhodnou. Alespoň před výměnou topného systému a důkladnou termomodernizací.
Proč tomu tak je? Proč tepelné čerpadlo pracuje efektivněji a levněji při nízkých teplotách – a jak to souvisí s kompresorem. Kompresor totiž když tepelné čerpadlo pracuje při nízkých teplotách, pracuje kratší dobu, protože chladivo při stlačování dosahuje požadované teploty rychleji. Kompresor způsobí zvýšení teploty chladiva na např. 35 stupňů snadněji a rychleji než na 50 stupňů Celsia. Proto kompresory v nízkoteplotních systémech pracují kratší dobu a méně intenzivně. A to se přímo promítá do nízké spotřeby energie.
Mimochodem – stojí za to věnovat pozornost ještě jednomu aspektu. Kompresor v tepelném čerpadle v nízkoteplotním systému, protože pracuje mnohem méně intenzivně – opotřebovává se mnohem pomaleji a riziko potenciální poruchy je také mnohem nižší než v případě vysokoteplotních systémů. Tepelné čerpadlo – je v podstatě zařízení určené pro práci v systémech s nízkými napájecími teplotami, v dobře tepelně izolovaných objektech.
V moderních tepelných čerpadlech se používají v podstatě několik typů kompresorů. Nejoblíbenější jsou kompresory rotační, spirálové (scroll) a pístové.
Spirálové kompresory se těší zvláště velkému uznání díky vysoké účinnosti, tichému chodu a dlouhé životnosti. Jsou běžně využívány jak v domácích, tak i komerčních instalacích tepelných čerpadel. Rotační kompresory se naopak vyznačují kompaktní konstrukcí a dobrou energetickou účinností.
Skladem
Skladem
Stále více výrobců používá v tepelných čerpadlech invertorovou technologii. To znamená, že kompresor může plynule regulovat svůj výkon v závislosti na aktuální potřebě tepla budovy. Invertor zajišťuje, že kompresor nepracuje pouze v režimu ON/OFF, ale moduluje svou činnost.
Na rozdíl od tradičních řešení typu ON/OFF, invertorový kompresor nemusí neustále najíždět a vypínat. Díky tomu spotřebovává méně elektrické energie, pracuje tišeji a vyznačuje se větší trvanlivostí.
Navzdory vysoké životnosti mohou kompresory někdy podléhat poškození. Nejčastější příčiny poruch jsou nesprávná montáž instalace, nevhodné množství chladiva, nečistoty v okruhu a problémy s elektrickým napájením.
Nebezpečné jsou také časté cykly spouštění a zastavování zařízení, alespoň z pohledu určité doby používání. Proto je tak důležité správné dimenzování výkonu tepelného čerpadla na potřeby budovy a pravidelné provádění servisních prohlídek.
Pravidelná údržba umožňuje výrazně prodloužit životnost kompresoru. Vyplatí se provádět pravidelné technické prohlídky, kontrolovat provozní parametry zařízení a kontrolovat stav elektrické instalace. To je základ.
Profesionální servis může také ověřit úroveň chladiva a odhalit případné nesrovnalosti, dříve než povedou k nákladné poruše. Spíše se nevyplatí dělat to svépomocí, tím spíše, že většina používaných chladiv vyžaduje zvláštní oprávnění.
Kompresor je jedním z nejdražších prvků tepelného čerpadla. Cena jeho výměny závisí na typu zařízení, výrobci a topném výkonu. V případě domácích tepelných čerpadel může cena nového kompresoru spolu s montážní službou činit od 700 do dokonce 4000 €.
Z tohoto důvodu se vyplatí investovat do zařízení renomovaných výrobců a pravidelně servisovat instalaci, aby se předešlo předčasnému opotřebení této klíčové součásti.
Do značné míry ano. Účinnost kompresoru přímo ovlivňuje koeficient účinnosti COP a sezónní účinnost SCOP celého zařízení. Moderní invertorové kompresory umožňují dosahovat velmi vysokých provozních parametrů při současném omezení spotřeby elektrické energie.
Při výběru tepelného čerpadla se vyplatí věnovat pozornost nejen výkonu zařízení, ale také použitému typu kompresoru. Právě tento prvek je odpovědný za spolehlivost, ekonomiku provozu a komfort používání topného systému po mnoho let.
BLOG:
Jaký deskový výměník pro tepelné čerpadlo?
Jak funguje protiproudý výměník tepla?
Freonový výměník tepla chladivo-voda - charakteristika, princip činnosti, konstrukce
Deskové výměníky tepla pro klimatizaci – co se vyplatí vědět?
Tepelná izolace pro deskový výměník tepla - je potřeba?
Zamrznutí tepelného čerpadla - příčiny, následky
Zanechat komentář