Odmrazovanie tepelného čerpadla
Tepelné čerpadlá na vykurovanie objektov je možné rozdeliť podľa prostredia, z ktorého sa získava energia, na tepelné čerpadlá zem – voda, voda – voda a vzduch – voda. Každé z týchto čerpadiel má iné vlastnosti a vyžaduje iný prístup do vykurovacej sústavy. Pri všetkých typoch je potrebné počítať s kondenzáciou vlhkosti, ktorá môže viesť k námraze na tepelnom čerpadle alebo k poškodeniu zariadenia. Ako sa zaisťuje ochrana pred namŕzaním kondenzátu a odmrazovanie tepelného čerpadla?
Tepelné čerpadlá zem – voda a voda – voda a nežiaduce kondenzácie
Tepelné čerpadlá zem – voda a voda – voda pracujú s primárnym médiom, teda s vodou, ktorá má celoročne teplotu nad bodom tuhnutia. Môže však dôjsť k situácii, keď bude teplota vody vo výparníku pod rosným bodom. Ten sa celoročne pohybuje medzi 14 až 18 °C podľa relatívnej vlhkosti vzduchu obklopujúceho výparník. Pokiaľ by tento výmenník nebol ochránený proti kondenzácii, došlo by na jeho povrchu k vyzrážaniu vodnej pary obsiahnutej vo vzduchu v podobe vodných kvapiek, ktoré by stekali do tepelného čerpadla.
Z týchto dôvodov výrobcovia tepelných čerpadiel vybavujú výparníky parotesne uzavretou tepelnou izoláciou s vysokým koeficientom difúzneho odporu (μ). Toto opatrenie zabezpečuje suché prostredie v tepelnom čerpadle. Ak tieto tepelné čerpadlá slúžia aj na pasívne chladenie, je potrebné rovnakým spôsobom zaistiť vonkajší povrch výmenníka.
Odmrazovanie tepelného čerpadla vzduch – voda
Úplne iná je situácia pri tepelnom čerpadle vo vyhotovení vzduch – voda. Tam nie je možné zabezpečiť výparník parotesnou tepelnou izoláciou, pretože lamely výparníka musia byť v kontakte s vonkajším vzduchom. Teplota tohto vzduchu v priebehu vykurovacej sezóny kolíše v rozpätí od +35 °C až do –25 °C. To znamená, že tu v určitom čase (prevažne okolo teplôt vzduchu 0 °C až +7 °C) dochádza k výraznej kondenzácii vodnej pary obsiahnutej vo vzduchu, ktorý obmýva lamely. Táto skondenzovaná voda steká po lamelách do tepelného čerpadla a treba ju odviesť buď do podložia pod tepelné čerpadlo (pri tepelných čerpadlách s deleným, tzn. splitovým riešením, prípadne vonkajším kompaktom), alebo do vnútornej kanalizácie v objekte, kde je kompakt umiestnený. V tomto prípade je potrebné zaistiť proti kondenzácii aj prívodné vzduchotechnické potrubie.
Námraza na tepelnom čerpadle – ochrana lamiel
Pri teplotách vonkajšieho vzduchu okolo 0 °C dochádza k námraze na tepelnom čerpadle, resp. k namŕzaniu skondenzovanej vodnej pary na lamelách. Tie je potrebné pred týmto javom ochrániť. Pri tepelných čerpadlách sa to v prevažnej väčšine rieši reverzibilným chodom, keď sa časť tepla odoberá späť z vykurovacej sústavy, pomocou kompresora sa zvýši a je vedené do výparníka, čím dôjde k výraznému zvýšeniu teploty na lamelách a tým k odmrazeniu ich povrchu (obdobne ako pri chladničkách). Rozohriatím ľadu nad bod tuhnutia vody dôjde k topeniu a kondenzát odtečie do podložia, prípadne do vane pod výparníkom a opäť do kanalizácie. S týmito javmi treba počítať pri návrhu riešenia napojenia vykurovacej sústavy na tepelné čerpadlo.
Možné opatrenia sú rôzne, ale najbežnejšie je zabezpečiť dostatočný objem vykurovacej vody s dostatočnou teplotou, z ktorej je možné odobrať teplo na odmrazenie výparníka. Pri vykurovacej sústave s podlahovým vykurovaním je potrebné skontrolovať, či obsahuje dostatočné množstvo vykurovacej vody. V prípade, že to tak nie je, je nevyhnutné vsadiť do vykurovacej sústavy akumulačnú nádobu s dostatočným objemom. Z nej sa doplní voda a tým sa zabezpečí efektívne odmrazovanie.
Treba mať na pamäti, že tepelné čerpadlo v inkriminovanom vykurovacom období musí každých cca 10 minút z hodiny odmrazovať, čím sa znižuje jeho výkonnosť a tým aj sezónny vykurovací faktor.
Stráženie teploty v objekte
V prípade použitia tepelného čerpadla na pasívne chladenie objektu (t. j. využitie teploty vody alebo zeminy s odnímateľnými kolektormi, prípadne horniny pri vrtoch) je potrebné zaistiť vykurovacie plochy v objekte proti roseniu, a to strážením teploty v objekte a správnym nadimenzovaním chladiacich plôch. Tu sa teplota chladiacej vody musí udržiavať nad rosným bodom (cca nad 16 až 18 °C). Na riadenie chladenia sa používa špeciálny snímač, ktorý stráži teplotu v interiéri, ale aj relatívnu vlhkosť.
Pri tepelnom čerpadle s reverzibilným chodom, keď je kompresor používaný na vytváranie chladu (otočením funkcie výparníka a kondenzátora), sa väčšinou využíva teplota prevádzkovej kvapaliny v miestnostiach okolo 6 °C. V tomto prípade tomu musí byť prispôsobená chladiaca plocha (tzv. fancoily s odvodom kondenzátu do kanalizácie) a proti kondenzácii musí byť zaistené aj rozvodné potrubie, akumulačná nádoba a všetky armatúry.