1. Volba instalačního místa
Podmínky pro umístění venkovní jednotky stanovuje vždy výrobce konkrétního zařízení. Podle konstrukčního provedení lze tepelné čerpadlo instalovat například na úrovni terénu, na technickou terasu nebo na střechu objektu.
Při návrhu je nutné posoudit zejména:
- únosnost nosné konstrukce,
- rozměry instalační plochy,
- požadované odstupové vzdálenosti,
- možnosti přívodu a odvodu vzduchu,
- přístup pro servis a údržbu,
- odvod kondenzátu a vody vznikající při odmrazování,
- akustické působení zařízení na okolí.
Tepelné čerpadlo vzduch–voda odebírá při topném provozu tepelnou energii z venkovního vzduchu. Pro dosažení projektovaných provozních parametrů je proto zásadní, aby výparník měl zajištěn dostatečný přívod venkovního vzduchu a aby ochlazený vzduch vystupující z ventilátorů mohl být bez významného omezení odveden do okolního prostoru.
Venkovní jednotky jsou konstrukčně určeny pro provoz ve venkovním prostředí a běžně jsou navrženy s ohledem na působení deště, sněhu, nízkých venkovních teplot a dalších povětrnostních vlivů. Dodatečné zastřešení proto bývá z hlediska ochrany zařízení nežádoucí.
2. Proudění vzduchu a riziko recirkulace
Jedním z nejdůležitějších parametrů při návrhu umístění je volné proudění vzduchu přes výparník a ventilátory.
Během topného provozu prochází výparníkem značné množství venkovního vzduchu. Po odebrání části jeho tepelné energie je vzduch ochlazen a ventilátory jej odvádějí zpět do okolního prostředí.
Pokud však není kolem jednotky dostatečný prostor pro jeho rozptýlení, může docházet k opětovnému nasávání již ochlazeného vzduchu. Tento jev se označuje jako recirkulace.
Teplota vzduchu vstupujícího do výparníku je v takovém případě nižší než skutečná teplota okolního venkovního vzduchu. Tepelné čerpadlo proto pracuje v méně příznivých podmínkách, než se kterými počítal původní návrh.
Důsledkem může být zejména:
- snížení dostupného topného výkonu,
- pokles topného faktoru,
- zvýšení spotřeby elektrické energie,
- častější tvorba námrazy na výparníku,
- vyšší četnost odmrazovacích cyklů,
- omezení provozního rozsahu jednotky.
Riziko recirkulace je nutné posoudit zejména u jednotek instalovaných v blízkosti stěn, v rozích budov, pod konstrukcemi nebo v prostorách částečně uzavřených okolní zástavbou.
3. Překážky nad jednotkou
Při návrhu instalačního místa nestačí kontrolovat pouze boční odstupy. Důležitý je rovněž prostor nad jednotkou, zejména pokud ventilátory odvádějí vzduch vertikálním směrem.
Problematické mohou být například:
- přesahy střech,
- balkony,
- markýzy,
- římsy,
- technologické konstrukce,
- koruny stromů.
Tyto překážky mohou měnit směr proudění vystupujícího vzduchu nebo bránit jeho volnému rozptýlení. V některých případech mohou vytvořit podmínky pro jeho návrat zpět k výparníku.
Požadované volné vzdálenosti proto nelze stanovit univerzálně. Vždy je nutné vycházet z konstrukce jednotky, směru proudění ventilátorů a minimálních odstupových vzdáleností uvedených v instalační dokumentaci výrobce.
U větších zařízení nebo skupin několika tepelných čerpadel může být vhodné proudění vzduchu posoudit detailněji s ohledem na vzájemné ovlivňování jednotlivých jednotek.
4. Stromy, vegetace a zanášení výparníku
Vegetace v okolí venkovní jednotky představuje nejen možné omezení proudění vzduchu, ale také zvýšené riziko zanášení výměníku.
Na lamelách výparníku se mohou zachytávat zejména:
- listí,
- drobné větve,
- další organické nečistoty.
Postupným zanášením dochází ke zvýšení tlakové ztráty na výparníku a ke snížení množství protékajícího vzduchu. Současně se zhoršují podmínky pro přenos tepla mezi vzduchem a chladivem.
Výsledkem může být pokles výkonu, zhoršení energetické účinnosti a vyšší zatížení ventilátorů. Zanesení výparníku zároveň zvyšuje požadavky na pravidelnou kontrolu a čištění zařízení.
Z tohoto důvodu je vhodné již při projektování zohlednit nejen aktuální stav vegetace, ale také její budoucí růst a sezónní změny.
5. Směr výfuku ochlazeného vzduchu
Vzduch vystupující z tepelného čerpadla má při topném provozu nižší teplotu než okolní vzduch. U jednotek vyšších výkonů současně dosahuje jeho objemový průtok vysokých hodnot.
Směr výfuku je proto vhodné řešit tak, aby ochlazený vzduch nesměřoval například:
- přímo k oknům a dveřím,
- k nasávacím otvorům vzduchotechnických zařízení,
- do komunikačních prostor,
- na pobytové plochy,
- do míst, kde by mohl způsobovat lokální namrzání povrchů,
- směrem k jiné venkovní jednotce.
Zvláštní pozornost je třeba věnovat instalacím několika jednotek vedle sebe nebo proti sobě. Nevhodné uspořádání může způsobit vzájemnou recirkulaci ochlazeného vzduchu a vést ke zhoršení provozních podmínek celé sestavy.
6. Kvalita nasávaného vzduchu
Vedle množství a teploty vzduchu je důležitá také jeho kvalita.
Venkovní jednotka by neměla být umístěna v bezprostřední blízkosti zdrojů, které mohou významně ovlivňovat složení nebo teplotu nasávaného vzduchu.
Jedná se například o:
- výústky technologického vzduchu,
- výfuky vzduchotechnických zařízení,
- komíny a kouřovody,
- zdroje mastných aerosolů,
- prašné provozy,
- technologické procesy produkující agresivní nebo korozivní látky.
Znečištění lamel výparníku může postupně zhoršovat přenos tepla a v některých provozech také urychlovat korozi výměníku.
Při návrhu je proto vhodné zohlednit nejen geometrii instalačního prostoru, ale také charakter provozu v okolí jednotky.
7. Dopady nevhodné instalace na provoz zařízení
Instalační podmínky mají přímý vliv na provozní parametry tepelného čerpadla. Hodnoty deklarované výrobcem vycházejí z definovaných podmínek proudění vzduchu a nelze předpokládat jejich dosažení v případě výrazně omezeného přívodu nebo odvodu vzduchu.
Nevhodně navržené instalační místo může vést zejména k:
- nižšímu topnému výkonu,
- snížení okamžité i sezónní energetické účinnosti,
- vyšší spotřebě elektrické energie,
- častějším odmrazovacím cyklům,
- zvýšenému zatížení ventilátorů a kompresoru,
- častějším servisním zásahům,
- snížení provozní spolehlivosti,
- případně ke zkrácení životnosti některých komponent.
U zařízení s výkony v desítkách až stovkách kilowattů se mohou i relativně malé odchylky od optimálních provozních podmínek projevit v dlouhodobých provozních nákladech.
Tato problematika je proto významná zejména u škol, hotelů, administrativních budov, bytových domů, výrobních závodů a dalších objektů, kde tepelné čerpadlo představuje hlavní nebo významný zdroj tepla.
8. Servisní přístup je součástí návrhu
Při návrhu umístění venkovní jednotky je nutné kromě proudění vzduchu zohlednit také budoucí servis a údržbu.
K zařízení musí být možné bezpečně přistupovat při pravidelných kontrolách, čištění výparníku, diagnostice nebo výměně komponent.
To je důležité především u střešních instalací a u kaskád většího počtu jednotek, kde může nevhodné uspořádání později výrazně komplikovat servisní zásahy.
Minimální vzdálenosti uvedené výrobcem proto nelze chápat pouze jako požadavek na proudění vzduchu. Část z nich může být stanovena také právě s ohledem na servisní přístup.
Závěr
Správný návrh systému tepelného čerpadla vzduch–voda nespočívá pouze ve stanovení požadovaného výkonu a výběru konkrétní jednotky. Stejně významnou částí projektu je její správné umístění.
Instalační prostor musí zajistit zejména dostatečný přívod venkovního vzduchu, volný odvod ochlazeného vzduchu, omezení rizika recirkulace, vhodné okolní podmínky a odpovídající přístup pro servis.
U komerčních a průmyslových tepelných čerpadel je nutné věnovat těmto faktorům zvýšenou pozornost, protože s rostoucím výkonem zařízení zpravidla rostou také průtoky vzduchu a možné důsledky nevhodného instalačního řešení.
Rozhodujícími podklady pro konkrétní návrh musí být vždy technická a instalační dokumentace výrobce daného zařízení a podmínky konkrétního projektu.
Plánujete instalaci průmyslového tepelného čerpadla vzduch–voda? Konkrétní projekt, návrh sestavy i vhodnost zvoleného instalačního místa s vámi rádi odborně zkonzultujeme.
→ info@tkenergy.cz | +420 800 318 888 | tkenergy.cz
