Chladivá, R290 a odmrazovanie
11.6 Kompresor a technológie
Dve tepelné čerpadlá s rovnakým výkonom sa môžu výrazne líšiť tým, čo majú vnútri. Tieto pojmy rozhodujú o účinnosti, hluku a správaní v mraze.
- On/off pevné otáčky
- Kompresor beží naplno alebo stojí. Výkon sa riadi dĺžkou chodu a prestávok. Potrebuje akumulačnú nádobu.
- Invertor DC inverter, modulácia
- Frekvenčný menič plynule mení otáčky kompresora, typicky v rozsahu 20–100 % výkonu. Stroj dodáva práve toľko tepla, koľko dom potrebuje.
- EVI vstrekovanie pár
- Enhanced Vapour Injection. Časť chladiva sa vstrekuje do stredu kompresie. Kompresor tým získa vyšší výkon v mraze a dosiahne vyššiu teplotu vody bez prehriatia.
Kompresory sú dvoch typov: scroll (špirálový), bežný pri väčších výkonoch, a rotačný (twin rotary), bežný pri menších. Oba sú tiché a spoľahlivé. K dobrej účinnosti invertora patria ďalšie tri prvky. Elektronický expanzný ventil (EEV) s krokovým motorom presne dávkuje chladivo. EC ventilátor má plynulú reguláciu otáčok a pri nižších otáčkach je výrazne tichší. Doskový výmenník z tenkých nerezových dosiek má veľkú plochu v malom objeme, je však citlivý na nečistoty.
Odmrazovanie
Výparník je chladnejší ako vonkajší vzduch. Vlhkosť zo vzduchu sa na ňom zráža a pri teplotách okolo nuly namŕza. Námraza zužuje medzery medzi lamelami a bráni prenosu tepla. Riadiaca jednotka preto podľa snímačov spustí odmrazovanie (defrost). Najviac námrazy vzniká pri teplotách od −5 do +5 °C a vysokej vlhkosti.
Najčastejší spôsob je reverzný chod. Štvorcestný ventil na niekoľko minút obráti smer chladiva. Výparník sa stane kondenzátorom a námraza sa roztopí. Teplo na to sa berie z vykurovacej vody. Ventilátor počas odmrazovania stojí a z jednotky stúpa para.
Preto potrebuje sústava minimálny objem vody, ktorý je stále pripojený k tepelnému čerpadlu a nedá sa uzavrieť termostatmi. Výrobcovia ho predpisujú v montážnom návode, orientačne 5–10 litrov na 1 kW výkonu. Ak je vody málo, pri odmrazovaní príliš vychladne a stroj hlási poruchu. Roztopená voda steká do vane kondenzátu na dne jednotky. Vaňa má elektrický ohrev, aby v nej voda znovu nezamrzla a neupchala odtok.
11.7 Chladivá
Chladivo určuje, akú teplotu vody stroj dosiahne, akú má účinnosť, kto ho smie montovať a či sa bude dať o desať rokov servisovať. Európske predpisy tu menia trh rýchlejšie ako čokoľvek iné.
GWP (potenciál globálneho otepľovania) hovorí, koľkokrát viac prispeje k otepľovaniu 1 kg uniknutého chladiva v porovnaní s 1 kg CO2. Trieda bezpečnosti má písmeno pre jedovatosť (A = nízka) a číslo pre horľavosť: 1 nehorľavé, 2L mierne horľavé, 3 vysoko horľavé.
Chladivá používané v tepelných čerpadlách
| Chladivo | GWP | Trieda | Max. teplota vody | Poznámka |
|---|---|---|---|---|
| R410A | 2 088 | A1 | 55–60 °C | predchádzajúca generácia, na ústupe |
| R407C | 1 774 | A1 | okolo 60 °C | staršie zariadenia |
| R134a | 1 430 | A1 | 65–75 °C | staršie vysokoteplotné a zásobníkové čerpadlá |
| R32 | 675 | A2L | 60–65 °C | rozšírené, najmä v splitoch a klimatizáciách |
| R290 (propán) | 3 | A3 | 70–75 °C | prírodné chladivo, monobloky novej generácie |
Nariadenie o F-plynoch
F-plyny (fluórované skleníkové plyny) sú syntetické chladivá s obsahom fluóru, napríklad R410A a R32. Propán (R290) je prírodné chladivo a medzi F-plyny nepatrí. Nariadenie EÚ 2024/573 postupne znižuje množstvo F-plynov, ktoré sa smie uviesť na európsky trh, až po úplné ukončenie v roku 2050. Súčasne po krokoch zakazuje uvádzať na trh nové zariadenia s chladivami s vysokým GWP. Nové tepelné čerpadlá vzduch–voda do 12 kW (monobloky aj splity) smú mať od roku 2027 len chladivo s GWP pod 150. Od roku 2032 nesmú monobloky a od roku 2035 splity obsahovať žiadne F-plyny. Servis namontovaných zariadení pokračuje. Pre klimatizácie a väčšie výkony platia iné termíny, preto ich treba overiť v aktuálnom znení nariadenia (kap. 16).
Chladivá s vysokým GWP budú čoraz drahšie a horšie dostupné aj pre servis. Zariadenie s prírodným chladivom je voči týmto zmenám odolné.
R290 – propán
Propán je ako chladivo výborný. Má GWP 3, dobrú účinnosť a dosiahne výstupnú teplotu vody 70–75 °C len kompresorom, bez elektrického dohrevu. Preto sa hodí aj do rekonštrukcií s radiátormi a na hygienický ohrev teplej vody.
Nevýhodou je horľavosť, trieda A3. Propán je ťažší ako vzduch. Pri úniku klesá k zemi a zhromažďuje sa v najnižších miestach. Výrobca preto predpisuje okolo vonkajšej jednotky bezpečnostnú zónu (ochranné pásmo). V nej nesmie byť nič, kadiaľ by plyn mohol zatiecť do budovy alebo do kanalizácie, a nič, čo by ho mohlo zapáliť.
