Hőszivattyú
Hőszivattyú A hőszivattyú olyan, mint egy hűtőgép, amely hűteni és fűteni is tud. Alacsonyabb hőmérsékletű környezetből vonja el a hőt, és magasabb hőmérsékletű helyre táplálja be. A készülék egy speciális kompresszort, két nagy felületű hőcserélőt és egy nyomáscsökkentő szelepet tartalmaz. Egy hűtőkört alkotnak, melyben egy munkaközegnek nevezett anyag kering. A kompresszorhoz viszonyítva egy alacsony és egy magas nyomású kör található, mindkettőben egy hőcserélővel.
Az alacsony nyomáson a hőcserélőt elpárologtatónak hívják. (hőfelvétel) A magas nyomású oldalon a hőcserélőt kondenzátornak nevezik. (hőleadás)
Munkaközeg A munkaközeg olyan anyag, amely alacsony nyomáson folyadék halmazállapotú és nagyon alacsony hőmérsékleten képes elpárologni. Ha elpárolgott, a nyomásnövekedés hatására erőteljesen megemelkedik a hőmérséklete mely a környezetből elvont és a sűrítésre használt energiát is tartalmazza. Ha egy olyan közeggel találkozik, aminek a hőmérséklete alacsonyabb, akkor ennek átadja a hőjét, ettől pedig ismét folyékony halmazállapotú lesz, és megint képes lesz elpárologni.
Működése A hideg oldali hőcserélő előtt a folyékony halmazállapotú munkaközeg nyomását egy nyomáscsökkentő szelep leejti 1,7 bar-ra. Ekkor a munkaközeg hevesen elpárolog, -2°C-ra lehűl és a párolgáshoz szükséges hőt a hőcserélő másik oldalán található környezeti közegből vonja el, annak lehűtésével. A 3°C-ra felmelegedett munkaközeget a kompresszor besűríti 13,5 bar nyomásra, melynek következtében a lecsapódó munkaközeg felmelegszik 73,5°C-ra. A lecsapódásnál felszabadul az elvont hő, megnövelve a kompresszorba betáplált és hővé átalakult energiával. Mindezt az energiát a másik hőcserélőn áthaladva átadja a fűtési rendszerben keringő fűtőközegnek.
Carnot körfolyamat Hőszivattyúk alapvető termodinamikai körfolyamata Két izentropikus (nem vesz fel és nem ad le hőenergiát), és két izotermikus (egyenlő hőmérsékletű) állapotváltozást tartalmaz Állandó T0 hőmérsékleten Q0 hőmennyiséget vesz fel a hőforrásból Az izentropikus kompresszió után ismét állandó Tc hőmérsékleten a bevezetett W munkával megnövelt hőmennyiséget adja le a hőnyelőnek (Qc = Q0 + W) A körfolyamat egy izentropikus térfogat növekedéssel záródik.
Carnot körfolyamat A körfolyamatban lévő izotermikus állapotváltozás a hőcserélők munkaközeg oldali megvalósítása: Hőbevezetés, hőelvezetés a munkaközeg halmazállapot-változásával van egybekötve. (Pl.: a munkaközeg az alsó hőmérsékleten elpárolog, a felső hőmérsékleten pedig kondenzálódik.)
Víz A talajvíz néhány méter mélyen helyezkedik el, ennek viszonylag egyenletes a hőmérséklete és a megléte, így megvalósítható a hosszú éves működés. Az állandó hőmérsékletű +8-12°C-os talajvíz garantálja az optimális fűtési üzemeltetést. A hőnyeréshez szükséges vizet egy nyerő kútból kiszivattyúzzák, mely a hőszivattyúban lehűl és a lehűtött vizet egy másik kútba (elnyelő kútba) vezetik vissza.
Talaj A földfelszínben rejlő geotermikus energia 98%-a Napból származik. Talajkollektorokat vagy szondákat helyeznek el abba a rétegbe, ahonnan ki akarják termelni a hőt. A kollektorok vagy szondák műanyag csövekből készülnek, melyekben egy hőátadó-fagyálló folyadék (hőközvetítő folyadék) található. Ezt a folyadékot (közvetítő közeget) vezetik be a hőszivattyúba. Többféle közvetítő közeg használható fel a talajkollektoros rendszereknél: etilén glykol alapanyagú folyadékot vagy direkt elpárologtatásút (közvetlenül a munkaközeg kering a talajkollektorokban).
Levegő Ha nincs lehetőség a talaj vagy a talajvíz felhasználására, akkor a levegőt is lehetséges felhasználni. Ezt a hőforrást általában kiegészítő fűtéssel szokták alkalmazni. A levegős hőszivattyú -25°C-ig képes kivonni a külső levegőből a hőmennyiséget. A levegős (levegő-víz) hőszivattyúk döntő többsége osztott rendszerű, azaz a kültérben van elhelyezve az elpárologtató eszköz, ami a levegőből vonja el a hőt, majd az épületben a beltéri egységben leadja a hőt.
http://www.rifeng-hoszivattyu.hu/hasznos/alapismeretek http://wagnersolar.hu/hoszivattyu/elonyok# http://hu.wikipedia.org/wiki/Hőszivattyú