:: Hoszivattyús rendszerek

1. Hőszivattyú működése általánosságban
2. Fűtési célú használat
3. Hűtési célú használat
4. Kompressziós hőszivattyú elvi működése

 

Hőszivattyú működése általánosságban

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 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.)


Téli időszakban fűtési célú hőenergia előállítás:

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.

  1. Hirtelen összesűrítjük a gáz halmazállapotú anyagot, egy kompresszor segítségével. A gáz ettől erősen felmelegszik.

  2. A meleget - egy hőcserélőn keresztül - lakásunk fűtésére, melegvíz készítésre használjuk fel, közben a gáz kihűl, lecsapódik, folyadékká válik.

  3. 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.

  4. 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!


Nyári időszakban hűtési folyamat:

Nem kell mást tennünk, mint, - egy viszonylag egyszerű kiegészítő szerelvény segítségével -megfordítjuk az előzőekben leírt körfolyamatot!

Az összesűrített – ezért forró – gázt a természettel lehűtetjük, és a kiterjedt – ezért hideg – közeget otthonunk hűtésére használjuk!


Kompressziós hőszivattyű működési elve:

hoszivattyukompr_400

...