Potřebujete poradit?

Zavolejte nám: +420 775 757 754

Tepelná čerpadla vzduch-voda a akumulační nádoby

Některá tepelná čerpadla potřebují ke svému provozu akumulační nádoby. Proč? Akumulační nádoba představuje přitom zásadní investici, zabírá místo v domě a někdy i komplikuje topnou soustavu. Touto problematikou se bude zabývat následující článek.

Akumulační nádoby v topných soustavách slouží k akumulaci tepelné energie, kterou lze následně využít v topné soustavě.

U topných soustav u rodinných domů s kotli na tuhá paliva se z důvodu využití účinnosti kotle a snížení nároků na obsluhu instalovaly a instalují akumulační nádoby obvykle o objemu několika kubických metrů. Tyto nádoby se nahřívají na teplotu kolem 90 °C během jednoho cyklu zatopení a následně se z nich čerpá tepelná energie do topné soustavy po několik dní.

Je možné využít akumulační nádoby u tepelných čerpadel vzduch-voda?

Využití akumulačních nádob u tepelných čerpadel ztrácí význam. Topnou vodu je možné ohřát jen na teplotu max. 55 °C, pokud nebudeme uvažovat o vysokoteplotním tepelném čerpadle. Naakumulovaná energie je tady velmi nízká.  Akumulační nádoby se nepoužívají ani u kondenzačních plynových kotlů, které v efektivním kondenzačním režimu ohřívají topnou vodu jen do 55 °C.

008980o3

Kompresor scroll

Uvedu příklad. Obvykle se k tepelnému čerpadlu zařazuje akumulační nádoba o objemu 300 l až 500 l. Máme-li  objem nádoby 500 l, teplotu, na kterou bude voda v nádobě ohřáta 55 °C a požadovanou teplotu topné vody v prvním případě 40 °C a 35 °C pro podlahové topení. V druhém případě 55 °C a 50 °C pro radiátory pro dům s tepelnou ztrátou 10 kW při -12 °C a 6,5 kW při 0 °C.

  • tepelný výkon = Pt = ṁ*c*∆t
  • ṁ – hmotnostní průtok [kg/s, kg/h, t/h] u vody číselně 1 t/h=1 m3/h
  • c – měrná tepelná kapacita [kJ/kg*K]
  • ∆t – rozdíl teplot [K, °C]
  • TZ – tepelná ztráta [kW]

Se snižujícím se požadavkem na teplotu topné vody stoupá doba, po kterou je možné využívat naakumulovanou energii a naopak. Se snižujícím se objemem akumulační nádoby klesá doba, po kterou je možné využívat naakumulovanou energii a naopak.

Z výše uvedeného je zřejmé, že akumulační nádoby dodávané pro tepelná čerpadla do rodinných domů plní funkci akumulace energie velmi omezeně, nebo vůbec.

Tepelná čerpadla bez regulace výkonu (fixspeedy) však potřebují ke své funkci nádobu. Tato nádoba se správně nazývá taktovací, protože její akumulační schopnosti jsou zanedbatelné. U tepelných čerpadel s typem kompresoru scroll není možné regulovat výkon a negativní vliv na jejich životnost mají časté starty. Povolených startů během jedné hodiny je šest. A to je důvodem, proč se k těmto systémům zařazují taktovací, někdy záměrně nazývané, akumulační nádoby. Obsah vody v této nádobě pak vždy zajistí požadovanou minimální dobu běhu kompresoru a tím se omezí starty a doběhy.

Fixspeedová tepelná čerpadla bez ekvitermní regulace ohřívají stále vodu v taktovací nádobě na 55 °C. Tím samozřejmě stoupají provozní náklady, protože požadavek na teplotu topné vody je v převážné většině topné sezóny nižší. Je-li použita ekvitermní regulace, ohřívá se voda v nádobě na teplotu o několik stupňů vyšší, než je požadovaná.V dohledné době je nutné počítat  s možností požadavku na vyšší teplotu topné vody a zároveň je nutné ošetřit nevhodný rozběh tepelného čerpadla. Toto vede k opětovnému zvyšování provozních nákladů. Navíc nejde tyto systémy dimenzovat na plnou tepelnou ztrátu při výpočtové teplotě. Obvyklé dimenzování je na 75 až 85 % tepelné ztráty. Pokud by se tato tepelná čerpadla dimenzovala na plnou tepelnou ztrátu, docházelo by v ročních obdobích, kdy je tepelná ztráta nižší (převážná část topné sezóny), k nežádoucím častým startům, takzvanému cyklování a bylo by nutné zařazovat neefektivní velké taktovací nádoby.

Je důležité uvědomit si, že taktovací nádoby zabírají místo ve Vašem domě a prodražují instalaci.

Je-li tepelné čerpadlo dimenzované tak, že nepokryje tepelnou ztrátu, je nutné počítat s větším podílem bivalentního zdroje. Tím se dále navyšují provozní náklady.

U nevhodně dimenzovaného tepelného čerpadla může docházet ke spínání bivalentního zdroje již při teplotách kolem 0 °C. A pokud regulace neobsahuje funkci nastavení připínání bivalentního zdroje, nebo je tato funkce podceněná, počítejte s  provozními náklady versus nemalou investicí do tepelného čerpadla.

008980o4

Vnitřní modul tepelného čerpadla Convert AW s regulací xCC

Výše popsaným problémů je možné předejít instalováním tepelného čerpadla s plynulou regulací výkonu, které ke své funkci nepotřebuje taktovací nádobu. Výkon se automaticky přizpůsobuje aktuálnímu požadavku domu. Většina tepelných čerpadel s plynulou regulací výkonu (s invertorem) má ekvitermní regulaci, která zajišťuje optimální chod systému. Topná voda je ohřívána na nejnižší možnou teplotu k pokrytí aktuální tepelné ztráty, vedoucí k minimalizaci  nákladů  na provoz. A pokud je systém ještě doplněn o vhodné řízení, například regulaci xCC, která umožňuje řídit nejen topný zdroj, ale i celou topnou soustavu, lze dosáhnout velmi efektivního provozu a minimalizovat podíl bivalentního zdroje.

Spolehněte se na odborníky

Máme za sebou nepřeberné množství úspěšných instalací tepelných čerpadel do rodinných domů v ČR, Rakousku, na Slovensku a v Irsku. Specializujeme se na instalace tepelných čerpadel, měření a regulaci topných systémů. Jsme přesvědčeni, že i vám dokážeme nabídnout chytré řešení vytápění vašeho domu, které povede k  zásadnímu snížení nákladů na vytápění nebo možnosti užívat si volný čas  a netrávit jej  přípravami na zimu již v létě.