A hőszivattyúkról egyszerű(bb)en, 1. rész

Kaptam olyan visszajelzést, hogy túl hosszúak az írások, így most a hőszivattyús témát megpróbálom több részre osztva boncolgatni. Ez az első.

További részek:
Hőszivattyúk lélektana - folyamatban


Akkor csapjunk is bele a közepébe.
Szóval mindenkinek el szoktam mondani (aki kérdezi), hogy ez az egész hőszivattyúzás nem egy varázslat, vagy ördögtől való dolog, de ettől függetlenül pár dologra érdemes odafigyelni ezzel kapcsolatban, ami leginkább tervezési, és nem kevésbé használati kérdés, de ezekről később.

A rendszer nem túl bonyolult, és bár sokan hiszik, de nem a mai modern kor szüleménye. Az egész a hűtéstechnikában gyökeredzik. A hűtéstechnikával már az ókorban is foglalkoztak, az első hosszútávú jégtárolási megoldások írásos emlékei ebből a korból származnak. Az 1700-as évektől különféle kémiai eljárásokkal, leginkább sóoldatok használatával, alkalmaztak "mesterséges" hűtést.
De miért? A kérdés megválaszolásában a Termodinamika II. főtétele lesz a segítségünkre, amelynek több féle megfogalmazása létezik, de a lényeg a következő: A magára hagyott rendszerben az entrópia állandó, és kiegyenlítődni igyekszik. A magára hagyott rendszerben az energia mindig a magasabb energia szintről áramlik az alacsonyabb felé. Ezzel párhuzamosan a "törvény" azt is kimondja, hogy a folyamat természetes útján nem történhet visszafelé. Ezt, mint fizikai tényt, a természet ismeri is, így elindult, gőzerővel, a különféle hűtőgépek fejlesztése, mely képes lehet a hőenergiát "visszafelé" szállítani. Az 1800-as évek harmadától több működőképes hűtőgép is megjelent, illetve ekkor fektette le Nicolas Carnot is a róla elnevezett körfolyamat alapjait, mely egy idealizált ciklus, de a mai modern kompresszoros hűtőgépek mindegyikének alap gondolatát tartalmazza. A XIX. század végére pedig az ipari hűtőgépek elterjedése jelentős méreteket öltött. Természetesen, mint minden esetben, itt is a technikai fejlődés szabott határt a dolognak, így az 1900-as évek elejéig kellett várnunk, az első sorozat gyártott háztartási kompresszoros, majd abszorpciós hűtőszekrényre (ma is előszeretettel használják a szállodákban), illetve az 1930-as években feltalált freon márkanév alatt megjelent hűtőközeg család feltalálására.

Ez miért is fontos számunkra? Azért mert minden hűtőgép azonos módon működik: A hidegebb közegből hőt von el és leadja a melegebbnek (itt kell kiszaladni és ellenőrizni, hogy a hűtőszekrény háta vagy a legmodernebb típusok esetén az oldala, meleg-e...., ha minden jól működik, akkor igen), ez a kezdetektől fogva így van. Abban az esetben, ha számunkra a hideg energia a fontos, akkor hűtőgépről beszélünk, de amennyiben a meleg energia, akkor hőszivattyúról (milyen szép magyar kifejező szó, hőt szivattyúzunk egyik helyről a másikra). Ebből a szemszögből, mióta mechanikus vagy hő munkával működő hűtőgépek vannak, azóta léteznek hőszivattyúk is.
Sajnos ahhoz, hogy a hűtőkörök meleg energiát előállító képességét hatékonyan hasznosíthassuk mind a hűtéstechnikának, mind az épületgépészeti rendszereknek nagyot kellett fejlődniük. Így vagyunk képesek manapság akár 65°C-os vagy akár magasabb fűtővizet előállítani egy -20°C-on működő hőszivattyúval, és ipari berendezések esetén akár szélesebb hőmérséklet tartományokban is.

Mivel az általános hőszivattyú technikában (nem beszélünk az ipari berendezésekről) szinte kivétel nélkül a kompresszoros hűtés az elterjedt, így csak ezzel foglalkozunk. De hogyan is működnek ezek a hűtőgépek? És ami még lényegesebb, hogy lesz egységnyi munkából 3, 4 vagy 5-szörös hőtermelés? A dolog szintén nem mágia, kicsit hasonlít a több, mint 100%-os hatásfokú kondenzációs gázkazánokhoz (bár a jövőben nem lehet ilyen "vásárló megtévesztő" kijelentéseket tenni, de ezt a kérdést most nem nyitom meg), ahol a felhasználó a földgáz alsó fűtőértékéért fizet (szerencsére), de a készülék a felső fűtőértéken működik (kondenzációs technológia), ami pont a füstgáz vízgőz tartalmának hőtartalma, és így ingyenes. Tehát a vonatkoztatási alap az az energia amiért fizetek, akkor ha többet állítok elő, az 100%-nál nagyobb hatásfoknak adódik (ez látszólagos hatásfok többlet, a fenti vonatkoztatási rendszer miatt, és nem örökmozgó). Noh, a hőszivattyúknál is ez történik, csak nagyobb nagyságrendben.

Íme egy hőszivattyús kompresszoros körfolyamat elvi rajza:
(Nem akartam beszúrni egy körfolyamat rajzot, mert mindenkinek van ilyen, de talán a magyarázathoz kicsit hozzásegít.) 

A körfolyamatot címszavakban részletezve: A kompresszor a beszívott hűtőközeg gőzt a kondenzációs nyomásra emeli, a hűtőközeg a kondenzátorban lecsapódva cseppfolyósodik és kondenzációs hőjét leadja, ezt követően az expanziós szelepen a hűtőközeg nyomása lecsökken, és ez a csökkent nyomású közeg az elpárologtatóban a párolgáshőjének megfelelő energiát vesz fel, végül a hűtőközeg visszatér a kompresszorba. A folyamat során a hőfelvétel alkalmával a hőforrás közeg hőmérséklete csökken, a hőfelvevő közegé pedig nő. A körfolyamat természetesen megfordítható, akkor hűtőgépről beszélünk. A rendszer működéséhez mechanikai munka szükséges, mely a kompresszort hajtja, így számunkra üzemeltetési költségként ennek a munkának a fedezése jelentkezik.
De hogy lesz ebből a beharangozott 3-5-szörös hőtermelés? Hát úgy, hogy a munkaközeg (a hűtőközeg) és a berendezés minden komponense úgy lett megválasztva és kifejlesztve, hogy a működési tartományban a párolgási és kondenzációs hője a kompresszorozási munkájának többszöröse legyen.
A rendszer működését a legkönnyebben a következő hasonlattal tudom szemléltetni:
Nem is olyan régen még szénnel fűtöttünk a lakásban. Namármost, az IFA sofőr a szenet leborította az udvaron, vagy csúszdán a pincébe. Ez a természetes folyamat, a szén magától nem tud felgurulni a lépcsőn, azt fel kell hordani a lakásba. A szerencsés nyertes vödrönként viszi fel a szenet, ő munkát végez, ebben az esetben ő a kompresszor. De jó eséllyel a felvitt szén, elégetve tovább és több hőt ad le a környezetének, mint szerencsétlen delikvensünk. A hőszivattyúknál természetesen semmilyen ilyen extrém hőfejlődés nincs, legalábbis üzemszerű állapotban nem szoktak ezek a gépek kigyulladni. De a párhuzam szerintem érthető, és az is belátható, hogy a rendszer jóságát, hatásfokás, COP-ját az szabja meg, hogy a szénszállítónk milyen hatékonysággal tudja a szenet felvinni, valamint hogy a pince és a lakás között hány emelet van.
Sarkítva a hőszivattyúnk jósága is ettől függ.... Milyen a hűtőkör hatékonysága és a két közeg energia szintje milyen messze van egymástól. Természetesen még sok egyéb is befolyásolja a berendezésünk hatásfokát, mint hűtőközeg választás, kompresszor és kompresszor technológia, szabályozási és fizikai paraméterek, de a lényeg ez.

Egyszóval, ha valaki azon gondolkodik, hogy hogyan működhetnek a hőszivattyúk gondoljon csak a hűtőszekrényére, vagy a klímájára. Ezen gépeknél a hűtési energia a fontos számunkra, de hogy ez működhessen mindegyik hőt is termel, a hőszivattyú ennek fordítottja. Természetesen ezek a csak hűtésre tervezett hűtőgépek fordított működésre bírva nem vagy csak korlátozottan alkalmasak hőszivattyús üzemre.
Az hogy mitől lesz egy hűtőgép hőszivattyú és milyen kritériumok várnak rá, azt a következő írásban fogom kifejteni.

Folyt. köv.

 

A sorozat részei:

https://hemanufaktura.blogspot.com/2018/08/a-hoszivattyukrol-egyszerubben-1-resz.html

https://hemanufaktura.blogspot.com/2018/08/a-hoszivattyukrol-egyszerubben-2-resz.html

https://hemanufaktura.blogspot.com/2018/08/a-hoszivattyukrol-egyszerubben-3-resz.html

https://hemanufaktura.blogspot.com/2018/08/a-hoszivattyukrol-egyszerubben-4-resz.html

https://hemanufaktura.blogspot.com/2018/08/a-hoszivattyukrol-egyszerubben-5-resz.html

https://hemanufaktura.blogspot.com/2018/08/a-hoszivattyukrol-egyszerubben-6-resz.html

Kérdés esetén:

gabor.kun@hemanufaktura.com

A hőszivattyúkról egyszerű(bb)en, 6. rész: Hőszivattyút ... de milyet és kitől?

Amennyiben valaki már elkötelezte magát a hőszivattyú mellett, és nagyjából már azt is kigondolta, hogy milyen hőforrással és milyen fűtő-hűtő rendszerrel kombinálja, vagy legalább a tervezője adott ehhez támpontot, akkor már csak a kitől kérdése maradt.

Most azt hiszem kicsit magam ellen is fogok beszélni, de alapvetően természetesen cégünket ajánlom a kérdéses rendszer megtervezésére és telepítésére.
www.hemanufaktura.com, info@hemanufaktura.com

De mégis, ha valaki csak bolyong a rengetegben...
A legtöbben valamilyen ajánlás útján jutnak el egy gyártóhoz, valakik szimpla meggyőződésből, és vannak akik tényleg tanácstalanok.
Első és legfontosabb dolog, amit mondhatok, hogy kérdezzünk. Akár a tervezőnk, akár egy üzletkötő ajánl egy rendszert, ne legyünk restek kérdezni. Nem szégyen, ha nem tudunk mindent a témában, vagy akár teljesen tájékozatlanok vagyunk. A másik oldal minden nap ezekkel foglalkozik, így készségesen fog tudni segíteni a megértésben és döntésben. De azt ne feledjük el, hogy ezek mögött mindig üzleti érdek áll. Tehát, ha azt érezzük, hogy nem kapunk megfelelő vagy érthető választ a kérdésünkre, vagy "megvezetésnek" érezzük a beszélgetést, esetleg kioktatásban lesz részünk, akkor nem árt hallgatni a megérzésünkre, és távozni, vagy széles mosollyal végighallgatni, és az ajtón kilépve dobni minden információt. Az üzletkötőket sok esetben nem az optimális megoldás, hanem a legnagyobb árbevétel motiválja, ez sajnos egy hibás üzleti modell, próbáljunk mögéjük látni. Ha pedig egy tervező a hőszivattyúk gazdaságtalanságát sulykolja, lehet, hogy célravezetőbb szintén továbbállni, a hőszivattyúk ugyanis általánosságban (mármint a jobbak) nem gazdaságtalanok, csak esetleg bizonyos rendszerek és kialakítások, igények esetén.
Ha szükséges akár többszöri találkozó vagy egyeztetés alkalmával járjuk végig a kérdést, hiszen ha a berendezés igazán jó, akkor egy 20-25 évre szóló döntést kell meghoznunk.
Ha pedig volt egy előzetes elképzelésünk, akkor attól csak megalapozott indokok esetén térjünk el. Ha mondjuk az általunk favorizált hőforrás nem vagy csak nagyon körülményesen és drágán alakítható ki, vagy a megálmodott rendszer nem illeszkedik egy hőszivattyús hatékony megoldásba, vagy ellentétes a hőszivattyús rendszerek tulajdonságával.

A másik fontos dolog az ár. Nyilván a takarónknál tovább nem tudunk nyújtózni, de adott esetben érdemes lehet kicsit többet rászánni egy hatékonyabb, vagy megbízhatóbb rendszerre. Ebben a körben azt tudom tanácsolni, hogy ne csak pusztán a számokat nézzük. Egy olcsóbb berendezés, adott esetben automatikájában lehet kevesebb, mely külső egységek beépítését teheti szükségessé, míg egy drágább modell valószínűleg ezt gyári vezérlésben megoldja. Természetesen az előbbivel sincs gond, csak a rendszer költséghez ezt is hozzá kell kalkulálni. Érdemes a rendszerek műszaki tartalmát összehasonlítani, a hozzá adott kiegészítőkkel együtt. Például egy jobb hatásfokú rendszer, a bekerülési költség különbség egy jó részét le tudja az élettartama alatt dolgozni.
A műszaki tartalom elemzésénél fontos lehet az apróságokra rákérdezni, mint működési határ, az ahhoz tartozó paraméterek és COP-k.

- Apropó COP! Erről még azt hiszem nem beszéltünk részletesebben. A COP alap esetben egy olyan viszonyszám, mely egy munkapontban mért teljesítmény tényezőt mutat meg, a leadott hőenergia és a felhasznált villamos energia hányadosaként. Dimenzió nélküli, és a hőszivattyúknál mindig 1-től nagyobb szám. A fenti mondatban van egy fontos szó: egy munkapontban! Igen a COP alapvetően egy üzemviteli ponton határoz meg hatékonyságot, és az állapotok változásával akár jelentősen is változhat. Két berendezés összehasonlításakor célszerű néhány jellemző munkaponti COP-t megvizsgálni, de érdemes az úgy nevezett szezonális hatásfokokat (SCOP) is összehasonlítani, mely egy a hőszivattyú teljesítményéhez igazodó átlagos fűtési rendszer esetén állapít meg egy egész éves súlyozott átlagú hatásfokot több klímatechnikai terület szerint. Hazánkban az átlagos klíma tekinthető megszokottnak (létezik az átlagtól hidegebb és az átlagtól melegebb is). -

Tehát az összehasonlítást árgus szemekkel kell végezni, műszaki végzettségű vagy érdeklődésű beruházók előnyben. Ha a kérdések között azt érezzük, hogy kitérő válaszokat kaptunk, vagy magyarázkodásba torkollik a dolog, akkor ott valószínűleg valamit el akarnak hallgatni előlünk, mindenki kezelje ezt megfelelően.

Ha a fenti rostákon átmentek a versenyzők, és az üzletkötő vagy tervező is meggyőzött minket mindenről, és bízunk benne, hogy nem vagyunk átverés áldozatai (nem mintha lenne más lehetőségünk a bizakodáson kívül ;-) ), még érdemes pár pillantást vetni a cégre és a háttérre. Talán mind közül ez a legnehezebb kérdés.
És itt most magam ellen beszélek, hiszen mi is egy fiatal vállalkozás vagyunk, most 2024 év elején lassan 9 évesek, de 2010 óta foglalkozom elég behatóan a hőszivattyús és megújuló rendszerekkel, és büszkén mondhatok, hogy rengeteg visszatérő ügyfelünk is van. Ezen túl pedig elmondhatom, hogy hosszú távra kívánunk berendezkedni a piacon, úgy alakítottuk ki a beszállítói és szolgáltatási köreinket is, és jövőbeni terveink is ehhez igazodnak.
Szóval, sajnos a pályafutásom során nem egy és nem kettő olyan rendszerrel találkoztam, ahol a forgalmazó eltűnt, felszívódott, vagy csupán nem foglalkozik, vagy nem megfelelő minőségben foglalkozik az ügyféllel. Sajnos a beruházó szempontjából a vásárlással még nem ér véget egy rendszer karrierje (ahogyan egyébként nálunk sem). Ahhoz, hogy hosszútávon megfelelően működjön, kell egy jó háttér.
Ezért óva intenék mindenkit például a távol-keleti berendezésektől. Nem állítom, hogy mindegyik rossz minőségű, de könnyen kerülhetünk olyan helyzetbe, hogy túlságosan távol van a rendszergazda.
Érdemes rákérdezni a szerviz háttérre, a mikéntre, hogy hogyan épül fel a szerviz hálózat, milyenek a költségek, hogyan kezelik az ügyfeleket, milyen az alkatrész ellátottság, stb...
Mi például, minden ügyfelet saját szárnyaink alatt gondozunk, így tudjuk biztosítani, hogy a projekt előkészítésétől a teljes életút alatt biztos kezekben legyen és meglepetés mentesen működjön a rendszer.

Összefoglalva, tehát csak azt tudom javasolni, hogy kérdezni, kérdezni, kérdezni

Remélem tudtam némi támpontot vagy általános tájékoztatást adni a választáshoz.
Ha bármiben tudunk segíteni, bátran vegyék fel a kapcsolatot velünk. :-D

 

A sorozat részei:

https://hemanufaktura.blogspot.com/2018/08/a-hoszivattyukrol-egyszerubben-1-resz.html

https://hemanufaktura.blogspot.com/2018/08/a-hoszivattyukrol-egyszerubben-2-resz.html

https://hemanufaktura.blogspot.com/2018/08/a-hoszivattyukrol-egyszerubben-3-resz.html

https://hemanufaktura.blogspot.com/2018/08/a-hoszivattyukrol-egyszerubben-4-resz.html

https://hemanufaktura.blogspot.com/2018/08/a-hoszivattyukrol-egyszerubben-5-resz.html

https://hemanufaktura.blogspot.com/2018/08/a-hoszivattyukrol-egyszerubben-6-resz.html

Kérdés esetén:

gabor.kun@hemanufaktura.com

 

A hőszivattyúkról egyszerű(bb)en, 4. rész: Talajhő-víz hőszivattyúk

A hőforrások következő nagy csoportja, illetve egészen konkrétan két csoportja, a talajhő-víz rendszereké. Ezekben a rendszerekben két megoldásról beszélhetünk, talajszondáról és talajkollektorról.

A talajszondás berendezések gyakorlatilag a legstabilabb rendszerek. Lehetőség van passzív hűtés (kompresszor munka nélküli hűtés) kialakítására, és jellemzően össz energetikai szempontból a legjobb rendszereknek minősülnek. A hőforrás kialakítás költsége itt a legnagyobb, az engedélyeztetés, tervezés és fúrás költsége nagyságrendben a berendezés árával vetekszik. Azonban, már csak a stabilitása miatt is, ha geológiai adottságok (és a költségvetés) megengedik, ezt szoktuk javasolni.
A talajszondás rendszerek esetén úgy nevezett zárt szondákat helyeznek el függőleges (vagy ahhoz közeli) helyzetben, egymástól 6-7 méterre (egyéb műtárgyaktól sugártávolságra), kb. 2,5-3,5 méteres hatósugárral. A szondák általános mélysége nálunk 100 méter, de lehetőség van ettől rövidebb kialakításra is, akár kevesebb, mint 20 méteres mélységben is (ezek az úgy nevezett sekély szondák).
Ezen mélyebb talajrétegben a hőmérséklet szinte állandó, egészen pontosan nagyon lassan és csak kis mértékben változik, a mélységgel arányosan egyre lassabban és egyre kisebb mértékben. Az országos átlagos hőmérséklet +12°C körül mozog. A mélység növekedésével egyre kisebb hatása van a talajrétegre a felszínnek (felszíni hőmérséklet és napsugárzás), és egyre nagyobb hatása van a maghőmérsékletnek (természetesen meglehetősen kis léptékben).
A szondák, kialakításukat tekintve műanyag "U" csövek, furatonként 1 vagy 2 pár. A furat és a cső közötti térfogatot tömedékelő anyaggal töltik ki, mely egyrészt a jobb hőátadást segíti elő, másrészt pedig a különféle (általában vízzáró rétegekkel határolt) kőzetrétegek közötti anyagmozgást gátolják meg, ami jellemzően rétegvíz szokott lenni. Az így kialakított hőcserélő csöveinek belsejében általában fagyálló közeg kering, ritkábban tiszta víz.
Az általános magyarországi viszonyokat tekintve a kinyerhető fajlagos teljesítmény 50W/m, vagyis egy normál 100m-es szonda 5kW hőszivattyús teljesítményt tud kiszolgálni. Természetesen ez nagyban függ a talaj típusoktól, a különféle rétegvizektől, az alkalmazott technológiától, tömedékeléstől, és természetesen a használattól.
A talajszondás rendszerek hosszútávú stabilitása érdekében érdemes minden a felszínen keletkezett hőenergiát "visszapumpálni" a talajba, például hűtési rendszer alkalmazásával. Illetve nyugaton nem ritka a napkollektoros rendszerek kötelező hulladékhő visszatáplálásának az előírása, mely mind-mind az alsó talajrétegek jobb regenerálódását segíti.

A másik lehetőség egy ritkán használt megoldás, a horizontális talajkollektoros rendszer. Ez hazánkban nem elterjedt, általában a nagy földmunkától és a kétséges teljesítménytől (leginkább a passzív hűtési teljesítménytől) ijednek meg a beruházók, pedig a rendszer viszonylag kezelhető költségekkel megvalósítható.
Ebben az esetben a telepítési telek területén helyeznek el egy úgynevezett kollektor mezőt, ami gyakorlatilag a felső földterület becsövezését jelenti. Itt már egyértelműen egy közvetett napenergia hasznosításról beszélhetünk.
A kialakítás tekintetében többféle megoldás létezik, de talán a legelterjedtebbek az egyenes csöves, vagy hárfa kialakítás. Ebben az esetben a fagyhatár alatt 30-50cm-rel kb. 1,2-1,5 méter mélyen (vagy némileg még mélyebben) fektetik a kollektor csöveket, egymástól 0,5-1,0 méter távolságra.
Az általános megoldásként itt is műanyag csöveket használnak, bennük fagyállós közeggel. De például a cégünk kínálatában megtalálhatóak a direkt elpárologtatású talajkollektoros rendszerek, mely így külön közvetítő közeg közbeiktatása nélkül igen jó energetikai hatásfokkal üzemeltethető.
A fajlagosan kinyerhető teljesítmény nagyban függ a talajminőségtől, és a talajvíztől, de nagyságrendjében 5-20W/kollektorméter, ami 5-40W/m2-t jelent. Ökölszabályként elmondható, hogy a fűtendő épület alapterületének kb. 3-szorosát kell földmunkában megmozgatni egy mai jól hőszigetelt épület esetén.
A kollektorok esetén, amennyiben a telekméret nem engedi meg, lehetőség van spirál kollektoros mező kialakítására, illetve cölöpszonda vagy spirál szonda kialakítására is.
Természetesen szondák esetén is szoktuk javasolni, de kollektoroknál és spirál szondáknál kimondottan szükséges egy teszt készítése, mely egy művi mesterséges tartós terhelést jelent, folyamatos hőmérséklet méréssel. A kapott hőmérsékleti lefutási görbéből lehet következtetni a rendszer várható egyensúlyi állapotaira és ezzel párhuzamosan az elérhető teljesítményre.

A fentiek egy alternatívája a folyómeder vagy tómeder kollektor. Igen jó hatásfokokat tud eredményezni, de a kivitelezés környezetvédelmi akadályokba szokott ütközni, de magántavak vagy tározók esetén életképes megoldás. Nyilván ebben az esetben minden szempontot figyelembe kell venni, az élővilágra és a további emberi érintkezésre gyakorolt hatásokat is. Ettől függetlenül egy nagy potenciált tartalmazó lehetőség lenne, vagy lehetne.


Nincs még vége... 

 

A sorozat részei:

https://hemanufaktura.blogspot.com/2018/08/a-hoszivattyukrol-egyszerubben-1-resz.html

https://hemanufaktura.blogspot.com/2018/08/a-hoszivattyukrol-egyszerubben-2-resz.html

https://hemanufaktura.blogspot.com/2018/08/a-hoszivattyukrol-egyszerubben-3-resz.html

https://hemanufaktura.blogspot.com/2018/08/a-hoszivattyukrol-egyszerubben-4-resz.html

https://hemanufaktura.blogspot.com/2018/08/a-hoszivattyukrol-egyszerubben-5-resz.html

https://hemanufaktura.blogspot.com/2018/08/a-hoszivattyukrol-egyszerubben-6-resz.html

Kérdés esetén:

gabor.kun@hemanufaktura.com

 

A hőszivattyúkról egyszerű(bb)en, 3. rész: Levegő-víz hőszivattyúk

A hőszivattyús hőforrások tekintetében a legalapvetőbb, és talán a legelterjedtebb a külső levegő. Az úgy nevezett levegő-víz hőszivattyúk telepíthetőek a legkönnyebben, legalábbis komoly hőforrás előkészítési feladatokat nem igényelnek. Ezidáig engedélyezési eljáráshoz sem kötöttek, illetve csak bizonyos speciális esetekben. Elhelyezésüknél az üzemviteli szempontok elsődlegesek, de alkalmazkodni szükséges az épület külső megjelenéséhez, illetve egyéb kritériumokhoz is.
Azonban mind a teljesítményük, mind hatékonyságuk, és úgy általában az üzemvitelük nagyban függ az időjárási állapotoktól. Illetve, ugyan ritkán, de kieshetnek a működési tartományból.

Egy általános levegő-víz hőszivattyú rendszer kialakítása:

A rendszer alapvető sajátossága, hogy hőforrásként a külső levegőt használja. Fűtési üzemben azt hűti, hűtési üzemben azt melegíti. Alapvető működési elve hasonló a split klímákéhoz.
Nyilvánvaló tény, hogy ebben az esetben a rendszerünk ki van szolgáltatva a külső légállapotnak és időjárásnak. Sőt, néhány egyedi esettől eltekintve, általánosan elmondható, hogy a legnagyobb igényű időszakban (alacsony külső hőmérséklet esetén), van a berendezések munkapontja a legalacsonyabb teljesítményen, amit még tovább csökkentenek a leolvasztási ciklusok.
Természetesen az időjárási kiszolgáltatottság a nyári hónapokban is jellemző.
A berendezések elhelyezésénél, időjárási szempontból, érdemes figyelni arra, hogy az épület vagy a telek lehetőleg "nyugodt" felén legyen elhelyezve. Ugyan ezen berendezéseknek bírniuk kell a napot, az esőt, a szelet és a havazást is, de elhelyezésüket érdemes úgy megválasztani, hogy ezen elemeknek lehetőleg csak mérsékelten legyenek kitéve.
Azonban mindenképpen fontos kritérium, hogy a készüléket nem szabad "bezárni". Tehát a szabad légáramlást biztosítani kell, hogy a rendszer üzeme minél kedvezőbb lehessen.

Az elhelyezésnél mindenképpen célszerű a lakótér, illetve szomszéd épületek zajtechnikai figyelembe vétele. A piacon (így cégünk kínálatában is) elérhetőek felső kategóriás, igen csendes berendezések, illetve egyszerűbb és jellemzően hangosabb gépek. Az egységeket célszerű nem a hálószobák környékén elhelyezni, illetve visszhangosságra hajlamos terek erősíthetik a zajhatásukat.

A legutolsó elhelyezési szempont pedig a hozzáférhetőség, ami alapvetően fontos a szervizelhetőség és karbantartás szempontjából. Nem igazán szerencsés az oldalfali magas elhelyezés, vagy a tetőn való kialakítás, ugyanis rendkívül nehézkes a szabad hozzáférés és a szerelhetőség.
Természetesen, amennyiben nincs más lehetőség, megoldható a magaslati vagy tető elhelyezés, de a biztonságos megközelítésről és munkavégzésről gondoskodni kell szerelőjárdákkal és lezuhanás védelmekkel, amit célszerű úgy kialakítani, hogy alpin technika a későbbiekben ne legyen szükséges hozzá.

A levegő-víz hőszivattyús rendszerek, ezen könnyített telepítési lehetőségek miatt, rengeteget fejlődtek a közelmúltban. Alkalmazásuk, megfelelő minőségű termék és megfelelően kialakított rendszer esetén szinte a teljes fűtési szezonban gazdaságos.
Szezonális hatásfokuk (SCOP) eléri a 4,5-es értéket, de bizonyos üzemvitelre méretezés esetén akár magasabb érték is adódhat. Munkaponti hatásfokuk méretezési állapotban (-15°C külső) felület fűtéses üzem esetén COP 2,5-3,0 között, HMV (vagy magas hőmérsékletű fűtés) üzem esetén COP 1,5-2,0 között alakul.

Manapság (2024-ben és a viharos 2023-as év után) az Nemzeti Közművek ártábláit figyelembe véve, a határ COP-t az alábbiak szerint lehet számolni:
Átlagos még kedvezményes földgáz ár: kb. 2,3 Ft/MJ (nettó), ami 8,28 Ft/kWh (nettó), plusz kb. 0,5 Ft/kWh egyéb költség (biztonsági készletezés), így összesen kb. bruttó 11,15 Ft/kWh a földgáz átlagos lakossági ára.
Az elektromos áram esetén mindenképpen egy kedvezményes tarifát javaslok (személy szerint általánosan a H-tarifát). Ennek bruttó egységára kb. 23,00 Ft/kWh a fűtési igényben.
A két egységárat szembeállítva, a határ COP kb. 2,1-re adódik, ez az a varázs szám, ahol a hőszivattyú és a földgáz fűtés azonos üzemeltetési költségen jár, és ezen pont alatt vagy fölött gazdaságos az egyik vagy másik hőtermelési mód, ha a hőszivattyús technikát a földgáz tüzeléssel vetjük össze.
Ebből egyébként kitűnik, hogy egy jó minőségű hőszivattyú esetén gyakorlatilag a teljes fűtési szezonban "megéri" a használata.

Tehát alacsony hőmérsékletű fűtés esetén a jobb minőségű berendezések mindenképpen költséghatékonyabbak, egy földgáz üzemű berendezésnél. HMV üzemben, amennyiben rendelkezésre áll olcsóbb kiegészítő fűtés, akkor érdemes lehet használni, ám a téli időjárás ezen csekély hányadának kiszolgálására felesleges a kiépítése.
Összességében elmondható, hogy a rövid méretezési állapotban történő üzem, egy jobb minőségű berendezés esetén a költséghatékonysági határon mozog, de a fűtési szezon nagyrészét képező kedvezőbb időjárás egyértelműen költséghatékonyabb (jelen esetben egy földgáz fűtéshez hasonlítva).


Folytatjuk... 

 

A sorozat részei:

https://hemanufaktura.blogspot.com/2018/08/a-hoszivattyukrol-egyszerubben-1-resz.html

https://hemanufaktura.blogspot.com/2018/08/a-hoszivattyukrol-egyszerubben-2-resz.html

https://hemanufaktura.blogspot.com/2018/08/a-hoszivattyukrol-egyszerubben-3-resz.html

https://hemanufaktura.blogspot.com/2018/08/a-hoszivattyukrol-egyszerubben-4-resz.html

https://hemanufaktura.blogspot.com/2018/08/a-hoszivattyukrol-egyszerubben-5-resz.html

https://hemanufaktura.blogspot.com/2018/08/a-hoszivattyukrol-egyszerubben-6-resz.html

Kérdés esetén:

gabor.kun@hemanufaktura.com

 

A hőszivattyúkról egyszerű(bb)en, 2. rész: A hőszivattyúk lélektana

A sorozat első részében megismerkedtünk az alapokkal, most kicsit mélyedjünk el a hőszivattyúk épületgépészeti oldalában is.

Először is tisztázzuk az épületgépészeti (és nem hűtéstechnikai) szempontú hőszivattyú kritériumait. Akkor beszélhetünk hőszivattyúról, ha az adott berendezés az adott épületgépészeti szempontból releváns üzemviteli határok teljes tartományában, vagy annak egy meghatározó részében hatékonyan képes hőenergiát előállítani.
Nyilvánvalóan minél nagyobb hányadát képes egy berendezés lefedni a gépészetileg elvárható üzemviteli határoknak, annál jobban használható, és jellemzően a tartóssága is annál nagyobb.
Természetesen a megkívánt működési határok az elmúlt néhány évtizedben finomodtak, és ennek köszönhetően tudtak a mai modern hőszivattyúk elterjedni. Ennek legjellemzőbb hatása a kívánt fűtési vízhőmérsékletek csökkenése, mely a sugárzó fűtések elterjedésétől kezdve, a kondenzációs kazánok térhódításán át, az energia hatékonyság növeléséig, számos irányelv változás hatása.
Ebből a szempontból, és egyik gyártó fölött sem ítélkezve, megbízható, hatékony és egyáltalán használható hőszivattyúnak azt lehet tekinteni, ami az adott ország általános klímatechnikai jellemzői mellett képes szinte a teljes évben működni.
Miért fontos kérdés ez? Mert például egy dél-európai klímatechnikai viszonyokra tervezett berendezés a közép-európai alacsony hőmérsékletű telével nem biztos, hogy megbirkózik, vagy csak nagyon rossz hatásfokkal. De ugyanez igaz a skandináv gyártókra is, itt jellemzően a nyári fűtés- (HMV) és hűtés-üzem szokott gondot okozni.
A kérdés másik fontos oldala a maximális fűtési előremenő. Manapság a csúcskategóriás termékek esetén a 65°C-os vagy magasabb maximális üzemszerű hőmérséklet kívánatos. Az úgy nevezett alacsony hőmérsékletű berendezések esetén pedig az 55°C. Ettől alacsonyabb üzemi fűtési hőmérséklet előállítására alkalmas berendezéseket csak erősen korlátozottan lehet használni, jellemzően speciális rendszeralkalmazásokra fejlesztik őket. Természetesen léteznek (cégünk kínálatában is) olyan berendezések, melyek igen magas, akár 95°C fölötti hőmérsékletek előállítására is képesek, ám ezek jellemzően az ipar számára készülnek és kivétel nélkül egyedi kialakításban az igényekre szabva. Nem tekinthetőek mindennaposnak.



A hőszivattyúk piacán egy újabban egyre népszerűbb terület a beépített vezérlések és szolgáltatások köre. Ez természetesen egy fontos dolog is, hiszen egy hűtőgép épületgépészeti szempontból akkor lesz jó hőszivattyú, ha legalább az alap gépészeti szabályozástechnikai feladatokat ellátja. Ezzel párhuzamosan hasznosak a mai technikai lehetőségek, mint például a távoli elérés.
Ebben a kalapban azt lehet mondani, hogy vagy nagyon alapvető funkciókkal rendelkeznek a berendezések, vagy viszonylag sok szolgáltatással.
Az alapfunkciók esetével nincs gond, ha társul hozzá valamilyen külső beavatkozási lehetőség, és mondjuk egy komolyabb tudású épületautomatikával megtámasztva elég jó és szerteágazó funkciók alakíthatóak ki. Ezzel annyi a probléma, hogy a legtöbb ilyen gyártó esetén a beavatkozások lehetősége nagyon csekély, nem ritkán egyenlő a nullával, illetve a kiegészítő automatika oldalhoz nehéz jó megoldást találni, természetesen tisztelet a kivételnek.
A másik, és talán egyre népszerűbb véglet, hogy mindent a gyártó a saját szabályozásával akar megoldani. Nem tagadom itt is vannak jó megoldások, de sajnos sokszor tapasztaltam, hogy a sokat akar keveset fog elv érvényesül, és inkább csak bekorlátozza a felhasználót (és a tervezőt) a komplex és nem személyre szabható rendszer. Tipikus eset, amikor a gyártó szabja meg, hogy hogyan is kellene az adott épületnek működnie, ami sok esetben megfelelő, de sok esetben abszolult nem az.
Itt szeretném kiemelni, hogy például a cégünk hőszivattyúi esetén az általános gépészeti szabályozásokat maradéktalanul kezeli a gyári vezérlés (sőt elég sok szolgáltatással rendelkezik), de lehetőség van szinte teljes külső beavatkozásra (természetesen ez nem érinti az alapvető védelmi mechanizmusokat, működtetéseket) is, és így akár egyedi igényekre szabott feladatokat is meg tudunk valósítani, teljesen a vevői elvárásokra szabva. Ezt a csapásvonalat képviseljük a saját fejlesztésű rendszereink esetén is.

A hőszivattyúk kiválasztásánál a végső alapvető kérdés a hőforrás szokott lenni....
Hőforrásként minden olyan megfelelő energia tartalommal rendelkező közeg alkalmas, mely a berendezésünket képes kiszolgálni. Mit jelent ez? Minden közeg megfelelő, melyből tudunk energiát kinyerni (hőmérséklete a hőforrás oldali működési határba beesik), és megfelelő mennyiségben rendelkezésre áll a berendezésünk teljesítményéhez mérten, valamint fizikális és kémiai szempontból egyaránt alkalmas hőforrásnak.
Folyt. köv.. 

 

A sorozat részei:

https://hemanufaktura.blogspot.com/2018/08/a-hoszivattyukrol-egyszerubben-1-resz.html

https://hemanufaktura.blogspot.com/2018/08/a-hoszivattyukrol-egyszerubben-2-resz.html

https://hemanufaktura.blogspot.com/2018/08/a-hoszivattyukrol-egyszerubben-3-resz.html

https://hemanufaktura.blogspot.com/2018/08/a-hoszivattyukrol-egyszerubben-4-resz.html

https://hemanufaktura.blogspot.com/2018/08/a-hoszivattyukrol-egyszerubben-5-resz.html

https://hemanufaktura.blogspot.com/2018/08/a-hoszivattyukrol-egyszerubben-6-resz.html

Kérdés esetén:

gabor.kun@hemanufaktura.com

 

A hőszivattyúkról egyszerű(bb)en, 5. rész: Víz-víz hőszivattyúk

A hőforrások negyedik csoportja a víz-víz rendszerek. 
Ez hazánkban általában kútvizet jelent, de megfelelő kezelés után gyakorlatilag bármilyen elfolyó vagy csurgalék víz alkalmas közeg tud lenni. A rendszerek primer energetikai mutatói (COP) itt a legnagyobbak, össz energetikában már kicsit rosszabb lehet a dolog. Jellemzően a kútviz szivattyúk teljesítmény igénye elviszi a kimagasló hatásfokot, de ennek ellenére is jó döntés a rendszer alkalmazása.

Kútvizes rendszerek esetén a hőforrást valamilyen talajvíz, vagy felső felszín alatti víz adja.
A kialakítás tekintetében általában normál fúrt kutas rendszert szoktak alkalmazni. Jellemzően egy vagy több forrás kúttal és legalább ugyanennyi vagy több nyelő kúttal.
A kialakításnál nagyon fontos tényező, hogy a kitermelt vizet ugyanazon rétegbe, de távolabb juttassuk vissza. Ez egyrészt a közegünk állandó és szinte el nem fogyó folyamatosságát teszi lehetővé, másrészt mindenképpen környezetvédelmi kötelesség és felelősség.
A forrás és nyelő kutak távoli elhelyezése pedig energetikai szempont. Hiszen, amennyiben azonos rétegekben dolgozunk, úgy a munkát végzett vizet visszajuttatva gyakorlatilag egy kényszeráramlást próbálunk létrehozni a kutak között. A nyelőből a forrás felé áramlása során a "fáradt" víz friss bázisokkal keveredik és útja során ismét hőenergiát tud nyerni (vagy hűtésben leadni) a környező talajtömegből. Ez egy folyamatos és fenntartható körforgás.
A fenti folyamat fenntartásához, természetesen, szivattyúzási munka szükséges, az esetek nagy részében nem is kevés. Zárt rendszer lévén nem csak a forrás oldali kiemelésről kell gondoskodnunk, de a nyelő oldali visszasajtolásról is, ami kedvezőtlen viszonyok esetén nem kis feladat, néha egyenesen lehetetlen.
Itt szeretném egyébként megjegyezni, amit a gyártók nem szeretnek kihangsúlyozni, hogy a kútvizes rendszerek a leginkább karbantartás igényesek. A kutak és a teljes rendszer rendszeres karbantartása és karbantartatása elengedhetetlen, és a megbízható üzemvitel alapvető feltétele.
Ezen többlet költség és energia igényekkel együtt is, a kútvizes rendszerek össz energetikai mutatói kimondottan jók lehetnek, kedvező körülmények mellett. Megvalósításuk akadálya általában az engedélyeztetési eljárás bonyolultsága és így költségessége szokott lenni.
Azonban itt érdemes megjegyezni, hogy nem minden esetben jó választás a kútvizes rendszer, hiszen bizonyos rétegvizek vagy talajvizek egyszerűen nem alkalmasak egy üzembiztos és gazdaságos rendszer kialakítására.

A fentiek egy jó alternatívája a különféle elfolyó és csurgalék vizek, technológiai vizek felhasználása. Megfelelő mennyiségben és megfelelő minőségre hozatal után, gyakorlatilag bármely állandó térfogatáramú folyadék megfelelő hőforrásként szolgálhat a hőszivattyús rendszerekhez. Ez nálunk még egy kevéssé kihasznált lehetőség, de jó lehetőséget biztosíthat.


Ha már megbarátkoztunk a hőszivattyúkkal és a hőforrás kérdés is kristályosodni látszik, akkor már csak egy kérdés marad, milyet és kitől?
A következő részben erre is próbálok választ adni.

Folyt.köv.....

 

A sorozat részei:

https://hemanufaktura.blogspot.com/2018/08/a-hoszivattyukrol-egyszerubben-1-resz.html

https://hemanufaktura.blogspot.com/2018/08/a-hoszivattyukrol-egyszerubben-2-resz.html

https://hemanufaktura.blogspot.com/2018/08/a-hoszivattyukrol-egyszerubben-3-resz.html

https://hemanufaktura.blogspot.com/2018/08/a-hoszivattyukrol-egyszerubben-4-resz.html

https://hemanufaktura.blogspot.com/2018/08/a-hoszivattyukrol-egyszerubben-5-resz.html

https://hemanufaktura.blogspot.com/2018/08/a-hoszivattyukrol-egyszerubben-6-resz.html

Kérdés esetén:

gabor.kun@hemanufaktura.com

 

Ismeretlen ismerős az OCHSNER osztrák hőszivattyúmárka

Ismeretlen ismerősként köszön az OCHSNER osztrák hőszivattyú márka. A gyártó korábban is jelen volt a hazai piacon, azonban néhány éves szünet után ismét képviselteti magát Magyarországon, mely képviseletre cégünket, a Hőerőgép Manufaktúrát kérték fel.

Az OCHSNER cégcsoport több, mint 100 éves múltra tekint vissza, jelenleg is családi tulajdonban van, beszállítói voltak az Egyesült Államok hadseregének, illetve a NASA-nak is. Környezetbarát fűtéstechnikai megoldásokkal a cégcsoport kiemelten 1978 óta foglalkozik, amikor megalapították az OCHSNER Wärmepumpen GmbH vállalatot, mely feladata a korábbi ipari tapasztalatokon alapuló, de már sorozatgyártású hőszivattyúk fejlesztése és előállítása Európában az elsők között.

A termékpaletta a kompakt 2kW-os teljesítményű készülékektől a 2,5MW-os ipari berendezésekig terjed. Hőforrás tekintetében minden esetre biztosít megoldást, legyen az levegő, talajhő, víz, de akár direkt elpárologtatású kollektor is. A maximális fűtési vízhőmérséklet kielégíti valamennyi modern rendszer igényét, így a geotermikus készülékek típustól függően 68°C vagy 65°C-os maximális előremenő vízhőmérséklettel érhetőek el, míg a levegő-víz rendszerek 65°C-os hőmérséklettel. Azonban a gyártó minden igényre igyekszik reagálni, így a levegő-víz rendszerek esetén egy úgy nevezett belépő kategóriás sorozat is elérhető maximálisan 55°C-os előremenő hőmérséklettel, és kedvező árszabáson. De természetesen a különleges igények sem jelentenek problémát, az ipari géposztályból elérhető maximum 130°C-os fűtővíz hőmérsékletű berendezés is.
Az OCHSNER tipikusan európai gyártó, de exportál berendezéseket a távol-keletre is. A jelenlegi Európai rendszerek száma meghaladja a 140.000 darabot, melyből több, mint 50 magyarországi telepítésű, így európa egyik legmeghatározóbb hőszivattyú gyártója. A berendezések a családi házaktól, a társasházakon, irodaházakig át, az épületkomplexumokig, minden épületben megtalálhatóak.
A készülékei mindegyikére jellemző az átgondoltság és megbízhatóság. A komponensek összeállításakor szembe mennek a jelenlegi down-sizing trendekkel, jellemzően túlméretezett egységekkel biztosítják a tartós, 20 vagy akár több esztendős élettartamot. Kiváló bizonyíték például a levegő-víz berendezéseik extrém alacsony kültéri zajtszintje.
Minden fejlesztés vagy újítás szigorú laboratóriumi tesztek sorozatán megy keresztül, mire kikerül az osztrák belpiacra, és csak 100%-ban megnyugtató esetben indul el az exportálás. Az alkalmazott technológiák vezető és iránymutató mivoltát rendszeres világrekord hatékonysági mutatók igazolják, melyhez a teszt méréseket a független és akkreditált svájci WPZ laboratóriuma végzi.

Az OCHSNER Wärmepumpen az idei kerek évfordulójára továbbfejlesztett úgy nevezett „M” szériás berendezésekkel jelent meg, melyekre a kompaktabb méret, a továbbfejlesztett rezgés- és hangcsillapítás, szélesebb integrált komponens választék és könnyebb telepítés a jellemző. Megerősítve a leendő tulajdonosokat a megbízhatóságban, a rendszerekre 5 év teljeskörű jótállás vonatkozik.
De természetesen a külcsín sem utolsó, az új dizájn része a színesebb, de letisztultabb megjelenés, és a számtalan RAL színben elérhető és így a környezetéhez igazítható kültéri egység.

Az OCHSNER hőszivattyúit mindazoknak ajánljuk, akik prémium minőség mellett szeretnének nagyon jó ár-érték arányú rendszert kapni. Azoknak, akik több, mint 40 év hőszivattyús tapasztalatán alapuló berendezéseket szeretnének vásárolni. Akiknek fontos a stabil gyártói háttér, mind a cég, mind pedig a support tekintetében. De elsősorban azoknak, akik minden körülmények között szeretnének biztosak lennie rendszerük megbízhatóságában.

Ez az OCHSNER filozófia, mely pénzben nem mérhető, de a tulajdonosok rendkívül pozitív tapasztalatain alapul.
És ennek a filozófiának bárki részese lehet….

Bővebb információ a www.hemanufaktura.com és shop.hemanufaktura.com

Közösségi média kapcsolataink: facebook.com/hemanufaktura és hemanufaktura.blogspot.hu