MiniHPC - DIY regulátor, tepelné čerpadlo z klimatizácie

Princíp fungovania

MiniHPC je regulátor tepelného čerpadla, ktorý je určený na prerobenie bežnej podporovanej klimatizácie vzduch/vzduch na tepelné čerpadlo vzduch/voda.

Štandardná klimatizácia pozostáva z dvoch hlavných komponentov: vnútorná jednotka a vonkajšia jednotka, ktoré sú medzi sebou prepojené komunikačným káblom a chladivovým potrubím. V prípade, že sa na takejto klimatizácii spustí režim kúrenia, tak vonkajšia jednotka zapne kompresor a do vnútornej jednotky začne prúdiť chladivo s vysokým tlakom. Toto chladivo následne skondenzuje vo vnútornej jednotke a pri tomto procese odovzdá teplo výmenníku a ten následne za pomoci ventilátora ohrieva vzduch v miestnosti.

Namiesto vnútornej jednotky sa však dá použiť doskový výmenník, ktorý túto energiu odovzdá do vykurovacej vody, namiesto toho, aby ohrievalo priamo vzduch v miestnosti. Takto ohriata vykurovacia voda sa dá následne pustiť do štandardného vykurovacieho okruhu s podlahovým vykurovaním, radiátormi, alebo ohrievať teplú pitnú vodu na sprchovanie alebo kúpanie.

Avšak, aby toto celé fungovalo, tak vonkajšia jednotka potrebuje dostať informáciu o tom, či má zapnúť kúrenie, alebo chladenie a na aký výkon. Toto pri štandardnom zapojení klimatizácie zabezpečuje riadiaca jednotka zabudovaná vo vnútornej jednotke. Pri prerobení klimatizácie na tepelné čerpadlo je možné túto riadiacu jednotku použiť, má to však svoje úskalia a obmedzenia. Preto vznikol regulátor MiniHPC, ktorý takmer všetky tieto problémy odstraňuje a rieši.

MiniHPC komunikuje priamo s vonkajšou jednotkou a tá teda nevie, že má na vnútornej strane komunikačného kábla pripojené niečo iné, ako bežnú vnútornú jednotku.

MiniHPC spracováva tieto úkony:

• Komunikuje s vonkajšou jednotkou a simuluje pripojenú štandardnú vnútornú jednotku
• Reguluje výkon potrebný pre dosiahnutie a udržanie nastavenej teploty vykurovacej vody
• Spúšťa obehové čerpadlo vo vykurovacom okruhu
• Prepína 3-cestný ventil v prípade požiadavky na ohrev TPV
• Prepína 3-cestný ventil v prípade požiadavky na chladenie stropným chladením
• Spína doplnkový ohrev TPV cez špirálu v bojleri pri požiadavke na ohrev na vyššiu teplotu, na akú je schopná bežná klimatizácia ohriať (nad 50°C), napr. pri funkcii anti-legionela
• Spína doplnkový ohrev kúrenia elektrickou špirálou v prípade, že klimatizácia nemá potrebnú kapacitu na vykúrenie objektu napr. v prípadoch extrémne nízkych vonkajších teplôt
• Meria a kontroluje prietok vody vo vykurovacej sústave. Následne z prietoku a teplôt vypočítava vykurovací výkon a COP
• Zobrazuje diagnostické údaje z vonkajšej jednotky: Frekvencia kompresora, otáčky ventilátora, prúd, teploty na výtlaku kompresora, saní, vonkajšiu teplotu,...
• Zobrazuje a ukladá štatistiky o odobratej el. energii a vyrobenom teple
• Zabezpečuje ochranu výmenníka pred zamrznutím, ochranu 3-cestných ventilov a obehového čerpadla pred zaseknutím pri dlhodobej nečinnosti
• Cez Wi-Fi komunikuje na lokálnej sieti s nadradenou automatizáciou (napr. HomeAssistant, MQTT serverom, JSON príkazmi), alebo cez internet s Cloudom a teda umožňuje vzdialenú správu a kontrolu dát on-line cez internet