2009/2010. Mérnöktanár

Méret: px

Mutatás kezdődik a ... oldaltól:

Download "2009/2010. Mérnöktanár"

Teréz Papp
8 évvel ezelőtt
Látták:

1 Irányítástechnika Hőszivattyúk 2009/2010 Előadó: NÉMETH SZABOLCS Mérnöktanár 1

2 Bevezetés Egy embert nem taníthatsz meg semmire, csupán segíthetsz neki, hogy maga fedezze fel a dolgokat. (Galilei) 2

3 Hőszivattyúról Manapság több ezer üzembe helyezett földenergiát (talajenergiát) használó rendszer létezik Európában, Évente több száz, több ezer Eurót megtakarítva a lakástulajdonosoknak, Csökkentve a kibocsátott szennyezőanyagok mennyiségét. Ezek a gyakorlatilag minden épületnél fűtésre, hűtésre és használati melegvíz ellátásra használható rendszerek 3

lakástulajdonosoknak, Csökkentve a kibocsátott szennyezőanyagok mennyiségét.

4 Hőszivattyú fogalma Olyan berendezés, melynek segítségével a környezet hőjét elvonjuk s azt fűtésre, vízmelegítésre vagy akár hűtésre használjuk. Feladata, Feladata a környezeti hőnek a felhasználása, valamint fűtővíz előállítása. A környezeti hőt a föld, a levegő, a napsütés, a szennyvíz vagy bármilyen más hőforrás szolgáltathatja. Ezeknek a hőforrásoknak a hőmérséklete azonban viszonylag alacsony - bár nem minden esetben - ahhoz, hogy azt közvetlenül tudjuk hasznosítani, ezért meg kell emelnünk. Ugyanúgy működik, mint a hűtőgép a konyhánkban, bár a hűtő esetében hűtünk, tehát a folyamat meg van fordítva. 4

A környezeti hőt a föld, a levegő, a napsütés, a szennyvíz vagy bármilyen más hőforrás szolgáltathatja.

5 Hőszivattyúk csoportosítása Levegő-levegő hőszivattyú - levegős hőnyerési mód, levegős hőelosztó rendszer Víz-levegő hőszivattyú - nyitott rendszerű hőnyerési mód, levegős hőelosztó rendszer Folyadék levegő hőszivattyú - zárt szondás hőnyerési mód, levegős hőelosztó rendszer Levegő-víz hőszivattyú - levegős hőnyerési mód, vizes hőelosztó rendszer Víz-víz hőszivattyú - nyitott rendszerű hőnyerés, vizes hőelosztó rendszer Folyadék-víz hőszivattyú - zárt szondás hőnyerési mód, vizes hőelosztó rendszer 5

mód, levegős hőelosztó rendszer Levegő-víz hőszivattyú - levegős hőnyerési mód, vizes hőelosztó rendszer Víz-víz hőszivattyú -

6 Hőszivattyúk típusai Működési elv szerint: Kialakítás szerint: Talajszondás hőszivattyú Földhőhasznosításos - hőszivattyú Vízhőhasznosításos hőszivattyú Hőhordozó közeg szerint: Kompresszoros hőszivattyú Abszorpciós hőszivattyú Víz-víz Levegő-víz Talaj-víz Levegő-talaj hőszivattyúk 6

Vízhőhasznosításos hőszivattyú Hőhordozó közeg szerint: Kompresszoros

7 Kompresszoros hőszivattyú működési elve (a) 7

Kompresszoros hőszivattyú működési elve (b) Hőszivattyús rendszeren a bevezetett energiát, a kompresszor energiaellátását és a hőforráshoz

8 Kompresszoros hőszivattyú működési elve (b) Hőszivattyús rendszeren a bevezetett energiát, a kompresszor energiaellátását és a hőforráshoz kapcsolódó berendezéseket (elpárologtatóoldal), valamint a hő hasznosításához kapcsolódó berendezéseket (kondenzátoroldal) együttesen értjük. 8

kapcsolódó berendezéseket (elpárologtatóoldal), valamint a hő

9 Abszorpciós hőszivattyú működési elve (a) A hőszivattyú elgőzölögtetőből, abszorberből, kiűzőből és cseppfolyósítóból áll. Az üzemeltetéshez két expanziós szelep és egy oldószer-szivattyú is szükséges. Amíg a kompressziós hőszivattyúban egy mechanikus kompresszor dolgozik, az abszorpciósnál egy "termikus kompresszor" van beépítve. Ehhez nem mechanikus üzemi energia kell, hanem termikus (kihajtó), ez származhat gáz, olaj elégetéséből, vagy ipari hőből.9

Amíg a kompressziós hőszivattyúban egy mechanikus kompresszor dolgozik, az abszorpciósnál egy "termikus

10 Hőszivattyú működési módok Monovalens: A hőszivattyú az épület fűtési hőszükségletét teljes mértékben lefedi. Max. 60ºC előremenő hőmérsékletig használható. Monoenergetikus: A fűtési rendszer nem igényli más energiafajta alkalmazását. Levegő-víz hőszivattyú -18ºC ig üzemel, majd bekapcsol az elektromos üzemű rásegítő fűtőbetét. Bivalens-alternatív: A hőszivattyú egy fixen megállapított külső hőmérsékletig üzemel, az alatti hőmérsékleten bekapcsol egy második hőtermelő és átveszi az épület fűtését. Max. 90ºC előremenő hőmérsékletig használható. Bivalens-párhuzamos: A hőszivattyú egy fixen megállapított külső hőmérsékletig üzemel, az alatti hőmérsékleten bekapcsol egy második hőtermelő. Max. 60ºC előremenő hőmérsékletig alacsonyhőmérsékletű fűtési rendszerhez használható. Bivalens-rész párhuzamos: A hőszivattyú egy fixen megállapított külső hőmérsékletig üzemel, az alatti hőmérsékleten bekapcsol egy második hőtermelő, de a hőszivattyú tovább üzemel. 60ºC-nál magasabb előremenő hőmérsékletű valamennyi fűtési rendszerekhez használható. 10

Bivalens-alternatív: A hőszivattyú egy fixen megállapított külső hőmérsékletig üzemel, az alatti hőmérsékleten bekapcsol egy második hőtermelő és átveszi az épület fűtését. Max.

11 A hőszivattyú jósági foka (COP) Leadott (hasznos) energia COP A folyamat fenntartásához szükséges energia A.) A hasznos hőenergia értéke osztva a bevezetett mechanikus (elektromos) energia értékével. B.) A hőszivattyú leadott fűtőteljesítményének és effektív teljesítményfelvételének az aránya Nem százalékos érték, nem hatásfok, de a hőszivattyúk egymás közötti értékeléséhez jól használható. Minél nagyobb a jósági fok annál jobb a hatásfoka. A hőszivattyúk hatásfoka műszaki felépítéstől, alkalmazott anyagoktól, munkaközegtől és gyártástechnológiától függ. Ha a COP érték 2, akkor az üzemeltetés kifizetődő lehet 11

) A hőszivattyú leadott fűtőteljesítményének és effektív teljesítményfelvételének az aránya Nem százalékos érték, nem hatásfok, de a hőszivattyúk egymás

12 A Föld termikus jellemzői A Földgömb átlagos sugara: R=6378 km A külső kéreg: 5-40 km vastag E kéreg alatt folyékony magma, amely hőmérséklete 1000 C feletti A belső hő jelentős része valószínűleg természetes radioaktív bomlásból ered. A talaj hőmérséklete 4-5 méter mélységben évszaktól függetlenül állandó C. A Föld közepe felé haladva a hőmérséklet növekszik, átlagosan 33 C-ot 1000 méterenként. Magyarországon 45 C 1000 méterenként 12

radioaktív bomlásból ered. A talaj hőmérséklete 4-5 méter mélységben évszaktól függetlenül állandó 13-15 C.

13 Geotermikus szonda (talajhő) méter mélyen elhelyezett U alakú csőszakasz A földkéregben lévő energiát hozzuk ki Víz glikol keverékével működik 50 W/m energia nyerhető ki Engedélyköteles drága m2-es ház felett ajánlható 13

energiát hozzuk ki Víz glikol keverékével működik 50 W/m

14 14

15 Vízszintes talajkollektor Talajhő kollektor vagy horizontális szonda Közel 1,5 méter mélyen elhelyezett műanyag csőkígyó D 32 D 40 KPE Napenergia fűti (sugárzással) A talaj egyfajta puffertároló Házilag kivitelezhető Helyigényes A fűtendő alapterület 3 3,5-szerese alapterületre van szükség. A talaj minőségétől függően 1 m2-en 10 és 40 W közötti energia nyerhető ki 1 kör maximum 100 méter lehet Párhuzamos és soros fektetés 15

kivitelezhető Helyigényes A fűtendő alapterület 3 3,5-szerese alapterületre van szükség.

16 16

17 Kútpáros rendszer Víz víz hőszivattyú Legjobb hatásfokú Két kút kell hozzá: Termelő kút Elnyelő kút (+5 C-ig szabad visszahűteni) A talajvíz folyási irányára ügyelni kell A búvárszivattyú a hőszivattyú elpárologtatójára vezeti a vizet, majd a másik kútba távozik Nyitott rendszer hátrány Víz minősége nem mindegy Pl. 10 kw szükséges, akkor 2,5 m3/h víz kell a szivattyúhoz 17

búvárszivattyú a hőszivattyú elpárologtatójára vezeti a vizet, majd a másik kútba távozik

18 18

19 Alkalmazhatóság (a) I.) Új ház esetében: - Hőforrás megbízható legyen és engedélyezett - Megfelelő áramforrás - Az épület kifűthető legyen 45 C-os vízzel - Legjobb COP C-os vízzel érhető el - Kiemelkedően nagy melegvíz igényekhez ne alkalmazzuk 19

20 Alkalmazhatóság (b) II.) Régi ház esetében: - Hőleadók a döntőek - 45/40 C mellett képes-e kifűteni a rendszer - Ha a fenti állítás 0 C alatt is fenn áll, akkor alkalmazható - Kiegészítő fűtésnek maradjon a gázkazán - A rendszer átalakítása szükségszerű - nagyobb radiátorok kellenek - Fan-coil jobb megoldás (35/30 C) - A hűtés nem megoldható a rendszerrel 20

Ha a fenti állítás 0 C alatt is fenn áll, akkor alkalmazható - Kiegészítő fűtésnek

21 Köszönöm a figyelmet! The end 21

Hasonló dokumentumok

Hőszivattyús rendszerek

Hőszivattyús rendszerek A hőszivattyúk Hőforrások lehetőségei Alapvetően háromféle környezeti közeg: Levegő Talaj (talajkollektor, talajszonda) Talajvíz (fúrt kút) Egyéb lehetőségek, speciális adottságok