Tepelné čerpadlá: ON-OFF vs. inverterová technológia

8. októbra 2015

Partneri sekcie:

Ktorý systém je lepší? Univerzálna odpoveď neexistuje, dôležité je zvažovať ich vlastnosti od samého začiatku návrhu vykurovania. Nové trendy a nové konštrukčné možnosti sa čoraz viac implementujú aj do tepelných čerpadiel. Hoci vďaka novým možnostiam dosahujú zariadenia vyššie výkonové čísla aj v prevádzkach pod 0 °C, stále majú význam aj systémy na báze ON-OFF.

Čo má vplyv na efektivitu tepelných čerpadiel

Teplotný spád vykurovacej sústavy, typ distribučnej sústavy, typ zariadenia a pod., to sú faktory, ktoré majú zásadný vplyv na efektivitu prevádzky vykurovania. Preto je veľmi dôležité, aby sa už pri prvotnom návrhu užívateľ rozhodol, aký typ zdroja si vyberie.

Ak sa rozhodne pre tepelné čerpadlo od samého začiatku, je nevyhnutné, aby sa ďalej zamyslel aj nad týmito otázkami:

Bude chcieť plošný systém alebo vykurovacie telesá?
Aký bude teplotný spád sústavy?
Aký bude typ tepelného čerpadla?

Na dosiahnutie čo najvyššej efektivity je nevyhnutné, aby bol teplotný spád sústavy čo najnižší. Preto je vhodný plošný systém vykurovania, napríklad podlahové vykurovanie, a teplotný spád napríklad 30/25 °C (obr. 1). Zároveň si treba uvedomiť, že každé zvýšenie teplotného spádu o 1 °C zvyšuje prevádzkové náklady približne o 3 %.

Obr. 1 Teplotný spád vykurovacej sústavy má zásadný vplyv na efektivitu prevádzky vykurovania. Na dosiahnutie čo najvyššej efektivity je pri tepelnom čerpadle nutné, aby bol spád čo najnižší.

Sezónny vykurovací faktor (SPF)

Sezónny vykurovací faktor (SPF) je dôležitý ukazovateľ celkovej účinnosti zariadenia a práve tento faktor je zároveň ukazovateľom toho, ako je systém nastavený (obr. 2). Čím je vyšší teplotný spád, tým je nižšia účinnosť zariadenia. Veľký vplyv na SPF majú aj systémy, ktoré ohrievajú vykurovaciu vodu na konštantnú teplotu počas celého roka.

Obr. 2 Sezónny vykurovací faktor (SPF) podľa DIN normy

ON-OFF vs. inverter

Nové technológie prinášajú aj nové možnosti využitia zariadení. Pri oboch typoch kompresorov však treba zvážiť ich použitie. Týka sa to najmä inverterovej technológie, ktorú nie je vhodné použiť v každej situácii. ON-OFF systémy sú u nás nepopulárne, dajú sa však použiť vo všetkých prípadoch. Sú vhodné najmä pri systémoch s prípravou teplej vody alebo s ohrevom bazéna. V týchto prípadoch nemožno vzhľadom na charakter prevádzky využiť inverterovú technológiu. Invertery nie sú vhodné ani pri väčších objektoch a pri vyšších výkonoch ako 25 kW. Pri tomto type riešení je vhodné uvažovať práve o využití ON-OFF systémov, ale v kaskáde. Na vhodné rozloženie výkonu v kaskáde je však nevyhnutné poznať potreby tepla v jednotlivých obdobiach. Dôležité je aj zvoliť si vhodný typ prevádzky, pri ON-OFF systéme je najvhodnejší bivalentný – paralelný (obr. 3).

Obr. 3 ON-OFF systém. Pri väčších objektoch a vyšších výkonoch ako 25 kW je vhodné uvažovať práve o využití ON-OFF systémov, a to v kaskáde. Dôležité je aj zvoliť si vhodný typ prevádzky, pri ON-OFF systéme je to bivalentný – paralelný.

Medzi hlavné výhody ON-OFF technológie patria:

dlhšia životnosť kompresora (s použitím akumulačnej nádoby),
efektívnosť pri konštantnej teplote na prípravu TV a ohrev bazénov,
variabilita pri kaskádovom zapojení,
tichší chod pri vyšších teplotách výstupnej vody.

Obr. 4 Graf ročného pokrytia teplom tepelným čerpadlom

Naopak, inverterové zariadenia (obr. 5) majú veľký význam pri menších objektoch a menších sústavách. Zariadenie sa dokáže lepšie prispôsobiť potrebe malej sústavy jednoducho prispôsobením otáčok. Netreba však zabúdať na vhodné nadimenzovanie, pretože pri nevhodnom návrhu (predimenzovanie) sa prevádzka predraží. To, čo je výhodou pri ON-OFF systémoch, je veľkou nevýhodou pri inverterových systémoch (najmä ohrev TV a ohrev bazéna) – vzhľadom na nemožnosť využitia zmeny frekvencie. Netreba zabúdať ani na hluk, ktorý je pre užívateľov pri nadobúdaní tepelného čerpadla veľmi dôležitým parametrom. Invertery idú pri vyšších teplotách vykurovacej vody do vyšších výkonov, a tým aj do vyššej zvukovej frekvencie.

Medzi hlavné výhody inverterov patria:

lepšie prispôsobenie sa menším systémom,
tichšia prevádzka počas väčšiny roka – pri nižších teplotách vykurovacej vody.

Obr. 5 Inverterové tepelné čerpadlo

Záver

Možno konštatovať, že oba systémy tepelných čerpadiel – ON-OFF, ako aj invertery – majú svoje opodstatnené a veľké využitie, je však nevyhnutné zaoberať sa ich návrhom už od začiatku projektu a vybrať si to najvhodnejšie riešenie v rámci konkrétnej aplikácie. Na zjednodušenie orientácie a ovládanie týchto zložitých systémov (aj pre laikov) je potom vhodné zvoliť si diaľkovú správu.