Tepelná čerpadla vzduch-voda HITACHI

Tepelná čerpadla vzduch-voda nepotřebují žádné zemní vrty, ani zemní kolektory. Plynulá regulace výkonu tepelného čerpadla dodává pouze tolik tepelné energie, kolik je aktuálně zapotřebí. Jediným zařízením můžete nejen topit, ale i chladit. Řada tepelných čerpadel HITACHI YUTAKI-S, YUTAKI-S 80, YUTAKI-M a YUTEMPO poskytuje vysoký topný faktor a tím šetří energii.

Tepelná čerpadla vzduch-voda využívají tepelnou energii venkovního prostředí. Tepelná energie je obsažena jak v teplém, tak i ve studeném vzduchu. V teplém venkovním vzduchu je samozřejmě tepelné energie více než ve vzduchu chladnějším. Tepelné čerpadlo převádí tuto venkovní nízkopotenciální tepelnou energii na tepelnou energii o vyšším potenciálu, která se ještě zvýší o  tepelnou energie vyprodukovanou činností kompresoru (tepelné zisky z mechanické práce kompresoru a ztrát v el. vinutí motoru).

I tepelné čerpadlo má své provozní limity a omezení, se kterými je potřeba v reálném provozu počítat. Nicméně, v porovnání s klasickým tepelným čerpadlem vzduch-voda, jehož kompresor je provozován v režimu On/Off, je díky invertorové technologii hranice použitelnosti podstatně rozšířena. V každém případě platí, že s klesající venkovní teplotou klesá topný výkon tepelného čerpadla. Limitním parametrem je tzv. namrzání venkovní jednotky, respektive režim odtávání. Namrzání je přirozený fyzikální jev způsobený vzdušnou vlhkostí, kdy se začne tvořit za provozu na povrchu výparníku venkovní jednotky námraza, která brání prostupu a přenosu tepla z okolního vzduchu. Vzniklou námrazu je nutné odstranit provozním režimem, kterému říkáme odtávání. Všeobecně se režim odtávání řeší různě: např. dodatečným el. ohřevem výparníku, reverzací chodu chladivového okruhu apod.

Tepelné čerpadla vzduch-voda HITACHI lze z konstrukčního pohledu rozdělit na dva systémy

Split systém

Tepelné čerpadlo se sestává z venkovní kompresorové jednotky a odděleného vnitřního hydraulického modulu, který může být vybaven přídavným elektrickým topením. Venkovní jednotka je propojena s hydraulickým modulem chladivovým potrubím. K přenosu tepelné energie z chladiva do vody dochází v hydraulickém modulu, na který je připojen topný okruh budovy. Tento systém je objemově větší.

Monoblok

Monoblok je kompaktní systém, který je tvořen pouze venkovní jednotkou vše v jednom. Venkovní jednotka zahrnuje kompresorovou část včetně hydraulického modulu, a ta je přímo napojena na topný okruh budovy. Tento systém je objemově menší.

U všech systémů lze aplikovat různé funkce:

• Týdenní/denní programování,
• režim dovolené,
• noční útlum,
• topení, temperování, chlazení,
• bivalence, monovalence,
• ekvitermní regulace.

YUTAKI-S (AquaFree)

• režim topení 25 °C až 50 °C,
• režim chlazení 7 °C až 22 °C,
• pracovní rozsah venkovních teplot pro režim topení -20 °C až 15 °C,
• pracovní rozsah venkovních teplot pro režim chlazení 15 °C až 43 °C
• výkonový rozsah 4 kW až 17,8 kW

YUTAKI-M

• režim topení 25 °C až 55 °C,
• pracovní rozsah venkovních teplot pro režim topení -20 °C až 40 °C
• výkonový rozsah 4 kW až 17,8 kW

YUTAKI-S 80

• vysokoteplotní kaskádní čerpadlo, výstupní teplota vody až 80 °C
• výkonový rozsah 4 kW až 18 kW

YUTEMPO

• tepelné čerpadlo pro přípravu teplé užitkové vody
• Výkonový rozsah: 2 kW až 4,3 kW

Aplikace moderních technologií

DC – invertor

HITACHI jako jeden z prvních výrobců začal do svých systémů aplikovat DC-invertorovou technologii, která se vyznačuje vysokou energetickou účinností při řízení výkonů kompresorů a ventilátorů. Využitím DC-invertorové technologie lze ušetřit až 40 % energie. Neméně důležitou provozní vlastností DC-invertorové technologie je tichý provoz systémů.

DC Scroll kompresory a DC dvojité rotační kompresory s neodymovým magnetem v rotoru

Neodymové magnety použité v rotoru motoru DC Scroll kompresorů a DC dvojitých rotačních kompresorů se vyznačují vysokou účinností, nízkou spotřebou elektrické energie, minimem vibrací, delší životností a především rozšířenou oblastí použití. Použití neodymového magmetu znatelně potlačuje elektromagnetický šum, který se nejvíce projevuje v režimu nízkých otáček elektrických motorů.

Provozní parametry tepelných čerpadel s invertorovou technologií

• Velká energetická účinnost, menší rozběhové proudy.
• Nízká hlučnost.
• Lehké a kompaktní, zmenšené rozměry zařízení.
• Minimální údržba, vysoká spolehlivost a stabilita.
• Snížení celkového množství chladiva v systému až o 30 %.
• Rovnoměrnější a účinnější mazání pohyblivých částí kompresoru pro zvýšení životnosti.
• Dokonalejší odlučování kompresorového oleje, který necirkuluje v chladicím okruhu, a tím zvyšuje účinnost teplosměnných ploch výměníků.
• Efektivnější chlazení motoru kompresoru.
• Ventilátory jsou poháněny DC motory s vysokou účinností a tichým provozem, aerodynamicky optimalizované pro snížení odporu o 20 %.
• Auto-diagnostika, historie provozních poruch, zobrazení aktuálních poruchových stavů.

Jednotlivé komponenty jsou snadno přístupné. Celý systém je navržen tak, aby bylo provádění údržby snadné a jednoduché.

Provozní režimy tepelných čerpadel HITACHI

Bivalentní systém

Je nejčastější a nejpopulárnější konfigurace provozu tepelného čerpadla. Výkon tepelného čerpadla je dimenzován tak, aby z 80 % pokryl požadavky na vytápění na nejchladnější den v roce. Pomocný elektrický ohřívač ve vnitřní jednotce se používá pouze k pokrytí nejchladnějších dnů, kdy tepelné čerpadlo nemá potřebný topný výkon. Tato konfigurace nabízí ideální rovnováhu mezi náklady na a instalaci a náklady na provoz.

Monovalentní systém

Výkon tepelných čerpadel je dimenzován tak, aby 100 % pokryl požadavky na vytápění pro nejchladnější dny v roce.

Částečně paralelně bivalentní provoz

Tepelné čerpadlo je dimenzováno jako doplňkový zdroj ke stávajícímu tepelnému zdroji. Je-li výkon tepelného čerpadla nedostačující, je odstaveno z provozu a vytápění je zajištěno stávajícím tepelným zdrojem. Tento provozní způsob je vhodný pro vytápěcí systémy pracující s teplotou topné vody přes 60 °C.

Paralelně bivalentní provoz

Tepelné čerpadlo slouží jako předehřev a bivalentní zdroj jako dohřev topné vody. Tento provozní režim je vhodný pro nízkoteplotní vytápění s teplotou topné vody do max. do 60 °C.

Alternativně bivalentní provoz

Tepelné čerpadlo pokrývá 100 % potřebu tepla. Klesne-li výkon tepelného čerpadla jako zdroje tepla až na hodnotu bodu bivalence, tepelné čerpadlo je odstaveno z provozu a potřebu hradí pouze bivalentní zdroj. Tento provozní režim je vhodný pro vytápění s teplotou topné vody do max. do 90 °C.