Tepelné čerpadlá s propánom prezentované na IIR kongrese august 2023

Návrh systému sa zameriava na chladiaci okruh tak, aby sa minimalizovala náplň chladiva. To znamená najmä správnu voľbu výmenníka tepla, kompresora popri minimalizácii únikov.

            Inštalácie tepelných čerpadiel s propánom sú zatiaľ väčšinou monobloky do vonkajšieho prostredia pre rodinné domy. Pre bytové domy, administratívu môžu byť inštalované napríklad aj do vetraných krytov. Z vyrábaných cca 5300 modelov tepelných čerpadiel na svete v roku 2022 bolo už 420 modelov na propán.

            Podľa Frauenhofer Institut už 30 výrobcov vyrába tepelné čerpadlá s propánom v rozsahu výkonov 6-16 kW.  Z toho 10 výrobcov s výkonom nad 16 kW ako vonkajšie inštalácie. Vnútorné inštalácie tepelných čerpadiel zem/voda sa navrhujú zatiaľ s limitovanou dávkou chladiva 150 g. Pri TČ zem/voda dávka chladiva sa blíži k 20 g/kW. Pre TČ vzduch/voda realistická náplň je 60 g/kW, ale vo vývoji sú aj malé náplne 125 -190 g s výkonmi 4-13,5 kW.

Vývoj sa zameriava tiež na multikompresiu blížiacu sa k ideálnej kompresii, využívanie ekonomizérov ku zníženiu výtlačnej teploty a ku zvýšeniu kondenzačného výkonu, ...

Problémy s náplňou chladiva propánu pri štarte pri nízkych teplotách

Nie sú len z hľadiska dosahovaného výkonu, ale tiež z hľadiska štartu pri nízkych vonkajších teplotách, pri pomalšom dosahovaní prevádzkových teplôt ako s chladivom R410A, kedy malá náplň propánu zmiešaná s olejom spôsobuje nedostatok chladiva vo výparníku, v ktorom sa dosahuje vákuum, problémy s transportom oleja a podobne.

Výskum preukázal pri štarte nedostatočné dávkovanie chladiva expanzným ventilom do výparníka. To bolo spôsobené tzv. zaolejovaním v dôsledku migrácie oleja. Expanzný ventil sa tak čiastočne upchal olejom. Tento stav sa postupne upravil na normálne hodnoty po cca 18 minútach.

Riešením by malo byť odstavovanie chladiaceho okruhu systémom pump down, zvýšenie náplne R290, vhodný olej, predohrev kompresora, väčšie otvorenie expanzného ventilu pri štarte, prípadne použitie odlučovača oleja s cieľom zabezpečiť dostatok chladiva pri štarte vo výparníku.

Viac informácií nájdete v časopise Správy 8/2023