Hőszivattyú. A hőszivattyú működési elve

Átírás

1 Thermo-Ciklon Kft. Épületgépészeti Kereskedelmi. és Szolgáltató Kft 3532 Miskolc Andrássy út 3-5 Adószám: ; Cég j.sz.: ; Banksz.: ; Tel/fax.: 46/ ; Mobil.:20/ : thermo-ciklon@vipmail.hu; Weblap: Hőszivattyú A hőszivattyú működési elve A hőszivattyú működési elve gyakorlatilag megegyezik a hűtőszekrénnyel, csak technikailag "ki van fordítva". A hűtőszekrényben egy speciális folyadék áramlik, ami egyrészt belül hűt, másrészt a hűtő hátoldalán, ahol fűti a rácsot. Fogalmazhatunk akár egy kicsit szakszerűbben is: kívül hőt ad le, belül pedig hőt vesz fel. Ehhez a történéshez ismernünk kell azt a fizikai jelenséget, hogy a kitáguló illetve elpárolgó anyag hőt vesz fel környezetéből, az összesűrített anyag pedig hőt ad le. Amikor a szifonpatronban hirtelen lecsökken a nyomás, akkor fagy oda az ujjunk, ha óvatlanságból vagy puszta kíváncsiságból a betekerés közben megérintjük azt. A hűtőszekrényben ez a jelenség belül, a hűtőtálcában játszódik le, a felvett hő jó részét a hűtő hátoldalán végigfutó rácson adja le a készülék. A keringető motor hozza létre a nyomáskülönbséget, és szállítja el a hőt. A hőszivattyú mindezt "fordítva produkálja": A kertben végigvezetett tömlőben a víz felmelegszik. Ezt a hőt veszi fel a hőcserélőn keresztül a kerengetett folyadék az egyik oldalon, alacsony nyomáson. Ennek a folyadéknak a hője emelkedik meg a szűk keresztmetszetű csövön, ahol leadja ezt a hőt. A hűtőszekrényes hasonlattal élve, a hűtőbe vezetjük be a kerti vizet, és a hűtő hátoldalán melegedő bordákkal fűtjük a lakást. A folyamat értelemszerűen megfordítható, a nyári rekkenő melegben a lakásban veszi fel a hőt a folyadék, és a föld alatti tömlőn adja le azt.

2 Oldal 2 A hőszivattyúk típusai Ezek a hőszivattyúk különböző közegek közötti hőátadásait jelentik Levegőből hőt kinyerő típus : (Levegőkazán) A külső levegő ventillátorokkal kerül beszívásra, amit a hőszivattyú hűt le. A levegő legnagyobb előnye, hogy mindenütt és gyakorlatilag korlátlan mértékben áll rendelkezésre. Egyszerűen telepíthető Nem igényel előkészítést Bárhová szerelhető Kül- és Beltéri típusok is vannak COP: 2.6-3,5 (A2) Külső hőmérséklet függő COP Esetleg alternatív rendszert igényel (-25ºC alatt biztosan!) Hátrányai: A levegő hőmérsékletének évszakos változása, kis fajhője és sűrűsége, amelyből adódón a folyadékokhoz képest sokkal nagyobb térfogatáramot kell adott fűtési teljesítmény elérése érdekében megmozgatni, azaz a levegő/víz hőszivattyúk emiatt nagyobbak, így drágábbak is, mint a többi típus. A nagy térfogatáramból következőn a zajhatásuk is nagyobb. Előnyei: hogy nem igényel akkora befektetést, mint a földből és a vízből való hőfelvétel, hátránya egyrészt, hogy a levegő rossz hőfelvevő képességének "köszönhetően" nagy mennyiségű légátmozgatást igényel, másrészt, hogy a levegő hőmérséklet csökkenésével együtt nő a fűtésre felvett energia nagysága, vagy kisegítő fűtőpatronra van szükség. Meg kell azonban jegyezni, hogy még -5 C-os hőmérsékletű levegőből is 1 kw villamos energiával kw hőenergiát lehet előállítani. Az Ausztriában működő hőszivattyúk 25%-a a levegőből vonja el a fűtéshez szükséges energiát. 2

3 Oldal 3 Föld hőjét kinyerő típus : (Talajszonda, Talaj kollektor) A talajkollektoros rendszer esetében a több száz méter hosszú, 1,5-2 méter mélyen egymástól kb. 60 cm távolságban elhelyezett speciális kemény PVC köpennyel ellátott rézcsöveket, vagy polietilén csöveket. fektetnek le. A fűtött alapterület 1,5-3-szorosán kell kialakítani megbontani a csövek lefektetésekor, ezért leginkább új építésű házak esetén jöhet szóba. Segítségével négyzetméterenként Wattnyi energiát nyerhetünk. Ennek nagysága függ a talaj hővezetésétől, nedvességtartalmától, és az esetleges talajvíztől. A talajhő szondás rendszer esetén kb. 150 mm átmérőjű, méter hosszú függőleges lyukat kell fúrni a földbe. Ebbe helyezik az U alakú szondát, amiben zárt rendszerben cirkulál a hűtőközeg. Szondás rendszer Kollektoros rendszer Jó COP: 4,5-5 (B0) Állandó COP Passzív hűtés lehetősége Nem szükséges alternatív rendszer Teljesen biztosított a jövőbeni működés Bárhová telepíthető Nagyon drága a telepítése Nagy felfordulással jár az előkészítés A talajszondás rendszer a legdrágább kivitelezésű megoldás ugyanis a talajszondák vagy a talajkollektor telepítési költsége a beruházás felét is kiteheti a talajszerkezettől függően. Előnye, hogy állandó hőmérsékletű a nyerő közegünk így a teljes fűtési idényben számíthatunk a hőszivattyúnk jó COP melleti hatékony működésére és ha hűtési igényünk is van akkor ún.: passzív hűtéssel különösen nagy energiabevitel nélkül tudjuk a házat klimatizálni. 3

4 Oldal 4 Vízből hőt kinyerő típus : (Kútvíz,talajvíz) A talajvíz-kútból búvárszivattyúval nyert víz hőjének elvonása után a vizet vagy egy másik kútba, vagy felszíni vízbe (patak, tó, folyó) vezetik, vagy elszivárogtatják földbe fektetett dréncsöveken át. A talajvíz állandó hőmérséklete (9 o C-12 o C) és jó hővezető-képessége révén ideális hőforrás. Legmagasabb COP: 5-6 (W10) Állandó COP Passzív hűtés lehetősége Nem szükséges alternatív rendszer Nagy mennyiségű vizet igényel Jelentős előkészítést igényel Ha elapad a kút, nem tud működni Amennyiben a víz a hőleadó közeg, egyszerűsödik a helyzet mivel egy jól kiépített szondás rendszernél a víz hőmérséklete évszaktól függetlenül közel állandó. Költségesebb, mint a levegős rendszer kiépítése, mert 40liter/perc vízhozamot biztosító kutat kell ásatnunk a víz kiemeléséhez, és egy vagy két nyelő kutat a víz visszatáplálásához. A hőfelvétel történhet levegőből, vízből vagy földből, de Néhány speciális esetben ennek, például hulladékhő hasznosítása esetén, ezen belül pedig például a lakásból távozó elhasznált levegőből is visszanyerhetjük a betermelt energiát. 4

5 Oldal 5 COP Coefficient Of Performance COP = Q/W 1 kw = 3-6 kw A rendszer hatékonyságát az ún. munkaszámmal (COP=Coefficient of performance) jellemezhetjük, ami azt mutatja meg, hogy a hőszivattyú által leadott hasznos hőteljesítmény hányszorosa a működtetéshez felhasznált hajtási teljesítménynek,vagyis, hogy a rendszerbe juttatott egységnyi energiából mekkora rész hasznosul. Ez az érték természetesen az üzemelési körülményekkel együtt változhat. A hatékonysági tényező értéke alapvetően függ a környezeti energiaforrás (talaj, talajvíz, levegő) hőmérsékletétől és az elérendő hőfok különbségétől. Minél kisebb ez a hő különbség, annál nagyobb a hatékonysági tényező. Ha például a fenti példát alapul véve, ha a ház szükséges fűtési teljesítménye 10 kw, a COP 4.4 akkor a bevitt villamos energiafogyasztás 10 : 4,4 = 2,27 kw körül várható, tehát a 2,27 kw villamos energiát kell kifizetnünk a kinyert 10 kw fűtési energiáért A hőszivattyús rendszerek hatékonysági tényezője villamos hálózati szempontból többszörösen meghaladja a 100%-ot, azaz a kompresszort meghajtó 1kW-os energia 3-4, kedvező esetben 7 kw hőenergiát termel. A hőszivattyús megoldással fűtésre kinyerhető maximum vízhőmérséklet C. Ebből a hőfokplafonból következően a hőszivattyúhoz : padlófűtést és falfűtést érdemes társítani, meglevő fűtés esetén a radiátorok számát kell megemelni, meglevő fűtés esetén és/vagy rásegítő fűtést kell alkalmazni, hűtési igény esetén a fan-coil rendszerű fűtésnek is érdemes utánanézni. Kiegészítő rendszerként be lehet tenni a gépészeti rendszerbe napkollektoros és/vagy szilárdtüzelésű illetve pelletes készülékeket, a gázrendszer teljes kiváltására, és az áramszámla csökkentésére. 1. Alapkészülékek (klaszikus) - Csak fűt - Csak HMV-t készít - Csak hűt 2. Kompakt készülékek - Fűt + HMV-t készít - Fűt + hűt - Fűt + HMV + hűt 3. Különleges készülékek (rekuperátor) - Fűt + Hővisszanyerés + Szellőztet - HMV + Hővisszanyerés A Hőszivattyú kiválasztása 5

6 Oldal 6 Hőszivattyúgyártó partnereink óta szereplője az épületgépészeti piacnak. Az első Levegő-Víz hőszivattyút Európában,az EURONOM gyártotta, 1977-ben. ExoAir Polaris típusú kültéri levegős hőszivattyújuk - a világon egyedülállóan/ -25 ºC-os hidegben is képes 60oC-os melegvizet előállítani, méghozzá úgy, hogy közben a COP értéke: 2,9 A több, mint 20 éves hőszivattyú gyártó múltnak és a folyamatos technikai fejlesztésnek köszönhetően a Hautec ma a Németpiac egyik vezető cége. Óriási válasz-tékban gyártják a legkülönbözőbb méretű és szolgáltatású készülékeket. A Víz-Víz hőszi-vattyúikhoz kifejlesztett különleges minőségű acél hőcserélőjükszükségtelenné teszi a vizek előkezelését 80 éve gyártanak kitűnő minőségű készülékeket. Berendezéseikre a hosszú élettartam, a legmodernebb technológiák és az elegáns kivitel a jellemző. Kültéri levegős készülékeik a tökéletes műszaki szinvonaluk melletti verhetetlen áraikkal tünnek ki a mezőnyből. A DIMPLEX újításainak és szolgáltatásainak köszönhetően vált piacvezető céggé. Rendkívül nagy figyelmet fordítanak vásárlóik véleményére és ötleteire. Ennek köszönhető egyedi termékpalettájuk és rendkívüli minőségük. A 15 éves múltra visszatekintő SPARTEC Hollandiától Ausztráliáig értékesíti hőszivattyúit. Termékpalettáján megtalálhatók az apró és a hatalmas készülékek is, 50 m²-től több m²-ig bármilyen feladatra van megoldás! 6