Thermia Atlas – tepelné čerpadlo typu země-voda

Popis tepelného čerpadla a způsob přípravy teplé vody

Thermia Atlas je kompaktní tepelné čerpadlo typu země-voda se scroll kompresorem vybaveným frekvenčním měničem. Kompaktnost tepelného čerpadla tkví v tom, že maximum komponent potřebných pro provoz a řízení celé otopné soustavy je umístěno ve skříni zařízení a chladicí okruh je hermeticky naplněn a uzavřen přímo ve výrobě. Atlas je top line produkt, který je vybaven novým řídicím systémem GENESIS s designovým skleněným dotykovým displejem (viz foto) vyvinutým výhradně pro invertorová tepelná čerpadla ve výzkumném a vývojovém centru společnosti Thermia ve švédském městě Arvika. Celý chladicí okruh je optimalizován pro chladivo R410A a k dosažení maximálních topných faktorů a SCOP.

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

Techonologie HGW

Popíšeme si blíže technologii HGW. Běžné TČ buď vytápí, nebo ohřívá teplou vodu, naše tepelné čerpadlo Atlas dokáže oboje najednou, a dokonce ještě lépe. Jak je to možné?
Možná víte, že při chodu chladicího okruhu tepelného čerpadla mají přehřáté páry chladiva na výstupním potrubí z kompresoru vysokou teplotu, mnohdy překračující i 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 10 až 20 % výstupního výkonu tepelného čerpadla využít pro ohřev teplé vody pro mytí a koupání (protože chceme co nejvyšší teplotu TV), přičemž TČ stále vytápí obytné prostory zbývajícími cca 80 až 90 % výstupního výkonu.

Příprava TV a vytápění probíhají souběžně. Výsledkem je extrémně vysoké množství 40 °C teplé vody k dispozici pro uživatele, což je u konkurenčních TČ nedosažitelné.

Další benefity technologie HGW jsou vysoká teplota teplé vody, požadovaný komfort v obytné zóně, avsamozřejmě také vysoký roční topný faktor a nízká spotřeba energie. Tento způsob ohřevu teplé vody na vysokou teplotu není však na úkor snižování topného faktoru, protože kondenzační teplota je stále v úrovni potřebné pro vytápění. Tato technologie je patentově chráněna a vyvinula ji společnost Thermia.

Techonologie TWS

TWS umožňuje tepelným čerpadlům Thermia vyhrávat nezávislé uživatelské testy přípravy TV. Jejím jádrem je samotný spirálový výměník tepla specificky umístěný v zásobníkovém ohřívači teplé vody. Jeho konstrukce vinuté spirály je značně odlišná od ostatních provedení, liší se především tvarem a proporcemi tohoto výměníku. Jeho tvar vývojoví technici 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 teplé vody. Pozice spirály výměníku v zásobníkovém ohřívači teplé vody, její tvar a průměr jsou výsledkem výzkumu společnosti Thermia. Tato technologie se nazývá TWS a je také patentově chráněna.

Další technologické zajímavosti využité v Thermia Atlas jsou technologie OPTIMUM (řízení otáček oběhových čerpadel), PID (vyspělé řízení dodávky tepla), ONLINE (vestavěné dálkové ovládání TČ).
Nyní Vám předkládáme překlad dokumentu Thermia: „Výsledky testů – Příprava teplé vody tepelným čerpadlem Thermia Atlas“: Testy provedené ve výzkumném středisku R&D ukazují, že tepelné čerpadlo Thermia Atlas dodává až o 80 % více teplé vody než její konkurenti.

Vysvětlení provozu HGW

Patentovaná Technologie HGW společnosti Thermia poskytuje vysoce efektivní přípravu teplé vody souběžně s vytápěním. Teplota připravené teplé vody je výrazně vyšší než u konvenčních způsobů přípravy teplé vody. To znamená, že uživatel má k dispozici mnohem více teplé vody o teplotě například 40 °C.

Přesné 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 Atlas 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 Atlas 18 dodávat až 545 litrů TV na jedno nahřátí zásobníku. To je přibližně o 80 % více TV, než poskytuje nejlepší konkurence (NBA). 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 Atlas ve své vlastní třídě, která je nesrovnatelná s ostatními konkurenty.

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

Výsledky testů ukazují dostupný užitný objem TV v plně nahřátém zásobníkovém ohřívači TV testovaných TČ. Po dosažení maximální teploty teplé vody v zásobníkovém ohřívači byl objem teplé vody (mícháno na výstupu se studenou vodou na výsledných 40 °C) ze zásobníkového ohřívače teplé vody měřen podle mezinárodní normy EN16147.

Závěr 

Výsledky testů jasně ukazují, že Thermia Atlas poskytuje nejvyšší objem teplé vody ve své třídě. To znamená, že Atlas poskytuje nejvyšší kvalitu (teplotu) i kvantitu (užitné množství teplé vody pro uživatele) TV ve své třídě. Dokonce, i když není funkce HGW aktivována, je Thermia Atlas na absolutní špičce současně dostupných tepelných čerpadel ve stejné třídě. Jakmile je funkce HGW aktivována, Thermia Atlas je schopno dodávat až o 80 % více teplé vody, než dodává nejlepší konkurent (NBA) – viz sloupcový graf.