energiafuggetlenites.hu

A hőszivattyúkról

TÉVHITEK

  • Úgy értesült a hőszivattyúk csak fűtésrásegítésként hasznosíthatók?
  • IONKAZÁN vásárlásán gondolkozik, mert azt mondták az olcsóbb és jobb mint a hőszivattyú.
  • Azt halltotta a hőszivattyúk kifizethetetlenül drágák?
  • Ön szerint – 5 C fok alatti hőmérséklet mellett a hőszivattyú képtelen gazdaságosan üzemelni?
  • Nem gondolta, hogy egységnyi bevitt villamosenergiából akár hétszeres hőenergia előállítható?
  • A gépész ismerőse szerint óriási bontási munkálatokkal jár egy hőszivattyú üzembehelyezése?
  • Tervezőmérnök barátja szerint a gázüzemű kazán az egyedüli korszerű megoldás?
  • Tervezőmérnök barátja szerint kötelező kéményt, sőt mi több két kéményt megépítenie?
  • Azt is mondták Önnek ( valahol ), hogy a napenergia még belátható időn belül nem megtérülő befektetés?
  • Azt mondták Önnek, hogy az odaítélés szempontjából bizonytalan végkimenetelű pályázati pénzekre kell éveket várnia ha állami támogatást szeretne igénybe venni?
Kérdéseire szívesen válaszolunk:

Török Csaba
Műszaki Vezető
20/23 43 664
torok.csaba@napelem-solarkft.hu

Az EVI típusú levegő hőszivattyúk a levegőből nyerik ki a fűtéshez szükséges energiát. A levegő hőszivattyú működése közben folyamatosan hőt von el a kinti levegőből, majd továbbítja azt az épület belső fűtési rendszeréhez.

A rendszerben zöld minősítést kapott és magas energetikai hozamú hőátadó közeg (R407C) kering, ami garantálja az optimális energiahasznosítást.

A levegős hőszivattyú az EVI (Enhanced Vapour Injection) rendszernek köszönhetően nagyon alacsony (akár -25C°) külső levegő hőmérséklet mellett is képes a fűtéshez szükséges teljesítményt előállítani.

 

A rendszer egyik legnagyobb előnye, hogy képes magas hőmérsékletű (akár 60 C°) meleg víz előállításra is, és csatlakoztatható már meglévő beltéri hidraulikus körhöz, legyen az padlófűtés, radiátoros hálózat vagy fan-coil rendszerű fűtés, így házfelújítás esetén megfelelő megoldást nyújthat.

A fentieknek köszönhetően a hőszivattyú megoldás lehet régi épületek fűtés korszerűsítésekor, hiszen a rendszer egyszerűen illeszthető a már meglévő fűtési rendszerhez, akár nagyobb átalakítások nélkül is.

A hőszivattyúk működési elve

Úgy mutatjuk be a hőszivattyút, hogy szakmai jellegű tudás ne legyen szükséges a megértéséhez.A kiindulási pontom a víz! Víz borítja földünket 70%-ban. Milyen halmazállapotú a víz? Erre mindenki rávágná, hogy folyadék, noha alapértelmezésben ez a válasz nem helyes. A víz halmazállapota, illetve minden anyag állapota attól függ, hogy milyen az anyag, esetünkben a víz: hőmérséklete, nyomása és viszonya a közvetlen érintkezőszomszédos anyaggal:

Tehát a víz halmazállapota változó! Ez a helyes válasz!

A mértékegységeink is különböző kiosztásban mérik, de mi maradunk a mindenki számára ismert Celsius mértékegységnél, mely pontosan a vízre tervezett mértékegység.

0 Celsius fok alatt a víz szilárd, azaz megfagyott. „ne felejtsük el a vas is szilárd, de mégsem “megfagyott”
Ez abból adódik, hogy az emberek bizonyos dolgokat másik dologhoz viszonyítva mérnek.

Ez az emberek esetében a víz hőmérséklete.
A vasra is azt mondjuk, hogy fagyott, ha pl. -15 fok van, noha a vas olvadáspontja rendkívül magas hőmérsékleten van.
A vasnak esetünkben teljesen mindegy hogy -30 vagy +120 Celsius fokos a hőmérséklete mindkét esetben az anyag ugyanolyan szilárd, legfeljebb égési vagy fagyási sérülést okozna.

Ez azért van mert a vasnak nagyon magas az olvadáspontja!

A víz 100 Celsius fokon gőzzé válik! És itt válik érdekessé a dolog, ugyanis az autóinkban a víz néha 100 Celsius fok fölött van (főleg nyáron) és „mégsem forr fel

Ez mitől lehetséges?

A magyarázat egyszerű: Az anyagok forrás és szilárdulás pontja légköri vagy egyéb külsőnyomásra megváltozik, azaz eltolódik.

Nyomás alatt a víz forráspontja is megemelkedik. Nyomásesés esetén, pl. vákuumban a víz pedig már szobahőmérsékleten is fel tud forrni, ezt a hatást alkalmazzuk a hőszivattyús gázrendszer víztartalmának eltávolításra, mivel a vákuumban a víz felforr, elpárolog!

Ezért lehet például kuktában főzni kevesebb energia ráfordítással, mert az edény belső terében a nyomás jelentősen emelkedik, a víz pedig így nem válik gőzzé, viszont az anyag (étel magasabb hőmérsékleten hamarább megfő)!

Kevesebb energia szükséges a főzés befejezéséhez.

A hőszivattyú alapja az a hűtőgáz vagy hűtőfolyadék, mely segítségével kitermelhetjük az energiát alacsony hőmérsékletűenergiaforrásból, mint például a talaj vagy kút vize, a külső levegő, szennyvíz hulladék hője, stb..
Ez azért lehetséges, mert olvadás utáni forráspontjuk jóval alacsonyabb a környezetünk állandó hőmérsékleténél!

Egyszerűen fogalmazva: Ezek a gázok a téli hidegben is gáz állapotban vannak!

Így ezek az anyagok összenyomhatóak, melyek munkavégzés közben hőt termelnek, illetve a környezetben lévő hőcserélőbe visszakerülve újra gázzá tudnak alakulni, így hőt tudnak felvenni környezetüktől, és képesek leadni egy másik helyen azt.

Ha a folyadékot vagy gázt összenyomjuk, akkor atommagjaik közelebb kerülnek egymáshoz, mely hőemelkedésével jár, a folyamat fordítva is igaz, ha távolabb kerülnek, akkor hőt vonnak el környezetüktől.

Ez a működéshez szükséges anyag tulajdonsága, ettől fog energiát szállítani részünkre a természet.

Egy hőszivattyú a gépészeti eszközével így nyer lakóházunk fűtéséhez energiát.

Azzal hogy összepréseljük a hűtőgázt, felforrósodik.

Ha ezt a hőt elvesszük , azaz elvonjuk az épületben akkor a gáz halmazállapota is megváltozik.

Azért válik folyadékká, mert a nagyobb nyomáson megnövekedik a forráspontja, ráadásul elvesszük a termelt hőt, esetünkben a fűtőtesteken keresztül, így hidegebbé válik, ezért a hűtés miatt és a nyomásemelkedés miatt Folyadékká válik a hűtőgáz. (Magasabb nyomáson, illetve alacsonyabb hőmérsékleten) Ezt a víznél kifejtettem.

A folyadék állapotú gáz, amikor áthalad egy gáznyomást beállító csapon,(capillar szabályozó szelep, vagy automatikus adagoló, (expanziós szelep) ennek a szelepeknek kevesebb az áteresztő képessége mint a kompresszorunk által összenyomott gáz mennyisége), jelentősen veszít a nyomásából, így jelentős hőt von el környezetétől, hogy a cseppfolyós hűtőgáz újra gázzá váljon.

(Amikor egy szódásszifonba patront csavarunk a nagynyomású széndioxid beáramlik a szifonba, miközben a nyomását nagyon gyorsan elveszti.

A hirtelen távolodó CO2 atommagjai távolodásának az eredménye miatt a CO patron szinte azonnal lefagy!

Másik példa: Disznóvágáskor perzseléskor a PB palackot is azért kell langyos vízzel locsolni, mert a nagy gázkiáramlás miatt nagy a hőelvonás, és a Propán-bután gázpalack lehűl, fagyos hőmérsékleten pedig leesik a gáz nyomása, kevés kiáramló gázzal pedig nem lehet perzselni)

Ezt a hőt tudja hőszivattyúnk a gáz mesterséges mozgatásával elvenni a külső levegőből vagy talajból. A mozgatáshoz szükséges energia, pedig jóval kevesebb a termelt elvont energia mennyiségéhez képest!

Ahhoz azonban hogy a gáz dolgozni tudjon kifogástalanul két dolog szükséges:

  1. A működéshez szükséges hűtőközegnek a forráspont feletti hőmérséklet, tehát a hőelvétele illetve hozzáadása mindkét oldalon
    (fűtő és hűtő) Ettől HŐ szivattyú!
  2. És szükséges külső energia a gáz összepréseléshez.(szivattyú, kompresszor) ami általában elektromos energia, de bármilyen eszközzel megoldható lenne, amivel forgási energia kialakítható. (gázmotor, szélkerék, akár vízimalom,stb.)

 

A hőszivattyú így nyeri ki az energiát!

A levegős hőszivattyú az EVI (Enhanced Vapour Injection) rendszernek köszönhetően nagyon alacsony (akár -25C°) külső levegő hőmérséklet mellett is képes a fűtéshez szükséges teljesítményt előállítani.

 

A rendszer egyik legnagyobb előnye, hogy képes magas hőmérsékletű (akár 60 C°) meleg víz előállításra is, és csatlakoztatható már meglévő beltéri hidraulikus körhöz, legyen az padlófűtés, radiátoros hálózat vagy fan-coil rendszerű fűtés, így házfelújítás esetén megfelelő megoldást nyújthat.

A fentieknek köszönhetően a hőszivattyú megoldás lehet régi épületek fűtés korszerűsítésekor, hiszen a rendszer egyszerűen illeszthető a már meglévő fűtési rendszerhez, akár nagyobb átalakítások nélkül is.

A hőszivattyúk működési elve

Úgy mutatjuk be a hőszivattyút, hogy szakmai jellegű tudás ne legyen szükséges a megértéséhez.A kiindulási pontom a víz! Víz borítja földünket 70%-ban. Milyen halmazállapotú a víz? Erre mindenki rávágná, hogy folyadék, noha alapértelmezésben ez a válasz nem helyes. A víz halmazállapota, illetve minden anyag állapota attól függ, hogy milyen az anyag, esetünkben a víz: hőmérséklete, nyomása és viszonya a közvetlen érintkezőszomszédos anyaggal:

Tehát a víz halmazállapota változó! Ez a helyes válasz!

A mértékegységeink is különböző kiosztásban mérik, de mi maradunk a mindenki számára ismert Celsius mértékegységnél, mely pontosan a vízre tervezett mértékegység.

0 Celsius fok alatt a víz szilárd, azaz megfagyott. „ne felejtsük el a vas is szilárd, de mégsem “megfagyott”
Ez abból adódik, hogy az emberek bizonyos dolgokat másik dologhoz viszonyítva mérnek.

Ez az emberek esetében a víz hőmérséklete.
A vasra is azt mondjuk, hogy fagyott, ha pl. -15 fok van, noha a vas olvadáspontja rendkívül magas hőmérsékleten van.
A vasnak esetünkben teljesen mindegy hogy -30 vagy +120 Celsius fokos a hőmérséklete mindkét esetben az anyag ugyanolyan szilárd, legfeljebb égési vagy fagyási sérülést okozna.

Ez azért van mert a vasnak nagyon magas az olvadáspontja!

A víz 100 Celsius fokon gőzzé válik! És itt válik érdekessé a dolog, ugyanis az autóinkban a víz néha 100 Celsius fok fölött van (főleg nyáron) és „mégsem forr fel

Ez mitől lehetséges?

A magyarázat egyszerű: Az anyagok forrás és szilárdulás pontja légköri vagy egyéb külsőnyomásra megváltozik, azaz eltolódik.

Nyomás alatt a víz forráspontja is megemelkedik. Nyomásesés esetén, pl. vákuumban a víz pedig már szobahőmérsékleten is fel tud forrni, ezt a hatást alkalmazzuk a hőszivattyús gázrendszer víztartalmának eltávolításra, mivel a vákuumban a víz felforr, elpárolog!

Ezért lehet például kuktában főzni kevesebb energia ráfordítással, mert az edény belső terében a nyomás jelentősen emelkedik, a víz pedig így nem válik gőzzé, viszont az anyag (étel magasabb hőmérsékleten hamarább megfő)!

Kevesebb energia szükséges a főzés befejezéséhez.

A hőszivattyú alapja az a hűtőgáz vagy hűtőfolyadék, mely segítségével kitermelhetjük az energiát alacsony hőmérsékletűenergiaforrásból, mint például a talaj vagy kút vize, a külső levegő, szennyvíz hulladék hője, stb..
Ez azért lehetséges, mert olvadás utáni forráspontjuk jóval alacsonyabb a környezetünk állandó hőmérsékleténél!

Egyszerűen fogalmazva: Ezek a gázok a téli hidegben is gáz állapotban vannak!

Így ezek az anyagok összenyomhatóak, melyek munkavégzés közben hőt termelnek, illetve a környezetben lévő hőcserélőbe visszakerülve újra gázzá tudnak alakulni, így hőt tudnak felvenni környezetüktől, és képesek leadni egy másik helyen azt.

Ha a folyadékot vagy gázt összenyomjuk, akkor atommagjaik közelebb kerülnek egymáshoz, mely hőemelkedésével jár, a folyamat fordítva is igaz, ha távolabb kerülnek, akkor hőt vonnak el környezetüktől.

Ez a működéshez szükséges anyag tulajdonsága, ettől fog energiát szállítani részünkre a természet.

Egy hőszivattyú a gépészeti eszközével így nyer lakóházunk fűtéséhez energiát.

Azzal hogy összepréseljük a hűtőgázt, felforrósodik.

Ha ezt a hőt elvesszük , azaz elvonjuk az épületben akkor a gáz halmazállapota is megváltozik.

Azért válik folyadékká, mert a nagyobb nyomáson megnövekedik a forráspontja, ráadásul elvesszük a termelt hőt, esetünkben a fűtőtesteken keresztül, így hidegebbé válik, ezért a hűtés miatt és a nyomásemelkedés miatt Folyadékká válik a hűtőgáz. (Magasabb nyomáson, illetve alacsonyabb hőmérsékleten) Ezt a víznél kifejtettem.

A folyadék állapotú gáz, amikor áthalad egy gáznyomást beállító csapon,(capillar szabályozó szelep, vagy automatikus adagoló, (expanziós szelep) ennek a szelepeknek kevesebb az áteresztő képessége mint a kompresszorunk által összenyomott gáz mennyisége), jelentősen veszít a nyomásából, így jelentős hőt von el környezetétől, hogy a cseppfolyós hűtőgáz újra gázzá váljon.

(Amikor egy szódásszifonba patront csavarunk a nagynyomású széndioxid beáramlik a szifonba, miközben a nyomását nagyon gyorsan elveszti.

A hirtelen távolodó CO2 atommagjai távolodásának az eredménye miatt a CO patron szinte azonnal lefagy!

Másik példa: Disznóvágáskor perzseléskor a PB palackot is azért kell langyos vízzel locsolni, mert a nagy gázkiáramlás miatt nagy a hőelvonás, és a Propán-bután gázpalack lehűl, fagyos hőmérsékleten pedig leesik a gáz nyomása, kevés kiáramló gázzal pedig nem lehet perzselni)

Ezt a hőt tudja hőszivattyúnk a gáz mesterséges mozgatásával elvenni a külső levegőből vagy talajból. A mozgatáshoz szükséges energia, pedig jóval kevesebb a termelt elvont energia mennyiségéhez képest!

Ahhoz azonban hogy a gáz dolgozni tudjon kifogástalanul két dolog szükséges:

  1. A működéshez szükséges hűtőközegnek a forráspont feletti hőmérséklet, tehát a hőelvétele illetve hozzáadása mindkét oldalon
    (fűtő és hűtő) Ettől HŐ szivattyú!
  2. És szükséges külső energia a gáz összepréseléshez.(szivattyú, kompresszor) ami általában elektromos energia, de bármilyen eszközzel megoldható lenne, amivel forgási energia kialakítható. (gázmotor, szélkerék, akár vízimalom,stb.)

 

A hőszivattyú így nyeri ki az energiát!
A hőszivattyú működési elve

A fenti ábrán szimbolikus energiafolyamatából látható hogy a hőszivattyú által hasznosult hőenergia hányad részét teszi ki a kompresszor hajtásába befektetett mechanikus munka.
Ezt a hányadost jóságfoknak hívjuk, és a hőszivattyúk jellemzésére használjuk.

Mértékegysége COP , mérési tartománya 280 kelvin fok (7 celsius fok)
A maradék hasznosult energia a környezetből kinyert ingyenes hő energia.

A COP mint hatásfok mértékegysége

A jóságfok nem százalékos érték ezért nem nevezhetjük hatásfoknak. Minden esetben nagyobb érték mint 1 és a hőszivattyúk egymás közötti értékeléséhez jól használható.

A fenti ábrán szimbolikus energiafolyamatából látható hogy a hőszivattyú által hasznosult hőenergia hányad részét teszi ki a kompresszor hajtásába befektetett mechanikus munka.
Ezt a hányadost jóságfoknak hívjuk, és a hőszivattyúk jellemzésére használjuk.

Mértékegysége COP , mérési tartománya 280 kelvin fok (7 celsius fok)
A maradék hasznosult energia a környezetből kinyert ingyenes hő energia.

A COP mint hatásfok mértékegysége

A jóságfok nem százalékos érték ezért nem nevezhetjük hatásfoknak. Minden esetben nagyobb érték mint 1 és a hőszivattyúk egymás közötti értékeléséhez jól használható.

A COP szorzó: az a lényeges mértékegység, mely megmutatja, hogy 1 egység felhasznált energia által hányszor több energiát lehet felhasználni egy ilyen berendezéssel.

 

Magyarországi gyakorlati tapasztalatunk, hogy ideálisan biztosított (mindenben megfelelően telepített környezetben elhelyezett berendezés) hőszivattyú tényleges használati szorzója 3, 5 COP szorzó, éves viszonylatban!
egyben azt is jelenti hogy 350%-os szinten képes energiát szolgáltatni a felhasznált energiához képest.

A hőszivattyúk jóságfoka elsősorban a műszaki felépítésétől, az alkalmazott anyagoktól, a munkaközegtől és a gyártástechnológiától, azaz magától a gyártótól függ.

Ezen kívül a hőszivattyúk jóságfokát nagymértékben befolyásolja kettő fontos további tényező is.

Annál nagyobb a jóságfok, minél kisebb az áthidalandó hőmérséklet különbség (Δt) tehát a hasznos hőenergia és a környezeti hőenergia közti különbség:

Célszerű tehát minél melegebb környezeti hőforrást (t1). és minél kisebb előremenőhőmérsékletet (te) igénylőfűtési rendszert választani. A HMV levegőkazán pl. 5-6 de akár 7 es COP értékekkel is képes müködni nyáron! Leggazdaságosabb a padló, mennyezet és falfűtés vagy a fan-col. A radiátorokkal épített fűtési rendszerek magasabb előremenő hőmérsékletet igényelnek, max. 55 – 60 °C, ezért üzemeltetésük különleges hőszivattyút igényel.

A COP szorzó: az a lényeges mértékegység, mely megmutatja, hogy 1 egység felhasznált energia által hányszor több energiát lehet felhasználni egy ilyen berendezéssel.

 

Magyarországi gyakorlati tapasztalatunk, hogy ideálisan biztosított (mindenben megfelelően telepített környezetben elhelyezett berendezés) hőszivattyú tényleges használati szorzója 3, 5 COP szorzó, éves viszonylatban!
egyben azt is jelenti hogy 350%-os szinten képes energiát szolgáltatni a felhasznált energiához képest.

A hőszivattyúk jóságfoka elsősorban a műszaki felépítésétől, az alkalmazott anyagoktól, a munkaközegtől és a gyártástechnológiától, azaz magától a gyártótól függ.

Ezen kívül a hőszivattyúk jóságfokát nagymértékben befolyásolja kettő fontos további tényező is.

Annál nagyobb a jóságfok, minél kisebb az áthidalandó hőmérséklet különbség (Δt) tehát a hasznos hőenergia és a környezeti hőenergia közti különbség:

Célszerű tehát minél melegebb környezeti hőforrást (t1). és minél kisebb előremenőhőmérsékletet (te) igénylőfűtési rendszert választani. A HMV levegőkazán pl. 5-6 de akár 7 es COP értékekkel is képes müködni nyáron! Leggazdaságosabb a padló, mennyezet és falfűtés vagy a fan-col. A radiátorokkal épített fűtési rendszerek magasabb előremenő hőmérsékletet igényelnek, max. 55 – 60 °C, ezért üzemeltetésük különleges hőszivattyút igényel.

Kérdéseire szívesen válaszolunk:

Török Csaba
Műszaki Vezető
20/23 43 664
torok.csaba@napelem-solarkft.hu