Tepelná čerpadla – Tepelné čerpadlo s akumulační nádrží

Akumulační nádrž je nádoba s topnou vodou zapojená do topného okruhu tak, aby „vyrovnávala“ rozdíl mezi tím, co zrovna dodává tepelné čerpadlo, a tím, co si zrovna bere dům (radiátory, podlahové topení). Smyslem je tzv. decoupling – oddělení provozu tepelného čerpadla od proměnlivé tepelné zátěže objektu. 

V praxi to znamená:

• méně stop–start cyklů při částečném zatížení (typicky v přechodových obdobích),

• možnost dodržet minimální dobu chodu, kterou výrobci často požadují,

• stabilnější průtoky a jednodušší regulaci v soustavě

Důležité upřesnění: akumulační nádrž pro vytápění není totéž co zásobník teplé vody (TUV). Akumulační nádrž pracuje s topnou vodou pro vytápění, zatímco TUV řeší teplou vodu pro sprchu a kuchyň.

Tepelné čerpadlo akumulační nádrž využije hlavně v situacích, kdy bez ní hrozí cyklování, nestabilní hydraulika nebo komplikovaná integrace více okruhů a zdrojů. Typické případy:

Malý vodní objem v otopné soustavě a riziko častého spínání

Pokud soustava „nemá kam uložit“ vyrobené teplo (například malé radiátorové okruhy, agresivní zónová regulace, časté zavírání ventilů), nádrž pomáhá snižovat počet stop–start cyklů, což pomáhá účinnosti i životnosti.

Hydraulické oddělení okruhů a stabilní průtoky

V některých soustavách je cílem hlavně stabilizace průtoku přes tepelné čerpadlo a „oddělení“ primárního a sekundárního okruhu (např. více topných větví, směšované okruhy, kombinace radiátorů a podlahovky).

Integrace dalšího zdroje tepla

U bivalentních systémů (tepelné čerpadlo + další zdroj) je nutné řešit rozdíly průtoků a teplot tak, aby tepelné čerpadlo mohlo pracovat ve svém optimálním režimu – nevhodné paralelní propojení bez promyšlené hydrauliky může způsobovat provozní problémy.

Využití levnější elektřiny nebo přebytků z fotovoltaiky

Tepelnou energii lze v některých systémech vyrábět v době levnější elektřiny a ukládat ji do akumulační nádrže. U vybraných řešení se navíc využívá doplňkový elektrický dohřev – například topná patrona – která umožňuje spotřebovat přebytky elektřiny z fotovoltaiky formou přeměny na teplo (tzv. power-to-heat).

Odmrazování u systému vzduch–voda

U vzduchových tepelných čerpadel může akumulace pomoci tím, že při odmrazování poskytne potřebné teplo bez (nebo s menší potřebou) elektrických dohřevů – záleží na konkrétní hydraulice a řízení.

Akumulační nádoba k tepelnému čerpadlu není nutná součást systému. V řadě domů může být zbytečná nebo dokonce kontraproduktivní (ztráty, prostor, složitost):

• Novostavby s podlahovým vytápěním často samy o sobě poskytují velkou tepelnou setrvačnost a objem vody v soustavě – reálná potřeba nádrže se pak odvíjí spíš od konkrétní hydrauliky a regulace.

• Pokud je topný systém navržen a regulován tak, aby minimalizoval časté spínání tepelného čerpadla, není zpravidla nutné navyšovat objem akumulační nádrže.

• Vždy platí, že špatně zvolená nebo zbytečně velká nádrž přidává tepelné ztráty a nároky na prostor (a tím může snižovat systémovou účinnost).

Jedna univerzální velikost akumulační nádrže neexistuje. Vhodný objem se vždy odvíjí od konkrétního topného systému – typu otopné soustavy, množství vody v rozvodech, způsobu regulace a provozního režimu tepelného čerpadla.

Smyslem akumulační nádrže je zajistit klidný a plynulý provoz, aby tepelné čerpadlo neběželo v krátkých cyklech. Proto se při návrhu vychází z reálného chování soustavy v provozu, nikoliv z jedné pevně dané hodnoty objemu.