belépés / regisztráció
2020. november 29. vasárnap
Aktuális lapszám

Geotermikus hőhasznosítás magasabb hatásfokkal

A legutóbbi, globális klímacsúcs is egyértelműen beigazolta, hogy energiafogyasztásunkon belül a fosszilis energiahordozók magas részarányának súlyos következményei vannak a környezetre, mert ezek elégetése során káros anyagok, mint például kén-dioxid és nitrogén-oxidok szabadulnak fel nagyobb mennyiségben. Egyes vélekedések szerint már az utolsó előtti órában vagyunk ahhoz, hogy tegyünk ez ellen. A kezdő lépéseket a fejlesztők hosszú évekkel ezelőtt megtették…

 

…és azóta is a technológiai megoldások továbbfejlesztésén dolgoznak, ugyanis a lakóterek fosszilis energiahordozókkal történő felfűtése jelentősen hozzájárul a káros anyag kibocsátáshoz (CO2). Az olaj- és gázforrások korlátozott rendelkezésre állása miatt is problémás a fosszilis energiahordozók magas részaránya az energiaellátáson belül, az áramtermelés módja pedig a jövőben még inkább a megújuló, illetve az újonnan felfedezett előállítási eljárások irányába mozdul.

A megújuló energiák korlátlanul állnak rendelkezésre és intelligens módon hasznosíthatók. Ez a tény elsősorban a földben, talajvízben és levegőben tárolt környezeti hőre vonatkozik. A hőszivattyú egy „szállító készülék”, ami ezt az ingyenesen rendelkezésre álló környezeti energiát egy magasabb hőmérsékleti szintre emeli: elvonja a környezet – talajkéregben, vízben (pl.: talajvíz) és levegőben tárolt – hőenergiáját, majd azt – hajtóenergia segítségével – hő formájában adja le a fűtési és melegvíz-készítési körfolyamatra. A hő nem adható át egy hidegebb testről egy melegebbre: mindig a magasabb hőmérsékletű testről áramlik a hidegebb hőmérsékletű testhez (termodinamika második alaptörvénye). Ennek következtében a hőszivattyúnak a környezetből felvett hőenergiát értékes energia (pl.: a hajtómotor árama) felhasználásával kell a fűtés és melegvíz-készítés számára szükséges hőmérsékleti szintre emelnie. Ma már azonban az sem mindegy, miként történik mindez.

A hőszivattyúk jelentős része ma még mindig Scroll kompresszorral készül: kisebb hátrányai ellenére (nincs lehetőség „teljesítmény-modulációra”; be kell tartani a kompresszor minimális működési idejéhez tartozó folyadékmennyiség, illetve tömegáram kritériumokat) ez a technológia – a felhasználási területet is figyelembe véve – korszerű és megbízható. Ez főleg akkor igaz, ha a hűtőkör felépítése az alábbi elvet követi (1. ábra):

A korrekt működéshez természetesen az is hozzájárul, hogy a hűtési kört – minden egyes fázisában – segédeszközök közreműködésével monitorozzuk és a mért értékeket a hőszivattyú saját vezérlésén keresztül (pl.: a kezelőfelület diagnosztikai menüszintjén belül) kijelezzük (❏ = nyomásszenzor; ❍ = hőfokérzékelő szenzor). A primer és szekunder köri nagyhatékonyságú szivattyúk fordulatszám szabályozásában sokat jelent az a tény, hogy a készülék mérni tudja a szonda, illetve a fűtésköri előremenő és visszatérő ág hőmérsékleteit, ennek köszönhetően mindkét szivattyú úgy képes a tömegáram szabályozására, hogy közben tartani tudja az ideális hőmérséklet különbséget a szonda, valamint a fűtési körben (2. ábra).

Az már csak „hab a tortán”, ha a szivattyúk szárazon futás elleni védelmét digitális nyomásszenzor felügyeli külön- külön. Visszatérve a hűtőkörre, szembeötlő változást főként a dupla expanziós szelep, valamint a kiegészítő elpárologtató jelent(het). A kiegészítő elpárologtatóval (economizer) fűtési üzemben és a tároló-töltés során is a hűtőközeg egy részét (kb.: a teljes töltet 10-25%-át) párologtatjuk el, amit aztán magasabb hőmérséklettel és nyomással (pl.: 17,5 °C/11,6 bar) juttatunk be a kompresszor szívó oldalára. A hőcserélő másik oldalán a kondenzátor felől érkező hűtőközeget hűtjük alá (3. ábra).

A hűtési körben – jelen esetben – R410A hűtőközeg cirkulál, amely kimondottan alacsony forrásponttal rendelkezik. Gyakorlati tapasztalat, hogy a magas előremenő fűtővíz hőmérsékletekkel rendelkező fűtési rendszereknél – különösen a levegő/ víz hőszivattyúknál – a fűtési periódus alatt magas hőmérséklet-különbséget kell a hőforrás és a hőhasznosító rendszer között áthidalni. Ez a korábbi, Scroll kompresszoros hőszivattyúkkal és „hagyományos” konstrukciójú hűtési körökkel, valamint az R407C hűtőközeggel nem volt lehetséges, így a magas előremenő fűtővíz hőmérsékletek eléréséhez sűrűbben kellett az elektromos fűtőpatronnak bekapcsolnia. Ha ugyanis a hűtőközeget jobban összesűrítjük, hogy magasabb előremenő hőmérsékleteket kapjunk, akkor azzal a kompresszor olajának elkokszosodását segítjük elő, amelynek következménye a hőszivattyú meghibásodása. Azonban annak érdekében, hogy az egyfokozatú Scroll kompresszorral mégis magas előremenő fűtővíz és ezzel egy időben alacsony szondaköri hőmérsékletek mellett dolgozhassunk, a hűtőkör hatékonyságának javítására a fent bemutatott hűtési kört célszerű alkalmazni. Ebben tehát a kiegészítő párologató mögött elhelyezkedő elektromos expanziós szelep segítségével vesszük el a hűtőközeg teljes tömegáramának egy részét, majd azt a szükséges befecskendezési nyomásra engedjük és egy külön bevezető vezetéken juttatjuk be a Scroll kompreszszor spiráljába. Ott a hűtőközeg a komprimálás alatt lehül, úgyhogy egy maximum 80K nagyságú hőmérséklet- csúcs biztosítható a hűtőközeg olajának károsodása nélkül.

***

1. ábra. Jelmagyarázat: 1. Elektromos rásegítő fűtés; 2. Négy-utas váltószelep (aktív hűtési üzem esetén); 3. Scroll kompresszor; 4. Kondenzátor; 5. Fűtési szivattyú (nagyhatékonyságú); 6. Kiegészítő párologtató; 7. A kiegészítő párologtató expanziós szelepe; 8. Expanziós szelep; 9. Szondaköri szivattyú (nagyhatékonyságú); 10. Párologtató; 11. Meleg víz váltószelep (külső vagy integrált tároló felfűtése esetén)
2. ábra.
​3. ábra.

FöRDőS NORBERT
termékmenedzser
Vaillant Saunier Duval Kft. - Vaillant Brand

A szerzõ egyéb cikkei:

  Vaillant recoVAIR légtechnikai rendszerek
  Az EVI elv használata szondás rendszerű hőszivattyúkban
  Moduláris felépítésű hőszivattyús rendszerek
  Melegvíz-tároló választási praktikák
  Élet az ErP után
  HMV készítési 1 x 1: egyszerű képletek gyakorlati szemszögből

A szerzõ összes korábbi cikke >>

Eseménynaptár

Hirdetés
Kiadja a Média az épületgépészetért Kft.
Szerkesztőség és kiadóhivatal:
H-1112 Budapest, Oltvány u. 43. I/2.
Telefon: +36 (1) 614 5688
E-mail: kiado@magyarinstallateur.hu

 
Előfizetésben terjeszti a Magyar Posta Zrt. Hírlap Igazg.
Előfizetés és reklamáció: +36 (1) 767-8262
E-mail: hirlapelofizetes@posta.hu
 
 
elfelejtettem a jelszavam