belépés / regisztráció
2020. december 1. kedd
Aktuális lapszám

Moduláris felépítésű hőszivattyús rendszerek

Az európai és világviszonylathoz képest Magyarországon még mindig gyerekcipőben jár a hőszivattyús berendezések térhódítása, főleg a lakossági szegmensben. A szigorodó építési normák, a környezettudatos tervezésre és energiafelhasználása történő fokozatos áttérés, a napelemes rendszerek jobb kihasználása, valamint a fosszilis tüzelőanyagokat nélkülöző hőtermelés azonban mind inkább a hőszivattyúk felé terelik a fűtéstechnika fejlődését.

 

Újépítésű családi házak esetén manapság nagy divatja van a felületfűtő, illetve hűtő rendszereknek, ami tökéletes terep a hőszivattyúk számára. Ráadásul az ország éghajlati adottsága sem szab gátat a napsütés által felmelegített környezeti levegő vagy talajkéreg „hőtartalmának” felhasználására. Ezen kívül, ha figyelembe vesszük még, hogy a kondenzációs hőtermelőkkel kiépített komplex rendszerek (készülék, HMV tároló, égéstermék elvezetés, szabályozó + tervezési, engedélyeztetési és kiépítési költségek) sem olcsók úgy, hogy közben nem oldottuk meg a hűtés kérdését, illetve nem használtunk semmilyen megújuló energiaforrást, vegyes lehet a kép. Talán nem véletlen, hogy több társasházi lakás is már levegős hőszivattyúval épül.

Visszatérve az alaptémára – gyártói oldalról – többször is felmerült már az igény, miként lehetne egy hőszivattyús palettát a különböző hőforrásokhoz (talajhő, levegő, talajvíz) úgy létrehozni, hogy azzal ne emelkedjen a komplexitás. A hazai adottságokat figyelembe véve az ideális alternatíva az lehetne, ha egyre több önálló objektum hőellátását talajhő/ víz hőszivattyúk szolgálnák, ugyanis a hőforrásként használt talajkéreg egész évben magas hőteljesítményt biztosít. A talajkéregben tárolt hő szondákkal, talaj- vagy kompakt kollektorokkal vonható el. A szondás rendszerek nagyon hatékonyan hasznosítják a hőt és különösen kisebb telkek esetén alkalmazhatók ott, ahol nincs elég hely a talaj kollektoros rendszer telepítésére. A szondákon keresztül hőhordozó folyadékot kell átkeringetni. Ehhez vízből, illetve fagyvédelmi okok miatt a környezetet nem szennyező, glikol oldatból kell keveréket készíteni.

A hőszivattyúból kilépő hőhordozó közeg hidegebb, mint a csőfal, illetve mint a szonda környezete (pl. 10 °C), így az a talajkéreg hőjét a le- és felszivattyúzás során fel tudja venni. A hőhordozó közeg hőmérséklete kb. 2–5 °C fokra melegszik fel, amíg el nem éri a felszínt. Ezt követi a hőhasznosítás folyamata az úgynevezett talajhő/víz hőszivattyúban (1. ábra).

Bár nálunk még viszonylag olcsó a fúrás, összességében a szondás rendszerű hőszivattyúk esetén a hőforrás oldal teljes körű kialakítása (felmérés, tervezés, engedélyeztetés, kivitelezés) egy költséges, igaz, alapvetően egyszeri (nagyobb) kiadást igénylő munkafolyamat. Kézenfekvő lenne tehát a talajvíz hasznosítása, ami a legkiadósabb hőforrás. Az egész évben állandó, 8–10 °C fokos hőmérséklet a többi rendszerhez képest is a legmagasabb hőkihozatali teljesítményt biztosítja. Abban az esetben, ha a talajvíz kellő mennyiségen, hőmérséklettel és megfelelő minőségben – lehetőleg csekély mélységben – rendelkezésre áll, jó hatásfokkal alkalmazható a víz/víz hőszivattyú. A talajvíz a szívókútból egy búvárszivattyú segítségével jut el a hőszivattyúhoz. A készülék felveszi a talajvíz hőtartalmát, majd a lehűlt víz egy nyelőkúton keresztül jut vissza a talajvízbe. Bizonyos területeken azonban szükség van a hőmérséklet csökkentésére (kb. 5 °C fokra), mert a talajvíz hőfokát a kultúrnövények sok helyütt jelentős mértékben emelik. A víz/víz hőszivattyúk telepítése különösen azoknál az épületeknél javasolt, ahol magasabb a fűtési hőszükséglet. Ennek a hőforrásnak általában az a hátránya, hogy alaposabb tervezést igényel, ráadásul nagyon sok esetben a kútvízben oldott anyagok magas koncentrációja teljes mértékben kizárja a közvetlen rákötés lehetőségét. Ez a korróziót, illetve lerakódásokat (iszaposodás) okozó adalékok jelenléte a talajvízben, ami elsősorban a hőszivattyú párologtatóját teszi tönkre.

Az ilyen jellegű károsodások elkerülése érdekében a kút és a hőszivattyú közé hőcserélőt kell beépíteni, de ha összehasonlítunk egymással egy azonos gyártmányú talajhő/víz és víz/víz típusú hőszivattyút, belső különbség a két verzió között alapvetően csak a párologtató előtti kialakításban van. Egy talajhő/víz hőszivattyú (jobb esetben) beépített, fordulatszám szabályozott szondaköri szivattyút, digitális nyomásmérőt, hőmérséklet érzékelőket tartalmaz, szemben a „vizes” készülék áramláskapcsolójával. Maga a hűtőkör, valamint a kondenzátor utáni fűtőkör felépítése azonban teljesen azonos mindkét géptípusnál, beleértve az elektromos egységet is, így indokolt a két verzió „összeolvasztása”. Ennek köszönhetően elegendő eleve egy talajhő/víz hőszivattyút külső hőcserélővel beépíteni (2. ábra), ugyanis károsodás esetén a hőcserélő – tisztítási célokból – könnyen kiszerelhető anélkül, hogy a beavatkozás érintené a hőszivattyú hűtőkörét. A kb. 3 K veszteség (hőveszteség a köztes hőcserélőn) a talajhő/víz hőszivattyúhoz képest – a magas talajvíz hőmérséklet miatt – elhanyagolható.

A hőforrás oldal kialakítási költsége a környezeti levegő „befogásával” minimalizálható, ugyanis a külső levegő igényli a legcsekélyebb igénybevételt a hőforrás felhasználására és szinte bármire hasznosítható. A levegő/ víz hőszivattyú egészen –20 °C külső léghőmérsékletig képes még fűtési hőt termelni, de az optimális tervezés ellenére az épület fűtéséhez szükséges hőszükséglet extrém alacsony léghőmérsékletek mellett már nem fedhető teljes mértékben le. Ezért ilyenkor egy, gyakran a hőszivattyúba beépített elektromos fűtőpatron kapcsol be a bivalens pont elérésekor. A levegő/víz hőszivattyúk legnagyobb előnye egyrészt az alacsony beruházási költségekben, másrészt abban rejlik, hogy a levegő egyedülálló hasznosításának lehetőségét gyakorlott fűtésszerelők is el tudják sajátítani, amennyiben a hűtőkör zárt rendszerű. Végeredményben ilyenkor is „szondás” rendszerű hőszivattyút használhatunk beltéri egységként, amelyhez – közvetítő közeg útján – egy kültéri kollektor csatlakozik, amely a környezeti hőt (levegő) veszi fel. A split rendszerű hűtőközeges rendszerekkel ellentétben ehhez a kültéri egységhez tehát csak a hőhordozó közeg áramlik, azonban maga a hűtőközeg nem. Ezért nem áll fenn a vezetékek jegesedésének veszélye és nincs a hűtőközeg vezetékek hosszúságfüggő nyomásesésének negatív hatása a hűtési folyamatra. Ennek köszönhetően nincsenek hőveszteségek az épületen kívül, hőtermelői oldalról pedig ismét egy talajhő/víz hőszivattyút tudunk felhasználni (3. ábra).

***

1. ábra. Talajhő/víz hőszivattyú elvi működése és főbb alkotóelemei
2. ábra. Hőszigetelt burkolattal ellátott, falra szerelhető köztes hőcserélő modul
3. ábra. Kültéri levegő/hőhordozó közeg kollektorral kombinált hőszivattyú, hőközponti kialakítással

FöRDőS NORBERT
termékmenedzser
Vaillant Saunier Duval Kft. - Vaillant Brand

A szerzõ egyéb cikkei:

  Vaillant recoVAIR légtechnikai rendszerek
  Az EVI elv használata szondás rendszerű hőszivattyúkban
  Geotermikus hőhasznosítás magasabb hatásfokkal
  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