Když si lidé představují náročné zimní podmínky pro tepelná čerpadla, často si představují velmi nízké venkovní teploty. Jednou z nejnáročnějších podmínek pro vzduchové tepelné čerpadlo v režimu vytápění však není vždy extrémní zima. Je to chladné, vlhké a mlhavé počasí.

To může znít nelogicky. Jak může být totiž +2 °C problematičtější než -15 °C? Odpovědí je vlhkost.

V režimu vytápění funguje venkovní výměník tepla vzduchového tepelného čerpadla jako výparník. Jeho povrchová teplota je často pod 0 °C, i když je venkovní vzduch nad bodem mrazu. V mlhavých podmínkách obsahuje vzduch velmi vysoké množství vlhkosti. Jakmile tato vlhkost prochází přes studenou venkovní cívku, okamžitě kondenzuje a následně zamrzá na povrchu cívky. Výsledkem je rychlé vytváření námrazy.

Proto může být mlha při teplotách pod přibližně +5 °C obzvláště náročná. V chladném a suchém vzduchu je prostě méně absolutní vlhkosti, která by mohla na výměníku zamrznout. V mlhavém vzduchu je naopak tepelné čerpadlo vystaveno neustálému proudu vlhkosti, což může urychlit námrazu a zvýšit potřebu odmrazování. V praxi to znamená, že tepelné čerpadlo pracující při teplotě kolem +2 °C s vlhkostí nad 95 % může čelit náročnějším podmínkám námrazy než čerpadlo pracující při mnohem nižších teplotách v suchém zimním vzduchu.

Proč je funkce odmrazování u tepelného čerpadla důležitá?
Odmrazování je běžnou a nezbytnou součástí provozu tepelného čerpadla. Když se na venkovní cívce hromadí námraza, snižuje to průtok vzduchu a účinnost výměny tepla. Aby byl zachován výkon, jednotka se pravidelně přepíná do odmrazovacího cyklu, aby cívku očistila.

Častou obavou je, zda to má vliv na komfort nebo spolehlivost. Dobrou zprávou je, že moderní systémy jsou navrženy tak, aby tento proces pečlivě řídily.

V jednom laboratorním testu bylo střešní tepelné čerpadlo Trane IH 078 provozováno po dobu více než 24 hodin za obzvláště náročných podmínek námrazy: teplota zpětného vzduchu v interiéru 10 °C, venkovní teplota 2 °C a relativní vlhkost nad 95 %. I za těchto náročných podmínek došlo během 4,5 hodiny pouze ke dvěma odmrazovacím cyklům. Každý z nich znamenal celkovou dobu odstávky přibližně 8 až 9 minut. Jinými slovy, v jednom z nejhorších předpokládaných provozních scénářů strávila jednotka odmrazováním pouze zhruba 8 minut každé 2 hodiny a 15 minut.
To je důležitý bod jak pro zákazníky, tak pro konzultanty: k odmrazování sice dochází, ale neznamená to, že se tepelné čerpadlo neustále zastavuje a spouští. Při dobře řízeném provozu lze i obtížné mlhavé podmínky zvládnout s minimálním narušením provozu.

Jak společnost Trane minimalizuje dopad odmrazování?
Právě zde hrají klíčovou roli řídicí systémy. Společnost Trane využívá vlastní patentovanou platformu řídicích systémů Symbio, jejíž hardware i software byly vyvinuty interně a která se používá v širokém portfoliu produktů, včetně střešních jednotek a tepelných čerpadel typu vzduch–voda, jako jsou CXAX, FLEX N HP, CXAF a CMAF. Společná řídicí platforma pomáhá zajistit konzistentnější provozní logiku napříč aplikacemi a poskytuje zákazníkům i servisním týmům známou systémovou architekturu.

Zjednodušeně řečeno, Symbio nespouští odmrazování pouze na základě základního časovače. Když venkovní teploty klesnou na 16 °C a níže, řídicí jednotka sleduje vztah mezi podmínkami venkovního vzduchu a stavem chladiva na venkovní výměníku. Pokud zjistí, že se výměník zamrzá do té míry, že je tím ovlivněn výkon, spustí odmrazovací cyklus. To znamená, že systém řízený systémem Symbio reaguje na skutečné provozní podmínky, místo aby odmrazoval častěji, než je nutné.

Řídicí jednotka také pomáhá udržet odmrazování pod kontrolou. Lze nastavit maximální dobu odmrazování, která u střešních jednotek obvykle činí přibližně 8 až 9 minut. V mnoha případech cyklus skončí dříve, pokud systém zjistí, že se stav výměníku vrátil do normálu. To pomáhá omezit zbytečné prostoje a umožňuje jednotce co nejrychleji se vrátit do režimu vytápění.

U tepelných čerpadel typu vzduch–voda může být doba odmrazování často kratší, protože vodní okruh poskytuje větší tepelnou setrvačnost. Zjednodušeně lze říci, že systémy pracující s nastavenou teplotou vody 45 °C mohou dokončit odmrazování za přibližně 5 minut, zatímco systémy s teplotou 35 °C mohou potřebovat více času, někdy až 8 až 9 minut. Záleží to na konstrukci systému, ale poukazuje to na důležitou skutečnost: výkon produktu a konstrukce systému jdou ruku v ruce.

Proč je kvalita instalace stále důležitá
I ta nejlepší technologie tepelných čerpadel podává nejlepší výkon, je-li správně nainstalována. To platí zejména v klimatických podmínkách, kde mlha, vlhkost a časté zimní přechody mohou vytvářet náročné podmínky.

Jedním z klíčových faktorů je setrvačnost systému. V aplikacích typu vzduch–voda může správné dimenzování vyrovnávací nádrže pomoci stabilizovat provoz během odmrazování a snížit jeho dopad na budovu. Správně navržený hydraulický systém poskytuje tepelnému čerpadlu větší podporu během dočasných provozních přechodů.

Důležité je také správně přizpůsobit jednotku zatížení budovy, strategii řízení a požadavkům na výstupní teplotu vody. Příliš zjednodušené konstrukční volby mohou způsobit, že odmrazování bude působit rušivěji, než je nutné. Správná instalační praxe pomáhá zajistit, že systém dokáže poskytovat jak komfort, tak účinnost v širokém spektru reálných povětrnostních podmínek.

Závěr
Při hodnocení výkonu tepelného čerpadla není skutečnou otázkou to, zda k odmrazování dochází, ale jak inteligentně jej systém řídí.
Díky správné konstrukci produktu, inteligentním ovládacím prvkům a správné instalaci lze odmrazování efektivně řídit. Tepelná čerpadla Trane jsou navržena tak, aby přesně detekovala podmínky námrazy, omezila dobu odmrazování a rychle se vrátila k vytápění, a to i za vlhkého, chladného a náročného počasí.

Objevte vzduchem poháněná tepelná čerpadla Trane

Objevte střešní vzduchem poháněná tepelná čerpadla Trane