Projekční podklady Tepelná čerpadla (vzduch-voda) pro vytápění a ohřev vody SUPRAECO A Pro odborníka SAO SAI 70 85... / 130 110 / 130-1 Tepelný SAO 70... výkon 130 8,5 ; 11,5 a 13,5 kw Tepelný výkon 7-13 kw Teplo pro život 6 720 615 946 (2011/09) (2013/04) CZ
Obsah Obsah 1 Teoretické základy pro Tepelná čerpadla 3 2 Systém tepelných čerpadel Junkers (vzduch-voda) 15 3 Volba systému 17 4 Tepelná čerpadla Junkers (vzduch-voda) 39 5 Projektování a dimenzování tepelných čerpadel 64 6 Příloha 75 2
Teoretické základy pro Tepelná čerpadla 1 Teoretické základy pro Tepelná čerpadla 1.1 Úvodem Princip tepelného čerpadla - TČ je známý více jak 150 let, již v roce 1852 objasnil profesor fyziky, lord Kelvin na britské univerzitě fyzikální zákonitosti a funkci tepelného čerpadla. Své praktické využití mají TČ ovšem až posledních cca 40 let. Mezi prvními průkopníky v používání TČ z evropských zemí to bylo především Švédsko, Švýcarsko a Rakousko. Pak to dále byla Francie a hlavně po roce 2000 následovalo Německo a samozřejmě i ostatní země. Na českém trhu se první tepelná čerpadla objevují kolem roku 1990, systémově se trh s TČ v Čechách rozvíjí až po roce 2000, kdy je větší informovanost z provozu a z prvních instalací TČ a kdy je mezi potencionálními uživateli větší osvěta. Využívá se dvoutarifové sazby D 55d nebo pro novější instalace sazby D 56d na cenu elektrické energie, pokud je příslušný objekt vytápěn TČ. Existují různé finačně podpůrné programy neboť jsou tepelná čerpadla uznávána jako obnovitelný zdroj energie. Neustále rostoucí ceny všech energií, snižování tepelných ztrát konstrukcí domů a staveb a rostoucí technická úroveň samotných TČ k jejich rozšiřování na trhu velmi přispívá. To je důvodem proč i proslulý výrobce plynových topných zařízení Junkers na trh uvádí nová topná zařízení - tepelná čerpadla SUPRAECO, která svými parametry určitě přesvědčí řadu nových a následně spokojených investorů a uživatelů. 1.2 K principu TČ V zemi, ve vodě a ve vzduchu okolo nás je díky slunečnímu záření nesmírné množství tepla, avšak jeho obvykle nízká teplotní úroveň neumožňuje jeho přímé využití pro systémy vytápění a ohřevu teplé vody. Pokud se chce toto teplo využívat, musíme je převést na vyšší teplotní úroveň a to právě zajišťuje, většinou s pomocí elektrické energie, tepelné čerpadlo. Tepelné čerpadlo umí přečerpávat teplo z nižší teplotní úrovně na vyšší z nízkoteplotního zdroje v okolním prostředí na vyšší teplotní úroveň využitelnou v otopných soustavách. Tepelná čerpadla jsou důmyslná zařízení, poháněná elektrickou energií, která umí využívat nízko-potencionální teplo z venkovního prostředí (ze vzduchu, ze země nebo z vodních zdrojů) a přečerpávat transformovat ho na vyšší teplotní úroveň, aby se nechalo využívat pro vytápění a ohřev teplé vody v našich stavbách. Vytápění a ohřev teplé vody vzduch voda země Expanzní ventil Výparník Kondenzátor 3/4 energie z okolního prostředí Kompresor 4/4 tepelné energie Chladivo - kapalná fáze Nízko-tlaká část okruhu chladiva 1/4 elektrické energie Vysoko-tlaká část okruhu chladiva Chladivo - plynná fáze Obr. 1 Princip a funkce tepelného čerpadla 3
Teoretické základy pro Tepelná čerpadla Abychom si snáze představili, jak vlastně tepelné čerpadlo pracuje a čeho využívá, připomeňme si některé jednoduché zákonitosti z přírodních věd a zákonů. Tok tepelné energie je vždy směrem z teplejšího prostředí ke studenějšímu. Obráceně přirozeným způsobem není možný. Látky okolo nás se obvykle vyskytují ve 3 skupenstvích, pro změnu skupenství látek v daném směru je nutné příslušnou energii nějakým způsobem dodávat viz obr. 3 (využíváme ve Výparníku TČ). Změna skupenství je procesem reverzibilním - a pokud se skupenství mění v obráceném směru, jak bylo uvedené v předchozím bodě, uvolňuje se původně dodané množství energie, která se nechá v příslušných systémech využít viz obr. 4 (využíváme např. v Kondenzátoru u TČ a nebo v kondenzační technice). Pokud stlačíme jakoukoli plynnou látku nebo páru, zmenšuje svůj objem, zvýší se v plynné látce přetlak a tím zvýší i svou teplotu (využíváme v Kompresoru u TČ) Obr. 2 Tok tepelné energie Energii nemůžeme nijak zničit, pouze se může převádět transformovat na různé druhy (polohová energie, pohybová energie, tepelná energie, deformační energie, ). Tuhá látka Led 2,1 kj /kg K Nutná energie pro roztavení 332 kj /kg K Obr. 3 Změna skupenství látek Tuhá látka Led 2,1 kj /kg K 0 C 0 C Uvolněná energie 332 kj /kg K Kapalina Voda 4,187 kj/kg K Kapalina Voda 4,187 kj/kg K Obr. 4 Reverzibilní změna skupenství látek 100 C Nutná energie pro vznik páry 2260 kj /kg K 100 C Plyn Pára Plyn Pára Uvolněná energie 2260 kj /kg K 8 dm 3 20 C 4 dm 3 40 C 2 dm 3 80 C Obr. 5 Se zvyšujícím se přetlakem plynu roste jeho teplota Kapaliny mají bod varu, který se mění se změnou okolního tlaku dané kapaliny (využíváme ve Výparníku TČ) Změna bodu varu vody se změnou okolního tlaku Tlak (bar) 0,02 0,5 1 2 15 Bod varu 15 C 80 C 100 C 120 C 200 C Vakuum 5000 m nad mořem Atmosfér. tlak Chladivo - jedna z nedůležitějších součástí TČ Junkers v tepelných čerpadlech, přesněji v samotném termodynamickém okruhu používá kapalnou látku, které se odborně říká chladivo. Jde o směs hydrogen- -fluorouhlovodíků - nesoucí technické označení R407C patřící do skupiny HFC. Hlavní požadavky na chladivo jsou: ekologická nezávadnost, energetická příznivost a efektivnost, nehořlavost, co nejmenší toxikace, jednoduše dopravovatelné, kompatibilní s oleji, chemicky stabilní, uplatnění v širokém rozsahu tlaků a teplot, Díky takovému chladivu lze maximálně využít výhod tepelného čerpadla. Změna bodu varu se změnou přetlaku u chladiva R407 C Energii přijímá Energii předává 1 bar atmosf. tlak 1,5 bar 3 bar 4 bar 10 bar 15 bar 23 bar R407C Bod varu -43 C -18 C -7 C 0 C 25 C 39 C 55 C 4
Teoretické základy pro Tepelná čerpadla VSTUP 5 C Venkovní vzduch VÝSTUP 1 C Výparník Sací potrubí 2,3 bar 0 C Čidlo Vyrovnávací tlakové potrubí 2,3 bar -4,5 C Hodnota teplotního rozdílu nad výparníkem - mezi vstupem a výstupem z výparníku by měl činit 3 až 5 K Kapilární vedení Expanzní ventil Kompresor Průhledítko Potrubí přehřátých par chladiva Absorpční filtr / sběrač 24 bar 88 C 24 bar 50 C Kapalinové potrubí chladiva Kondenzátor Obr. 6 Princip funkce tepelného čerpadla a informativně uvedené tlaky a teploty v okruhu chladiva Teplonosná látka VÝSTUP 35 C Teplonosná látka VSTUP 27 C Hodnota teplotního rozdílu nad kondenzátorem - teplotní rozdíl mezi vstupem a výstupem teplonosné látky-otopné vody by měl činit 6 až 9 K Tepelné čerpadlo využívá přirozený směr toku tepelné energie z teplejší strany ke straně chladnější v uzavřeném okruhu chladiva. Probíhá v něm tzv. uzavřený termodynamický oběh Carnotův cyklus, který je rozdělen do čtyř fází ve čtyřech základních částech TČ: 1. Vypařování chladiva ve výparníku TČ - chladivo pracovní kapalina s velmi nízkým bodem varu při nízkém tlaku (záleží přesně na typu chladiva) se vstřikuje pomocí expanzního ventilu do výměníku výparníku, který je ohříván nízkoteplotním zdrojem (venkovním vzduchem, který je dopravován ventilátorem nebo solankou směsí nemrznoucí kapaliny, jež je dopravována ze zemního kolektoru/ vrtu nebo z vodního zdroje oběhovým čerpadlem). Chladivo v podobě kapaliny a díky své velmi nízké teplotě varu se okamžitě v zahřátém výparníku (lamelami žebrovaný had/deskový výměník) vyvaří, odpaří a následně i přehřívá tím odebírá svému okolí značnou část tepla. Nízko-potencionální zdroj (vzduch/solanka) je průchodem přes výparník pří- slušně ochlazován - předává tep\lo teplo vypařujícímu se chladivu. Pro správnou funkci výparníku TČ by mělo být ochlazení vzduchu či solanky v mezích 3-5 K. - Vysokotlaký presostat hlídá, aby tlak ve vysokotlaké části TČ nepřekročil určitou bezpečnostní hodnotu, aby nedošlo k poškození tlakové nádoby (např. při ucpání filtru otopného okruhu nestačí 3. Kondenzace chladiva v kondenzátoru TČ - chladivo v podobě přehřátých par předá tepelnou ener- neúměrně vzroste). se odvádět teplo na kondenzátoru a tlak chladiva 5 5 gii získanou z venkovního nízkoteplotního prostředí a z hnací energie kompresoru prostřednictvím tepelného výměníku teplonosné látce respektive otopné vodě. Pro dosažení toku tepla musí být kondenzační teplota vyšší než je teplota teplonosné látky. Při této fázi klesá teplota chladiva pod bod kondenzace a páry chladiva zkondenzují opět v kapalinu, která zůstává pod vysokým tlakem a pokračuje dále k expanznímu ventilu. Po zkondenzování chladiva dochází v další části vnitřního výměníku - v Dochlazovači k dalšímu ochlazování pod kondenzační teplotu. 4. Expanze v expanzním ventilu TČ - chladivo se na výstupu z kondenzátoru nachází v kapalné fázi a pod vysokým tlakem je expanzním ventilem uvolňováno v důsledku tohoto uvolnění odškrcení dojde k prudkému snížení tlaku chladiva na původní hodnotu a k jeho ochlazení. Expanzní ventil pracuje jako řízený škrtící ventil transformující tok chladiva do výparníku snížením tlaku z kondenzačního na tlak ve výparníku. Dál je ochlazené chladivo připravené k dalšímu cyklu ve výparníku, kde opět odebírá při změně skupenství část tepelné energie z venkovního nízko-potencionálního prostředí (vzduch/solanka/voda). 2. Stlačení chladiva v kompresoru TČ - chladivo v plynném skupenství, přesněji v podobě ohřátých par se díky elektrickému pohonu nasaje do kompresoru a stlačí na vysoký tlak. Tím se páry chladiva při stlačení intenzivně zahřejí a připraví na vyšší teplotní úroveň, kterou můžeme využít v otopných soustavách. Konstrukce kompresoru bývá typu Scroll. Jde o jednu z nejspolehlivějších a nejtišších konstrukcí a vznikající teplo z elektrického pohonu je u ní předáváno rovněž do chladiva, což vylepšuje koeficient využití TČ. 5. Některé další důležité části TČ - Nízkotlaký presostat hlídá, aby tlak v nízkotlaké části TČ neklesnul pod určitou úroveň (např. při úniku chladiva nebo pokud je zdroj nízko-potencionálního tepla nedostatečný není dostatek tepla k dostatečnému vypaření chladiva).
Teoretické základy pro Tepelná čerpadla - Filtrdehydrátor / Sběrač odstraňuje vlhkost a vedlejší produkty z okruhu chladiva, aby se nevytvářel led a nezablokoval expanzní ventil. Sběrač má pak funkci akumulátoru pro přebytek chladiva vznikající za určitých podmínek v chladivovém okruhu. - Dochlazovač - malý výměník, v praxi bývá i jenom soustava trubek mezi kompresorem a kondenzátorem zajišťující podchlazení chladiva chladnými parami nasávanými do kompresoru. Tím se páry chladiva předehřívají a vylepšuje se tak výsledný topný faktor TČ. - Průhledítko umožňuje kontrolu stavu chladiva směřující k expanznímu ventilu pozorovacím sklíčkem se přímo kontroluje, zda chladivo za kondenzátorem je dostatečně zkondenzované a zda nevytváří bublinky. Pokud se náhodou parní bublinky vytváří, je to známka nedostatečného vychlazení, horšího topného faktoru a může dojít k neprůchodnosti expanzního ventilu a zastavení TČ. 1.3 Tepelné čerpadlo, účinnost, topný faktor COP a sezónní výkonový faktor SPF Obecně se účinnost topného zařízení určí jako poměr topného výkonu na výstupu k příkonu přiváděnému na vstupu jinými slovy energie ze zařízení získaná k energii do zařízení vstupující (obr. 7). Dle tohoto vztahu by logicky účinnost překračovala 100% a proto se pro tepelná čerpadla zavádí tzv. topný faktor COP z angl. názvu - Coeficient of performance. (obr. 8). Jde o naměřenou nebo vypočítanou charakteristickou hodnotu pro příslušné tepelné čerpadlo při speciálně definovaných provozních podmínkách. Srovnávání Topných faktorů u TČ Dle DIN EN14511 jsou určené podmínky pro stanovení topných faktorů různých tepelných čerpadel. Dle této normy zohledňuje kromě okamžitého příkonu kompresoru i výkon dalších přístrojů (ventilátoru, čerpadla solanky, regulátorů, přečerpávacích čerpadel,...) Pro TČ (vzduch-voda) se topné faktory zjišťují při teplotách A7 / W35 - vzduch 7 C / topná voda 35 C A2 / W35 - vzduch 2 C / topná voda 35 C A-7 / W35 - vzduch -7 C / topná voda 35 C Pro TČ (země-voda) B0 / W35 - solanka (Brine) 0 C / topná voda 35 C B0 / W45 - solanka 0 C / topná voda 45 C B5 / W45 - solanka 5 C / topná voda 45 C Je smysluplné srovnávat TČ shodné konstrukce a v parametrech určených dle stejné normy - dle DIN EN 14511 nebo dle EN 255. POZOR! Dle normy EN255 se zohledňuje pouze okamžitý příkon kompresoru, hodnoty dle jiné normy jsou proto odlišné. 7,5 kw Vzduch 3 C Celkový topný výkon 10,5 kw Energie získaná z venkovního prostředí 50 C Tepelné čerpadlo = 10,5 100 = 350% 3 Topný výkon COP = Elektr.příkon 3 kw Příkon získaný z el. sítě Obr. 7 Tepelné čerpadlo a účinnost Topný faktor (COP) Roční pracovní číslo = Sezónní výkonový faktor SPF Topný faktor COP představuje pouze okamžitou výkonnost TČ, kompletnější posouzení je definováno tzv. ročním pracovním číslem (Seasonal Performance Factor SPF). Q wp SPF = Wel 1 W el e g = = SPF Q wp COP = 10,5 = 3,5 3 SPF roční pracovní číslo = sezónní výkon. faktor e g Nákladové číslo tepelného čerpadla Q wp Množství tepla vyrobeného tepelným čerpadlem v průběhu 1 roku [kwh] W el Dodaná elektrická energie [kwh] tepelnému čerpadlu v průběhu 1 roku (včetně energie pro regulaci, ventilátor/čerpadlo pro solanku, odtávání, přečerpávání, ) Výkonnost tepelného čerpadla v daném systému je ovlivňována řadou faktorů, z těch podstatných to jsou: klimatické podmínky - roční - roční potřeba potřeba tepla a tepla maximální a maximální zátěž provozní teploty - teploty - teploty zdroje zdroje tepla tepla a teploty a teploty systému sys- zátěž dodávky tému dodávky tepla tepla kvalita kvalitě tepelného čerpadla čerpadla způsobu provozu provozu TČ TČ spotřebovaná spotřebované energie energii pomocných pomocných zařízení zařízení (na regulátory, (na regulátory, čerpadla, ventilátor, odtávání,...) čerpadla, ventilátor, odtávání,...) dimenzování tepelného čerpadla ve vztahu k provozním dimenzování tepelného čerpadla ve vztahu k provozním charakteristikám a k potřebě tepla (viz kap. 5.3) regulační systém charakteristikám tepelného čerpadla a k potřebě a celého tepla systému (viz vytápění kap. 5.3) regulačním systému tepelného čerpadla a celého systému vytápění 6
Teoretické základy pro Tepelná čerpadla 1.4 Topný faktor COP a závislost na provozních teplotách 40 C Vytápění 50 C Topný faktor - COP COP = Coefficient Of Performance Φ k Kondenzátor COP = topný výkon energetický příkon COP = k P k θ k = 55 C Topný faktor se nechá určit i z absolutních teplot na spotřebiči a zdroji tepla. Expanzivní ventil COP = T k TC T k - T 0 COP TC = Φ k P k Kompresor kde T k - kondenzační teplota (K), tj. T k = k + 273,15 T 0 - vypařovací teplota (K), tj. T 0 = 0 + 273,15 TC - srovnávací účinnost TČ θ O = 0 C Výparník nebo též T k - absolutní teplota spotřebiče tepla T O - absolutní teplota zdroje tepla 5 C Φ O Energie prostředí 10 C COP = T k 55 + 273,15 TC = T k - T 0 (55 + 273,15) - (0 + 273,15) 0,5 = 2,98 Obr. 8 Ve výpočtu topných faktorů tepelného čerpadla mají absolutní teploty na zdroji a na spotřebiči, jinými slovy teploty na primární a sekundární straně tepelného čerpadla velký význam. Podívejme se na porovnání teoretických topných faktorů pro systém s podlahovým vytápením a pro systém s otopnými tělesy. Pro nízkoteplotní systém vychází topný faktor COP COP (pro (pro tepelná tepelná čerpadla čerpadla vzduch vzduch - voda - voda zatím zatím jen jen v v teoretické teoretické rovině) rovině) mnohem mnohem lépe. lépe. Díky Díky tomuto tomuto je je dobře dobře vidět zá- zásadní význam používání TČ TČ především v v nízkoteplotních nízkoteplotních otopných otopných systémech. systémech. Obecně Obecně platí, platí, že čím že bude čím bude teplejší teplejší nízkopotencionální nízkopotencionální zdroj energie, zdroj energie, tím vyšší tím teplotu vyšší teplotu vody topné a lepší vody topný a lepší faktor topný můžeme faktor získat. můžeme topné získat. Podlahové vytápění (1) T = 35 C = (273 + 35) K = 308 K T 0 = 0 C = (273 + 0) K = 273 K T = T - T 0 = (308-273) K = 35 K Výpočet podle vzorce1: COP = 0,5 x T = 0,5 x 308 K = 4,4 T 35 K Vytápění s otopnými tělesy (2) T = 50 C = (273 + 50) K = 323 K T 0 = 0 C = (273 + 0) K = 273 K T = T - T 0 = (323-273) K = 50 K Výpočet podle vzorce1: COP = 0,5 x T = 0,5 x 323 K = 3,2 T 50 K COP 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 0 ΔT = 35 K ε = 4,4 COP = 0,5 x ε c T 0 = 273 K ΔT = 50 K ε = 3,2 10 20 30 40 50 60 70 ΔT Topný faktor COP je závilsý na teplotní diferenci mezi zdrojem a spotřebičem tepla. Je to měřitelný a počitatelný ukazatel využití tepelného čerpadla za definovaných provozních podmínek. 7
Teoretické základy pro Tepelná čerpadla 1.5 Okruh chladiva tepelného čerpadla - detailněji K zobrazení fyzikálních pochodů v uzavřeném termodynamickém okruhu slouží diagram log p - h - závislost logaritmu tlaku a entalpie. Každý druh chladiva má svůj specifický diagram a lze z něj určit například i topný faktor daného tepelného čerpadla při daných podmínkách provozu. Vzhledem k tomu, že chladiva mají tyto diagramy podobné, použijeme pro názornost zjednodušený diagram a na něm si připomeneme pouze základní informace. III I II Diagram log p - h (popisuje změny skupenství tekutin) p [bar] Zóna kapaliny T = constant h = constant Zóna mokré páry s = constant Specifická entalpie - h [kj/kg] Charakterizuje energetický stav proudící látky na jednotku hmotnosti v daném systému v závislosti na její teplotě, tlaku a stavu. Je definovaná pak vztahem: h = U + p.v x = 0,8 Zóna přehřáté páry U... vnitřní energie látky p.v... energie proudu (tlak x objem) Obr. 9 p [bar] p = constant x = constant = 0,3 h' VI - podchlazení (2-5 K) VI h h [kj/kg] s = constant I - kritický bod II - mezní křivka systé páry (x=1), též nazýváme kondenzační křivkou III - mezní křivka systé kapaliny (x = 0) - kapalina dosáhla bodu varu, ale není v ní zatím žádná pára x - obsah páry - dané množství vypařené kapaliny v daném stavu (x=0,3 znamená, že v látce je při daném stavu - teplotě a tlaku 30% páry a zbytek kapaliny, x=0,8 znamená, že v látce je při daném stavu 80% páry a zbytek kapaliny - látka se přibližuje meznímu stavu x=1, což odpovídá 100% páry) log 27 A IV A x = constant III E II D I - Vypařování B - C II - Komprese C - D III - Kondenzace D - A IV - Expanze A - B V - Přehřátí par C - C VI - Podchlazení A - A 0 B I C C Teoretický příkon kompresoru P = m. x (h2-h1) ( h1) [kw] [kw] V m - hmotnostní průtok chladiva [kg/hod] h 3 = h 4 h 1 V - přehřátí (4-8 K) h 2 h [kj/kg] Teoretická tepelná kapacita Qc = m x. (h2-h3) ( h3) [kw] [kw] Obr. 10 8
Teoretické základy pro Tepelná čerpadla Kondenzátor Vypařování B - C Komprese C -D Kondenzace D-A Expanze A -B Přehřátí par C - C Podchlazení A - A Expanzní ventil log p A' A E D Kompresor Teoretický příkon kompresoru P = m. x (h2-h1) ( h1) [kw] [kw] B C h3 h4 Výparník C' h1 I I I h2 entalpie h m - hmotnostní průtok chladiva [kg/hod] Teoretická tepelná kapacita (výkon zařízení) Qc = m x. (h2-h3) ( h3) [kw] [kw] Výkonové číslo COP lze pak určit COP = (h2-h3) (h2-h1) Obr. 11 Jak je vidět, tak z odměřených provozních parametrů tepelného čerpadla v okruhu chladiva lze stanovit i příslušný topný faktor. Důležité provozní parametry TČ jsou: vstupní a výstupní teploty teplonosné látky na kondenzátoru (topné vody) vstupní a výstupní teploty nízkoenergetického zdroje na výparníku (solanky, vzduchu, vody) výparný tlak kondenzační tlak přehřátí na vstupu do kompresoru výstupní teplota plynného chladiva z kompresoru podchlazení za kondenzátorem Přehřátím na vstupu do kompresoru se rozumí rozdíl teplot mezi sáním do kompresoru a výparnou teplotou, hodnoty mohou být odečítatelné na teplotní stupnici manometru v TČ, případně se odečítají z tabulek teplot nasycení a grafů příslušného chladiva. Přehřátí bývá obvykle 4-8 K a určuje o kolik stupňů je kompresorem nasávané chladivo teplejší než je výparná teplota. Při malém přehřátí je nebezpečí vstupu kapalného chladiva do kompresoru a to má neblahý vliv na jeho životnost a topný faktor. Naopak velké přehřátí ukazuje na neefektivní využívání výparníku a což vede taktéž i ke snížení COP. Výstupní teplota plynného chladiva z kompresoru - nechá se přibližně určit na povrchu výstupního potrubí z kompresoru, pozor může být i přes 100 C, příliš vysoká teplota (nad 120 C) může být způsobená nedostatkem chladiva, příliš nízkou výparnou teplotou nebo i opotřebovaným kompresorem. Podchlazením se míní o kolik C / K je zkondenzované chladivo studenější oproti kondenzační teplotě. Obvyklé hodnoty jsou 2-5 K. Přibližné hodnoty múžeme zjistit porovnáním kondenzační teploty (na teplotní stupnici manometru nebo z grafů chladiva) s teplotou naměřenou na potrubí odvodu chladiva z kondenzátoru. Pokud je podchlazení příliš velké, je možné, že je chladiva v okruhu příliš velké množství, TČ pracuje s nižším topným faktorem, plocha kondenzátoru není dostatečně využitá. Zároveň hrozí vypnutí TČ vysokotlakým presostatem neboť hodně stoupne kondenzační teplota. Pokud je příliš malé podchlazení, může to znamenat únik chladiva a samozřejmě zase snížení topného faktoru. Jak je vidět, všechny drobnosti a odchylky v popisovaných parametrech mohou hrát v provozu tepelného čerpadla nemalý význam, proto je potřeba obzvláště v projekční přípravě uvažovaného systému s tepelným čerpadlem věnovat zvýšenou pozornost. 9
Teoretické základy pro Tepelná čerpadla 1.6 Druhy provozu tepelného čerpadla Na druhu provozu a regulaci tepelného čerpadla závisí ekonomika provozu celého systému. Provozní doba tepelného čerpadla v průběhu roku by měla být s minimálním cyklováním, měla by být vždy s co největší možnou hodnotou topného faktoru v célé době svého provozu. Regulace musí zajistit připínání doplňkového zdroje jen když je opravdu potřeba, v teplotách pod teplotou bivalentního bodu, by měla regulace preferovat ohřev topné vody před ohřevem TV, teplota topné vody by měla být za daných klimatických podmínek vždy co nejnižší, proto je nutné jednoznačně mít řízený systém ekvitermní regulací. Pamatovat na to, že by doplňkový zdroj neměl převzít celý potřebný tepelný výkon a nechat tak tepelné čerpadlo vyřazené z provozu. Tyto zdroje by měly být vždy řízeny a regulovány společně. Rozlišujeme provozní režimy: - Monovalentní - Bivalentní - Alternativně bivalentní - Paralelně bivalentní - Částečně paralelně bivalentní (monoenergetický způsob je jedním z bivalentních druhů provozu, s tím, že se používá výlučně elektrické energie) Monovalentní Při tomto způsobu provozu zajišťuje pouze tepelné čerpadlo 100% potřeby tepla budovy (U tepelných čerpadel vzduch-voda se téměř nepoužívá.). Není použit druhý zdroj tepla. P [kw] 10 8 Monoenergetický Tepelné čerpadlo zajišťuje z větší části potřebu tepla samostatně. Při nízkých venkovních teplotách vypomáhá tepelnému čerpadlu druhý elektrický zdroj tepla (topné patrony, elektrokotle, kotel,...). Je použit doplňkový zdroj napájený shodnou - elektrickou energií. 6 Tepelné čerpadlo 4 2 t A [ C] -15-10 -5 0 3 5 10 15 20 Alternativně bivalentní Tepelné čerpadlo bývá v provozu jen při venkovních teplotách nad bodem Bivalence. - BP. V V provozu je bu buď tepelné čerpadlo nebo druhý - doplňkový zdroj. Výkon tepelného čerpadla je je pak pak dimenzován dimenzován na výkon na odpo- výkon odpovídající bivalentnímu bivalentnímu bodu. bodu. Výkon doplňkového Výkon doplňkovéhja se zdroje dimenzuje se dimenzuje na celkovou na celkovou tepelnou tepelnou strátu stavby/ ztrátu zdro- stavby/ objektu/rd objektu/rd pro příslušnou pro příslušnou výpočtovou výpočtovou venkovní venkovní teplotu. teplotu. Čím bude teplota bivalence nižší, tím se bude tepelné Čím bude teplota bivalence nižší, tím se bude tepelné čerpadlo celoročně více využívat. čerpadlo celoročně více využívat. Může zde být jednoduchá regulace, ale ekonomický Může zde být jednoduchá regulace, ale ekonomický ekologický užitek tepelného čerpadla bude menší a než ekologický při paralelně-bivalentním užitek tepelného provozu. čerpadla bude menší než při paralelně-bivalentním provozu. P [kw] Doplňkový tepelný zdroj 10 8 6 P nom BP Tepelné čerpadlo 4 2 t A [ C] -15-10 -5 0 3 5 10 15 20 BP - bod bivalence 10
Teoretické základy pro Tepelná čerpadla Paralelně bivalentní Tepelné čerpadlo pokrývá celé tepelné ztráty při venkovních teplotách nad bodem bivalence. Při nižších venkovních teplotách je v provozu tepelné čerpadlo současně-paralelně s doplňkovým tepelným zdrojem. Výkon tepelného čerpadla je dimenzován na výkon odpovídající bivalentnímu bodu. Výkon doplňkového zdroje se se dimenzuje na na nižší rozdíl hodnotu celkové než tepelné jsou celkové tepelné ztráty ztráty objektu/rd pro příslušnou objektu/rd výpočtovou pro příslušnou venkovní výpočtovou venkovní teplotu. teplotu. Tepelné čerpadlo pokrývá velkou část roční potřeby Tepelné čerpadlo pokrývá velkou část roční potřeby tepla. Regulace teploty otopné vody musí být sladěna tepla. Regulace teploty otopné vody musí být sladěna regulací tepelného čerpadla. Ekonomický a ekologický s regulací užitek tepelného tepelného čerpadla čerpadla. je větší Ekonomický než při alternativně-bivalentním a ekologický užitek provozu. tepelného čerpadla je větší než při alternativně-bivalentním provozu. Výkon doplňkového tepelného zdroje P [kw] Doplňkový tepelný zdroj 10 8 6 P nom BP Tepelné čerpadlo 4 2 t A [ C] -15-10 -5 0 3 5 10 15 20 BP - bod bivalence Částečně paralelně bivalentní Tepelné čerpadlo pokrývá celé tepelné ztráty při venkovních teplotách nad bodem bivalence. Při nižších venkovních teplotách až do bodu odpojení tepelného čerpadla, pracuje tepelné čerpadlo paralelně s doplňkovým tepelným zdrojem. Při nižších teplotách pod teplotou odpojení tepelného čerpadla je v provozu pouze doplňkový zdroj. Výkon tepelného čerpadla je dimenzován na výkon odpovídající bivalentnímu bodu. Výkon doplňkového zdroje se dimenzuje na celkové tepelné ztráty objektu/rd pro příslušnou výpočtovou venkovní teplotu. P [kw] 10 8 6 P nom 4 2 Doplňkový tepelný zdroj BP Tepelné čerpadlo Tepelné čerpadlo pokrývá velkou část roční potřeby tepla. Regulace teploty otopné vody musí být sladěna s regulací tepelného čerpadla. Ekonomický a ekologický užitek tepelného čerpadla je větší než při alternativně-bivalentním provozu. BO -15-10 -5 0 3 5 10 15 20 BP - bod bivalence BO - bod odpojení TČ t A [ C] Značka kvality TČ byla zavedená v roce 1998 skupinou D.A.CH. Tato skupina si dala za úkol v západních zemích odlišit různé úrovně tepelných čerpadel na příslušných trzích. Tuto značku mohou obdržet pouze atestované přístroje s osvědčením EU o shodě, které musí splňovat předepsaná výkonová měření dle EN255 nebo dle EN14511, musí dosahovat minimální topné faktory, musí mít zajištěnou bezpečnost okruhu chladiva, zajištěnou bezpečnost při instalaci - viz instalační návod a projekční podklady, splňovat kritéria o hlučnosti, zavedený servis a spolehlivé zázemí značky v dané zemi, která poskytuje příslušné technické poradenství, prodejní servis a záruky na dodávané zařízení i na náhradní díly,... 11
Teoretické základy pro Tepelná čerpadla 1.7 Nutnost řešení odtávání u tepelných čerpadel vzduch-voda Vlivem vlhkosti vzduchu dochází na výparníku ke kondenzaci. Pokud je zároveň teplota vzduchu nízká, dochází k namrzání této zkondenzované vlhkosti na výparníku a tím i znemožnění průtoku vzduchu přes výparník. vzniklého kondenzátu, doplněným elektrickým např. samoregulačním topným kabelem, pokračujícím vedením v protizámrzné hloubce,... Následně zareaguje presostat nízkého tlaku a objeví se porucha "Nízký tlak". Z tohoto důvodu je do vzuchových tepelných čerpadel do chladicího okruhu namontován čtyřcestný ventil, který při povelu"odtávání" přepíná směr proudění chladiva - přehodí funkce výparníku s kondenzátorem a zajistí se tak odtání vzniklé námrazy na výparníku. Vzniklá tekutina a kondenzát jsou pak svedeny do odpadu nebo trativodu v protizámrzné hloubce. POZOR, celý svod, počínaje vedením od vany na kondenzát umístěnou pod výparníkem tepelného čerpadla, můsí být pečlivě proti případnému zamrzání ošetřen - doplněnou izolací pod tepelným čerpadlem, izolací vedení Obr. 12-5 ºC Sm r proud ní v okruhu chlazení p i vytáp ní Odd lova kapaliny Kompresor 4-cestný ventil Sm r proud ní v okruhu chlazení p i odtávání Výstup teplonosné kapaliny -11 ºC -5 ºC T 12 Výparník Expanzní ventil Zp tný ventil Kondenzátor Vstup teplonosné kapaliny Obr. 13 12
2m 2m Teoretické základy pro Tepelná čerpadla 1.8 Obvyklá instalace Junkers TČ (vzduch-voda) a další doporučení z praxe Monoenergetický provoz s kombi jednotkou, ve které je zabudováno vše potřebné Zásobník na teplou vodu Vyrovnávací (akumulační) zásobník Přídavný elektrický dotop - regulace do 9 kw 2 oběhová čerpadla (tepelné čerpadlo + otopný systém) Digitální obslužná jednotka se zabudovanou ekvitemní regulací SEC 10-1 Možnost řešení základních systémů s případným doplněním akumulačního-vyrovnávacího zásobníku pro větší otopné systémy, případně doplnit solární předehřívací zásobník pro přípravu TV viz Systémy v části 3 tohoto projekčního podkladu. Paralelně-bivalentní provoz nebo monoenergetický provoz se samostatnými komponenty Odděleně instalované komponenty a příslušenství Start elektrického dotopu nebo externího kotle, čerpadel,... prostřednictvím na stěně instalované digi- tální obslužné jednotky SEC10-1 Možnost řešení složitějších systémů: - s ohřevem bazénu, - se solárním systémem na TV, - spojení 2 TČ,...viz Systémy v části 3 tohoto projekčního podkladu. Možnost Připravuje zapojení se kaskáda dvou dvou tepelných tepelných čerpadel čerpadel SAO-1 SAO do kaskády 1m 0,5m min.2m 13
Teoretické základy pro Tepelná čerpadla Hlavní zásady při navrhování Z technického hlediska je možné tepelné čerpadlo použít téměř do každého topného systému, který je alespoň částečně pro tento zdroj připraven. V čem hlavním spočívá příprava a projekční návrh? Nejprve by vždy měla být provedena minimálně hrubá rozvaha o ekonomice provozu - zjištění všech investičních a provozních nákladů spojené s TČ. Je nutné mít přehled o aktuálních tepelných ztrátách objektu (po zateplení, po výměně oken, po izolaci rozvodů,... u novostavby by neměl být problém, u rekonstruovaných objektů je vhodná spolupráce s projektantem. Je nutné mít zajištěný přívod elektrické energie - třífázový proud a dle potřebného výkonu příslušnou velikost jističe Doporučený výkon tepelného čerpadla se obvykle pro bivalentní provoz volí na 70-90% tepelné ztráty objektu včetně potřebného výkonu na ohřev TV případně bazénu. Zbytek je zajištěn buď elektrickým dohřevem případně dalším topným zdrojem (plyn. nejlépe kondenzační plynový kotel, kotel na LTO,...). Návrh topného systému by měl být ideálně nízkoteplotní, případně navržený na maximální teplotu topné vody do 55-60 C. Obecně platí čím nižší teplota v topném systému, tím lépe pro provoz tepelného čerpadla a návratnost investice. Ideální je pro TČ podlahové vytápění nebo stěnové vytápění, případně jejich kombinace s topnými tělesy,... je zaručen nízký teplotní spád - lepší topný faktor, velká akumulace - nižší četnost spínání kompresoru TČ - větší životnost. Regulace systému s tepelným čerpadlem by měla být vždy ekvitermní Teplotní spád na sekundární straně tepelného čerpadla musí být udržován na hodnotě 6 až 9 K, v případě instalace akumulačního-vyrovnávacího zásobníku je nutné pečlivé provedení vedení mezi venkovní kompaktní jednotkou tepelného čerpadla a akumulačním-vyrovnávacím zásobníkem - COMBI MODULEM ACM... případně samostatným zásobníkem - propojovací potrubí musí být řádně izolované a ve větších dimenzích, pro větší průtoky, obdobně je nutné dimenzovat i příslušná oběhová čerpadla, aby byl dodržen požadovaný teplotní spád. Vzhledem k nutnosti odtávání u vzduchových TČ vždy pečlivě zajistit protizámrazovou ochranu odtoku kondenzátu (přídavný topný kabel - viz.příslušenství, případně doplnit samoregulační topný kabel z domácího trhu, doplnit izolaci vedení svodu, vedení v protizámrzné hloubce,...). Bez toho se pak v zimních měsících může stát z venkovní jednotky velká hromada ledu. Dodržovat umístění venkovní jednotky dle dispozic v projekčním podkladu, vzhledem k okolní zástavbě zachovávat potřebné vzdálenosti pro zachování proudění vzduchu. Dále mít na mysli, že TČ vydává při chodu nějaký zvuk, který obzvlášť v nočních hodinách může rušit nejen uživatele, ale i sousedy a dále mít na mysli i to, že na výfuku vzduchového TČ bude studenější teplota o cca 4 C, než je v okolí. 14
Systém tepelných čerpadel (vzduch-voda) 2 Systém tepelných čerpadel Junkers (vzduch-voda) 2.1 Tepelná čerpadla Junkers (vzduch-voda) Vzduchová tepelná čerpadla Junkers série SAO..-1 jsou zařízení pro venkovní instalaci. Slouží k zajištění tepla a ohřevu vody v domech pro jednu, dvě případně i více rodin. Tepelná čerpadla jsou k dispozici ve třech velikostech s různými jmenovitými výkony: SAO 85-1 s výkonem 8,5 kw SAO 110-1 s výkonem 11,5 kw SAO 130-1 s výkonem 13,5 kw Obvyklá instalace TČ Junkers Pro ohřev TV, elektrický dotop, integrované zapojení akumulačního zásobníku se zabudovanou řídící jednotkou s vestavěnou ekvitermní regulací se používá Combi modul ACM200-1 (pro SAO 85-1), případně výkonnější Combi modul ACM300-1 (k ostatním typům SAO..-1). Combi moduly, umístěné uvnitř vytápěného objektu, jsou speciálně konstruovány a přizpůsobeny k přímé spolupráci s venkovními jednotkami SAO..-1. Alternativně je možné tepelná čerpadla - venkovní jednotky SAO..-1 instalovat se samostatnými vnitřními komponenty (regulace SEC10-1, elektrický dohřívač, zásobníky, solární systém, plynový kotel,...). TČ Junkers jsou spolehlivá, úsporná a bezpečná Tepelná čerpadla Junkers (vzduch-voda) splňují kvalitativní požadavky fi rmy Bosch na maximální funkčnost a životnost. Zařízení jsou testována a zkoušena ve výrobě. Na západních trzích mají tyto zařízení SUPRAECO udělenou vyjímečnou značku kvality TČ. )* Zákaznická linka pro všechny dotazy. Bezpečí velké značky - náhradní díly a servis i po 15 letech. Především ekologická v provozu tepelného čerpadla je přibližně 75 % otopné energie získáno z obnovitelných zdrojů, při použití ekologického proudu (vítr, voda, solární energie) až 100 % žádné emise za provozu velmi dobré hodnocení u EnEV Nezávislá a bezpečná pro budoucnost nezávislá na LTO a plynu nezávislá na vývoji cen LTO a plynu Extrémně hospodárná až o 50 % nižší provozní náklady v porovnání s plynem technika s nízkou údržbou a dlouhou životností a s uzavřenými okruhy téměř žádné další průběžné náklady (např. údržba hořáku, výměna fi ltrů, kominík,...) odpadají investice do kotelny a komína žádná (fi nanční, prostorová) náročnost na pořízení zemních kolektorů nebo vrtů, jako je tomu u tepelných čerpadel země - voda bez zdlouhavého legislativního vyřizování, jako je tomu u tepelných čerpadel voda - voda nebo země - voda Jednoduchá a bezproblémová není nutné žádné schvalování ekologickými úřady žádné zvláštní požadavky na velikost pozemku žádné složité instalace na pozemku Funkční schéma ( obr. 14 na straně 16) Otopný okruh (HV/HR) Oběhové čerpadlo primárního otopného okruhu (HP1) dopravuje otopnou vodu ke kondenzátoru (VFL). Tam otopná voda získává teplo z okruhu chladícího média. V připojeném elektrickém dohřívači (ZH) se teplota dle potřeby dále zvyšuje. 3 cestný ventil (UMV) vede otopnou vodu do akumulačního zásobníku nebo do zásobníkového ohřívače vody. Okruh chladícího média V okruhu chladícího média proudí kapalné chladící médium do výparníku (VD). Tam přijímá teplo z okolního vzduchu a přitom se, díky nízké teplotě bodu varu, kompletně vypaří. Plynné chladící médium se v kompresoru (KOM) stlačuje na vyšší tlak, přičemž se podstatně ohřeje. V kondenzátoru (VFL) předá teplo do otopného okruhu. Tím opět přejde do kapalného stavu a ochladí se. Z kondenzátoru proudí chladící prostředek do expanzního ventilu (EXP). V něm chladící médium expanduje na nižší tlak a ochladí se ještě na nižší úroveň. Takto je připravené, aby postupovalo chladící medium v dalším cyklu zase do výparníku, kde opět bude při změně skupenství přijímat nízkopotencionální teplo z okolního vzduchu a po vypaření a stlačení energii předalo vhodně připravenému otopnému systému. O tom, jak vhodně otopný systém připravit a jak vytěžit maximum tepelné energie z venkovního vzduchu pojednává tento projekční sešit. )* Značka kvality TČ byla zavedená v roce 1998 skupinou D.A.CH., která si dala za úkol na západních trzích odlišit různé úrovně tepelných čerpadel na příslušných trzích. Tuto značku mohou obdržet pouze atestované přístroje s osvědčením EU o shodě, které musí splňovat předepsaná výkonová měření dle EN255 nebo dle EN14511, musí dosahovat minimální topné faktory, musí mít zajištěnou bezpečnost okruhu chladiva, zajištěnou bezpečnost při instalaci - viz instalační návod a projekční podklady, splňovat kritéria o hlučnosti, zavedený servis a spolehlivé zázemí značky v dané zemi, která poskytuje příslušné technické poradenství, prodejní servis a záruky na dodávané zařízení i na náhradní díly,... 15
Systém tepelných čerpadel (vzduch-voda) KW WW HV HR CM WS VF Kompaktní jednotka tepelného čerpadla WP T3 ZH VEN VD VLF SV p M MAG MAN VDF UMV SFI RLF EXP KOF KOM HP 1 T1 HP 2 VFL KF PS COMBI Modul - vše pod jedním krytem Obr. 14 CM EXP HR HV KF KOF KOM KW MAG MAN PS HP1 HP2 RLF SFI SV T1 16 modul Combi expanzní ventil (Q22) zpětné potrubí vytápění výstupní potrubí vytápění teplotní čidlo kompresoru (T6) teplotní čidlo kondenzátoru (T10) kompresor (G4) vstup studené vody (W40) expanzní nádoba (C21) manometr (P21) akumulační zásobník (C22) oběhové čerpadlo primárního otopného okruhu (G2) oběhové čerpadlo sekundárního otopného okruhu (G1) čidlo zpětné teploty (T9) čistící filtr (V21) pojistný ventil (F41) čidlo teploty akumulačního zásobníku (T1) T3 UMV VEN VD VDF VF VFL VLF WP WS WW ZH 16 čidlo teploty zásobníku (T3) přepínací ventil (Q21) ventilátor (G3) výparník (E24) teplotní čidlo na vstupu chladícího média do výparníku (T11) teplotní čidlo na výstupu (T8) kondenzátor (E23) čidlo teploty na vstupu vzduchu do výparníku (T12) tepelné čerpadlo (vzduch-voda) (E21) dvoustěnný zásobník teplé vody (E41) výstup teplé vody (V40) elektrický dohřívač (E22) Jednotlivé konstrukční díly jsou alfanumericky kódované na displeji tepelného čerpadla. Tato označení jsou v popisu v závorkách (například Q22).
Systém tepelných čerpadel (vzduch-voda) 2.2 3 Volba Přehled systému Zařízení Zařízení SAO 85, 110, 130-1 - Instalace s Combi modulem ACM... (k venkovní jednotce se doplní vnitřní kompaktní jednotka, kde je vše potřebné pro základní systém pod jedním krytem) SAI... není zatím dodavatelné - Instalace oddělená, kde se k venkovní jednotce doplní příslušné na trh do ČR zásobníky, regulace SEC 10 a další prvky potřebné pro příslušný otopný systém s TČ (systém s bivalentním zdrojem, se solárním ohřevem, s bazénem,...) SAO.. je je jednotka pro pro venkovní instalaci SAI.. je pro vnitřní instalaci Příslušenství Combi modul ACM 200/300 se zabudovanou regulací SEC 10 Různé příslušenství pro venkovní instalaci Elektrický Různé dotop na příslušenství stěnu nebo do pro zásobníku vnitřní instalaci Samostatné zásobníky na teplou vodu a akumulační (vyrovnávací) zásobníky Regulace SEC 10 instalovaná na stěně Vše pod jedním krytem pro elegantní řešení otopného systému s TČ NEBO Oddělená instalace pro různé varianty nadstandardních otopných systémů s TČ Použití Funkce Zařízení Novostavby a rekonstrukce domů pro jednu, dvě i více rodin Vytápění Ohřev vody Možnost i ohřevu bazénu Novastavby a rekonstrukce ostatních domů Podlahové vytápění, případně i kombinace podlahového s radiátor. vytápěním Teplá voda, kombinace i se solárním ohřevem Monoenergetický nebo bivalentní provoz v kombinaci s dalšími zdroji Obr. 15 17
Volba systému 3.2 3.1 Schéma systému 2: 1: monoenergetický provozní režim s tepelným čerpadlem (vzduch-voda) a modulem Combi, venkovní instalace Komponenty otopného systému Tepelné čerpadlo (vzduch-voda) SAO 70 85,... 110, SAO 130-1 Modul Combi ACM 200/300-1 s s regulací SEC 1010-1 Nesměšovaný otopný okruh Hlavní znaky Akumulační zásobník v modulu Combi je jako oddělovací zásobník umístěný mezi tepelné čerpadlo a spotřebiče. Pro příslušný otopný systém je nutno zkontrolovat, zda postačuje objem membránové expanzní nádoby v modulu Combi. Oběhové čerpadlo primárního okruhu (HP1) napájí teplem zásobník teplé vody a akumulační zásobník (v modulu Combi). Oběhové čerpadlo sekundárního okruhu (HP2) napájí připojený otopný okruh teplem z akumulačního zásobníku. Popis funkce Při monoenergetickém provozním režimu systémů s tepelným čerpadlem (vzduch-voda) získáváme teplo pomocí tepelného čerpadla a - podle potřeby - pomocí elektrického dohřívače, integrovaného v modulu Combi. Modul Combi, který je součástí systému, obsahuje jak zásobník teplé vody, tak i akumulační zásobník. Ten napájí otopným teplem připojený nesměšovaný otopný okruh. V modulu Combi jsou umístěna oběhová čerpadla jak pro primární okruh od tepelného čerpadla k modulu Combi tak i pro sekundární okruh od modulu Combi k otopnému okruhu. T5 WW KW T2 HK T3 ZH WS MAN MAG SV M UMV HP 1 HP 2 T1 KK CM PS WP Obr. 17 16 CM HK HP1 HP2 KK KW MAG MAN PS SV modul Combi otopný okruh oběhové čerpadlo (primární okruh) oběhové čerpadlo (sekundární okruh) okruh chladícího média vstup studené vody membránová expanzní nádoba manometr akumulační zásobník pojistný ventil T1 T2 T3 T5 UMV WP WS WW ZH teplotní čidlo akumulačního zásobníku čidlo venkovní teploty čidlo teploty v zásobníku čidlo vnitřní teploty 3 cestný přepínací ventil tepelné čerpadlo (vzduch-voda) zásobník teplé vody výstup teplé vody elektrický dohřívač 18
Volba systému Typ Označení - popis Obj. číslo Počet ks Cena Tepelné čerpadlo (vzduch-voda) - Venkovní instalace SAO 85-1 Tepelné čerpadlo (vzduch-voda) 7 739 600 622 SAO 110-1 Tepelné čerpadlo (vzduch-voda) 7 739 600 623 SAO 130-1 Tepelné čerpadlo (vzduch-voda) 7 739 600 624 Combi Modul se zabudovanou regulací SEC 10 ACM 200-1 Combi Modul (pouze pro SAO 85-1) 8 738 201 604 ACM 300-1 Combi Modul (pro SAO 110-1 nebo 130-1) 8 738 201 605 Příslušenství pro venkovní instalaci č. 1404 Topný kabel 2 m (30 W) 7 719 003 296 č. 1405 Topný kabel 3 m (45 W) 7 719 003 297 č. 1406 Topný kabel 5 m (75 W) 7 719 003 298 č. 1407 Bednění pro beton. základ s šablonou pro vývody 7 748 000 043 Ostatní příslušenství č. 1401 CAN-BUS-Kabel 15 m 7 748 000 040 č. 1402 CAN-BUS-Kabel 30 m 7 748 000 041 č. 1403 CAN-BUS-Kabel 100 m 7 748 000 042 č. 1410 Filtr nečistot DN 25 7 748 000 050 č. 1411 Filtr nečistot DN 32 7 748 000 051 FB 20 B Pokojový regulátor s digitálním displejem 8 718 581 114 Tab. 1 Položkový rozpis dílů Junkers (lze využít jako předběžný nabídkový formulář) SEC 10-1 3 T5 T2 400V AC SUPRAECO ACM -1 Obr. 17 Nové schéma zapojení - obdoba jako je na obr.16 19 400V AC SUPRAECO SAO -1 6 720 648 967-21.1il
Volba systému 3.4 3.2 Schéma systému 4: 2: monoenergetický provozní režim s tepelným čerpadlem (vzduch-voda) a modulem Combi s přídavným akumulačním zásobníkem, venkovní instalace venkovní instalace Komponenty otopného systému Tepelné čerpadlo (vzduch-voda) SAO 70 85,... 110, SAO 130-1 Modul Combi ACM 200/300 s regulací SEC 10-1 Akumulační zásobník PSW 120/200/300/500/750 Nesměšovaný otopný okruh Směšovaný otopný okruh Hlavní znaky Kromě akumulačního zásobníku v modulu Combi je použit druhý akumulační zásobník jako oddělovací zásobník mezi tepelným čerpadlem a spotřebiči. Při návrhu membránové expanzní nádoby je nutno započítat objem otopné vody ve druhém akumulačním zásobníku. Oběhové čerpadlo primárního okruhu (HP1) napájí teplem zásobník teplé vody a interní akumulační zásobník. Oběhové čerpadlo okruhu akumulačního zásobníku (HP2) napájí teplem samostatný akumulační zásobník. Z tohoto samostatného akumulačního zásobníku je napájený teplem jak nesměšovaný, tak i směšovaný otopný okruh. Popis funkce Při monoenergetickém provozním režimu systémů s tepelným čerpadlem (vzduch-voda) získáváme teplo pomocí tepelného čerpadla a - podle potřeby - pomocí elektrického dohřívače, integrovaného v modulu Combi. Modul Combi, který je součástí systému, obsahuje jak zásobník teplé vody, tak i akumulační zásobník. Ten napájí teplem přídavný, externí akumulační zásobník. Z něj se vždy jedním dalším otopným čerpadlem napájí teplem nesměšovaný a směšovaný otopný okruh. V samotném modulu Combi jsou umístěna oběhová čerpadla jak pro primární okruh od tepelného čerpadla k modulu Combi tak pro okruh akumulačního zásobníku od modulu Combi k akumulačního zásobníku. Pro vytvoření stabilního venkovního základu doporučujeme použití bednícího prvku (příslušenství) s předem zhotovenými průchody pro trubky a kabely. T5 WW KW T2 TB1 HK 1 T1M M HK 2 AV RV P 2 AV M AV RV P 1 AV T3 ZH WS MAN MAG SV M UMV HP 1 HP 2 T1 KK PS CM PS WP Obr. 19 18 AV CM HK1 HK2 HP1 HP2 KK uzavírací armatura modul Combi nesměšovaný okruh směšovaný otopný okruh oběhové čerpadlo (primární okruh) oběhové čerpadlo (okruh akumulačního zásobníku) okruh chladícího média KW vstup studené vody M 3 cestný směšovací ventil MAG membránová expanzní nádoba MAN manometr PS akumulační zásobník (v modulu Combi) PS samostatný akumulační zásobník P1,2 oběhové čerpadlo (sekundární (otopný okruh) okruh) RV zpětný ventil 20
Volba systému SV TB1 T1 T1M T2 T3 pojistný ventil hlídač teploty čidlo teploty akumulačního zásobníku čidlo výstupní teploty směšovaného okruhu (GT4) čidlo venkovní teploty čidlo teploty v zásobníku T5 UMV WP WS WW ZH čidlo vnitřní teploty 3 cestný přepínací ventil tepelné čerpadlo (vzduch-voda) zásobník teplé vody výstup teplé vody elektrický dohřívač Typ Označení - popis Obj. číslo Počet ks Cena Tepelné čerpadlo (vzduch-voda) - Venkovní instalace SAO 85-1 Tepelné čerpadlo (vzduch-voda) 7 739 600 622 SAO 110-1 Tepelné čerpadlo (vzduch-voda) 7 739 600 623 SAO 130-1 Tepelné čerpadlo (vzduch-voda) 7 739 600 624 Combi Modul se zabudovanou regulací SEC 10 ACM 200-1 Combi Modul (pouze pro SAO 85-1) 8 738 201 604 ACM 300-1 Combi Modul (pro SAO 110-1 nebo 130-1) 8 738 201 605 Akumulační zásobník PSW 120 Akumulační zásobník 120 l 7 747 020 432 PSW 200 Akumulační zásobník 200 l 7 747 020 433 PSW 300 Akumulační zásobník 300 l 7 747 020 434 PSW 500 Akumulační zásobník 500 l 7 747 304 210 PSW 750 Akumulační zásobník 750 l 7 747 304 208 Příslušenství pro venkovní instalaci č. 1404 Topný kabel 2 m (30 W) 7 719 003 296 č. 1405 Topný kabel 3 m (45 W) 7 719 003 297 č. 1406 Topný kabel 5 m (75 W) 7 719 003 298 č. 1407 Bednění pro beton. základ s šablonou pro vývody 7 748 000 043 Ostatní příslušenství č. 1133 Čidlo výstupní teploty (GT4) pro směšovaný okruh 7 719 002 853 č. 1401 CAN-BUS-Kabel 15 m 7 748 000 040 č. 1402 CAN-BUS-Kabel 30 m 7 748 000 041 č. 1403 CAN-BUS-Kabel 100 m 7 748 000 042 č. 1410 Filtr nečistot DN 25 7 748 000 050 č. 1411 Filtr nečistot DN 32 7 748 000 051 FB 20 B Pokojový regulátor s digitálním displejem 8 718 581 114 TB 1 Teplotní čidlo - hlídač teploty 7 719 002 255 Tab. 2 Položkový rozpis dílů Junkers (lze využít jako předběžný nabídkový formulář) 21
Volba systému 3.3 3.6 Schéma systému 6: 3: monoenergetický provozní režim s tepelným čerpadlem (vzduch-voda) a samostatným zásobníkem teplé vody a akumulačním zásobní- zásobníkem, venkovní venkovní instalace instalace Komponenty otopného systému Tepelné čerpadlo (vzduch-voda) SAO 70 85... / 110 SAO / 130-1 Akumulační zásobník PSW 120/200/300/500/750 Zásobník teplé vody SW 290-1/370-1/400-1/450-1 Regulátor pro nástěnnou montáž SEC 10-1 Elektrický dohřívač pro nástěnnou montáž AH 99-1 (9 kw) Nesměšovaný otopný okruh Směšovaný otopný okruh Hlavní znaky Namísto modulu Combi je použitý samostatný zásobník teplé vody a akumulační zásobník jako oddělovací zásobník mezi tepelným čerpadlem a spotřebiči. Při návrhu membránové expanzní nádoby je nutno započítat objem otopné vody i v akumulačním zásobníku. Regulace systému se provádí pomocí regulátoru SEC 10 pro nástěnnou montáž. Dohřívač AH 9 se instaluje mezi tepelné čerpadlo a akumulační zásobník. Z tohoto akumulačního zásobníku se zásobuje teplem jak nesměšovaný, tak i směšovaný otopný okruh. Popis funkce Při monoenergetickém provozním režimu systémů s tepelným čerpadlem (vzduch-voda) získáváme teplo pomocí tepelného čerpadla a - podle potřeby - pomocí elektrického dohřívače. Tepelné čerpadlo zásobuje teplem jak zásobník teplé vody tak akumulační zásobník. Podle dimenzování potřebné elektrické dohřívání otopné vody se provádí pomocí dohřívače AH 9. Z akumulačního zásobníku se napájí teplem nesměšovaný i směšovaný otopný okruh. Pro vytvoření stabilního venkovního základu doporučujeme použití bednícího prvku (příslušenství) s předem vytvořenými průchody pro trubky a kabely. T5 SV MAN MAG T2 TB1 HK 1 AB T1M M HK 2 AV RV P 2 AV M AV RV P 1 AV T1 WW WS T8 ZH T3 UMV HP KK PS M KW WP Obr. 21 19 AB AV HK1 HK2 HP KK KW M MAG sběrná nádrž uzavírací armatura nesměšovaný otopný okruh směšovaný otopný okruh oběhové čerpadlo (primární okruh) okruh chladícího média vstup studené vody 3 cestný směšovací ventil membránová expanzní nádoba MAN manometr PS akumulační zásobník P1,2 oběhové čerpadlo (sekundární (otopný okruh) okruh) RV zpětný ventil SEC 10 regulace SV pojistný ventil TB1 hlídač teploty T1 čidlo výstupní teploty (akumulační zásobník) 22
Volba systému T1M T2 T3 T5 T8 čidlo výstupní teploty směšovaného okruhu (GT4) čidlo venkovní teploty čidlo teploty v zásobníku čidlo vnitřní teploty čidlo výstupní teploty UMV WP WS WW ZH 3 cestný přepínací ventil tepelné čerpadlo (vzduch-voda) zásobník teplé vody výstup teplé vody elektrický dohřívač AH 9-1 Typ Označení - popis Obj. číslo Počet ks Cena Tepelné čerpadlo (vzduch-voda) - Venkovní instalace SAO 85-1 Tepelné čerpadlo (vzduch-voda) 7 739 600 622 SAO 110-1 Tepelné čerpadlo (vzduch-voda) 7 739 600 623 SAO 130-1 Tepelné čerpadlo (vzduch-voda) 7 739 600 624 Akumulační zásobník PSW 120 Akumulační zásobník 120 l 7 747 020 432 PSW 200 Akumulační zásobník 200 l 7 747 020 433 PSW 300 Akumulační zásobník 300 l 7 747 020 434 PSW 500 Akumulační zásobník 500 l 7 747 304 210 PSW 750 Akumulační zásobník 750 l 7 747 304 208 Zásobník TV SW 290-1 Zásobník TV 290 l 7 719 003 059 SW 370-1 Zásobník TV 370 l 7 719 003 060 SW 400-1 Zásobník TV 400 l 7 747 029 401 SW 450-1 Zásobník TV 450 l 7 719 003 061 Regulace SEC 10-1 Regulace 8 738 201 660 Elektrický dohřívač AH 9-1 Elektrický dohřívač 8 738 201 667 Příslušenství pro venkovní instalaci č. 1404 Topný kabel 2 m (30 W) 7 719 003 296 č. 1405 Topný kabel 3 m (45 W) 7 719 003 297 č. 1406 Topný kabel 5 m (75 W) 7 719 003 298 č. 1407 Bednění pro beton. základ s šablonou pro vývody 7 748 000 043 Ostatní příslušenství č. 1133 Čidlo výstupní teploty (GT4) pro směšovaný okruh 7 719 002 853 č. 1401 CAN-BUS-Kabel 15 m 7 748 000 040 č. 1402 CAN-BUS-Kabel 30 m 7 748 000 041 č. 1403 CAN-BUS-Kabel 100 m 7 748 000 042 č. 1410 Filtr nečistot DN 25 7 748 000 050 č. 1411 Filtr nečistot DN 32 7 748 000 051 WWV 22-1 3-cestný přepínací ventil (22 mm) 8 738 201 412 WWV 28-1 3-cestný přepínací ventil (28 mm) 8 738 201 413 DWM 15-2 3-cestný směšovací ventil 7 719 003 643 DWM 20-2 3-cestný směšovací ventil 7 719 003 644 DWM 25-2 3-cestný směšovací ventil 7 719 003 645 DWM 32-2 3-cestný směšovací ventil 7 719 003 646 SM 3-1 Motor pro směšovací ventil 7 719 003 642 FB 20 B Pokojový regulátor s digitálním displejem 8 718 581 114 TB 1 Teplotní čidlo - hlídač teploty 7 719 002 255 Tab. 3 Položkový rozpis dílů Junkers (lze využít jako předběžný nabídkový formulář) 23