Keď ľudia premýšľajú o náročných zimných podmienkach pre tepelné čerpadlo, často si predstavujú veľmi nízke vonkajšie teploty. Jednou z najnáročnejších podmienok pre tepelné čerpadlo s vzduchovým zdrojom v režime kúrenia však nie je vždy extrémna zima. Je to chladné, vlhké a hmlisté počasie.

To môže znieť protichodne. Veď ako môže byť +2 °C problematickejšie ako -15 °C? Odpoveďou je vlhkosť.

V režime kúrenia funguje vonkajšia cievka tepelného čerpadla s vzduchovým zdrojom ako výparník. Teplota jej povrchu je často pod 0 °C, aj keď je teplota vonkajšieho vzduchu nad bodom mrazu. V hmlistých podmienkach obsahuje vzduch veľmi vysokú hladinu vlhkosti. Keď táto vlhkosť prechádza cez studenú vonkajšiu cievku, okamžite kondenzuje a následne zamrzá na povrchu cievky. Výsledkom je rýchle vytváranie námrazy.

Preto môže byť hmla pri teplotách pod približne +5 °C obzvlášť náročná. V chladnom a suchom vzduchu je jednoducho menej absolútnej vlhkosti, ktorá by mohla zamrznúť na výmenníku. V hmlistom vzduchu je naopak tepelné čerpadlo vystavené neustálemu prúdu vlhkosti, čo môže urýchliť tvorbu námrazy a zvýšiť potrebu odmrazovania. V praxi to znamená, že tepelné čerpadlo pracujúce pri teplote okolo +2 °C s vlhkosťou nad 95 % môže čeliť náročnejším podmienkam námrazy než čerpadlo pracujúce pri oveľa nižších teplotách v suchom zimnom vzduchu.

Prečo je funkcia odmrazovania u tepelného čerpadla dôležitá?
Odmrazovanie je bežnou a nevyhnutnou súčasťou prevádzky tepelného čerpadla. Keď sa na vonkajšej cievke nahromadí námraza, znižuje to prietok vzduchu a účinnosť výmeny tepla. Na udržanie výkonu sa jednotka pravidelne prepína do odmrazovacieho cyklu, aby cievku očistila.

Častou obavou je, či to ovplyvňuje komfort alebo spoľahlivosť. Dobrou správou je, že moderné systémy sú navrhnuté tak, aby tento proces starostlivo riadili.

V jednom laboratórnom teste bolo strešné tepelné čerpadlo Trane IH 078 prevádzkované viac ako 24 hodín za mimoriadne náročných podmienok námrazy: vnútorná teplota vráteného vzduchu 10 °C, vonkajšia teplota 2 °C a relatívna vlhkosť nad 95 %. Dokonca aj v týchto náročných podmienkach došlo za 4,5 hodiny len k dvom cyklom odmrazovania. Každý z nich spôsobil celkové odstavenie zariadenia v trvaní približne 8 až 9 minút. Inými slovami, v jednom z najhorších predpokladaných prevádzkových scenárov zariadenie strávilo odmrazovaním len približne 8 minút každé 2 hodiny a 15 minút.
To je dôležitý bod pre zákazníkov aj poradcov: odmrazovanie sa síce vyskytuje, ale neznamená to, že tepelné čerpadlo neustále zastavuje a spúšťa sa. Pri dobre riadenej prevádzke je možné zvládnuť aj náročné hmlisté podmienky s obmedzeným narušením prevádzky.

Ako spoločnosť Trane minimalizuje vplyv odmrazovania?
Práve tu hrajú riadiace systémy kľúčovú úlohu. Spoločnosť Trane využíva vlastnú patentovanú platformu riadenia Symbio, ktorú vyvinula interne v oblasti hardvéru aj softvéru a ktorá sa používa v širokom portfóliu produktov, vrátane strešných jednotiek a tepelných čerpadiel typu vzduch–voda, ako sú CXAX, FLEX N HP, CXAF a CMAF. Spoločná riadiaca platforma pomáha zabezpečiť konzistentnejšiu prevádzkovú logiku vo všetkých aplikáciách a poskytuje zákazníkom aj servisným tímom známu systémovú architektúru.

Zjednodušene povedané, Symbio nespúšťa odmrazovanie len na základe základného časovača. Keď vonkajšia teplota klesne na 16 °C a nižšie, regulátor monitoruje vzťah medzi podmienkami vonkajšieho vzduchu a stavom chladiva na vonkajšej výmennej jednotke. Ak zistí, že výmenník zamŕza do takej miery, že to ovplyvňuje výkon, spustí odmrazovací cyklus. To znamená, že systém riadený systémom Symbio reaguje na skutočné prevádzkové podmienky, namiesto toho, aby odmrazoval častejšie, ako je potrebné.

Regulátor tiež pomáha udržať odmrazovanie pod kontrolou. Je možné nastaviť maximálnu dobu odmrazovania, ktorá je u strešných jednotiek zvyčajne okolo 8 až 9 minút. V mnohých prípadoch sa cyklus ukončí skôr, ak systém zistí, že sa obnovili normálne podmienky na výmenníku. To pomáha znížiť zbytočné prestoje a umožňuje jednotke čo najrýchlejšie sa vrátiť do režimu kúrenia.

V prípade tepelných čerpadiel typu vzduch–voda môže byť trvanie odmrazovania často kratšie, pretože vodná strana poskytuje väčšiu tepelnú zotrvačnosť. Zjednodušene platí, že systémy pracujúce s nastavenou teplotou vody 45 °C môžu odmrazovanie dokončiť za približne 5 minút, zatiaľ čo systémy s teplotou 35 °C môžu potrebovať dlhší čas, niekedy až 8 až 9 minút. Závisí to od konštrukcie systému, ale poukazuje to na dôležitú skutočnosť: výkon produktu a konštrukcia systému idú ruka v ruke.

Prečo je kvalita inštalácie stále dôležitá
Dokonca aj tá najlepšia technológia tepelného čerpadla dosahuje najlepší výkon, ak je správne nainštalovaná. To platí najmä v klimatických podmienkach, kde hmla, vlhkosť a časté zmeny počasia v zime môžu vytvárať náročné podmienky.

Kľúčovým faktorom je zotrvačnosť systému. V aplikáciách typu vzduch–voda môže správne dimenzovanie vyrovnávacej nádrže pomôcť stabilizovať prevádzku počas odmrazovania a znížiť jeho vplyv na budovu. Správne navrhnutý hydraulický systém poskytuje tepelnej čerpadlu väčšiu podporu počas dočasných prevádzkových prechodov.

Dôležité je tiež správne prispôsobiť jednotku zaťaženiu budovy, stratégii riadenia a požiadavkám na výstupnú teplotu vody. Príliš zjednodušené projektové rozhodnutia môžu spôsobiť, že odmrazovanie bude pôsobiť rušivejšie, než je potrebné. Správna inštalačná prax pomáha zabezpečiť, aby systém poskytoval komfort aj účinnosť v širokom spektre reálnych poveternostných podmienok.

Záver
Pri hodnotení výkonu tepelného čerpadla nie je skutočnou otázkou to, či dochádza k odmrazovaniu, ale to, ako inteligentne ho systém riadi.
Správnym návrhom produktu, inteligentným riadením a správnou inštaláciou je možné odmrazovanie efektívne riadiť. Tepelné čerpadlá Trane sú navrhnuté tak, aby presne detekovali podmienky námrazy, obmedzili dobu odmrazovania a rýchlo sa vrátili k vykurovaniu aj v prípade vlhkého, chladného a náročného počasia.

Objavte vzduchové tepelné čerpadlá Trane

Objavte strešné vzduchové tepelné čerpadlá Trane