Како ради електрични грејач у топлотној пумпи? Које функције обавља? На којој температури се укључује? Колико струје користи? Да ли се грејач у топлотној пумпи може искључити? Да ли треба да се плашим електричних грејача у инсталацијама топлотних пумпи?

Садржај

  1. Зашто грејач у топлотној пумпи?
  2. Може ли грејач у топлотној пумпи да се искључи?
  3. Како ради електрични грејач у топлотној пумпи?
  4. Која снага грејача?
  5. Остале функције грејача у топлотној пумпи
  6. Грејач резервоара за топлу воду
  7. Други грејачи у топлотним пумпама

Већина садашњих и будућих корисника топлотних пумпи повезују грејач углавном са функцијом вршног извора, подржавајући топлотну пумпу у периодима када температура спољашњег ваздуха пада на веома ниске вредности.

Многи купци се плаше његовог рада и повезаних високих рачуна за струју, али када се топлотна пумпа правилно одабере, ови страхови ће се показати потпуно неоснованим. Неки такође мисле да се питање електричног грејача односи само на топлотне пумпе ваздух-вода, које су у опасности да раде на ниским температурама. У међувремену, електрични грејачи се такође користе у топлотним пумпама са земљом, иако се обично бирају на такав начин да им није потребан грејач као вршни извор. Међутим, грејач у топлотној пумпи може да обавља сасвим различите функције.

Зашто грејач у топлотној пумпи?

Може ли се топлотна пумпа ваздух-вода изабрати тако да не мора да ради са електричним грејачем као вршним извором? Можете, али у пракси се то не користи. Да бисте ово објаснили, морате да разумете концепт топлотне пумпе и режима рада са два режима.

Снага топлотне пумпе зависи од температуре доњег извора, односно спољашњег ваздуха за топлотну пумпу ваздух-вода и тла - за топлотну пумпу земља-вода. Нижи извор топлоте за пумпе са земљом има прилично стабилне параметре током целе године, али у случају топлотних пумпи са ваздушним извором, његова температура веома варира током целе године. Што је температура ваздуха нижа, топлотна пумпа може да постигне мањи капацитет грејања.

Када ово упоредимо са топлотном потребом зграде, испоставља се да су овде карактеристике обрнуте. Како се спољна температура смањује, повећава се потреба за топлотом зграде. Како температура расте, потражња за топлотом се смањује, а ван сезоне, након искључивања система грејања зграде, остаје само потреба за топлотом за припрему комуналне воде.

Пресек ових карактеристика (постигнуте снаге топлотне пумпе и грејне снаге потребне за зграду) назива се тачка биваленције.Изнад тачке двоструког режима, капацитет топлотне пумпе је већи од потребе за топлотом зграде, тачно у овој тачки су вредности капацитета топлотне пумпе и потражње за топлотом зграде једнаке, а испод тачке двоструког режима, капацитет топлотне пумпе је нижа од потребне зграде. Управо овај недостатак снаге надокнађује електрични грејач.

Овај режим рада топлотне пумпе где топлотна пумпа испод тачке двоструког режима обезбеђује део потребне снаге грејања, а преостали део је допуњен грејачем назива се паралелни моно енергетски режим.

Грејач који подржава рад топлотне пумпе за потребе грејања простора обично је уграђен у уређај. Може се уградити у спољашњу јединицу - у случају моноблок топлотне пумпе, или у унутрашњу јединицу - у случају топлотних пумпи сплит типа или моноблокова са унутрашњим хидрауличним модулима. Овај грејач се такође може инсталирати у резервоару.

Може ли грејач у топлотној пумпи да се искључи?

Зар не би било боље изабрати топлотну пумпу веће снаге и одустати од рада грејача? Теоретски, можете. Тада бисмо имали посла са моновалентним режимом рада, у коме топлотна пумпа не захтева вршни извор, а њена снага је већа од захтева зграде чак и при најнижим температурама спољашњег ваздуха.

Међутим, у пракси се ово не препоручује за топлотне пумпе ваздух-вода. Зашто? Пошто је број дана са екстремно ниским температурама мали. Снага топлотне пумпе одабрана на овај начин може се показати превеликом, што ће резултирати мањом модулацијом снаге до ниског нивоа и већом минималном снагом топлотне пумпе која се користи у прелазним периодима. У међувремену, има много више дана са температурама од 5, 10ºЦ годишње него оних са температуром од -20ºЦ.

Као последица тога, избор снажније топлотне пумпе ће резултирати већим капиталним трошковима, али можда неће донети предности нижих трошкова рада.Превисок ниво снаге у периодима блаже зиме може довести до пречестог укључивања топлотне пумпе. Ова ситуација се може ублажити уградњом бафер резервоара великог капацитета у инсталацију.

Моновалентни режим се користи као стандард за топлотне пумпе земља-вода, чији је излаз стабилнији током грејне сезоне (температура тла варира много мање од температуре ваздуха).

Како ради електрични грејач у топлотној пумпи?

Када се бира топлотна пумпа за одређену зграду/специфичну инсталацију, могу се користити различити режими рада топлотне пумпе, али се мора имати на уму да свако решење има своју специфичност. Већина инсталатера/дизајнера бира топлотне пумпе ваздух-вода да раде у паралелном моноенергетском режиму, претпостављајући тачку биваленције од -8ºЦ до -13ºЦ, у зависности од очекивања инвеститора и климатске зоне.

Вреди запамтити да алгоритам управљања топлотном пумпом неће одмах покренути додатни грејач чим сензор спољне температуре забележи температуру једнаку тачки бивалентности која је претпостављена приликом избора топлотне пумпе. Оно што је овде важно је акумулација топлоте у згради и инерција система грејања, што вам може омогућити да „преживите“, на пример, неколико ноћних сати са јаким мразом без укључивања грејача, упркос релативно ниској спољној температури. .

Спољна температура ваздуха је обично само један од услова за активирање додатног грејача. Исто тако, често морају бити испуњени и други услови, на пример, минимално време рада компресора за потребе грејања или постигнута температурна разлика у односу на подешену температуру за топлотну пумпу. На пример, ова подешавања могу бити:

  • спољна температура испод -10ºЦ;
  • рад топлотне пумпе са компресором најмање 3 сата;
  • разлика од подешене температуре већа од 5ºЦ (на пример, топлотна пумпа треба да снабдева подно грејање водом на 35ºЦ, али може да загреје воду у систему само до 29ºЦ; разлика од подешене вредности је најмање 6º ).

Ово је само један пример могућих подешавања контроле грејача. Произвођачи топлотних пумпи користе различите алгоритме за укључивање грејача, али обично спољна температура није једини параметар. Важно је правилно конфигурисати подешавања од стране инсталатера током инсталације уређаја, прилагођена специфичној згради и очекивањима корисника.

Која снага грејача?

Топлотне пумпе обично користе грејаче од 3 до 9 кВ. Могу бити једностепени – они мање снаге, на пример 3 кВ, или вишестепени, као што је тростепени грејач снаге 9 кВ, који у зависности од потреба укључује један, два или три. степена - 3, 6 или 9 кВ респективно.Дакле, која би требала бити снага грејача? Зависи од избора топлотне пумпе. У приказаном примеру, снага додатног грејача не би требало да буде мања од 4 кВ. То је резултат разлике између максималне потребе за топлотом (10 кВ) и максималне снаге топлотне пумпе на најнижим претпостављеним температурама (6 кВ).

Шта се дешава када додатни грејач нема довољно снаге или подешавања ефективно ограничавају његово активирање? Ова ситуација може резултирати нижим топлотним комфором у згради током ниских спољашњих температура.

Остале функције грејача у топлотној пумпи

  1. Први почетак инсталације топлотне пумпе. Приликом првог пуштања у рад уградње у новоградњи, када се загревају кошуљице, температура воде у петљама подног грејања напуњеним водом за даљинско грејање може бити, на пример, 10ºЦ, а зими у потпуно хладној, негрејаној згради. , ова температура може бити још нижа.У таквим условима, пре него што компресор у топлотној пумпи почне да ради, грејач мора претходно загрејати воду у систему да би достигао минималну температуру потребну за рад топлотне пумпе. Због тога се грејач такође користи у топлотним пумпама са земљом. Минимална почетна температура компресора зависи од специфичног модела уређаја, али је обично између 12-20ºЦ.
  2. Одмрзавање у случају прениске температуре у резервоару/систему. Топлотна пумпа ваздух-вода, када ради на температури ваздуха од приближно 0ºЦ и ниже, мора с времена на време да одмрзне испаривач. Одмрзавање је неопходно јер ваздух који се пробија кроз испаривач топлотне пумпе, услед хлађења, кондензује влагу, која се таложи на испаривачу и смрзава на његовој површини на минус температури. Лед/мраз смањује способност рада испаривача и смањује ефикасност одвођења топлоте из ваздуха, па се мора уклонити. Топлотна пумпа то ради тако што покреће рутину одмрзавања.У већини топлотних пумпи доступних на тржишту, одмрзавање се врши помоћу четворосмерног вентила који омогућава рециркулацију расхладног средства. Стандардно, у режиму грејања, топлотна пумпа „хлади“ спољашњи ваздух на „хладном“ испаривачу и загрева систем тампон/грејања. У режиму одмрзавања дешава се супротно – топлотна пумпа црпи топлоту из пуфера/система грејања и загрева испаривач топлотне пумпе са мразом на њему. На овај начин испаривач за кратко време постаје кондензатор у расхладном кругу топлотне пумпе. У режиму одмрзавања, јединица топлотне пумпе је као да се користи за хлађење зграде. Може изгледати чудно да топлотна пумпа хлади резервоар зими када би требало да га загреје. Међутим, режим одмрзавања је веома кратак - око 2-3 минута - и након тог времена јединица је поново спремна за грејање, на пример још два сата. Количина топлоте која се узима из бафера/инсталације је мала, али је од великог значаја за рад топлотних пумпи ваздух-вода, јер им омогућава рад у зимским условима.Довољно топлоте мора бити доступно у резервоару/постројењу да би процес одмрзавања успео. Минимална температура медијума за грејање у пуферу/систему неопходна за режим одмрзавања одређује произвођач топлотне пумпе. Може бити, на пример, 20ºЦ. У овом случају, грејач ће заштитити процедуру одмрзавања и покренуће се ако је температура у пуферу/инсталацији прениска да би се правилно обавила. Ово се обично дешава када се грејање покрене или након дужег периода неактивности.
  3. Режим против смрзавања. Ово питање се односи на моноблок топлотне пумпе ваздух-вода, које захтевају заштиту од смрзавања када се напуне водом. Један од начина заштите је коришћење одговарајућег алгоритма, чији је задатак да „обезбеди” да температура у спољним елементима топлотне пумпе, који могу да садрже воду, не падне испод вредности која прети смрзавањем. Када се такав тренутак приближи, циркулациона пумпа, компресор или грејач се аутоматски покреће – у зависности од услова и ситуације.
  4. Извор за хитне случајеве. Топлотна пумпа опремљена електричним грејачем заправо има извор за хитне случајеве. У случају било каквих техничких проблема или потребе за сервисном интервенцијом, грејач је у могућности да обезбеди хитно грејање. Његова снага можда неће бити довољна да покрије укупну потражњу при веома ниским спољним температурама, али ће моћи да обезбеди бар део енергије, захваљујући чему зграда неће остати без грејања. Искључивање топлотне пумпе због техничких проблема није уобичајено, али неки инвеститори желе да имају други извор топлоте у случају нужде, иако се то можда неће догодити током животног века топлотне пумпе. Уколико инвеститор то очекује, могуће је користити резервни електрични грејач у баферу веће снаге. Тада може бити потпуно независан извор топлоте.

Грејач резервоара за топлу воду

Други грејач који је уграђен у систем топлотне пумпе је грејач за резервоар топле воде за домаћинство. Има мало другачију функцију - користи се само за грејање комуналне воде.

  • Имплементација режима против легионеле. Ово је антибактеријски режим прегревања резервоара за воду за домаћинство. У овом режиму, вода у резервоару се загрева до високе температуре, понекад и до 70ºЦ, како би се уклониле бактерије које се потенцијално могу развити у њему. Топлотна пумпа обично не може сама да обави овај задатак, јер је тако висока температура резервоара изван њеног могућег радног опсега.
  • Брзо загревање воде из славине. За обављање ове функције користи се грејач резервоара. Овај режим се користи када постоји повећана потреба за топлом водом или када је потребно нагло загрејати.
  • Ограничена температурна способност топлотне пумпе. Топлотна пумпа има одређену радну површину. Такође утиче на достижну температуру воде из славине, која се индиректно загрева калемом. Када је спољна температура веома ниска, радна површина топлотне пумпе може, на пример, да загрева воду за домаћинство до максималне температуре од 45ºЦ.Ово је прениска вредност за корисника који је подесио температуру воде у резервоару на 50ºЦ и очекује да ће моћи да користи воду на овој температури. У таквој ситуацији, грејач резервоара може да се укључи и загреје воду за домаћинство на потребну температуру.
  • Хитни извор загревања комуналне воде. У случају потребе сервисне интервенције, грејач у резервоару топле воде за домаћинство остаје доступан као други, хитни извор топлоте. У инсталацијама са топлотним пумпама, грејач резервоара топле воде за домаћинство није неопходна. Међутим, омогућава вам да добијете неколико додатних функционалности, а цена његове куповине је ниска. Типично, снага грејача резервоара је 1,5-3 кВ.

Други грејачи у топлотним пумпама

  • Гријач тигања. Користи се за обезбеђивање правилног одводњавања кондензата, који у великим количинама тече из топлотне пумпе након одмрзавања испаривача. Ако овај грејач није присутан, посуда за одвод може да се заледи, што ће отежати одвод кондензата.Смрзавање воде може проузроковати штету. Неки произвођачи топлотних пумпи замењују грејач посуде за капање топлом цеви за расхладно средство. Штити одвод кондензата топлотне пумпе од залеђивања, али не захтева додатни унос енергије.
  • Грејач за одводну цев. Ако се кондензат не испушта директно испод топлотне пумпе, на пример у шљунковиту подлогу, већ је усмерен негде даље, потребно је користити грејни елемент у цеви за одвод кондензата топлотне пумпе. Одустајање од овог грејног елемента може довести до смрзавања кондензације у наведеној цеви, довести до њеног зачепљења и оштећења.

Прочитајте такође:

  • Врачна топлотна пумпа - чињенице и митови о томе како ради
  • ЕУ забрана ф-гаса! Како ће то утицати на тржиште топлотних пумпи?
  • Суфинансирање топлотних пумпи. Како смањити трошкове куповине и уградње топлотне пумпе?

Категорија:

Реконструкција