belépés / regisztráció
2020. október 25. vasárnap
Aktuális lapszám

Hőszivattyú több hőtermelőből álló fűtési rendszerben

A jövő egyik lehetséges vezető fűtési hőtermelője a hőszivattyú, amelynek felépítése és működési módja viszonylag egyszerű, valamint jól bevált. Hőszivattyúk esetén annak érdekében, hogy 100% fűtési energiát állítsunk elő a környezet geotermikus, illetve napenergiájából, berendezéseinknek kb. 25% villamos energiára van szükségük. A hőszivattyús rendszerek talán az egyik leghatékonyabb és legtakarékosabb megoldást jelentik a földgázzal nem rendelkező családi házak, társasházak hőellátására, mert a környezetvédelem és a tökéletes komfort ideális kombinációját rendkívül magas színvonalon valósítják meg.

 

Magyarországon a lakossági energiafelhasználás jelentős részét emészti fel a fűtés és melegvíz előállítása, amelynek energiaigényét elsősorban fosszilis energiahordozók elégetésével fedezik. Az energiaárak növekedése, illetve a környezettudatos magatartás miatt azonban egyre többen választják az energiaforrásokat kímélő, gazdasági és ökológiai előnyökkel egyaránt járó fűtési módokat: erre a hőszivattyús technika valódi alternatívát kínál. További előny ezen kívül még, hogy a hőszivattyú az egyetlen olyan regeneratív fűtési hőtermelő, amely akár egész évben, önmagában képes fűtésre és használati melegvíz előállítására. Természetesen mindez csak abban az esetben valósítható meg, ha a hőforrás oldalt kellő gondossággal és pontos felmérések, méretezések sorozatának végeredményeként "állítjuk szolgálatba", szakszerű kivitelezés mellett (ezzel ma már több szakirodalom foglalkozik kellő mélységben). Ugyanez a feltétel a hőfogyasztók oldalán is érvényes, ahol a racionális felépítésre az alábbiakban röviden ismertetünk egy lehetséges rendszerkapcsolási sémát.

Talajhő/víz-hőszivattyú, a fűtési rendszer központi hőtermelője

A talajhő/víz-hőszivattyú (3) az egyik legelterjedtebb geotermikus hőtermelő, ahol a hőforrásként szolgáló talajkéreg energiatartalmának kinyeréséhez alapvetően talajszonda, talajkollektor, árok-kollektor, energiakosár és energiacölöp alkalmazható. A példában szereplő geotermikus hőszivattyú már gyárilag tartalmazza a hűtőkör alkotóelemein túl a talaj, illetve a fűtőkör fordulatszám-szabályozott keringtető szivattyúit, valamint az időjáráskövető energiamérleg szabályozót (13), utánfűtő elektromos patronnal együtt. A hőszivattyú gazdaságos, illetve hibamentes üzeméhez nagyon fontos, hogy a kompresz-szor bekapcsolása és működése szabályozható legyen, ezért a kompresszor indulása mindig az az időpont, amikor a legmagasabb hőszükséglet lép fel. Puffertároló töltése esetén az előremenő kívánt hőmérsékletének szabályozása a külső hőmérséklet függvényében történik. A hőszivattyú akkor fűt, ha a puffertároló külső érzékelője (VF 1) alacsonyabb hőmérsékletet mér, mint a kívánt hőmérséklet. Ebben az esetben a hőszivattyú addig fűt, amíg a puffertároló talphőmérséklet érzékelőjén (RF 1) a hőmérséklet el nem éri a kívánt hőmérséklet + 2 K értéket. Melegvíz üzemben a puffertároló ugyanúgy feltöltődik, amíg a fejhőmérséklet-érzékelő (SP) hőmérséklete 2 K-el magasabb nem lesz, mint a kívánt hőmérséklet. A melegvíz-készítést külső váltószelep (LP/UV1) választja szét a fűtési üzemtől, amelynek mozgása teljes összhangban áll a hőszivattyú belső motoros váltószelepével. A külső -rugós visszatérítésű - motoros váltószelep alaphelyzetben a fűtés felé nyit, ahol erre a feladatra olyan szerelvényt kell választani, amely a lehető legkisebb ellenállással bír.

Univerzális puffertároló, mint a fűtési rendszer központi eleme

Puffertárolót már a hőszivattyú is igényel önmagában, mert segítségével áthidalhatók a helyi áramszolgáltató kedvezményes tarifarendszerének időszakos üzemszünetei, valamint biztosítható az egyenletesebb kompresszor-üzem (kevesebb kompresszor ki- és bekapcsolás, hosszabb működési ciklusok). Abban az esetben, ha a puffertárolót kizárólag csak a hőszivattyú Scroll kompresszorának működésével kell összehangolni, akkor alapvetően az adott gyártó előírásai a mérvadók (pl.: egy 8 kW-os talajhő/víz-hőszivattyú esetén a kompresszor minimális üzemidejéhez (10 perc) 38 liter keringtetett folyadékmennyiség tartozik, így minimum 400 liter űrtartalmú puffertárolót kell választani (50 liter/kW). Jelen esetben azonban a puffertároló (4) összetettebb feladatot lát el, így más szempontok is befolyással vannak a tényleges űrtartalomra. Ha a fűtési hőszivattyú mellé - alternatív energiaforrásként - vegyestüzelésű kazán (1) is kerül, akkor a puffertároló minimális űrtartalmának meghatározásában már ennek a hőtermelőnek a teljesítménye a mérvadó (itt ökölszabályként a 30-50 liter/kW érték alkalmazható). Más a helyzet, ha fűtésrásegítésre (is) szolgáló vákuumcsöves kollektormezőt telepítünk, mert akv

kor a napsütéses periódusok (főleg a meleg, nyári hónapok) miatt -hőpazarló (pl.: úszómedence) hiányában - kb. 80 liter/kollektormező m2 feltétel mellett célszerű űrtartalmat számolni. Jelen esetben azonban a kollektormező (63) inkább a használati melegvíz készítését szolgálja, így kevésbé van döntő befolyása a puffertároló végleges űrtartalmára (50 liter/kollektor-mező m2, vagy a napi melegvízigény 1,5-2-szeres mennyiségének megfelelő űrtartalom).

Szolár és frissvizes állomás, mint az univerzális puffertároló szükséges elemei

A kollektormező és a puffertároló között a szolár állomás (26a) biztosít "kapcsolatot", amely beépített szolárköri és puffertöltő szivattyúval, tömegáram mérővel, valamint légleválasztóval és kellő számú hőmérséklet-érzékelővel rendelkezik. A szolár állomás a közös eBUS kommunikációnak köszönhetően folyamatos kapcsolatban áll a hőszivattyú központi vezérlésével, így a puffertároló felfűtése könnyen optimalizálható a mindenkori igényeknek megfelelően. Természetesen ez a szolár állomás is - ahogy az összes, nyomás alatt működő szolárrendszer - megfelelően méretezett szolár előtét (64), illetve tágulási (42b) tartályt igényel az üzembiztos működéshez, a biztonsági szelepen (42a) kívül.

A frissvizes állomás (26b) ugyanolyan fontos eleme ennek a rétegtöltésű puffertárolós rendszernek, mint a szolár töltőmodul. Ennél a rendszermegoldásnál már az 500 liter névleges űrtartalmú puffer is képes egy 8 kW-os hőszivattyúval az Nl=3 teljesítmény jelzőszám elérésére, ami magas melegvíz-komfortot nyújt a kellően magas teljesítményű frissvizes állomás segítségével (akár 314 liter 45 °C fokos kifolyó melegvíz-hőmérséklet 10 °C hidegvíz, illetve 60 °C fokos puffer fejhőmérséklet mellett). Ilyen nagy mennyiségű melegvíz-készítéshez azonban a melegvíz-zóna a puffer néveleges űrtartalmának kb. 50%-át teszi ki, ami különösen jó hatással van a kollektormező
kihasználtságának növelésére. A frissvizes állomás óriási előnye, hogy a melegvíz készítése átfolyó rendszerben történik, így nem kell a pangó vízben keletkező legionella baktériumok keletkezésétől tartani, illetve termikus fertőtlenítést végezni. Ezen kívül a használati melegvíz keringtető szivattyúja (ZP) is egyszerűen vezéreltethető, mert annak működését kizárólag a frissvizes állomás saját áramlásérzékelője, valamint a kifolyó melegvíz hőmérséklet-érzékelője szabályozza.

Fűtési rendszer és az utánfutó hőtermelő(k)

A szóban forgó hőszivattyú legmagasabb előremenő fűtővíz hőmérséklete 62 °C lehet, azonban a fűtési köröket ennél természetesen jóval alacsonyabb hőfoklépcsőre kell tervezni. Teljesen magától értetődő az is, hogy az összes fűtőkör kizárólag keverőszeleppel működhet az időben és hőmérsékleti profilban egymástól eltérő módon programozott üzemállapotok biztosítása miatt. A tökéletes hidraulikai viszonyt beszabályozó szelepek (31) garantálják, ezen kívül azonban a fűtőkörön minden perifériát (HKa-P/HKb-P szivattyúk és HKa/HKb motoros keverőszelepek) a hőszivattyú saját vezérlése kezel, bővítő modul (13b) segítségével. Mindkét fűtőkörhöz saját - akár szobatermosztát üzemre is képes - távszabályozó (13a) rendelhető, amelyekkel az adott fűtőkör keringtető szivattyújának működése a pillanatnyi hőszükséglethez igazítható.

A hőszivattyú - különösen a bivalens pont alatti - működésének kímélése érdekében a geotermikus hőtermelő vegyestüzelésű kazánnal (1) bővíthető, valamint a hőszivattyúba épített elektromos utánfűtő patron kiegészítésként akár villamos kazánnal (1) is kombinálható.

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
  Geotermikus hőhasznosítás magasabb hatásfokkal
  Melegvíz-tároló választási praktikák
  Élet az ErP után

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