Hőszivattyús fűtések egyes tervezési kérdései III.

Átírás

1 Hőszivattyús fűtések egyes tervezési kérdései III. Hőleadók kiválasztása, méretezése, a hatásfok, a komfort szempontok, és az elektromos betáp ( H, GEO) alapján, fűtési és hűtési feladatra.

2 III/1. A hőleadók kiválasztásának hatása a rendszerhatásfokra

3 COP-mátrix a hőnyerő közeg hőmérséklete a hőleadó(k) hőmérséklete, illetve a hővisszanyerés tekintetében I: A sorrend Hőforrás oldal és hőmérséklete (elp./hőnyerő) Hőleadók és hőmérsékletük (kondenzáció/fűtővíz vagy levegő) Kompr. hőm. 65ºC konden. Szerkezet Padló és Direkt Padló és fan- Rad. és temperálás falfűtés kondenzációs coilosfűtés Fan-coilos Túlm. Rad. HMV65/ 30/25ºC 35/30ºC 35/30ºC 40/35ºC 45/40ºC 55/50ºC 60ºC Levegő-30/-25ºC 2,38 2,12 2,12 1,89 1,68 1,33 1,02 119ºC! Levegő-30/-25ºC l.i. kompresszorral 2,5 2,22 2,22 1,99 1,78 1,42 1,11 87ºC Levegő-20/-15ºC 3,17 2,79 2,79 2,46 2,18 1,71 1,32 111ºC! Levegő-20/-15ºC l.i. kompresszorral 3,28 2,89 2,89 2,55 2,26 1,78 1,38 84ºC Talajkollektor-5/5ºC 5,13 4,35 4,35 3,74 3,24 2,46 1,87 Levegő-1/4ºC (Mo. átlag) 5,97 4,99 4,99 4,24 3,64 2,73 2,06 99ºC! Levegő-1/4ºC (Mo. átlag) l.i. kompresszorral 6,2 5,18 5,18 4,4 3,79 2,86 2,17 79ºC Talajszonda 1/12ºC 6,48 5,36 5,36 4,52 3,87 2,88 2,16 Kútvíz 6/12ºC 8,13 6,53 6,53 5,4 4,54 3,32 2,46 Elfolyótermálvíz 12/20ºC 11,32 8,61 8,61 6,86 5,62 3,97 2,88

4 COP-mátrix a hőnyerő közeg hőmérséklete a hőleadó(k) hőmérséklete, illetve a hővisszanyerés tekintetében II. ELMÉLETI COP MÁTRIX 12 COP ºC előremenő 30ºC előremenő 30ºC befújt lev. 35ºC előremenő 40ºC előremenő 50ºC előremenő 60ºC előremenő 0 ELPÁROLGÁSI / HŐFORRÁS HŐMÉRSÉKLET

5 III/2. Hőleadó típusok vizsgálata hőérzeti, illetve komfort szempontok alapján fűtési és hűtési üzemben

6 A komfort zóna nyáron: A komfort zóna sarkpontjai : 1. t=27ºc; φ = 33% t=27ºc; φ = 55% 3. t=24ºc; φ = 65% 4. t=22ºc; φ = 64% 5. t=22ºc; φ = 33%

7 A komfort zóna télen: A komfort zóna sarkpontjai : 1. t=19,4ºc; φ = 60% 2. t=23,3ºc; φ = 55% 3. t=24ºc; φ = 25% 4. t=20ºc; φ = 30%

8 Felületfűtések: hőérzeti diagrammok különböző felületi és léghőmérsékletekre Bedfort-Liese kellemes hőérzet diagramja Ghai kellemes hőérzet diagramja Fanger-féle komfort diagram Függőleges hőmérséklet eloszlás Különböző hőleadók esetén Radiátor ill. mennyezetfűtés hőmérséklet eloszlása Ugyanolyan hőérzethez emelkedő felületi hőmérsékleteknél csökkenthető a léghőmérséklet. Forrás: Dr. Bánhidi: Zárt terek hőérzeti méretezése

9 Állapotváltozás fal-, illetve mennyezethűtésnél 4 Nincs légszárítás!! 1. t=32ºc; φ = 50% 2. t=20ºc; φ = 99% 3. t=27ºc; φ = 50% 4. t=27ºc; φ = 66% 4. t=24ºc; φ = 80% Nincs benne a komfort zónában!

10 Az univerzális konvekciós hőleadó: a fan-coilok és a direkt kondenzációs fűtés hőleadói I. Hőcserélők Ventilátor Szűrő Szelepek Szabályzás Előnyök: Nagy hőátadó felület Hűt/fűt egy berendezés Szűri a levegőt Hátrányok : Légmozgás Zaj Magasabb léghőmérséklet 99% konvekciós hőátadás W elektromos telj. felvétel, maximális fokozaton

11 Az univerzális konvekciós hőleadó: a fan-coilok és a direkt kondenzációs fűtés hőleadói II: Hőcserélő Ventilátorok Szűrő Szabályzás Előnyök: Nagy hőátadó felület Lábra fúj Hűt/fűt egy berendezés Szűri a levegőt Hátrányok : Légmozgás Zaj Magasabb léghőmérséklet 99% konvekciós hőátadás

12 Huzatérzet a mozgó levegő sebességének és hőmérsékletének függvényében 100 %-ig megfelelő ha a t mozgó levegő > 25ºC v levegő 0,3 m/s

13 A fan-coilos és a direkt kondenzációs fűtések komfortja I.: Kazettás fan-coilok vagy direkt kondenzációs beltéri egységek kifújt levegőjének sebességi és hőmérsékleti légeloszlása lefelé állított (fűtés) kifúvó lamellával: Parapet fan-coilok vagy direkt kondenzációs beltéri egységek kifújt levegőjének sebességi légeloszlása különbözően beállított kifúvó lamellával:

14 A fan-coilos és a direkt kondenzációs fűtések komfortja II.: Magasfali fan-coilok vagy direkt kondenzációs beltéri egységek kifújt levegőjének sebességi légeloszlása függőlegesen középre állított kifúvó lamellával: Légcsatornázható fan-coilok vagy direkt kondenzációs beltéri egységek (mini légkezelők) kifújt levegőjének hőmérsékleti értékei különböző teljesítményeknél Megállapítható, hogy a levegő hőmérsékleti eloszlása a tartózkodási zónában megfelel a huzatkritériumoknak, mivel a hőmérséklet-légsebesség érték párok mind, a semleges vagy a meleg zónában vannak.

15 A fan-coilos és a direkt kondenzációs fűtések komfortja III.: GALLETTI fan-coilok, minilégkezelők, termoventilátorok GALLETTI WH magasfali fan-coil GALLETTI Estro fan-coil GALLETTI UTN magasnyomású légcsatornázható fan-coil GALLETTI S80 mennyezeti termoventilátor GALLETTI CSW kaazettás fan-coil GALLETTI PWN középnyomású légcsatornázható fan-coil GALLETTI AREO fali/mennyezeti termoventilátor GALLETTI 2x1: fan-coil és konvektor egyen Felügyeleti rendszer fan-coilokhoz, folyadékhűtőkhöz

16 Állapotváltozás fan-coilnál hűtő üzemben Komoly légszárítás a komfort zónán belül!

17 Állapotváltozás beltéri egységnél (direkt elpárologtatás) hűtő üzemben

18 FAN-COILOK INVERTERREL KEFENÉLKÜLI TECHNOLOGIA Elektronikusan szabályozott motorok a fan-coilokban 50% elektromos áramfelvétel Magasabb komfort Extrém alacsony zajszint Nagyobb légszállítás Zajzsint dba 3 sebességes ventilátor Inverter Teljesítmény igény Belső hőmérséklet 3 sebességes ventilátor Inverter Teljesítmény igény idő idő

19 Models Water flow Water flow Pressure drops Water content standard battery Water flow DF battery Pressure drops DF battery Water content DF battery Air flow Power supply tension Max absorbed current Max absorbed power Sound power 1-coil models 4 PRELIMINARY TECHNICAL DATA FOR ESTRO WITH INVERTER MOTOR Total cooling capacity 1 v.max kw 2,09 2,93 4,77 5,50 8,02 Sensibile cooling capacity 1 v.max kw 1,51 2,11 3,65 3,99 5,96 Pressure drops kpa Heating capacity 2 v.max kw 2,57 3,81 6,20 6,90 10,00 Hydronic connections pollici 1/2" 1/2" 1/2" 3/4" 3/4" Heating capacity DF battery 3 kw 2,01 3,08 5,30 5,51 8,35 v.max v.min v.max v.max v.max v.min l/h l/h kpa dm 3 l/h kpa dm 3 m 3 /h m 3 /h V/ph/ Hz A W db(a) db(a) , , , , , , , , , , , , , , ,316 Normál FC W

20 A radiátoros fűtések komfortja: Magas fűtővíz hőmérsékleteknél a hőleadás módja kb. 50% konvekció és 50% sugárzás. Ezért is rendkívül népszerű mert igen kellemes komfort-érzetet ad. A fűtővíz hőmérsékletének a csökkenésével a konvekciós hányad is csökken. Emiatt alacsony hőmérsékletű fűtésekhez igen nagy méretek kellenek. Még kútvizes (W12/W55) hőszivattyúknál is csak 3-3,3 lehet az elért COP maximuma. Hűteni nem tud.

21 III/3. Hőleadók méretezése tervezési segédletek alapján

22 Speciális esetek a hőszivattyús rendszerek fűtési hőszükséglet, illetve hőterhelés számításában.

23 Fűtőberendezést tartalmazó határoló szerkezetek (MSZ EN 832:2002) transzmissziós hőveszteségük megemelkedik ha: talajjal, fűtetlen terekkel érintkeznek, amelyek lehetnek falak, födémek, padlók A transzmisszió növekedése Q = H ( t belső t külső ) képlet alapján: Q = ( H képlettel számítható. Ri Ri Külső szerkezetre: H H 0ξ 1 H t = = 0ξ Re U 0 T + H ) ( t t ) belső külső Talajjal érintkező szerkezetre: H t = Ri Ah Ri L G H 0 ξ Ri H Fűtetlen térrel érintkező szerkezetre: Ht = H ue 1 0ξ ahol b = (EN ISO 13789) R H i iu + Hue bu Ahol: R i a szerk. fűtési síkja és a helyiség közötti hőátbocs. ellenállás R e a szerk. fűtési síkja és a környezet közötti hőátbocs. Ellenállás U 0 a szerk. hőátbocs. tényezője a beép. fűtőber. nélkül számítva U H 0 a csatlakozó fűtött helyiség hőveszteség-tényezője a fűtőberendezést tartalmazó szerkezet nélkül ξ a helys.hőigény átlagának a fűtőberendezést tartalmazó határolószerkezettel fedezett hányada A h a fűtőberendezés felülete a határolószerkezetben L s a talaj felé irányuló transzmissziós hőveszteség állandósult állapotra vonatkozó hőveszteség tényezője (EN ISO 13370) = R i + R e H ue a fűtött és a külső tér közti hőveszteségtényező H iu a fűtött és a fűtetlen belső terek közti hőveszteség-tényező H T többlethőveszteség-tényező b a fűtetlen zónák korrekciós tényezője

24 Fűtőberendezést tartalmazó határoló szerkezetek (MSZ EN 832:2002) R e R i Ahol: H Ri R Ri H 0ξ 1 H 0ξ t = = e R i a szerk. fűtési síkja és a helyiség közötti hőátbocs. ellenállás U R e a szerk. fűtési síkja és a környezet közötti hőátbocs. Ellenállás H 0 a csatlakozó fűtött helyiség hőveszteség-tényezője a fűtőberendezést tartalmazó szerkezet nélkül ξ a helys.hőigény átlagának a fűtőberendezést tartalmazó határolószerkezettel fedezett hányada H T többlethőveszteség-tényező 0 1 = A λ t1 Q 2 = A λ t2 Q Q1 t1 = Q t2 2 3,915 = = 2,0005 1,957 λ - a hőátadási tényező A - felület 15 ( 11,085) = 15 ( 13,043) =

25 2,0005 1,957 3,915 13,043) ( 15 11,085) ( = = = = = = t t Q Q t A Q t A Q λ λ

26 Az érezhető hűtőteljesítmény számítása gyors áttekintés (MSZ /4-78) A hőterhelés a belső és külső hőterhelések összege: l = Q Q i + Q e = ( QE + QV + QM + QA + QB ) + ( QF + QÜ ) Ahol: Q E az emberi hőleadás Q V a világítás hőleadása Q M a gépek és berendezések hőleadása Q Í az anyag, ill. árú ki- és betárolásából származó hő Q B az egyéb hőforrások Q F a külső tömör határoló szerkezeteken a napsugárzás és a külső léghőmérséklet hatására behatoló energiaáramok Q Ü az üvegezett felületeken a napsugárzás és a külső léghőmérséklet hatására behatoló energiaáramok A fenti összefüggésben semmilyen nedvességterhelés nem szerepel ha az emberek hőleadásánál a száraz hőleadást vesszük figyelembe. (M.1. melléklet: T.1. táblázat)

27 Nedvességterhelés és teljes hűtőteljesítmény számítása h-x diagramm segítségével LÁTENS ÉREZHETŐ Q l = 1,5 kw (szükséges érezhető hűtőteljesítmény: MSZ /4-78 szerint) V helys = 5m x 5m x 3m = 75 m 3 n = 1/h Létszám: 3 fő V frisslevegő = 75 m 3 /h = 0,02083 m 3 /s m frisslev = 0,025 kg/s h = = 20 kj/kg Q h.frisslev = h x m = 20 kj/kg x 0,025 kg/s = 0,5 kw m vízgőz = 60 g/h/fő = 0, kg/s/fő m = m vízgőz / m frisslev= 0, kg/s/fő / 0,025 kg/s= 0,00066/fő Σ m = 0,00198 Q nedv emberek = h x m = 5 kj/kg x 0,025 kg/s = 0,125 kw ΣQ plusz = Q h.frisslev + Q nedv emberek = 0,5 kw + 0,125 kw = 0,625 kw Q totális = ΣQ plusz + Q l = 1,5 kw + 0,625 kw = 2,125 kw

28 Felületfűtések méretezése (kiválasztása) táblázatok, nomogrammok alapján A beágyazott fűtési hőleadók teljesítménye a csőtávolság, a fűtővíz hőmérséklete, és a burkolat fajtája valamint a bútorozottság figyelembe vételével

29 Padlófűtések méretezése hőszivattyús rendszerekhez I. Kiinduló adatok: Helyiség alapterülete Helyiség hővesztesége Padlóburkolat fajtája (R) Belső hőmérséklet Fűtővíz hőmérséklet Bútorozottság (%) Meghatározandó: Padlóhőmérséklet Plusz teljesítmény Fajlagos teljesítmény Túlhőmérséklet Csőtávolság

30 Padlófűtések méretezése hőszivattyús rendszerekhez II.

31 Padlófűtések méretezése hőszivattyús Kiinduló adatok I.: Helyiség alapterülete: 20 m2 Helyiség hővesztesége: 1080W Padlóburkolat fajtája (R): hideg Belső hőmérséklet: 18ºC Fűtővíz hőmérséklet: 35/30 ºC Bútorozottság: 10% rendszerekhez III. Meghatározandó I.: Plusz teljesítmény: 108W Fajlagos teljesítmény: 59,4W/m2 Túlhőmérséklet: 32,5-18=14,5 ºC Csőtávolság (nomogr.): 20 cm Padlóhőmérséklet kb.: 18+6,5=24,5ºC Következtetés: sűrűbb csőfektetésnél a- lacsonyabb lehet a fűtővíz hőmérséklete

32 Padlófűtések méretezése hőszivattyús Kiinduló adatok II.: Helyiség alapterülete: 20 m2 Helyiség hővesztesége: 1080W Padlóburkolat fajtája (R): hideg Belső hőmérséklet: 18ºC Bútorozottság: 10% Plusz teljesítmény: 108W Fajlagos teljesítmény: 59,4W/m Csőtávolság: 10 cm rendszerekhez IV. Meghatározandó II.: Túlhőmérséklet nomogramból: 10,2 ºC Fűtővíz köz. hőmérséklet: 10,2+18=28,2ºC Fűtővíz hőmérséklet: 31/26ºC Padlóhőmérséklet kb.: 18+6=24ºC Következtetés: sűrűbb csőfektetésnél alacsonyabb fűtővíz hőmérséklettel, jobb COP-val lehet számolni. Talajszondás rendszernél (W1/W35 W1/W31) a COP 4,24-ről 4,95-re emelkedik.

33 Falfűtések méretezése hőszivattyús rendszerekhez I. Kiinduló adatok: Rendelkezésre álló felület Helyiség hővesztesége Belső hőmérséklet Fűtővíz hőmérséklet Mindenkori falfedettség (%) Meghatározandó: Plusz teljesítmény Fajlagos teljesítmény Túlhőmérséklet Csőtávolság

34 Falfűtések méretezése hőszivattyús rendszerekhez II.

35 Falfűtések méretezése hőszivattyús rendszerekhez III. Kiinduló adatok I.: Fűthető falfelület külső: 5x2-1,5x1,5=7,75 m2 Fűthető falfelület belső: 13x2-6x2=14 m2 Összes fűthető falfelület: 21,75 Helyiség hővesztesége: 1080W Belső hőmérséklet: 18ºC Bútorozottság: 33% Meghatározandó I.: Plusz teljesítmény: 108W Fajlagos teljesítmény: 49,7W/m2 Túlhőmérséklet: 11 ºC Csőtávolság (nomogramból): 10 cm Fűtővíz közép hőmérséklet: 18+11=29 ºC Fűtővíz hőmérséklet: 26,5/31,5ºC

36 Kombinált fal és padlófűtések méretezése hőszivattyús rendszerekhez COP=...

37 Fan-coilok méretezése kiválasztó szoftverrel. Fan-coilos azaz fűtőkaloriferes fűtési hőleadók teljesítményének, kifújt léghőmérsékletének, zajszintjének, hidraulikai ellenállásának meghatározása a belső hőmérséklet a fűtővíz hőmérséklet és a ventilátor sebesség alapján.

38 A Galletti kiválasztó program I. Kezdőoldal

39 A Galletti kiválasztó program II. Nyelv kiválasztás

40 A Galletti kiválasztó program III. A fan-coil fajtájának kiválasztása AREO termoventilátor S80 termoventilátor ESTRO fan-coilok FC NT fan-coilok UTN légcsatornázható fan-coilok CSW kazettás fan-coilok WH magasfali fan-coilok PWN légcsatornázható fan-coilok 2x1 fan-coil konvektor 6 fokozatú ESTRO fan-coilok FLAT fan-coilok

41 A Galletti kiválasztó program IV. A méretező ablak - bemenő adatok megadása HŰTÉSI ADATOK FŰTÉSI ADATOK ZAJ ÉS VENTILÁTOR ADATOK Kiinduló adatok fűtési méretezéshez pl.: Belső hőmérséklet: 20ºC Előremenő fűtővíz hőmérséklet: 35ºC Visszatérő fűtővíz hőmérséklet: 30ºC (Ez helyett megadható a térfogatáram is) Egy kiválasztott fan-coil mérete vagy az összes méret választása Egy ventilátor fokozat vagy az öszes kiválasztása Szükséges statikus nyomás a légoldalon ha szükséges Az alkalmazott fagyálló töménysége ha szükséges Hangnyomásszint számítási adatok

42 Eredmények I: Q=A*λ* T Afan-coil>>Arad λ fan-coil>> λ rad Tfan-coil< Trad A huzatkritériumoknak is megfelel! QA Légáram PT Totális hütöteljesítmény PS Érezhetö hütöteljesítmény QW (C) TW2 (C) DPW (C) TA (C) Víz térfogatáram(hütés) Kilépö víz hömérséklet(hütés) Víz nyomásesés(hütés) Kilépö levegö hömérséklet(hütés) PH Fütöteljesitmény QW (H) Víz térfogatáram(fütés) TW2 (H) DPW (H) Kilépö víz hömérséklet(fütés) Víz nyomásesés(fütés) TA (H) Kilépö levegö hömérséklet(fütés) LW Akusztikai teljesítmény LP Hangnyomás szint

43 Q=A*λ* T A fan-coil >>A rad Eredmények II: λ fan-coil >>λ rad T fan-coil < T rad A huzatkritériumoknak is megfelel! QA Légáram PT Totális hütöteljesítmény PS Érezhetö hütöteljesítmény QW (C) TW2 (C) DPW (C) TA (C) Vízáram(Hütés) Kilépö víz hömérséklet(hütés) Víz nyomásesés(hütés) Kilépö levegö hömérséklet(hütés) PH Fütöteljesitmény QW (H) Vízáram(Fütés) TW2 (H) DPW (H) Kilépö víz hömérséklet(fütés) Víz nyomásesés(fütés) TA (H) Kilépö levegö hömérséklet(fütés) LW Akusztikai teljesítmény LP Hangnyomás szint Zajos tartomány. Nem ajánlott.

44 Gazdaságos hűtés: Ha emeljük a hűtőkalorifer hőmérsékletét a rejtett hűtőteljesítmény csökken, az érezhető aránya növekszik. QA Légáram PT Totális hütöteljesítmény PS Érezhetö hütöteljesítmény QW (C) TW2 (C) DPW (C) TA (C) Víz térfogatáram Kilépö víz hömérséklet Víz nyomásesés(hütés) Kilépö levegö hömérséklet A hűtővíz hőmérsékletének csekély mértékű emelésével a rejtett hűtőteljesítmény csökken, ami a beépített hűtőberendezés teljesítményénél és a szivattyúzási munkánál jelentkezik kedvezően. A fan-coil ezen a hőmérsékleten még megfelelően szárítja a levegőt A 2. esetben 16%-al csökken a totális hűtőteljesítmény-igény azonos érezhető hűtőteljesítmény mellett.

45 AREO termoventilátor eredmények: Q=A*λ* T A fan-coil >>A rad λ fan-coil >> λ rad T fan-coil < T rad A huzatkritériumoknak is megfelel ipari környezetben! Hűtésre csak a 6 és a 8 pólusú, egyes nagyságoknál csak a 8 pólusú ventilátor fokozaton használható a cseppvíz elhordás miatt!! QA Légáram PH Fütöteljesitmény QW (H) TW2 (H) DPW (H) Víz térfogatáram(fütés) Kilépö víz hömérséklet(fütés) Víz nyomásesés(fütés) TA (H) Kilépö levegö hömérséklet (Fütés) LP Hangnyomás szint

46 AREO termoventilátor eredmények: Q=A*λ* T A fan-coil >>A rad λ fan-coil >> λ rad T fan-coil < T rad A vetőtávolságot ellenőrizni kell! Hűtésre csak a 6 és a 8 pólusú, egyes nagyságoknál csak a 8 pólusú ventilátor fokozaton használható a cseppvíz elhordás miatt!! QA Légáram PH Fütöteljesitmény QW (H) TW2 (H) DPW (H) Víz térfogatáram(fütés) Kilépö víz hömérséklet(fütés) Víz nyomásesés(fütés) TA (H) Kilépö levegö hömérséklet (Fütés) LP Hangnyomás szint

47 Lehetséges légoldali munkapontok Galletti légcsatornázható fan-coilok esetében LP = db(a) LP = db(a) LP = db(a)

48 UTN légcsatornázható FC eredmények: Q=A*λ* T A fan-coil >>A rad λ fan-coil >> λ rad T fan-coil < T rad Összehangolható a hőcserélő és a ventilátor munkapontja Az UTN fan-coilok zajszintje gépházi elhelyezést kíván! PSURendelkezésre álló statikus nyomás PT Totális hütöteljesítmény PS Érezhetö hütöteljesítmény QW (C) Víz térfogatáram TW2 (C) Kilépö víz hömérséklet DPW (C) Víz nyomásesés(hütés) TA (C) Kilépö levegö hömérséklet PH Fütöteljesitmény QW (H) Víz térfogatáram(fütés) TW2 (H) DPW (H) Kilépö víz hömérséklet(fütés) Víz nyomásesés(fütés) TA (H) Kilépö levegö hömérséklet (Fütés) LP Hangnyomás szint

49 Direkt kondenzációs hőleadók kiválasztása tervezési segédletek alapján Egyszerűbb levegő-levegő hőszivattyúk üzemi jellemzői, fűtőteljesítményük meghatározása, a kiválasztás menete

50 Direkt kondenzációs hőleadók = osztott légkondicionálók beltéri egységei Fűtésre optimalizált levegő-levegő hőszivattyú beltéri egysége:

51 Hatásfok: COP átlag Adott időjárási területen, a külső hőfokgyakoriság, és a hőszivattyú külső hőmérséklet-cop görbéjének lefutásával figyelembe vett súlyozott átlag. COP átlag Ha COP=f(t külső ) függvény lineális akkor a n Σ t i. nap külső. i i. nap COP i= 1 átlag a t fűűtés idény átlag = alapján a fűtési idény n i= 1 T i. nap T i. nap átlaghőmérsékleténél mért COP-nak felel meg. = n ΣT i= n i= 1 COP külső. i 1 T t

52 Vezetékhosszból eredő teljesítmény csökkenés figyelembe vétele, és a hőszivattyú kiválasztása a tervezési segédlet alapján: Névleges adatok 51 Hz-nél: Fűtőteljesítmény Felvett teljesítmény Maximális teljesítmény adatok 99 Hz-nél: Külső hőmérséklet COP Mo.átlag (4,01ºC-nál) FUJITSU ASYB12LDC/AOYR12LDC levegő-levegő hőszivattyúra: COP Q o 4 C 4,488 Mo. átlag = = P o 1, C 3,825

53 Levegő-levegő hőszivattyúk: műszaki előnyök és hátrányok a többi hőszivattyús rendszerrel szemben: Szempont Geotermikus (talajszondás) hőszivattyú Levegő-víz HSZ Fűtés:Tkülsö=4º C Hűtés:Tkülsö=30º C Telőre=7ºC Levegő-levegő HSZ Fűtés:Tkülsö=4ºC Hűtés:Tkülsö=30º C Megjegyzés: Funkciók fűtés igen igen igen Funkciók Hűtés igen igen igen Funkciók HMV igen igen nem Egyes levegő-levegő HSZ típusoknál megoldott Funkciók Igen, hővissza- igen nem Egyes levegő-levegő HSZ medence fűtés nyeréssel is típusoknál megoldott Használhatóság fűtés nem függ a külső hőmérséklettől -20ºC-35ºC -15ºC-34ºC Magyarországi átlagban a -10ºC alatti napok száma éves szinten: 2 nap!!!! A fűtés típusa Konv. és sugárzó Konv. és sugárzó Konvekciós Hőérzeti kérdések! lehet Használhatóság Használható Használható Nem használható vizes helységekben

54 Levegő-levegő hőszivattyúk: műszaki előnyök és hátrányok a többi hőszivattyús rendszerrel szemben: Szempont Geotermikus (talajszondás) hőszivattyú Levegő-víz HSZ Fűtés:Tkülsö=4ºC Hűtés:Tkülsö=30ºC Telőre=7ºC Levegőlevegő HSZ Fűtés:Tkülsö =4ºC Hűtés:Tkülsö =30ºC Megjegyzés: GEO igen igen nem Mert nincs puffer tarifa lehetőség. H-tarifa igen igen igen Kell-e tervezni? Igen. Hőszükséglet, hőleadók, nyomvonal, (töltés. ürítés, légtelenítés), hidraulikai számítás, berendezések, szerelvények kiválasztása, biztonsági szerelvények betervezése, beszabályozási terv, stb. Igen. Hőszükséglet, hőleadók, nyomvonal, (töltés. ürítés, légtelenítés), hidraulikai számítás, berendezések, szerelvények kiválasztása, biztonsági szerelvények betervezése, Nem. Csak a hőszükségletet kell kiszámolni. beszabályozási terv, stb. Telepítés bonyolult bonyolult nagyon egyszerű

55 A határ COP és a határ hőmérséklet meghatározása I. Energia árak 2010 október 01.-től Gáztüzelő berendezések átlag hatásfoka az égéshőre (felső fűtőértékre) vonatkoztatva (±2)%: Gázkészülékek átlaghatásfoka az (alsó) fűtőértékre vonatkoztatva (±2)%: Elektromos áram bruttó Gázkonvektor 0,59 0,65 lakossági, általános (A1 normál árszabás) 47,07 Ft/kWh 1320 kwh éves fogyasztás felett Héra 0,61 0,7 Magas hőmérs. lakossági, vezérelt (B árszabás) 28,96 Ft/kWh Kétpont sz. kazán 0,75 0,87 Magas hőmérs. GEO Tarifa, napi 20 óra* 30,42 Ft/kWh *: ELMŰ-ÉMÁSZ területén elérhető (Budapest és Pest, Heves, Nógrád és BAZ megye) Lángmod. kazán 0,81 0,9 Alacsony hőmérs. "H" Tarifa, csak fűtési szezonban, non stop 28,96 Ft/kWh Országosan elérhető lángmodulá ciós kazán 0,89 0,95 Kondenzációs "H" Tarifa, fűtési szezonon kívül 47,07 Ft/kWh kazán 75/60ºC 0,97 1,03 Gáz fűtőértéke, égéshőre nézve, 34 MJ/m3 Kondenzációs kazán 40/30ºC 0,99 1,08 Üzemi vagy átlag hatásfok 0,59 bruttó bruttó bruttó COP egyenérték vagy határ m3/h Ft/MJ Ft/m3 Ft/kWh "H" tarifa GEO Háztartási, támogatás nélkül, <20 4, , ,0536 1,1559 1,2142 éves alapdíj: Ft égéshőre nézve >20 3,84 130,6 23,4 1,24 1,30 éves alapdíj: Ft / (m3)

56 A levegő-levegő hőszivattyúk kiválasztása, és egyéb tervezési szempontok A kiválasztás menete: - Az adott helyiség(ek) hőszükségletének meghatározása - A hőszivattyú előzetes teljesítményének meghatározása, attól függően, hogy van-e más fűtés az épületben. - A határ COP és a határ hőmérséklet meghatározása (ha kell) - A hőszükséglet maghatározása a határhőmérsékleten - Vezetékhosszból eredő teljesítmény csökkenés figyelembe vétele - A hőszivattyú kiválasztása a tervezési segédlet alapján - A cseppvíz elvezetés és a fagyvédelem megtervezése (Prodigy F2000 termosztát, fűtőkábel, HL136N golyós szifon)

57 A határ COP és a határ hőmérséklet meghatározása II. A határ hőmérséklet ismeretében vagy ha pl. kisebb hőszivattyút választunk, a hőmérséklet különbség arányában meg lehet állapítani a hőszükségletet eltérő külső hőmérsékletekre is. Mint azt láttuk egy helyiség vagy épület hőszükségletének számítása az egyes hűlő felületek ill. a filtrációból adódó hőáramok összessége. Jellemzőjük, hogy mindegyik egyenesen arányos a megvalósítandó hőfok különbséggel, ami általános esetben t=20-(-15)=35 C. Így a hőszükséglet kiszámítása után képezhetünk egy az adott épületre vonatkozó hozzávetőleges hőveszteségi állandót, (K). Ez alapján nézzük meg, hogy mekkora teljesítményre van szükség -7ºC-ban az Q = K Q t 3,5kW 35K ( t t ) K t K kw belső külső = = = = 0, 1 K [ ] 2, kw előbbi példánál: Q = K ( tbelső tküls. újő ) = 0,1 20 ( 7) = 1

58 Vezetékhosszból eredő teljesítmény csökkenés figyelembe vétele, és a hőszivattyú kiválasztása a tervezési segédlet alapján: Fűtőteljesítmény Névleges adatok 51 Hz-nél: Felvett teljesítmény Maximális teljesítmény adatok 99 Hz-nél: Külső hőmérséklet COP o 2 C = Q o 2 C P o 2 C = 4,224 1,1346 = 3,723

59 Nagykiterjedésű osztott levegő-levegő hőszivattyúk COP C TC PI 27,3 5,57 5 = = = 4,9 Főbb tulajdonságok: 48 beltéri csatlakoztatható egy rendszerre Fűtés -20ºC-tól dokumentált 1000 m össz-, 50 m függőleges csőhossz Fűtésre optimalizált beltéri kiválasztásnál (Q beltéri =1,5xQ kültéri ) a COP 5 C =4,9 Az ÚSZT KEOP B pályázati feltételeit teljesíti

60 Radiátorok méretezése alacsony fűtővíz hőmérsékletekre A kiválasztás menete egy népszerű, ingyenes és szabadon letölthető szoftver segítségével. A gazdaságosság határa hőszivattyús fűtések esetében

61 Egy gyors, pontos méretező szoftvert a szabvány szerinti számításhoz: A hivatkozott web-hely címe: 0. lépés: Egy ingyenes verzió letöltése

62 Helyiségek/Nagyszoba/Téli hőszükséglet

63 Helyiségek/Nagyszoba/Radiátorok = Egy radiátor teljesítménye: Q mc( t e tv) amely részben méréssel, részben számítással állapítható E meg. A tőmegáram változásának hatását a Q t hatványfüggvény alapján határozzák meg. E kitevő értéke a különböző radiátor típusokra a következő: Tagos fűtőtestek E=1,333 Csővázas fűtőtestek E=1,300 csőfűtőtestek E= 1,250 lapfűtőtestek E=1,166 A névleges teljesítmény: t v =70 C, t lev =20 C. Q SZ ahol t e =90 C, Eltérő t x esetén: (Arnold K.: Fűtőtestek) t x x = Q sz 60 Q A vizet 90/70-ről 35/30-ra változtatva, a méret 7,5-szeresére, az ára 6,7 szeresére nőtt. Gazdaságosságuk a fan-coilokkal szemben erről a diagrammról leolvasható: E Radiátor/fan-coil ár arány 4,00 3,50 3,00 2,50 2,00 1,50 1,00 0,50 0,00 Radiátor - fan-coil árak összehasonlítása 35/30 C fűtővíznél Fűtőteljesítmény Adatsor1

64 Hőleadók vizsgálata a hazai kedvezményes áram tarifák tükrében A H és a GEO tarifa vizsgálata. A tarifa üzemi jellemzői, előírt követelmény értékek. A GEO tarifa üzemszüneti hatása a fűtési rendszerre, megoldási javaslatok.

65 H és a GEO tarifa: műszaki követelmények 1. H-tarifára jogosultak köre: H-tarifa az egyetemes szolgáltatásra jogosult felhasználóknak nyújtható. Az egyetemes szolgáltatásra jogosultak körét a évi LXXXVI. törvény a villamos energiáról 50. -a részletezi. Ilyet vételezhetnek: - a lakossági fogyasztók, - a maximálisan 3x63A csatlakozási teljesítményű cégek, - és a költségvetési szervek és közfeladatot ellátó intézmények. 2. A beépítendő hőszivattyúnak legalább CE minősítése legyen: A CE minősítésről a hazai forgalmazó ad ki megfelelőségi nyilatkozatot. A Fisher, Fujitsu, Galletti, és a Thermocold esetében a Columbus Értékesítő Kft. 3. A H-tarifa ellátási határa: H-tarifával a hőszivattyú szekunder oldaláig látható el a rendszer (hőszivattyú és 1 db keringtető szivattyú). Az igényelt áramerősség nem lehet magasabb mint amennyi a rendszer üzemeltetéséhez szükséges. Ezeket az adatokat közölni kell amit a szolgáltató felülvizsgál. 4. A villamos csatlakozás: Feleljen meg az MSZ 447 szabványnak, azaz 1~ esetén P max.névl 1,5 kw, és I max.start 25A, kivéve inverteres indításnál. A villamos bekötést a 44/2008. (XII. 31.) KHEM rendelet 3. (9) szerint: külön mért, szerszám nélkül nem leválasztható módon nem dugaszolhatóan csatlakoztatott.

66 H és a GEO tarifa: műszaki követelmények 5. A COP minimális értéke: Szintén a 44/2008. (XII. 31.) KHEM rendelet 3. (9) szerint: legalább 3 jósági fokú (levegő-víz hőszivattyú esetén +2 ºC levegő-, és +35 ºC előremenő vízhőmérsékletnél mérve) azaz A2/W35-nél. Az EON a levegő-levegő hőszivattyúkra is a +2ºC külső- és 20ºC belső levegő hőmérséklet melletti COP legyen minimum 3, az EN szabvány alapján. 6. A kiegészítő villamos fűtés csatlakozása: Amennyiben a kiegészítő villamos fűtés csatlakozás szempontjából különválasztható, akkor az nem látható el H-tarifával. Amennyiben a kiegészítő villamos fűtés nem választható külön, akkor ellátható H-tarifával, de fogyasztásának számított részaránya a teljes hőszivattyús rendszer éves villamosenergiafogyasztásához viszonyítva nem lehet magasabb 10 %-nál. 7. Nem hőszivattyús rendszerek: Napkollektoros rendszernél a kollektor köri keringető szivattyú és a vezérlés látható el H-tarifával.

67 H és a GEO tarifa összehasonlítása I.: Eddig jól hangzik, csak egy-két nagyon fontos szempontot nem vesz figyelembe

68 H és a GEO tarifa összehasonlítása II. A 2 x 2 óra üzemszünetből adódó műszaki problémák megoldása GEO tarifánál: 1. A beépített teljesítmény: Q GEO Q H TH Q H 24 = Q H QGEO TGEO = Q H TH QGEO = = = 1, 2Q H TGEO A fűtési energia tárolása az üzemszünet idejére: Bizonyos mértékig túlfűtött épületszerkezettel Puffertartállyal: Q = 1,2 Q = c m t Ha HMV is van akkor a HMV tartály felfűtési idejét is hozzá kell adni a fűtési üzemszünethez, ami plusz órákat jelent!!!!! GEO m 2h = 7200 pl.: haq H H = 10kW 1,2 Q H m = c t [ s] m = 7200[ s] 0,0574Q H m 2h = 413,4Q = 0,0574Q H kg s H = 4134kg kg s = 413,4Q H 4m A túlfűtött épületszerkezet mindenképp energiaveszteség és komfort kérdéseket is felvet! A puffertartály töltése és kisütése műszakilag bonyolulttá teszi a rendszert és szintén van tárolási veszteség! Az üzemszünet idején korlátozott a HMV komfort!! Csak akkor ajánljuk ha igen komoly a belső és a külső hőterhelése az épületnek. 3