Menu

Dva nebo jeden kompresor?

Když dva dělají totéž, není to totéž. Dánská společnost NILAN A/S vyvíjí své systémy 45 let a neustále je vylepšuje. Když se někdo rozhodne jednotky Nilan kopírovat a vzít vývoj „zkratkou“, nemusí to dopadnout vždy dobře. Kdo na to doplatí? Uživatelé, kteří se nechají zlákat reklamou. Svoji roli hraje paradoxně i nižší cena. Nilan s.r.o. se jako generální prodejce pro ČR a SR snaží, aby špičkové stroje byly co nejdostupnější - někteří klienti si ale myslí, že dražší jednotky jim poskytnou něco navíc nebo že jsou „lepší“. Pojďme se na základní principy podívat podrobněji.
Jako první slyšíme, že srovnávané zařízení má dvě tepelná čerpadla. Přesnějším vyjádřením ale je, že má dva kompresory. Dvouplošník také nejsou dvě letadla, binokulár nejsou dva dalekohledy ani šestihlavá saň není šest draků. Jsou skutečně dva kompresory výhoda? Následující animace vysvětlí, že to může být přesně naopak.

Než se podíváme na srovnání jednotek, zkusíme něco trochu názornějšího. Uvařit vajíčko natvrdo trvá 10 minut, jak dlouho budeme vařit v jednom hrnci 5 takových vajíček? Samozřejmě také 10 minut. Voda z uvařených vajíček asi uplatnění nenajde, tak pro náš příklad uvaříme nějaký základ pro polévku s brambory. Nejde o recept, pro názornost si vystačíme s vodou a oloupanými brambory.

Vezmeme dva stejné vařiče. Na jeden postavíme hrnec, který ideálně využije celou plochu plotýnky a na druhý vařič postavíme hrnce dva. Oba hrnce se na plotýnku vařiče snadno nevejdou, i když ten druhý je jen velmi malý. Když ve stejný okamžik začneme s vařením, je zřejmé, že díky velmi omezenému výkonu malého hrnce určeného pouze na brambory, se všechny brambory nestačí ohřát.
 
 
Celý proces odděleného vaření je na první pohled nelogický a nešikovný. Vyžaduje mnohem více procesů. Pokud bychom si uvědomili, že všechny tyto přesuny a přelévání analogicky v jednotce musí provést určitá část technologie, dochází ke zbytečným ztrátám, zbytečně se spotřebovává pomocná energie, celé zařízení je zbytečně komplikované a ve výsledku drahé a opět zcela zbytečně.
 
Když rozklíčujeme použitý příměr s vařením základu pro bramboračku, zůstává ohřev vody, brambory zobrazují vytápění a společná plotýnka je společný zdroj energie = přívodní vzduch. Společný zdroj je dán množstvím vzduchu, který je přiváděn do jednotky. Z tohoto vzduchu si můžeme vzít energii pro ohřev vody a vzduchu, podobně jako jednu plotýnku můžeme rozdělit na do dvou hrnců na ohřev vody a brambor anebo vše ohřát najednou. Dva hrnce nemají dva zdroje, nemají každý svoji plotýnku, ale musejí se o jednu rozdělit. Pro lepší představu napojíme vařič přímo na větrnou elektrárnu. Hned je jasné, že záleží na síle větru, kolik energie vyrobí a dva hrnce se musí o vyrobenou energii podělit.
 
A teď si představte, že již máte vodu ohřátou a chcete jen topit. U systému dvou hrnců máte na topení ale jen ten malinkatý zelený, větší hrnec nelze díky nevhodnému technickému řešení na topení vůbec použít. Pořád si ještě myslíte, že v tomto případě jsou „dva“ výhodou?
 
 
Elektrárna vyrobí dostatek energie pro celou plotýnku, ale malý hrnec ji nedokáže využít. Je příliš malý, aby pokryl celou plotýnku. Dost vaření, podíváme se rovnou na jednotky a připojíme i měření spotřeby.

 

Pokud je jednotka nedokonalá a neumí využívat synergických efektů, nedokáže si poradit s odebraným teplem, na stejnou funkci musí zapojit dva hrnce (kompresory) - výsledkem je větší složitost, vyšší pravděpodobnost poruchy a jak se ukázalo i vyšší provozní náklady, vyšší výrobní i prodejní cena.

Jaké jsou funkční rozdíly?
Pro běžného uživatele vlastně žádné. Obě jednotky umí větrat, chladit i dohřívat přívodní vzduch a ohřát vodu.

Lze ohřát vodu a přitom nevětrat interiér?
Je dobré se zamyslet, zda je taková funkce u větrací jednotky žádoucí a tím hlavním požadavkem. Je hlavní funkcí automatické pračky ždímání? Ale abychom se nevyhýbali odpovědi. Ano, je to možné a to bez ohledu na počet kompresorů. Stačí, aby jednotka spustila jen jeden ventilátor a využila přicházející venkovní vzduch pro ohřev vody. Technicky je to možné u každé jednotky. Slouží k tomu jednoduchá klapka, která přivede na výparník místo vnitřního vzduchu ten venkovní. Rozdíl je jen v tom, že některé jednotky mají tuhle klapku integrovanou a jiné jako volitelné příslušenství VZT rozvodu. Přirovnal bych to ke klapkám na sání, které uzavřou VZT rozvody při delší odstávce. Marketing se s tím umí vyrovnat na obou stranách. U jednotek, které klapku mají, to prohlásí za výhodu a u jednotek bez klapky prohlásí za výhodu úsporu za něco, co se v praxi nedá moc použít, ale s možností to kdykoliv doplnit. Proč ohřívat vodu bez větrání? V zimě větrání vysušuje vzduch, to je sice pravda, ale i tak se větrat musí. Noční větrání většině jednotek stačí na ohřátí vody a přes den, kdy nikdo není doma, mohou zůstat vypnuté. Vzhledem k typu použitého chladiva i obecně fyzikálním vlastnostem chladného suchého venkovního vzduchu jeho využití k efektivnímu ohřevu vody stejně nenahrává. V každém případě je tu stejná možnost u obou systémů.

Lze využít všechno získané teplo jen k ohřevu vody?
To už je trochu jiná otázka. Když máte dva slabé kompresory, kde jeden se stará jen o úpravu vzduchu a ten druhý jen o ohřev vody, můžete na ohřev vody využít pouze ten jeden, druhý mu nepomůže (ani nemůže). Jednotka s jedním silným kompresorem tuhle volbu má. Nechá přívodní vzduch pouze v pasivním režimu, kdy prochází klasickým deskovým výměníkem jako u běžné pasivní jednotky a všechno získané teplo navíc použije jen na ohřev vody. Taková funkce se může hodit v rodinách s větší spotřebou vody nebo při nárazovém větším odběru (návštěva).

Co se stane, když je v nádrži ohřátá voda?
Zdánlivě jednoduchá otázka. Nic. U jednotek se dvěma kompresory, jeden vypne a druhý běží jen na úpravu vzduchu. Jednotka konečně sníží svoji spotřebu přibližně na úroveň jednotky s jedním kompresorem, která po ohřátí vody v nádrži dál chladí, jen teplo získané z chlazení již neukládá do vody, ale stejně jako dvoukompresorová jednotka vypouští ven. Pokud není třeba chladit nebo dohřívat vzduch, obě jednotky se vypnou. Je zde ale potřeba upozornit na správnou znalost obsluhy a instalaci. Během chlazení dokáží jednotky ohřát vodu až k 80 °C. Aby nedošlo k opaření, je potřeba k jednotce použít bezpečnostní směšovací ventil - ten pošle k vodovodní baterii vodu o bezpečné teplotě. Tím je vše ideálně vyřešeno a jednotka může chladit i ohřívat vodu bez omezení.

Jak „udělat“, aby jednotka se dvěma kompresory a větší spotřebou vyšla v zadávání pro dotace?
To nám chvíli „vrtalo“ hlavou. EU zavedla štítkování prokazující energetickou náročnost různých zařízení i budov. Tyto štítky a srovnávací metody předkládají uživatelům maximálně objektivní a názornou informaci o spotřebě daných produktů. Metody se uplatňují poměrovým systémem, takže například při ohřevu vody lze srovnat předpokládanou spotřebu i u teplovodních ohřívačů s různým objemem nádrže. Jak je tedy možné, že by jednotky NILAN s prokazatelně nejnižšími hodnotami spotřeby na těchto štítcích nevyšly nejúsporněji? Věc je vlastně jednoduchá. Stačí si pohrát s výpočty. Nelhat, ale také neříkat celou pravdu. Základním hlediskem pro zadání topného výkonu je tzv. COP (Coefficient of Performance), které vyjadřuje poměr mezi výkonem a elektrickým příkonem. Čím je tento koeficient vyšší, tím vyšší je i účinnost a tím lépe vychází ve výpočtech a žádostech o dotaci. Teď bychom se měli vrátit k úvodní animaci. Dva kompresory na stejnou funkci se stejným výkonem měly mnohem větší spotřebu, a tak by i celkové COP bylo výrazně nižší (horší). Jenomže do výpočtů se dá zadat ledacos. Například lze tvrdit, že první kompresor (TČ 1) ohřívá vodu z venkovního vzduchu. To je sice pravda, ale zároveň je potřeba ověřit s jakým COP a jakým výkonem. Do výpočtu se lze zadat výkon při 20 °C a i když se u nás v zimě otepluje, přeci jen praxi neodpovídá. Hlavní problém odděleného zadání leží úplně jinde. Opět se musíme vrátit na začátek a uvědomit si, že dva kompresory nejsou dvě tepelná čerpadla. Oba kompresory totiž používají stejný ventilátor na přívod vzduchu. Když výpočtově poběží první kompresor (TČ 1) na vzduch, který mu dodá společný ventilátor, druhý kompresor (TČ 2) už nemá vzduch, musí se o něj dělit s prvním kompresorem (TČ 1). Pokud by TČ 1 použilo všechen studený vzduch, trvalo by mu ohřátí nádrže přibližně 12-13 hodin. To znamená, že půl dne by druhý kompresor (TČ 2) nemohl dohřívat přívodní vzduch, nemohl se podílet na vytápění. To jsou ty hry s čísly. 

Při zadávání do kolonek je potřeba vyplnit topný výkon pro ohřev vzduchu a vody s příslušným COP. V běžném provozu rekuperační jednotka využívá energie z vnitřního odpadního tepla. Toto odpadní teplo není tolik závislé na venkovním počasí, neboť doma i v zimě udržujeme pokojové teploty. A o to jde. Na výparník vstupuje teplý a vlhký vnitřní vzduch, ochladí se a ven se vypouští již ochlazený. Získaná energie se zpětně využije. Pokud se za tento výparník přidá druhý, kde má brát další energii? Proto je potřeba jednotku se dvěma kompresory zadat odděleně. Poprvé když ohřívá jen vzduch a všechnu odpadní energii využije pro tento účel a podruhé když ohřívá jen vodu a opět využije všechnu odpadní energii jen pro ohřev vody. Reálný provoz je velmi rozdílný od provozu "pro kolonky".

 

 

Zadávání si každý energetický specialista musí obhájit a čísla se dají různě ohýbat. Proto se i v celoročním úhrnu méně hospodárná jednotka se dvěma kompresory může do dotací vejít. Naštěstí existují i nestranní auditoři, kteří si umí se zadáním poradit a pokud se použijí stejné principy, žádné zásadní rozdíly se nekonají a při zohlednění úspor při chlazení už vycházejí jednotky s jedním kompresorem nejlépe.