Hlavní myšlenka
Termostat je nejjednodušší zpětnovazební regulátor, jaký existuje: změř, porovnej s žádanou hodnotou, sepni. Ale zapínací (dvoupolohový) regulátor nikdy neudrží teplotu přesně na setpointu — potřebuje mrtvou zónu (hysterezi). Chlazení se vypne při 22,0 °C a znovu se zapne až při 23,0 °C: diference 1 K. Bez této mezery by regulátor kmital — zapnul, překmitl, vypnul, během pár sekund znovu zapnul.
Mrtvá zóna není nepřesnost; chrání stroj. Start je nejtěžší, co kompresor kdy dělá: motor odebírá rozběhový proud ~5–7× vyšší než jmenovitý, a musí se roztočit proti tlakovému rozdílu dříve, než se tlaky chladiva vyrovnají. Každý start zahřívá vinutí a namáhá ventily, proto životnost kompresoru určuje počet startů za hodinu — ne jen provozní hodiny. Střída (duty cycle) říká, jak moc jednotka průměrně pracuje: D = Q_zatížení / Q_výkon — jednotka 12 kW při zatížení 6 kW běží zhruba polovinu každé hodiny. Naddimenzovaná jednotka snadno dosáhne své vysoké účinnosti při velké D, ale platí cykly: krátké dávky, mnoho startů.
Existuje trojstranný kompromis: široká mrtvá zóna znamená méně cyklů, ale větší výkyv teploty; úzká drží teplotu těsně, ale mlátí kompresorem. Inženýrské řešení je modulace — kompresor s invertorem, který přizpůsobuje otáčky zatížení a běží nepřetržitě na nízkém výkonu místo pulzní provoz na plný výkon. Regulátoři označují dvoupolohovou regulaci za hrubý případ a proporcionální/modulační regulaci za rafinovanou. Malý anticyklovací časovač (minimální doba vypnuto 3–5 min) je na prakticky každé moderní desce, aby zaručil vyrovnání tlaků před restartem.
Příklad z praxe
Poslouchejte lednici v kuchyni: cvak, hučení deset minut, cvak, ticho, a celé se to opakuje zhruba každých čtvrt hodiny. Každé cvaknutí je mrtvá zóna v práci. Teď představte měřítko větší: konstantní (fixní) split jednotka 5 kW v malém, dobře izolovaném bytě za mírného dne čelí zatížení 1,5 kW — střída 30 %. Umí běžet jen na 100 %, takže dodává výkon ve třeminutových dávkách, osm až deset startů za hodinu, teplota v místnosti pilovitě kmitá kolem setpointu a dlouhé pauzy, ve kterých se výparník zahřívá a kontrola vlhkosti selhává. Invertorový mini-split vedle čelí stejnému zatížení tím, že běží nepřetržitě na 30 % otáček: rovná teplota, mnohem méně startů, lepší odvlhčování, méně hluku. Průmyslové provozy stejný princip aplikují ve větším měřítku — kompresorová centra supermarketů sekvenčně připojují několik konstantních kompresorů, aby žádný stroj nekrátce cykloval.
Častá chyba
Zúžení diference termostatu, aby „držel teplotu těsněji" — 0,2 K místo 1 K, nebo překonání anticyklovací prodlevy. Regulátor rázem začne kmitat: kontakty stykače se vypálí a svaří, motor se upeče na rozběhovém proudu a kompresor zemře mladý. Mrtvá zóna je promyšlená milost pro stroj, ne chyba, kterou je třeba vyladit pryč. (Související mýtus: nastavení knoflíku mnohem níže než cíl nechladí rychleji — rychlost chlazení určuje výkon, ne to, jak hluboko je nastaven setpoint.)