Árajánlat

Szeretnék árajánlatot kapni!

zubadan-hoszivattyu-kep2

Ingyenes felmérés Budapest és Dunakanyar térségében!

Tervezés, kivitelezés, pályázatírás

Zöldparázs Kft

EMAIL-logo

Hőszivattyú működése

Hőszivattyú működése

 

Hőszivattyú, a hőt elvonó-átadó gép

Sokan a hűtőszekrény példáját hozzák fel, amikor a hőszivattyú működését igyekeznek megmagyarázni. Igen ám, de hogyan működik a hűtőszekrény? Erre később visszatérünk, egyelőre csak annyi, hogy a hűtőszekrény is fűt, mégpedig hátul, a fekete csövein keresztül, erről bárki megbizonyosodhat, aki a csöveket működés közben megfogja. A cső meleg, a hűtőszekrény tehát kívül fűt, belül hűt, azaz ha úgy vesszük, hőszivattyúként üzemel. Ez így persze egy vicces megközelítés, de a fizikai folyamatok ugyanazok mint a valódi hőszivattyú esetén.


A hőszivattyú működésének fizikai magyarázata, avagy hogyan lehet hidegből meleg

A hőszivattyúban mégis hogyan lesz a -15C°-os levegőből 45C° hőmérsékletű fűtővíz? Nem égetünk el semmit, sem gázt, sem szenet, sem mást. A folyamathoz kisebb részt elektromos áramot használunk, de ezt nem arra használjuk, mint pl. egy villanybojler esetén, ahol az elektromos áram közvetlenül felmelegít valamit. Ha ez így lenne, a hőszivattyú a világ legdrágább fűtési módja lenne, pedig fordítva van, a hőszivattyúval igen-igen olcsón lehet fűteni. Hogyan lehetséges ez? A megértéshez ismerni kell hat fizikai jelenséget:

  1. A folyadékok forráspontja függ a nyomástól. Minél alacsonyabb a nyomás, a folyadék annál alacsonyabb hőmérsékleten forr el. A Himaláján sokkal alacsonyabb hőmérsékleten forr fel a víz.
  2. A forrás nem más mint párolgás (fizikai értelemben ugyanaz a jelenség), a különbség csak az, hogy a folyamat nem a folyadék felszínén, hanem a belsejében zajlik le.  A párolgásnál (forrásnál) ne csak a  magas hőmérsékleten elforró teavíz jusson eszünkbe, hanem pl. a szalmiákszesz vagy az ammónia is, amik már igen alacsony (szobahőmérsékleten) is elpárolognak.
  3. A párolgás hőelvonással jár, azaz ha egy felületről elpárolog valami, akkor az lehűl. Ha lehűl, akkor a felület hőt veszít, de ez a hő nem „vész el”, hanem annak az anyagnak adódik át ami elpárolgott róla (energiatartalma ún. látens hő formájában raktározódik el az immár légnemű anyagban).
  4. A gázok (levegő, ammónia, bármilyen mesterséges gáz) összenyomásakor magas hőmérséklet keletkezik, és nagy nyomás. Ha a bicikli kerekét pumpáljuk, a pumpa felmelegszik.
  5. Légnemű anyagok hideg felülettel érintkezve lecsapódnak, halmazállapotuk átalakul. Ez a jelenség játszódik le nyáron, a hideg söröskorsó felületén kiülnek a levegő páratartalmából származó vízcseppek. Ez a folyamat a kondenzáció, a levegő páratartalma a söröskorsón kondenzálódott. Ez a 3. fizikai jelenség ellentéte.
  6. A nyomás hirtelen csökkenésével a közeg hőmérséklete lecsökken, ez a 4. fizikai jelenség ellentéte. Ezt láthatjuk (láthattuk a palackos ásványvizek forradalma előtt) amikor a szódáspatront beletekerjük a szifonba, a CO2 kiáramlik a patronból, a patron annyira lehűl, hogy felülete deres lesz.

 

A hőszivattyú részei, avagy mivel valósulnak meg ezek a fizikai folyamatok

 

A hőszivattyú négy alapvető alkatrészből áll, amik a fenti fizikai folyamatokat valósítják meg, és használják ki, ezek:

kompresszor

kondenzátor

elpárologtató expanziós szelep

hűtőgáz palackban, palack a dobozban

(munkaközeg)

szabályozó elektronika

A hőszivattyúk speciális gázzal vannak feltöltve, ezek technikai elnevezése pl. R407C, R410A, stb. A folyamat lényege, hogy ez a gáz változtatja halmazállapotát, a hőszivattyúban egyszer gáz, aztán folyadék, aztán megint gáz és megint folyadék. Ez úgy lehetséges, hogy a hőszivattyú elpárologtató oldalán alacsony a nyomás (ez a kompresszor szívó oldala), a hőszivattyú kondenzátor oldalán pedig magas (ez a kompresszor nyomó oldala). Az elpárologtatóban a gáz hőt vesz fel (erre képes, hiszen ott hevesen elpárolog). Ez megtörténhet akár -15C° külső levegő segítségével, mert a speciális gáz úgy van „megalkotva”, hogy alacsony nyomáson ez is lehetséges legyen. A gázt a kompresszor összenyomja (a gáz hőmérséklete megnő), a kompresszor belepréseli a gázt a kondenzátorba, ahol az a hideg (relatíve, hozzá képest hideg) felülettel találkozva kondenzálódik, hőjét átadja a fűtési víznek. A fűtést itt megtörtént, a folyamatot már csak „be kell zárni”, hogy körfolyamat lehessen belőle, ehhez a folyadék nyomását le kell csökkenteni. A körfolyamat ezen pontján folyadékról beszélünk, hiszen a gáz a kondenzátorban kondenzálódott, azaz lecsapódott. A nyomás csökkentésére a fojtószelep ill. expanziós szelep alkalmas, ez valósítja meg a 6. fizikai jelenséget. Az immáron kis nyomású folyadék, lehűlt állapotban visszajut az elpárologtatóba, és a folyamat kezdődik elölről.

 

Az elpárologtató és a kondenzátor általában lemezes hőcserélők. A lemezek között áramlik a folyadék, illetve a hűtőközeg, egymással nem tudnak keveredni, de hőtartalmuk átadódik egymásnak. Ugyanaz történik, mint amikor a forró teát hideg vízbe tesszük, hogy gyorsabban kihűljön. A tea kihűl, a víz felmelegszik, a két anyag nem keveredik egymással. A lemezes hőcserélő is így működik csak természetesen egészen más hatásfokkal adja át a hőt.

A hőszivattyú tehát nem más, mint egy olyan gép, ami energiát vesz fel valahonnan, és ezt az energiát "átáramoltatja" vagy más szóval átszivattyúzza egy másik helyre. Például felveszi az energiát a geotermikus szondából, és átszivattyúzza a ház fűtési rendszerének.

 



A hőszivattyú ha az egyik végén fűt, a másik végén biztosan hűt

Ez a hőszivattyú fűtési üzemmódjának a működése alapismeretek szinten, természetesen igen sokk függ az elpárolgás és a kondenzáció körülményeitől, és a komprimálás (sűrítés) hatásfokától. A hőszivattyú hűthet is, ha a körfolyamat megfordítható, azaz ami fűtéskor elpárologtató volt az most kondenzátor lesz, és ami kondenzátor volt elpárologtató funkciót fog betölteni. Pl. a képen látható levegő-víz hőszivattyúnak a kültéri egysége hőszivattyús üzemmódban (azaz fűtéskor) elpárologtató, de ha ugyanezt a gépet hűtésre használjuk, akkor ez a kültéri mint kondenzátor üzemel. hőszivattyú kültéri egységeTehát ami eddig hő forrás volt (pl. levegő), az ezután hő elnyelő lesz, és a víz amit fűtés üzemben felfűtöttünk, az hűtés üzemben a hő forrása lesz (tehát hűteni fogjuk). Befejezésül a hűtőszekrényről. A hűtőben is ugyanezek az alkatrészek foglalnak helyet, kompresszor, kondenzátor (a fekete csövek a hűtő hátulján), és megvan az elpárologtató is, a belső térben, a burkolat alatt elrejtve, igaz, e két utóbbi alkatrész nem lemezes hőcserélő formájában jelenik meg, hanem kis átmérőjű, kígyóvonalban vezetett cső formájában.

 

 

Olvasson itt is a hőszivattyú működéséről: hőszivattyú működése

weboldal készítés, honlapkészítés, Joomla weboldal készítés, Joomla keresőoptimalizálás