Hőszivattyú működése
A rendszer működési elve
Mi a hőszivattyú működési elve, mi befolyásolja a COP értéket, melyek pontosan a hőszivattyús fűtés hátrányai/előnyei?
A hőszivattyú működésének alapja a környezet – a levegő, talajvíz és föld – hiszen megújuló energiaforrásokból vonja el a hőt és ezt továbbítja a fűtési rendszerbe. A mindenkori hőnyerő közeg, ahonnan kinyerjük a hőenergiát, meghatározza a hőszivattyú fajtáját.
Melyik hőszivattyús rendszerhez illenek legjobban a helyi viszonyok?
A Wagner Solar Hungária műszaki tanácsadói tisztázzák a hőnyerő közeg helyi lehetőségeit. Azonkívül felmérik az épület alapterületét, fajtáját, méretét és a hőtechnikáját, a hőleadó oldal fajtáját és munkahőmérsékletét, mivel ezek meghatározó szerepet játszanak a rendszer működésében.
Tipp: A legnagyobb hőmérsékletű hőnyerő közeggel érhető el a legjobb jósági fok, ezzel a legalacsonyabb fűtési költség.
De pontosan milyen fajtákat lehet megkülönböztetni, melyek a hőszivattyús fűtés előnyei és hátrányai, miként fest a hőszivattyús fűtés működése – és milyen hőszivattyút érdemes választani?
HŐSZIVATTYÚ RENDSZER KALKULÁTOR-
1. Hőnyerő közeg: víz
A talajvíz néhány méter mélyen helyezkedik el, ennek viszonylag egyenletes a hőmérséklete és a megléte, így megvalósítható a hosszú éves működés (engedélyköteles).
Az állandó hőmérsékletű +8-12°C-os talajvíz garantálja az optimális fűtési üzemet.
A hőnyeréshez szükséges vizet egy nyerő kútból kiszivattyúzzák, mely a hőszivattyúban lehűl és a lehűtött vizet egy másik kútba (elnyelő kút) vezetik vissza. A nyerő kút és az elnyelő kút között 15 méter távolságnak kell lennie.
A vizet egy búvárszivattyú termeli be a hőszivattyúba, mely az épületben helyezkedik el.
-
2. Hőnyerő közeg: talaj
A földfelszínben rejlő geotermikus energia 98%-a a Napból származik. Ennek hasznosítása végett úgynevezett talajkollektorokat vagy szondákat helyeznek el abba a rétegbe, ahonnan ki akarják termelni a hőt.
A kollektorok vagy szondák műanyag csövekből készülnek, melyekben egy hőátadó-fagyálló folyadék (hőközvetítő folyadék) található. Ezt a folyadékot (közvetítő közeget) egy osztógyűjtő szerelvényen keresztül vezetik be a hőszivattyúba.
Többféle közvetítő közeg használható fel a talajkollektoros rendszereknél: Sole (etilén glykol alapanyagú folyadék) vagy direkt elpárologtatású (közvetlenül a munkaközeg kering a talajkollektorokban).
-
3. Hőnyerő közeg: levegő
Ha nincs lehetőség a talaj vagy a talajvíz felhasználására, mint hőnyerő közeg, akkor a levegőt is lehetséges felhasználni.
A levegős hőszivattyú -28 oC-ig képes kivonni a külső levegőből a hőmennyiséget.
A levegős (levegő-víz) hőszivattyúk döntő többsége osztott rendszerű, azaz a kültérben van elhelyezve az elpárologtató eszköz ami a levegőből vonja el a hőt, míg az épületben egy beltéri egység kerül elhelyezésre.
De pontosan mik a hőszivattyú előnyei és hátrányai?Ahhoz, hogy a legjobb döntést tudjuk meghozni, ismernünk kell a hőszivattyú hátrányait éppúgy, mint az előnyeit. Lássuk ezeket kendőzetlenül, őszintén.
De pontosan mik a hőszivattyú előnyei és hátrányai?Ahhoz, hogy a legjobb döntést tudjuk meghozni, ismernünk kell a hőszivattyú hátrányait éppúgy, mint az előnyeit. Lássuk ezeket kendőzetlenül, őszintén.
-
A hőszivattyús fűtés előnyei
Energiatakarékos, költséghatékony, a jövőben is biztos és környezetkímélő – ezek a lényeges értékek, amivel egy modern és szakszerűen telepített hőszivattyú kitüntet.
Fűtésre, hűtésre és használati melegvíz előállításra használható hőszivattyúk meghatározó előnyöket kínálnak.
Amint azt majd a hőszivattyú működése résznél látni lehet, a rendszer nagyon egyszerű: a hőszivattyú a környezet hőjét használja fel, ami a természetes hőforrásokban, levegőben, vízben és földhőben tárolódik. Ennek a környezeti energiának a legnagyobb része napenergiából származik, kisebb része a föld belső hője.
Ezek a megújuló energiák magasabb szintű kiforrott technológiát igényelnek, és fűtési illetve hűtési célra alkalmazhatók.
-
A hőszivattyús fűtés hátrányai
A levegős hőszivattyú hatásfoka a téli hidegek idején romolhat, COP értéke jócskán lecsökkenhet (a COP érték jelentése tulajdonképpen a hőszivattyú hatékonysága). Ez esetben az áramfogyasztása is növekszik, kiegészítő fűtésre lehet szükség.
Emellett érvként szokták felhozni ellene, hogy hangos. Ez problémát jelenthet, ha a szomszéd épülete túl közel van, hiszen ha a melegvíz előállítás vagy hűtés a cél, akkor a levegős gépek bizony nyáron is üzemelni fognak. Megfelelő telepítéssel ez a probléma orvosolható vagy csökkenthető.
A víz-víz hőszivattyús rendszerek a nyitott rendszer miatt karbantartás igényesek (szűrő tisztítása és cseréje), míg a hőszivattyú hatásfoka és működése függ a vízmennyiség és vízminőség változásától is.
A talajszondás hőszivattyú hátránya pedig a magas ára (a függőlegesen földbe fúrt szonda miatt). Emellett pedig a talaj kollektor lefektetése sok szabad helyet igényel és nem elég hatékony passzív fűtésre, nem utolsó sorban pedig engedélyköteles.
A hőszivattyú működési elve
A hőszivattyúra működése szempontjából úgy tekinthetünk, mint egy hűtőgépre, a különbség annyi, hogy ez nem csak hűt, hanem fűtésre is alkalmas. Alacsonyabb hőmérsékletű környezetből vonja el a hőt, és magasabb hőmérsékletű közegbe táplálja be.
A hőszivattyús fűtés működési elve így fest:
A készülék egy speciális kompresszort, két nagy felületű hőcserélőt, és egy expanziós, más néven nyomáscsökkentő szelepet tartalmaz.
Ezek a szerelvények egy hűtőkört alkotnak melyben egy munkaközegnek nevezett anyag kering. A munkaközeg olyan anyag, amely alacsony nyomáson folyadék halmazállapotú és nagyon alacsony hőmérsékleten képes elpárologni. Ha elpárolgott, a nyomásnövekedés hatására erőteljesen megemelkedik a hőmérséklete mely a környezetből elvont és a sűrítésre használt energiát is tartalmazza. Ha egy olyan közeggel találkozik, aminek a hőmérséklete alacsonyabb, akkor ennek átadja a hőjét, ettől pedig kondenzálódik, azaz ismét folyékony halmazállapotú lesz, mely megint képes lesz elpárologni. Ezt a tulajdonságot használják a hőszivattyús technikában.
A kompresszorhoz viszonyítva egy alacsony és egy magas nyomású kör található, mindkettőben egy hőcserélővel.
Az alacsony nyomáson a hőcserélőt elpárologtatónak hívják, ezen keresztül vonják le a hőt a környezetből. A magas nyomású oldalon a hőcserélőt kondenzátornak nevezik, ezen keresztül adja le a munkaközeg a környezetből elvont hőt.
A kompresszor egy körfolyamatot tart fenn, azaz tartja mozgásban a munkaközeget.
Az elpárologtatóban a munkaközeg a környezetből elvont hő hatására elpárolog, hideg gáz lesz belőle. A hideg gázt a kompresszor besűríti, ettől erőteljesen felmelegszik és felveszi azt az elektromos energiát is, amelyet a kompresszor működésére fordítottak. A forró gáz a kondenzátornak nevezett hőcserélőben leadja a felvett energiát, ekkor meleg folyadékká válik.
A meleg folyadék nyomása még magas, ezt egy nyomáscsökkentő szelepen keresztül vezetik, a nyomás leejtésekor a munkaközeg hirtelen lehűl és kezdődik ismét a körfolyamat a munkaközeg ismételt elpárologtatásával.
A hőszivattyú működési folyamata bonyolultnak tűnik, ennek ellenére egy biztonságosan, karbantartásmentesen működő készülékről beszélünk. A rendszer tervezése viszont komoly hidraulikai és hűtőköri ismereteket igényel.
A hőszivattyú működése a gyakorlatban
A hőszivattyú egy nagy teljesítményű ún. Scroll kompresszort és két hőcserélőt tartalmaz, melyeket körvezeték köt össze.
A kompresszor a csővezetékben olyan munkaközeget keringet, melynek igen alacsony a forráspontja, csak nagy nyomás alatt cseppfolyósodik, kis nyomáson és alacsony hőmérsékleten elpárolog.
A munkaközeg az ózonpajzsra nem ártalmas, nem gyúlékony, mérgező anyagot nem tartalmaz.
A munkaközeget egy kompresszor tartja mozgásban.
A hideg oldali (jobb) hőcserélő előtt a folyékony halmazállapotban lévő munkaközeg nyomását egy nyomáscsökkentő (expanziós) szelep leejti 1,7 bar-ra. Ekkor a munkaközeg hevesen elpárolog, -2°C-ra lehűl és a párolgáshoz szükséges hőt a hőcserélő másik oldalán átfolyó környezeti közegből (levegőből, talajból, vízből, szennyvízből stb.) vonja el, annak lehűtésével. A 3°C-ra felmelegedett munkaközeget a kompresszor besűríti 13,5 bar nyomásra, melynek következtében a lecsapódó munkaközeg felmelegszik 73,5°C-ra. A lecsapódásnál felszabadul az a hő, melyet a környezetből elvont, megnövelve a kompresszorba betáplált és hővé átalakult energiával. Mindezt az energiát a másik hőcserélőn áthaladva átadja a fűtési rendszerben keringő fűtőközegnek.
További részletek
Ne szalassza el a lehetőséget! Kérjen ajánlatot most!
Kérje árajánlatunkat az ajanlat@wagnersolar.hu e-mail címen! Vagy kérdéseivel forduljon hozzánk bizalommal a +36 27 548 440-es telefonszámon.