Thermia Diplomat Inverter - popis tepelného čerpadla a výsledky testů přípravy teplé vody

$article->title
17. duben 2018

Thermia Diplomat Inverter je kompaktní tepelné čerpadlo (TČ) typu země/voda se scroll kompresorem vybaveným frekvenčním měničem. Kompaktnost TČ tkví v tom, že maximum komponent potřebných pro provoz a řízení TČ a celé otopné soustavy je umístěno ve skříni TČ a chladicí okruh je hermeticky uzavřen přímo ve výrobě. Diplomat Inverter je vybaven novým řídicím systémem GENESIS s dotykovým displejem (viz foto), který je vyvinut výhradně pro invertorová TČ přímo v sídle společnosti Thermia ve švédské Arvice. Celý chladicí okruh je optimalizován pro moderní chladivo R410A a k dosažení maximálních topných faktorů a SCOP.

Z důvodu snižování energetické náročnosti budov je kladen stále větší důraz na co nejhospodárnější způsob přípravy teplé vody (TV). Tento trend se v případě TČ Diplomat Inverter odráží v použití technologie HGW a TWS, které výrazně zvyšují efektivitu přípravy TV. Tyto technologie jsou patentově chráněny a vyvinula je firma Thermia.

Popíšeme si blíže technologii HGW. Běžné TČ buď vytápí, nebo ohřívá teplou vodu, naše tepelné čerpadlo dokáže oboje najednou a dokonce ještě lépe. Jak je to možné? Možná víte, že při chodu chladícího okruhu tepelného čerpadla mají přehřáté páry chladiva na výstupním potrubí z kompresoru vysokou teplotu, která mnohdy překračuje 100 °C (záleží mimo jiné na kondenzační teplotě, potažmo na teplotě požadované na přívodu do otopné soustavy). Do tohoto popsaného místa těsně za kompresor je umístěn výměník přehřátých par, který nám dovolí cca 20 % výstupního výkonu tepelného čerpadla využít pro ohřev teplé vody pro mytí a koupání (protože chceme co nejvyšší teplotu TV), přičemž tepelné čerpadlo stále vytápí obytné prostory zbývajícím cca 80 % výstupního výkonu. Příprava TV a vytápění probíhají souběžně. Výsledkem je obrovské množství 40 °C teplé vody k dispozici pro uživatele (jiná úroveň přípravy TV, pro konkurenční TČ nedosažitelná), vysoká teplota teplé vody, požadovaný komfort v obytné zóně a samozřejmě také nízká spotřeba energie a vysoký roční topný faktor. Tento způsob ohřevu teplé vody na vysokou teplotu není na úkor snižování topného faktoru, protože kondenzační teplota je stále v úrovni potřebné pro vytápění. Tato je patentově chráněna a vyvinula ji firma Thermia.

schema.jpg
Obr. 1:
1/ Výměník přehřátých par umístěný na výstupním potrubí kompresoru
2/ Potrubí otopné vody vedoucí do spirálového výměníku tepla. Zde je již otopná voda ohřátá na vyšší teplotu díky teplu přehřátých par
3/ Místo odběru teplé vody musí být opatřeno termostatickým směšovacím ventilem, který namíchá výstupní teplotu teplé vody na hygienickou úroveň

Techonologie TWS umožňuje tepleným čerpadlům Thermia vyhrávat nezávislé uživatelské testy přípravy TV. Jejím jádrem je samotný spirálový výměník tepla umístěný v zásobníkovém ohřívači teplé vody. Jeho konstrukce vinuté spirály je značně odlišná od ostatních provedení a liší se tvarem a proporcemi tohoto výměníku. Jeho tvar vývojáři pilovali pro dosažení maximálního součinitele přestupu tepla z otopné vody do teplé vody. Jak toho dosáhli? Uvnitř zásobníku využili jevu přirozené konvekce při rozdílných teplotách média, který maximálně zesílili. Tzn. topná voda je mnohem teplejší než teplá voda uvnitř zásobníku, při ohřevu stoupá ohřátá teplá voda vzhůru a vytváří tzv. komínový efekt. Proudění zvyšuje součinitel přestupu tepla a tím je celková doba ohřevu TV zkrácena, protože je maximum tepla z otopné vody předáno do teplé vody uvnitř zásobníku. Po ukončení ohřevu TV nastane proces stratifikace, což je zjednodušeně rozvrstvení vody podle teploty vertikálně v zásobníkovém ohřívači. Pozice spirály výměníku v zásobníku teplé vody, její tvar a průměr jsou výsledkem výzkumu vývojářů firmy Thermia. Tato technologie se nazývá TWS, je také patentově chráněna.

Obr. 2: Technologie TWS z leva: Návrh finálního tvaru zásobníkového ohřívače TWS, vektorové znázornění proudění teplé vody uvnitř zásobníkového ohřívače TV během ohřevu TV, záznam termovize – znázornění teplot a stratifikace teplé vody během ohřevu teplé vody.
 
technologie-tws.jpg

 

Další technologické zajímavosti využité v Diplomat Inverter jsou OPTI (řízení otáček oběhových čerpadel), PID (řízení dodávky tepla), ONLINE (dálkové ovládání TČ).

V následujících řádcích jsou Vám k dispozici výsledky testů produkce TV, které dokazují dominantní pozici společnosti Thermia na trhu (market leader ve Skandinávii) díky patentované technologii HGW a TWS.

ZKUŠEBNÍ METODA

Testy slouží k posouzení dostupného užitného objemu TV v plně nahřátém zásobníkovém ohřívači TV testovaných TČ. Produkce TV je posouzena podle mezinárodní normy EN16147.

ZÁVĚR

Výsledky testů jasně ukazují, že Thermia Diplomat Inverter poskytuje nejvyšší kvalitu (teplotu) i kvantitu (množství užitné vody pro uživatele) TV ve své třídě, a to i když pomineme funkci HGW (viz sloupcový graf).

POZNÁMKA K PROVOZU HGW

Množství TV získané technologií HGW navíc závisí na tom, jak moc TČ pracuje na vytápění domu. Během léta, kdy se technologie HGW vůbec nepoužívá, protože TČ nevytápí budovu, je teplota TV v zásobníkovém ohřívači nižší, přesto i v tomto případě Thermia poskytuje takový objem TV, který řadí Diplomat Inverter mezi nejlepší ve své třídě. V zimních měsících, kdy dochází k vytápění objektu v největší míře, je zároveň největší poptávka po TV a tehdy může Thermia Diplomat Inverter L dodávat až 545 litrů TV na jedno nahřátí zásobníku. To je o 80 % více TV, než poskytuje nejlepší konkurence. V jiných obdobích roku je objem TV někde mezi těmito dvěma krajními hodnotami, v závislosti na tom, jak moc TČ pracuje na vytápění domu. Při běžném provozu je Diplomat Inverter ve své vlastní třídě, která je nesrovnatelná s ostatními konkurenty.

 

Za společnost IVAR CS spol. s r.o.
Ing. Jan Jokeš, technický manažer

Při poskytování našich služeb nám pomáhají soubory cookie. Využíváním našich služeb s jejich používáním souhlasíte.
Další informace