OTTHONTECHNIKA Bt: Hőszivattyú -> A hőszivattyú működése

HŐSZIVATTYÚ

KAPCSOLAT

8300 Tapolca, Vajda János u. 119.
Mobil.: +36 30 3966 871
Fax/tel: +36 87 413 414
E-mail: info@otthontechnika.hu
Cégjegyzékszám: 19-06-508570
Adószám: HU 22352776-2-19
Számaszám: 11748052-20036696

Hőszivattyú működése

A berendezés a működtetésére felhasznált energiát nem közvetlenül hővé alakítja, hanem a külső energia segítségével a hőt az alacsonyabb hőfokszintről egy magasabb hőfokszintre emeli, legtöbbször a föld, a levegő és a víz által eltárolt napenergiát hasznosítva. (Mert külső energia felhasználása nélkül , "magától" a hő csak melegebb helyről tud a hidegebb hely felé áramlani.)
A hűtőgép is hasonlóan működik: a szekrény belsejéből szállítja el a hőt, tehát hűti, majd ezt a hőmennyiséget a hátulján levő csőkígyón adja le.

A geotermikus hőszivattyú például a "föld" (talaj, talajvíz) és a ház belső terei között szállít hőt.
A talaj mélyebb rétegeinek hőmérséklete télen-nyáron állandó (pl. 6 méter mélyen átlagosan +12 °C): télen melegebb, nyáron hidegebb, mint a levegő hőmérséklete. A szállítási irányon változtatva télen a talajtól hőt elvonva fűthetünk, nyáron a talajt melegítve hűthetjük a házat. (illetve melegvizet állíthatunk elő télen-nyáron)
A hő szállításához folyamatosan elektromos energiát kell a rendszerbe táplálni. A rendszer hatékonyságát az ún. munkaszámmal (COP=Coefficient of performance) jellemezhetjük, ami azt mutatja meg, hogy a hőszivattyú által leadott hasznos hőteljesítmény hányszorosa a működtetéshez felhasznált hajtási teljesítménynek. Ez azonban az év folyamán változhat a hőforrás hőmérsékletének változásával, ezért az egy évre vonatkozó energiaszám (JAZ - Jahresarbeitszahl:éves munkaszám) pontosabb képet ad a hőszivattyú teljesítményéről. Ez elsősorban attól függ, hogy mekkora hőmérsékletkülönbséget kell áthidalni (a hőforrás és a fűtési előremenő hőmérséklet különbsége), általában három és öt közötti érték, tehát egy egység villamos energiával három-öt egység hőenergiát állíthatunk elő. (szemben az elektromos fűtéssel, ahol egy egység villamos energiával egy egység hőenergiát kapunk.)

Mitől melegít a hőszivattyú télen?

Ha egy gázt összepréselünk, a molekulái közelebb kerülnek egymáshoz,és egyre gyakrabban összeütköznek. A sok karamboltól a gáz felmelegszik! Amikor a biciklipumpával összesűrítjük a levegőt, hogy a kerekünkbe bepumpálva, az jó kemény legyen, akkor a pumpa bizony jó forró lesz! A hőszivattyúban pontosan a fenti egyszerű fizikai folyamatok játszódnak le. Egy csőben olyan különleges anyag kering a nyilak irányában, amelyik nyomásváltozás hatására könnyedén változtatja halmazállapotát.

Hirtelen összesűrítjük a gáz halmazállapotú anyagot, egy kompresszor segítségével. A gáz ettől erősen felmelegszik.
A meleget - egy hőcserélőn keresztül - lakásunk fűtésére, melegvíz készítésre használjuk fel, közben a gáz kihűl, lecsapódik, folyadékká válik.
A folyékony közeget - egy úgynevezett expanziós szelep segítségével - egy szempillantás alatt, nagyobb keresztmetszetű csőbe, tehát tágasabb helyre engedjük,. A lecsökkent nyomás hatására anyagunk újra gáz halmazállapotúvá válik kiterjed, és ettől erősen lehűl.
Mivel a külső környezetünk még a leghidegebb téli napokon is melegebb, mint most a gázunk, ezért – egy második hőcserélőn keresztül – a környezetünkből hőt vonunk el. Így „lopunk” energiát a természettől!
…És körfolyamatunk újra az 1. ponthoz ér!

Hogyan hűt a hőszivattyú nyáron ?

Nem kell mást tennünk, mint, - egy viszonylag egyszerű kiegészítő szerelvény segítségével -megfordítjuk a fenti körfolyamatot!
Az összesűrített – ezért forró – gázt a természettel lehűtetjük, és a kiterjedt – ezért hideg – közeget otthonunk hűtésére használjuk!

Nem kell mást tennünk, mint, - egy viszonylag egyszerű kiegészítő szerelvény segítségével -megfordítjuk a fenti körfolyamatot!
Az összesűrített - ezért forró - gázt a természettel lehűtetjük, és a kiterjedt - ezért hideg - közeget otthonunk hűtésére használjuk!

Kompressziós hőszivattyú működése

Két hőcserélőt egy körvezeték köt össze.
Egy kompresszor a csővezetékben olyan munkaközeget keringet, mely-nek igen alacsony a forráspontja, csak nagy nyomás alatt cseppfolyósodik.
A hideg oldali hőcserélő előtt a folyé-kony halmazállapotban lévő munka-közeg nyomását egy nyomáscsök-kentő szelep leejti 1,7 bar-ra.
Ekkor a munkaközeg hevesen elpárolog, -2°C-ra lehűl és a párol-gáshoz szükséges hőt a hőcserélő másik oldalán átfolyó környezeti közegből (jelen esetben levegőből, de lehet vízből, termálvíz hulladékból. szennyvízből, stb ) vonja el, annak lehűtésével.
A 3 °C- re felmelegedett munkaközeget a kompresszor elszívja, besűríti 13,5 bar nyomásra, melytől 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.