Tepelné čerpadlo vzduch-vzduch pro vytápění soukromého domu a jak jej používat.

Tepelná čerpadla využívající teplo okolního vzduchu mohou být dvou typů: vzduch-vzduch nebo vzduch-voda. První typ zahrnuje dobře známé splitové a VRF/VRV systémy, které dokáží produkovat chlad a teplo. Split systémy jsou ideální pro vytápění malých domů o ploše 70-100 m2 a VRF/VRV se používají ve velkých kancelářských a průmyslových budovách pro udržení komfortních podmínek v prostorách. Tyto systémy jsou v Rusku dobře známé a široce používané.

Druhý typ – “vzduch-voda” není na našem trhu prakticky zastoupen, ale je vhodný pro instalaci v topných systémech domů o ploše 100 m2 a více, stejně jako v kancelářských a průmyslových prostorách. Důležitým rysem takových systémů je použití kompresorů s mezilehlým vstřikováním chladiva pro zvýšení produktivity a teploty. Navíc je kromě tepelného čerpadla potřeba ještě druhý, doplňkový zdroj. Kombinace tepelného čerpadla s jiným zdrojem tepla, který bude fungovat pouze při nízkých venkovních teplotách, se nazývá bivalentní zapojení.

Tepelné čerpadlo vzduch-voda lze provozovat několika způsoby:

1. Monovalentní – jako zdroj energie využívá pouze tepelné čerpadlo. Tato možnost není vhodná pro klima středního Ruska, protože vypočítaná teplota vzduchu je nižší než teplota, při které se tepelné čerpadlo stane neúčinným a vypne se.

2. Monoenergetické – tepelné čerpadlo také nevyžaduje přídavný zdroj tepla, ale obsahuje vestavěný elektrický ohřívač pro ohřev chladiva v obdobích, kdy tepelné čerpadlo nestačí ohřát chladivo na požadovanou teplotu.

3. Alternativní bivalentní. Tento způsob zahrnuje provoz pouze tepelného čerpadla pro plné pokrytí potřeby tepla do určité nastavené venkovní teploty. Při poklesu teploty pod nastavenou hodnotu se tepelné čerpadlo vypne a zapne se alternativní zdroj energie, který plně pokryje potřebu tepelné energie. Tento způsob je vhodný pro všechny topné systémy včetně vysokoteplotních (do 90 stupňů C).

4. Paralelní bivalentní. Při tomto způsobu provozu tepelné čerpadlo pracuje v monovalentním režimu až do první nastavené venkovní teploty – prvního bivalenčního bodu, poté se připojí další zdroj. Roční podíl tepelné energie z tepelného čerpadla je tedy vyšší oproti alternativnímu bivalentnímu. Oba zdroje tepla spolupracují až do další nastavené venkovní teploty – druhého bivalenčního bodu, při kterém se tepelné čerpadlo vypne a doplňkový zdroj pokryje celou potřebu tepelné energie. Tento způsob je vhodný pro nízkoteplotní topné systémy “teplá podlaha”, stejně jako radiátorové vytápění s maximální teplotou chladicí kapaliny 65 stupňů C.

5. Částečně bivalentní. U této metody pracuje tepelné čerpadlo samostatně až do nastavené teploty, při poklesu venkovní teploty je pak připojen druhý zdroj tepla. Pokud při dalším poklesu venkovní teploty tepelné čerpadlo neohřeje chladicí kapalinu na požadovanou teplotu, tepelné čerpadlo se vypne a pracuje pouze druhý zdroj tepla. Tato metoda je vhodná pro jakékoli topné systémy s teplotami nad 60 stupňů C (až do 90 stupňů C).

Z výše diskutovaných způsobů bivalentního provozu vyplývá, že jakýkoli topný systém, nízko-, středně- nebo vysokoteplotní, se zdrojem tepla na uhlovodíkové palivo, lze doplnit tepelným čerpadlem vzduch-voda a přeměnit jej na topný systém s hybridním zdrojem tepla.

Příkladem hybridního zdroje tepla jsou dieselové a plynové kotle s vestavěnými hydromoduly a externími tepelnými čerpadly Daikin Altherma:

Zajímavost: Daikin vyvinul plynový kondenzační kotel pro hybridní instalace úplně od začátku.

Pro porovnání účinnosti tepelných čerpadel se používá koeficient COP (Coefficient of Performance) – topný faktor rovný poměru vyrobené energie k energii vynaložené. Topný faktor ukazuje účinnost tepelného čerpadla, čím vyšší ukazatel, tím ekonomičtější provoz. Empiricky bylo zjištěno, že pokles teploty topné vody o 1 stupeň zvyšuje COP o 2,5 %. Pro nově budovaná zařízení s hybridním zdrojem tepla je proto vhodné navrhnout systém nízkoteplotního vytápění.

U stávajících topných systémů s tepelným generátorem na uhlovodíkové palivo je při výběru varianty bivalence s tepelným čerpadlem vzduch-voda nutné určit body bivalence. Prvním bodem bivalence je teplota venkovního vzduchu, při které již není možné 100% pokrytí tepelných nákladů domu tepelným čerpadlem. Stanoví se na grafu závislosti výkonu na venkovní teplotě, jako průsečík tepelné ztráty charakteristiky domu s výkonovou charakteristikou tepelného čerpadla. Druhým bodem bivalence je teplota venkovního vzduchu, při které se tepelné čerpadlo stane neúčinným a vypne se.

Ideálním řešením pro efektivní využití tepelného čerpadla jsou topné systémy „teplá podlaha“, „teplé stěny“ nebo „teplý strop“, protože v takových systémech se používá chladivo s nízkou teplotou 40-50 stupňů C Materiály pro takové systémy nabízejí např. firmy UPONOR, OVENTROP, CLINA atd. Příklad CLINA:

Radiátorové topné systémy fungují nejúčinněji při teplotách chladicí kapaliny 80-90 °C. Snížení teploty chladicí kapaliny o 1,5krát vede ke snížení účinnosti radiátorů přibližně 2,5krát. Pro zvýšení účinnosti radiátorového vytápění v režimu nízkoteplotního topení (pokud je spodní část radiátorů studená) je nutné zvýšit průtok vody zvýšením otáček na čerpadle nebo výměnou čerpadla za výkonnější.

Na rozdíl od návrhu otopné soustavy s tradičním vysokoteplotním generátorem tepla, jehož výkon se volí většinou s výraznou rezervou, se při návrhu otopného systému s hybridní instalací volí výkon tepelného čerpadla vzduch-voda s ohledem na pokrytí 60-80 % tepelných ztrát domu, takový výkon tepelného čerpadla by měl stačit do poklesu venkovní teploty např. na první bod -15°C. Když venkovní teplota klesne pod -15°C, zdroj bivalence se automaticky aktivuje. V domě s výpočtovou tepelnou ztrátou např. 10 kW lze instalovat tepelné čerpadlo o výkonu 6 kW při -15°C. Zbývající 4 kW, které jsou potřeba pouze při nízkých teplotách venku, budou odebírány z druhého záložního zdroje energie. Provoz tohoto zdroje energie zabere cca 5-10 % celkových nákladů za topnou sezónu. Kapacita bivalentního zdroje musí pokrýt více než 100 % tepelných ztrát domu, neboť při teplotě venkovního vzduchu -25 stupňů C se tepelné čerpadlo vypne a přenese se na něj celá tepelná zátěž domu.

Tepelné čerpadlo vzduch-voda lze vyrobit v různých variantách umístění prvků zařízení:

— monoblok — všechny prvky tepelného čerpadla jsou umístěny v jediném krytu pro vnější nebo vnitřní umístění:

— dělený systém – když je ve vnějším plášti umístěn buď pouze výparník, nebo výparník s kompresorem:

Každé z těchto dispozičních řešení má své výhody a nevýhody.

Tepelné čerpadlo patří mezi zařízení podléhající kontrole podle norem stavební akustiky, proto je při jeho umístění nutné provést opatření ke snížení hladiny hluku. Hlavními zdroji zvuku v tepelném čerpadle jsou kompresor a ventilátor (kromě verze s atmosférickým výparníkem).

Přímý přenos zvuku z monoblokového venkovního tepelného čerpadla lze omezit použitím stavebního oplocení nebo keřů – živých plotů. Zvětšení vzdálenosti mezi tepelným čerpadlem a objektem o polovinu sníží hladinu akustického tlaku přibližně o 6 dB(A):

Tepelné čerpadlo by mělo být připojeno k topnému systému pomocí pružných hadic a elastických potrubních tvarovek, aby se vibrace z čerpadla nepřenášely do konstrukce domu.

Relativně nízká teplota na výstupu z tepelného čerpadla (až 65 stupňů C) neumožňuje efektivní využití standardních technických řešení ohřevu systému TUV. Pro vyšší teplotní podmínky topné vody (90/60 stupňů C) jsou tedy určeny kotle s vestavěným vnitřním výměníkem, které se obvykle používají pro přípravu teplé užitkové vody. Při přepočtu na podmínky nižší teploty může být kapacita vestavěného výměníku tepla nedostatečná. U tepelných čerpadel by teplosměnná plocha měla být 0,25 m2 na kW výkonu.

Ohřev vody v bazénu pomocí tepelného čerpadla je úplně jiná věc. To je cenově výhodné a proces lze přesně regulovat, na rozdíl od ohřevu bazénové vody solárními kolektory.

Existuje mnoho hydraulických schémat pro integraci tepelného čerpadla do systémů vytápění, zásobování teplou vodou a chlazení, což umožňuje efektivně a ekonomicky řešit jakékoli technické problémy.

*Citace V.S. Černomyrdina

Pokladna
Pokladna
Doporučení pro použití

V režimu topení doporučujeme nastavit teplotu na +22°C a režim ventilátoru na AUTO. To zajistí kompletní vytápění celé plochy domu, a to i v těch nejodlehlejších koutech.

V režimu chlazení doporučujeme nastavit teplotu na +25°C a režim ventilátoru na AUTO. To zajistí úplné ochlazení celého prostoru domu bez lokálního přechlazení.

Přepínání mezi režimy topení/chlazení trvá v průměru 3-5 minut.

V režimu vytápění se ventilátor vnitřní jednotky zapne až po úplném zahřátí výměníku tepla, aby se do místnosti nedostal studený vzduch.

Pro snížení hlučnosti vnitřní jednotky lze manuálně nastavit nižší otáčky ventilátoru (1, 2 nebo 3), ale stojí za zvážení, že ve velkých mrazech je potřeba zvýšit intenzitu foukání, aby se prohřály všechny kouty domu. Rovněž stojí za to mít na paměti, že maximální energetické účinnosti je dosaženo, když je režim ventilátoru nastaven na AUTO.

Režim X-FAN Je doporučeno jej aktivovat při provozu v režimu chlazení (jeho stav se bohužel automaticky nepamatuje), aby se zabránilo výskytu plísní na tepelném výměníku vnitřní jednotky, pokud je chlazení aktivně používáno v místnosti bez přívodního větrání.

Nedoporučujeme používat režim I-FEEL. protože to může vést k silným výkyvům pokojové teploty. V tomto režimu se tepelné čerpadlo řídí teplotou, kterou dálkové ovládání přenáší z vestavěného teplotního čidla každých 10 minut. A pokud je dálkové ovládání na horkém povrchu, tepelné čerpadlo se nezapne. Také v tomto režimu musí být dálkový ovladač vždy orientován IR vysílačem směrem k vnitřní jednotce tepelného čerpadla.

Pozornost se vyplatí dávat také na automatizaci provozu tepelného čerpadla pomocí externích teplotních čidel v systémech chytré domácnosti. To může vést k podtopení nebo přetopení místnosti, a tedy nepohodlí.

Nízkoteplotní tepelná čerpadla jsou navržena tak, aby se automaticky přizpůsobovala měnícím se podmínkám. Je velmi nežádoucí často měnit zvolenou teplotu nebo ještě hůře zapínat/vypínat tepelné čerpadlo. Maximální provozní účinnosti je dosaženo při konstantní cílové teplotě v automatickém režimu.

Upozornění při práci s dálkovým ovladačem!

Věnujte prosím zvýšenou pozornost tlačítku TIMER OFF na dálkovém ovladači. To je zvláště důležité, pokud svůj domov používáte příležitostně. Pokud omylem zapnete časovač vypnutí na určitou dobu, tepelné čerpadlo se vypne a dům zůstane bez topení. A pokud není nakonfigurováno dálkové ovládání, pak lze tepelné čerpadlo zapnout pouze tehdy, když jste přímo v domě.

Parametry domácího napájení

Tepelné čerpadlo je vybaveno frekvenčním měničem a je schopné provozu ve velmi širokém rozsahu síťového napětí. Norma napájení v Rusku předpokládá napětí v jednofázové elektrické síti rovné 230 voltům.

Tepelné čerpadlo může pracovat v rozsahu napětí od 160 do 250 voltů a nevyžaduje připojení přes stabilizátor napětí. Pokud je napětí v síti nižší než 200 voltů, bude tepelné čerpadlo pracovat se zvýšenou hladinou hluku (venkovní jednotka).

Zamrzání venkovní jednotky v zimě

V režimu vytápění se při kladných teplotách venku na tepelném výměníku venkovní jednotky tvoří intenzivní kondenzace, která stéká drenážními otvory dolů k zemi.

Při teplotách pod nulou se tepelný výměník venkovní jednotky pokryje sněhem/ledem. Tepelné čerpadlo je vybaveno automatizací, která nezávisle určuje potřebu odmrazování výměníku tepla.

Ve výjimečných případech (silný vítr, sníh a venkovní teploty blízko nule) může dojít k zamrznutí tepelného výměníku venkovní jednotky a vytvoření ledové krusty, kterou tepelné čerpadlo nebude schopno samo rozpustit. V tomto případě se tepelný výkon tepelného čerpadla výrazně sníží a nebude nutné ruční odmrazování. K tomu je třeba nastavit režim chlazení (COOL) a teplotu na +16 stupňů. Naplňte nádobu teplou vodou z kohoutku a opatrně ji nalijte na led na tepelném výměníku. Je zakázáno mechanicky odstraňovat led. Po odstranění ledu se vraťte do režimu topení (HEAT).

Pokud je teplota v domě nižší než +16°C, nebude možné spustit režim chlazení. Můžete zkusit aktivovat nucené odmrazování venkovní jednotky pomocí následující sekvence akcí:

1. Pomocí dálkového ovladače nastavte režim vytápění (HEAT) a cílovou teplotu na +16°C.
2. Stiskněte následující kombinaci tlačítek na dálkovém ovladači + — + — + — po dobu 5 sekundy.

Režim topení +8°C

Návod k tepelnému čerpadlu a mobilní aplikaci popisuje speciální režim ochrany domu před mrazem v době, kdy jsou lidé pryč. Existují však nuance spojené s jeho použitím v chladném klimatu s vysokou vlhkostí venkovního vzduchu.

V tomto režimu je vysoká pravděpodobnost zamrznutí výměníku venkovní jednotky a nemožnost jeho automatického odmrazování. Teplo z domu se totiž využívá k odmrazování venkovní jednotky, ale tepelné čerpadlo má zabudovanou ochranu proti zamrznutí vnitřní jednotky, nastavenou na teplotu +7°C. To znamená, že tepelné čerpadlo se zapne, aby odmrazilo venkovní jednotku a téměř okamžitě ji zastaví, aby nezamrzlo dům uvnitř. V důsledku toho venkovní jednotka cyklicky namrzá vrstvou sněhu a po nějaké době může zcela přestat vytápět dům.

Důrazně nedoporučujeme používat pro vytápění režim +8°C. V době nepřítomnosti osob doporučujeme nastavit teplotu na +16°C.

Vlastnosti provozu vnitřní jednotky v režimu vytápění

V režimu vytápění pracuje tepelné čerpadlo obvykle cyklicky. Průměrně jeden cyklus ohřevu trvá 30-50 minut, poté přejde na 20-40 minut do pohotovostního režimu. Během topného cyklu běží ventilátor vnitřní jednotky nastavenou rychlostí a v pohotovostním režimu jsou lamely nastaveny vodorovně a rychlost ventilátoru je nastavena na minimum.

Automatické odmrazování venkovní jednotky lze také provádět mezi topnými cykly. V tuto chvíli na displeji vnitřní jednotky bliká indikátor režimu vytápění (SUN). Proces odmrazování může doprovázet syčení a bublání – to je normální a neznamená to poruchu. Během odmrazování se ventilátor vnitřní jednotky úplně zastaví.

Provoz tepelného čerpadla při dlouhodobé nepřítomnosti osob

Tepelné čerpadlo je navrženo pro nepřetržitý provoz 80 hodin denně a může být bezpečně ponecháno v provozu v neobydleném domě. Tepelné čerpadlo je bezpečnější než elektrické konvektory, protože teplota chladicí kapaliny v něm nepřesahuje 35 stupňů. Venkovní jednotka tepelného čerpadla se instaluje ve výšce 40-XNUMX cm od úrovně terénu a zohledňuje hladinu napadaného sněhu. Měli byste však pravidelně sledovat výšku sněhu v blízkosti venkovní jednotky tepelného čerpadla a v případě potřeby odklízet sníh zepředu a po stranách venkovní jednotky, což může narušit správnou výměnu vzduchu.

Výpadek proudu

Tepelné čerpadlo si vždy pamatuje provozní režim, ve kterém se nacházelo v době odpojení externího napájení. Po obnovení dodávky proudu bude tepelné čerpadlo pokračovat v provozu v nastaveném režimu a bude udržovat cílovou teplotu.

Dekódování chybových kódů

Pokud se něco pokazí, na vnitřní jednotce tepelného čerpadla se zobrazí chybový kód. Malý seznam chyb s vysvětlením. Podrobné informace naleznete v podrobných návodech k obsluze (viz návod Cooper&Hunter v angličtině, odkazy níže).

F0, E4
Únik chladiva. Chybou instalace nebo v důsledku vnějšího vlivu na freonové vedení došlo k jeho poškození. Je nutné odpojit tepelné čerpadlo od napájení a zavolat odborníka.

E6, L3
Možné poškození elektronické desky venkovní jednotky vnějšími vlivy. Je nutné odpojit tepelné čerpadlo od napájení a zavolat odborníka.

H5
Ochrana proti přetížení kompresoru. Filtry vnitřní jednotky jsou silně znečištěné. Vypněte tepelné čerpadlo, propláchněte filtry a znovu tepelné čerpadlo zapněte.

Doplňování chladiva (freonu) není nutné, pokud je tepelné čerpadlo správně nainstalováno. O tom, že je třeba klimatizaci/tepelné čerpadlo každoročně doplňovat, říkají instalatéři s nízkou kvalifikací, kteří nejsou schopni provést hermetickou instalaci přípojek a nechtějí převzít odpovědnost za provedenou práci.