Zničení děleného tepelného čerpadla vzduch-voda zamrznutím výměníku

tepelná čerpadla

Základem pro úspěšné instalace jakéhokoliv technického zařízení je vypracování projektové dokumentace obsahující veškeré potřebné technické údaje. Projektant zpravidla postupuje podle pokynů dodavatele tepelného čerpadla.

Většina výrobců a dodavatelů dělených tepelných čerpadel (split) doporučuje připojit venkovní jednotku tepelného čerpadla k otopné soustavě prostřednictvím hydroboxu. Připojení tepelného čerpadla je pak jednoduché, protože hydrobox obsahuje veškeré funkční i zabezpečovací prvky.

Některé instalační firmy používají, pravděpodobně z cenových důvodů, připojení tepelných čerpadel prostřednictvím samostatného výměníku tepla chladivo-voda. Výměník je instalován uvnitř objektu. Toto řešení je možné, ale má četná úskalí. Záleží na projektantovi, jak se s řešením vypořádá a jaké dostane podklady od dodavatele tepelného čerpadla.

Není-li na sekundární straně použit hydrobox, je nutné zajistit dvě zásadní podmínky pro zajištění bezporuchového provozu tepelného čerpadla:

1. Průtočné množství teplonosné kapaliny sekundární stranou výměníku musí být v předepsaném rozsahu.
2. Teplota na výstupu z výměníku tepla nesmí klesnout pod 5 °C.

Je nezbytné dodržet parametry uváděné výrobcem v technickém listu.

Týká se to zejména:

• Dodržení dimenze přívodního a zpětného potrubí primárního okruhu od venkovní jednotky k výměníku tepla.
• Zajistit odstavení tepelného čerpadla při nedostatečném průtoku sekundárním okruhem.

Nejsou-li dodrženy výše uvedené podmínky, může dojít k zamrznutí výměníku tepla a jeho zničení. Porušením vnitřní těsnosti výměníku vnikne otopná voda do primárního okruhu tepelného čerpadla. Otopná voda zničí kompresor a venkovní jednotka je neopravitelná.

V konkrétním případě postupoval projektant podle podkladů dodavatele tepla, a přesto k zamrznutí došlo.

Obr. • Chybné připojení tepelného čerpadla k otopné soustavě. Příložné teplotní čidlo na výstupu z výměníku je na plastovém potrubí. Nelze zajistit odstavení tepelného čerpadla při nedostatečném průtoku výměníkem. Akumulační nádoba je chybně připojena.

Příčin havárie bylo několik

Nebyla dodržena dimenze potrubí primárního okruhu předepsaná výrobcem tepelného čerpadla.

Tato vada nebyla příčinou zamrznutí výměníku tepla. Může vést k častým poruchám a odstavení tepelného čerpadla.

V projektu nebylo uvedeno, jakým způsobem lze zajistit, aby průtočné množství sekundárního okruhu bylo v požadovaném rozsahu.

Klesne-li průtočné množství otopné vody výměníkem tepla pod stanovenou mez, mělo by tepelné čerpadlo být odstaveno z provozu. Takové zařízení, které by signalizovalo nedostatečný průtok a umožnilo odstavení tepelného čerpadla z provozu v projektu ani v instalaci nebylo.

Mezi výměníkem tepla a přepouštěcím ventilem je filtr.

Filtr omezuje průtok výměníkem v závislosti na stupni zanešení.

Teplotní čidlo sekundárního okruhu je na plastovém potrubí.

Informace o okamžité teplotě na výstupu z výměníku je důležitá pro dostatečně rychlé odstavení tepelného čerpadla z provozu při začínajícím zamrzání teplosměnných ploch výměníku. Plastové potrubí je izolant. Vytvoří se teplotní gradient mezi teplotou kapaliny uvnitř trubky a povrchem trubky. Teplotní čidlo dostane chybnou informaci o aktuální teplotě zejména při rychlých změnách teploty.
Příložné teplotní čidlo na potrubí není pro tuto aplikaci vhodné, i kdyby bylo na kovovém potrubí.
Umístění čidla do jímky je vhodnější, ale nezajistí bezpečnost provozu za každého režimu tepelného čerpadla.
Teplotní změny chladiva v primárním okruhu reagují na změnu průtoku sekundárním okruhem tak rychle, že teplotní čidlo na výstupu z výměníku nedokáže dostatečně rychle vydat signál k odstavení tepelného čerpadla při omezeném průtoku.
Bezpečné a dostatečně rychlé odstavení tepelného čerpadla zajistí jen presostat, instalovaný v primárním okruhu tepelného čerpadla.

Akumulační nádoba není správně zapojena.

Tato vada nebyla příčinou poškození tepelného čerpadla. Při navrženém zapojení se pouze zvětšuje vodní obsah otopné soustavy a nádoba nemůže působit jako akumulátor tepla.

Po dokončení instalace tepelného čerpadla nebyly řádně provedeny předepsané zkoušky.

Zkoušky se provádí za účasti projektanta. Technik uvádějící tepelné čerpadlo do provozu má zkontrolovat správnost projektu a soulad instalace s projektem. Má za povinnost zkontrolovat bezpečnost a odzkoušet funkce zařízení za všech provozních podmínek.
Pokud by byly zkoušky řádně provedeny, byly by odhaleny chyby projektu i montáže.
K poškození tepelného čerpadla došlo v únoru. Objekt byl pouze temperován. Na regulátoru byl nastaven režim proti zamrznutí.
Při odtávání venkovní jednotky byl částečně omezen průtok výměníkem vlivem zanešení filtru a teplota na teplosměnných plochách klesla pod nulu. Teplotní čidlo na výstupu výměníku neobdrželo včas informaci o nedostatečné teplotě. Regulátor neodstavil včas tepelné čerpadlo.
Došlo k úplnému zamrznutí výměníku tepla a porušení jeho těsnosti.

Destruction split heat pump air-water due to freezing heat exchanger

The author describes the errors that caused the freezing heat exchanger of split heat pump air-water.