Kompresor - srdce tepelného čerpadla

Základním prvkem tepelného čerpadla je kompresor, který zajišťuje koloběh chladicího média. Nejčastěji se v tepelných čerpadlech používají dva typy rotačních kompresorů, kompresory scroll a dvojité rotační kompresory. Uvedené kompresory se odlišují svojí konstrukcí a principem stlačování média.

První kompresor typu scroll byl vyvinut již na počátku 20 století. Je tvořen dvěma spirálami vloženými do sebe, z nichž jedna je pevná a druhá excentricky krouží. Ve spirálách dojde k nasátí média a jeho stlačení směrem ke středu. Tím se teplota i tlak zvyšují na požadovanou hodnotu. Ve středu spirály je výtlačná trubka. Aby nedocházelo k úniku média, je třeba spirály nepřetržitě mazat. Při nízkých rychlostech je účinnost mazání snížena a může dojít k předčasnému opotřebení kompresoru.

Z toho plyne, že klasický kompresor typu scroll je nutné provozovat pouze za konstatních otáček.

Díky svým konstrukčním vlastnostem jsou kompresory scroll použitelné v širokém rozmezí teplot a tlaků, s různými chladivy. Předním výrobcem kompresorů scroll je firma Copeland.

Kompresory typu scroll používají ve svých tepelných čerpadlech například firmy PZP, Master Therm, IVT, Hotjet aj.

 

Evi scroll kompresor je další generací scroll kompresorů. Systém EVI je založen na principu udržování teploty výtlaku kompresoru pomocí přisávání chladných par chladiva do mezirotorového prostoru v průběhu stlačování par chladiva. Současně je chladivo přistříkávané do kompresoru možné využít pro podchlazení kapalného chladiva za kondenzátorem a tím zvýšit výkon. Větší množství chladiva v kondenzátoru zvyšuje výkon. Protože kompresor pracuje s větším množstvím chladiva, zvyšuje se také jeho příkon. I přes zvýšení příkonu kompresoru je obvykle energetická účinnost vyšší. Nevýhodou je větší mechanická zátěž kompresoru a vyšší elektrický příkon v režimu přístřiku chladiva.
Kompresory typu Evi scroll používají ve svých tepelných čerpadlech například firmy Acond a Nibe.

Digital scroll kompresor je nejnovější generace kompresorů scroll. Byl vyvíjen od roku 1993 a poprvé uvedený do provozu v roce 2000. Vychází ze základní vlastnosti scroll kompresoru, osové pohyblivosti rotorů a využívají ji k přerušování stlačovací fáze - osové oddálení rotorů kompresoru od sebe. Přerušení umožní přizpůsobit výkon i spotřebovanou energii kompresoru. Výhodou tohoto systému je regulace jmenovitého výkonu kompresoru měnitelná v rozmezí 10 až 100 %. Při provozu je nutné dodržovat požadované teploty chladiva. Kompresory typu Digital scroll používají ve svých tepelných čerpadlech například firmy Viessmann a Hotjet.

 

Dvojitý rotační kompresor vyvinula již v osmdesátých letech minulého století japonská společnost Toshiba. Kompresor je tvořen dvěma pevnými komorami. V každé z nich se otáčí excentrická vačka, která stlačuje chladivo ve spolupráci pohyblivou komorovou přepážkou. Obě vačky jsou uloženy v protilehlých polohách na jedné společné hřídeli tak, aby bylo zajištěno vyrovnání namáhání hřídele a ložisek rotoru. Výhodou této konstrukce je velmi malé mechanické namáhání. Menší je proto i potřeba mazání při nízkých otáčkách. Kompresory jsou kompaktní, mají malé vibrace, jejich provoz je velmi tichý a pracují s vysokou účinností. Otáčky kompresoru je možné plynule řídit frekvenčním měničem. Otáčky jsou úměrné výkonu kompresoru, proto je možné výkon plynule regulovat v rozmezí 20 až 100 %.

Dojité rotační kompresy řízené frekvenčním měničem používá dnes již většina výrobců tepelných čerpadel například firmy Toshiba, Daikin, IVT a Mitsubishi.

 

Společnost KUFI INT s.r.o., která vyrábí tepelná čerpadla pod značkou AC Heating Convert AW, použila již v roce 2007 venkovní jednotky Carrier osazené dvojitými rotačními kompresory a byla tak první v České republice, která využila přednosti této technologie. V současné době používá ve svých tepelných čerpadlech venkovní jednotky firmy Toshiba. Ve spojení s progresivní regulací xCC, kterou společnost KUFI INT s.r.o. vyvinula, vyrábí a stále inovuje, představují tepelná čerpadla AC Heating Convert AW špičku mezi tepelnými čerpadly vzduch-voda.

 

Za tým AC Heating

 

Petr David