GEOTERMIKUS ENERGIAHASZNOSÍTÁS HŐSZIVATTYÚKKAL

Az előadások a következő témára: "GEOTERMIKUS ENERGIAHASZNOSÍTÁS HŐSZIVATTYÚKKAL"— Előadás másolata:

1 GEOTERMIKUS ENERGIAHASZNOSÍTÁS HŐSZIVATTYÚKKAL
Copyright, 1996 © Dale Carnegie & Associates, Inc.

2 Tervezett előadások, időbeosztás
A földhő hőszivattyús rendszerek al- kotóelemei, elvi felépítése,működési elve. A hőszivattyúk szerkezeti részei Környezetvédelmi és energetikai előnyök Ebéd A GHP-s rendszerek tervezése, gazdaságossági kérdések

3 Tervezett előadások, időbeosztás
Fejődés tendenciái,lehetőségek a hőszivattyús technikában. Kérdések,válaszok

4 1.A földhő hőszivattyús rendszerek alkotóelemei

5 1.A földhő hőszivattyús rendszerek alkotóelemei
földhőszivattyú gyűjtőrendszer (kollektor, szonda) kútszivattyú vagy keringető szivattyú épület belső hőelosztó rendszer (pl. melegvízüzemű fűtőberendezése) használati melegvíz rendszer (választható kiegészítő ún. opció)

6 1.Hőszivattyúk elvi felépítése,működési elve
Hőszivattyú Hűtőgép A hőszivattyú olyan gépi berendezés, amely az alacsonyabb hőfokszintről külső energia bevezetésével a magasabb hőfokszintre hőt szállít A hőszivattyú olyan gépi berendezés, amely az alacsonyabb hőfokszintről külső energia bevezetésével a magasabb hőfokszintre hőt szállít. A hőszivattyú az elvi működés és hőtani folyamat szempontjából egyenlő a gőznemű közvetítő közeggel üzemelő hűtőgéppel,de attól rendeltetésében eltér,ezért az alsó és felső hőfokszint eltolódik a magasabb hőmérsékletek irányába. Hőszivattyúnál az alsó hőfokszint a hőforrás, mely lehet folyóvíz,környezeti levegő, hulladékhő ,napenergia, vagy geotermikus energia.A hűtőgépeknél az alsó hőforrás a hűtőszekrény. Részei:elpárologtató- kompreszor-kondenzátor-expanziós henger (fojtószelep). Hűtőközeg: Az alacsony hőfokszinten párolgó folyadékok,illetve ezek nedvesgőz elegyei kiválóan alkalmasak hűtőközegnek,mivel a hőfelvétel és hőleadás közben a hőmérsékletük állandó marad,csak halmazállapotuk változik meg. Hűtőközegekkel szemen támasztott követelmények: - párolgáshője nagy legyen - a gőz fajtérfogata kicsi legyen(kis gépméretek) - az elpárolgási hőm.tartozó gőznyomás ne legyen lényegesen az atmoszférikus alatt(tömítési problémák).-szerk.anyagokat ne támadja meg,-ne legyen tűzveszélyes és mérgező stb. R407C

7 1.Hőszivattyúk elvi felépítése,működési elve
Cégünk kezdettől fogva a kanadai NORDIC márkanevű készülékeket forgalmazta,tervezte és telepítette. Több száz rendszert építettünk ki közel 10 év alatt ezen hőszivattyúkkal,s mintegy 90%-ban a megrendelők megelégedésére, ellentétben az egyéb EU-s hőszivattyús rendszerekkel amelyekben -ismereteim szerint- elég nehéz megelégedett vevőt bemutatni. Eleiben nem értettem,hogy ezzel a hőszivattyúval,amely sokkal „kisiparibb” módon van elkészítve,s nem tartalmaz szabályzó rendszert sem-azt mi fejlesztettünk hozzá- miért érünk el jobb eredményeket. –Először csak a körültekinti pontos hőtechnikai és hidraulikai tervezés az amiben gondolkodtam. A későbbiekben amikor komolyan belemélyedtem a hőszivattyú elméletébe,tervezésébe-jöttem rá,hogy egy lényeges elemmel igenis több van a NORDIC hőszivattyúkban-amellett,hogy reverzibilis, desuperheaterrel szerelt- s ez a hűtőközeg tartály! Ez hiányzik minden EU-s hőszivattyúból. Ez az egyszerű szerkezet teremtette meg azt az előnyt,amelyet a SPF növelésére ki tudtunk használni. Valós reverzibilis hőszivattyú körfolyamat

8 1. 2. 1. 1. CARNOT körfolyamat lgP-i diagramja. qk=i2-i3 A leadott
CARNOT körfolyamat lgP-i diagramja qk=i2-i3 A leadott hőmennyiség =q0/w= T0/T-T A hütö körfolyamat fajlagos hűtőteljesítménye c= qc/w Fajlagos fűtőteljesítmény A Carnot körfolyamat Egyfokozatú kompresszió és expanziós henger alakalmazása: lgP-i diagram ban a területek helyett(T-S) egyene szakaszok jelzik a ki és bevitt hőmennyiségeket. A /j/ elpárologtatóban(5.old) a hűtőközeg elpárolog /párolgás alatt a hőfok és nyomás állandó marad/,miközben párolgáshőjét a hűtendő anyagtól vonja el. A nedves gőz halmazállapotú közeget a /K/ kompresszor összesűríti,mely a /H/ kondenzátorban kondenzálódik,hőtartalmát leadja,végül az /E/ expanziós hengerben a szükséges alacsony hőfokszintre kerül. Az adiabatikus expanzió alakalmával a közeg entalpiájának egy része munkává alakul át és mint hőenergia a rendszerből eltűnik. Az expanziónak olyan mértékűnek kell lennie,hogy a közeg hőfoka alacsonyabb legyen a hűtendő közegénél. Adiabatikus kompresszió esetén pedig a hűtőközeg hőmérsékletét a természetes hűtőközeg hőmérséklete fölé emeljük. Adiabatikus állapotváltozás: Egy munkahengert tökéletesen szigetelünk a környezetétől,vagy az állapotváltozást olyan gyorsan hajtjuk végre,hogy a munkavégző közeg és környezete között hőcsere nem jöhet létre. Ez azt jelenti,hogy az adiabatikus expanzió munkája teljes egészében a belsőenergiából fedeződik. W1,2=cv• /T1-T2 / A kezdeti állapotjelző 1,jelölve. Az expanzió munkája pozitív,mert a T1>T2,;,,a kompressziós munka pedig negatív. Az =T0/T-T0 képletből látható,hogy a Carnot ciklus hatásfoka csak a hőfokhatároktól függ és értéke annál jobb(nagyobb) minél kisebb a hőmérséklet különbség. qo=i1-i4 (KJ/kg) Az egységnyi tömegű/1kg/ közvetítőközeggel létesíthető hűtőteljesítmény wk=i2-i1 (KJ/kg) Adiabatikus kompresszióhoz szükséges technikai munka we= i3-i4 (KJ/kg) Adiabatikus expanzióbol visszanyert technikai munka w= wk -we A hűtőfolyamat fenntartásához szükséges munka

9 1.2.1.2.CARNOT körfolyamat T-S diagramja
T-S diagamban az állapotváltozást jelentő görbe alatti terület a közölt,vagy elvont hőmennyiséggel arányos. S (KJ/kgK) A körfolyamat két izotermából és két adiabatából áll. 4,1 vonal mentén izotermikus expanzió következik be. A bevitt hőmennyiség az a,b,1,4, területtel arányos. 2,3 vonal mentén izotermikus kompresszió következik be. Az elvont hőmennyiség az a,b,2,3, területtel arányos. Entrópia: (Clausius szerint.) Az entrópia a hőegyensúlyban levő testeknek olyan tulajdonsága amely adiabatikusan reverzibilis folyamat közben nem változik. Minden más esetben entrópia változás van.

10 1.2.2.Egyfokozatú kompresszoros fojtásos,száraz ciklus lgp-i diagramja
Kompresszió: w= i2’-i’1 (izentropikus állapotváltozás) Kondenzáció: qk= i2+i1 Fojtás: Izentalpikus i=áll. Elpárologtatás: q0=i1-i4 Egyfokozatú kompresszoros fojtásos , száraz ciklus A gyakorlatban Carnot-ciklust nem használnak. Az expanziós berendezést fojtás helyettesíti, a kompresszor pedig nem nedves gőzt,hanem száraz telített,vagy a gyakorlatban kissé túlhevített gőzt szív be. Kompresszió: w= h2’-h’1 (izentropikus állapotváltozás) Kondenzáció:A kondenzátorban a túlhevített gőz a lehűlés során telített száraz gőz lesz . Fojtás: Ezen állapotváltozás során munkát nem nyerünk. Az expanzió végén 4 állapotú nedves gőzt kapunk. Elpárologtatás: A nedves gőzben levő folyadék az elpárologtatóban állandó p0 nyomáson hőt vesz fel a hűtendő közegből,amelynek hőmérséklete eközben csökken.A hűtőközegben levő folyadékfázis a felvett hő hatására elpárolog.

11 Egyfokozatú kompresszoros fojtásos,száraz ciklus T-S diagramja
1-2 között a száraz, telített hideg gőz sűrítse történik. A sűrítés 2-nél következik be a túlhevített tartományban. 2-3 között hőleadás történik p2=állandó nyomáson, a forrásponti hőmérséklet eléréséig. Ez a hőmennyiség az, amelyet a kompresszor után közvetlenül beépített elsődleges hőcserélővel(desuperheater) használati melegvíz céljára fel tudunk használni.(lásd.:9.ábra) Ez a hőmennyiség a körfolyamat összes teljesítményének 12-15%-a. A desuperheater alkalmazásának előnye főként reverzibilis(fűtő/aktív hűtő) hőszivattyúk esetében előnyös, hiszen ezzel a megoldással nyári üzemmódban ingyen az épületből elvont hőből tudunk HMV-t készíteni. Másik előnyös tulajdonsága, hogy ezen szakasz átlag hűtőközeg hőmérséklete magasabb ,mint a kondenzációs hőmérséklet, s emiatt magasabb C HMV hőmérsékletet lehet elérni optimális kondenzációs hőmérsékletnél. Hátrány ,hogy HMV termelés csak akkor történik amikor fűtési vagy hűtési üzemmódban dolgozik a készülék. Az átmeneti időszakban kiegészítő fűtésről (napkollektor, elektromos betét) kell gondoskodni. Nagyobb HMV igényű rendszereknél egy külső hőcserélő beépítésével megoldható a HMV termelés a kondenzátorról is.

12 Q0= hűtőteljesítmény [KW] P= bevitt teljesítmény [KW]
1.2.4.Energiamérleg Q0+P = Qc+Qveszt Q0= hűtőteljesítmény [KW] P= bevitt teljesítmény [KW] Qc= hőteljesítmény [KW] Qveszt= hőveszteség [KW] Qc= Q0+a• P ; Qveszt= (1-a) • P A kompresszor hővesztesége következtében nem a teljes P bevitt energia alakul át Qc kondenzátorenergiává,hanem csak egy a tényezővel csökkentett érték. a=1 veszteség nélküli ideális esetben a=0.9 hermetikus kompresszor estében a=0.8 nyitott kompresszor esetében

13 K=valós fajlagos hütöteljesítmény
1.2.5.Jósági fok CK=K/KC K=valós fajlagos hütöteljesítmény KC =ideális fajlagos hütöteljesítmény CK= (hideggözös kompressziós ber.) Energy Efficiency Ratio EER= Hűtőtelj.BTU/h/telj.felvétel W-ban Coefficient of Performance COP= Hasznos telj.W/telj.felvétel W Jósági fok A belső folyamat egyszerűen számolható fajlagos hűtőteljesítménye a gyakorlatban nem érhető el.A valós folyamatok minőségének megítélésére szolgál a valós és az ideális fajlagos hűtőteljesítmény hányadosa,amit exergetikai jósági foknak nevezünk. Az angolszász mértékrendszerben a fajlagos hűtőteljesítmény helyett a következő fogalom szerepel: EER Ezt a fogalmat azonan egyre inkább felváltja a hőszivattyúkra már ismert hányados: COP amely megegyezik a már ismertetett k fajlagos hűtőteljesítménnyel.

14 COP,EER. SPF értékek A hőszivattyú leadott fűtőteljesítményének és effektív teljesítményfelvételének az aránya. Coefficient of Performance COP= Hasznos telj.W/telj.felvétel W COP = TC / (TC – T0) Az EER érték A hőszivattyú felvett (hűtési) teljesítményének és effektív teljesítményfelvételének az aránya A hőszivattyúk hűtési üzemmódjának energetikai értékelésére szolgál. Energy Efficiency Ratio EER= Hűtőtelj.kW/elektromos telj.felvétel kW

15 COP,EER. SPF értékek Az SPF érték (Seasonal Power Factor)
A hőszivattyús rendszerek összehasonlításra igazi alapot a SPF [kWh/kWh] értékek adnak, hiszen fűtés közben a pillanatnyi COP-értékek a puffertartály, a talaj és a fűtési előremenő víz hőmérsékletétől függően állandóan változnak.

16 Az SPF érték meghatározása
A zártrendszerben víz kering, amelyet egy meghatározotthôteljesítménnyel fûtenek. Ez a hô egy földhôszondán keresztül a földbe áramlik. A rajzon is feltüntetett be és kilépô hômérsékleteket a készülék folyamatosan méri. A hômérsékletgörbék alapján a talaj (földtani közeg) hôvezetô képességét Kelvin vonalforrás (vonalmenti hôvezetés) elmélete segítségével, a szonda teljes hosszán meg lehet határozni és végül átlagolni.

17 Az SPF érték meghatározása

18 EVI kompresszoros körfolyamat

19 Valós reverzibilis „EVI” körfolyamat

20 Valós reverzibilis „EVI” körfolyamat

21 Hőszivattyúk szerkezeti részei Copeland Scroll kompreszorok
Scroll kompresszor Eredete A spirál kompresszorokkal 1905-ben Francia mérnök Jean Creux kezdett el foglalkozni.A technológia fejletlensége miatt a működő prototípusnak várnia kellett a század II.feléig. Ennek a kompresszornak az elkészítése zárt szerkezeti megoldást igényelt,többek között azért,mert nagy precizitású gépi szerszámokkal lehetett előállítani,amelyeket a háború utáni években fejlesztettek ki. Ezen kompresszorok működési elve alapvetően különbözik a hagyományos dugattyús kompresszorokétól. Ennek következtében számos előnye van mind működésben,mind szerkezetében,mind funkciójában. Ezen spirál kompresszorok megjelenése radikális áttörést jelent a technológiában,ami jelentősen megváltoztatta a szerkezetet a teljesítményt és az élettartamot. Fontos befolyással lesz a légkondicionálásban a hőszivattyúk alkalmazásában és a hűtőiparban a XXI.században. Két archimedesi spirálból áll.A felső spirál mozdulatlan,az alsó excentrikusan elmozdul a hajtó tengelyen és leír egy orbitális pályát.

22 Hőszivattyúk csoportosítása
Monovalens rendszer: Talaj mélyfúrás, síkkollektor, hulladékhő Bivalens rendszer: Levegő,felszíni víz 3 körös rendszer: - két hőcserélő,-hőhordozó a fagyálló folyadék. - Kisebb fajlagos fűtőteljesítmény 2 körös rendszer: - Egy hőcserélő, -hőhordozó a hűtőfolyadék -nagyobb fajlagos fűtőteljesítmén Az ábrán rendszer,hőhordozó és hőforrás alapján vannak csoportosítva a hőszivattyúk,illetve alkalmazások. Láthatjuk,hogy maga a hőszivattyú lehet „2 körös”és lehet „3 körös” A „2” körös előnye a hagyományos „3”körössel szemben : - nincs kiegészítő berendezés (pl. SÓLÉ- keringtető szivattyú) - magasabb hőfokszint jelentkezik a hőszivattyú belépő oldalán - Kedvező fajlagos fűtőteljesítmény Monovalens a rendszer akkor,ha a szükséges fűtési hőmennyiség segédenergia nélkül pótolható. Bivalens a rendszer akkor,ha a fűtési energiaigény ellátásához segédenergiát kell felhasználni (növeli a beruházási költséget) Hőforrás szerint:Talaj és felszíni vizek (napenergia hasznosítás) 15m mélyen állandó 10 0C-os víz áll a hőszivattyú rendelkezésére. Talaj: horizontális és vertikális csőfektetés Horizontális: lásd köv.fólia Energiaátadás módja szerint: víz-víz, víz-levegő, levegő-levegő hősziattyúk

23 1.2.6.1. Copeland Scroll kompreszorok működési elve
Spirál kompresszor működési elve: Az egyik spirál pozícionálva van belül,és így egy sorozatos folyton szűkülő rést alkot. A kompresszió folyamán a felső spirál mozdulatlan és az alatta levő excentrikusan elmozdul a hajtó tengelyen és leír egy orbitális pályát. Ily módon a hűtőgázt belekényszeríti egy szűkülő résbe,amelyek progresszíven , hatékonyan bezáródnak amint elérik a spirál közepét és így összenyomja a gázt. Amikor ezek a rések elérik a spirál közepét a gáz eléri a végnyomását és elhagyja a kompresszort a nem mozgó spirálban levő központi nyomócsonkon.(köv.ábra) Jellegzetes tulajdonságai: 1. Szívó és nyomószelep hiánya Ez két fontos előnyt jelent a dugattyús kompresszorral szemben: a., Kiküszöböli a szelepeken történő nyomásesést amely jelentős emelkedést jelent a körfolyamat teljesítmény tényezőjében. b.,Kiküszöböli a zajt,amit a szelep okoz. 2. A holttér kiküszöbölése miatt a volumetrikus hatásfok közel 100%! 3. Kevesebb alkatrész amely kevesebb meghibásodást okoz.

24 1.2.6.1. Copeland scroll kompreszorok kialakítása.
A 4.ábra egy tipikus Copeland-i spirált mutat. Az elektromos motor a ház alsó részében található. A hajtótengely excentrikusan működve keringteti a szabad/laza spirált,ami rátekeredik az álló spirálra a kompresszor felső részén.A metszetben a spirál kompresszor látható a dupla inverz merevségi elv szerint elkészítve. A felső spirál álló, az alatt az alsó spirál kering a fixen belül.A szívógáz bemegy a motor szellőzés felett, így a szívógázt csak elhanyagolhatóan melegíti a motor .Más kompresszoroktól eltérően a hajtótengely nem közvetlenül csatlakozik a keringő spirálhoz. Az erőátvitel a motortól excentrikusan történik a tengely és a spirál közepe között-hasonlóan egy görbülethez- ami előidézi a mozgó spirál keringését az álló spirál körül,a külső széle mentén.A hűtőgáz csatlakozó szívóvezeték a motor felett helyezkedik el,s így csak részben hűtött a gáz által. Normál működési körülmények között a keringő spirál nyomja tovább az álló spirált centrifugális erővel ami ugyanakkor gáznyomással szemben helyezkedik el. A két ellentétes erő kombinált hatására van tervezve,hogy tartalmazza az optimális tömítést a két spirál között nagyon alacsony felületi nyomáson.,,-ami nincs megszakítva a folyadék jelenlétével vagy idegen anyaggal. Az axiális kontaktus erők a két spirál között főképp a nyomás által kontrolláltak - a gáz által kifejtett nyomás- az álló spirálon keresztül felhasználva egy flexibilis kompenzáló szerelvényt.

25 1.2.6.2. Copeland Scroll kompreszorok mechanikai és műszaki jellemzői.
Ennek az egyensúlyi kölcsönhatásoknak van korlátozó hatása mind a mozgó spirál síkba történő nyomására,mind a súrlódási erőre a két spirál között. Így a folyamatos axiális kapcsolat mentes a kopástól, az energiafogyasztás jelentősen alacsonyabb összehasonlítva más kompresszorokkal,amelyeknél a spirálok mereven rögzítettek és szilárd motorhajtásúak. A két spirál inverz merevsége három dolgot jelent- jól méretezett, a kompresszió folyamán el tudnak különülni mind radiálisan,mind axiális irányba. Ez előfordul ha fagyott folyadék vagy egy kis szennyeződés véletlenül bekerül. Ilyen szennyeződések miatt más típusú kompresszorok meghibásodhatnak,az inverz merevség jelensége biztosítja azt,hogy a spirálok radiálisan elkülönüljenek-vagy extrém esetben az álló spirál felemelkedik addig,hogy a folyadék,vagy a szennyeződés kiürüljenek. Így nem romlik el a kompresszor. Ez a folyamat látható az 5.-6.ábrán. Az 5. Ábra a radiális inverz merevséget mutatja,míg a 6.ábra az axiálisat, amelynél előfordulhat extrém eset. A legtöbb esetben a hűtő körfolyamatban nem szükséges víztelenítő vagy folyadéktartály amit a szívó oldalon szerelnek.

26 1.2.6.2. Copeland Scroll kompreszorok mechanikai és műszaki jellemzői.
Kopásmentesség és fokozott tömítettségi integritás 1.-4.-ábra mutatja,hogy a két spirál kapcsolatban van min radiálisan/felülettől-felületig/,mind axiálisan/az egyik spirál szélétől a másik agyáig/ egy olajhártyaréteggel a felszínén s így semmilyen kiegészítő tömítés nem szükséges. Nem ez a helyzet más kompresszor gyártmányoknál,ahokl a tömítés el van helyezve egy horoyban a spirál széle mentén (7.ábra). A tömítések elkerülhetetlenül kopnak és nyilvánvalóan érdemes őket óvni a kopástól. De van itt még más is. A Copeland kompresszor a flank to flank elv miatt működés közben fokozatosan javítja a folyékony tömítést a két spirál között tükrösítésükkel.

27 1.2.6.3. Copeland Scroll kompreszorok volumetrikus hatásfoka.
A scroll és dugattyús kompresszorok volumetrikus hatásfokának összehasonlítása: A spirál kompresszorok volumetrikus hatásfoka nagyon magas,közel 100% , így lényegesen kisebb kompresszort kell beépíteni,dugattyús kompresszorokkal összehasonlítva. A térfogati hatásfok mutatja a kompresszorba bemenő gáz tényleges mennyisége és a kompresszor sűrítési térfogata közötti viszonyt. A 9.ábra szemlélteti a scroll és a dugattyús kompresszor volumetrikus hatásfokbeli különbségét. Ez a tulajdonság különösen értékes a hőszivattyús rendszerek alkalmazásakor ahol a spirál észrevehetőbben még hatékonyabban működik,mint a dugattyús kompresszor. Volumetrikus(térfogati)hatásfok / kompresszió viszony

28 1.2.6.4. Copeland Scroll kompreszorok COP értéke.
A Copeland Scroll kompresszorok COP értéke. A teljesítménytényező növekedéséhez hozzájárul: 1., Az összenyomott gáz nem tágul újra a sűrítési folyamat végén.( a dugattyús kompresszoroknál ez történik) 2.,Csövek és szelepek hánya a kompresszor belsejében. Mindezen tényezők együttesen azt jelentik,hogy a Copeland kompresszorok jelentős javulást jelentenek az energiaszállítás hatásfokában a hagyományos dugattyús kompresszorokkal szemben. Általában 10-20%-al nagyobb a COP érték,mint a dugattyús kompresszorok esetében, az 1,5-15 HP tartományban. 10.ábra. 10-20% COP érték növekedés,a dugattyús kompresszorokhoz képest!!

29 1.2.6.4. Copeland Scroll kompreszorok COP értéke.
Akkusztikai jellemzők: Egyik legfontosabb tulajdonsága a scroll kompresszoroknak az alacsony zajszintjük a dugattyús készülékhez képest. Csökkentett a hangkibocsátása az alacsony frekvenciájú tartományban ami a legkellemetlenebb a fül számára és legnehezebb a szigetelése. Az ábra mutatja,hogy Hz tartomány között a scroll kompresszorok hangszintje jóval alacsonyabb Hz között -magasabb frekvencián a scroll kompresszor feltűnően alacsony zajszinttel rendelkezik. Teljes hangerőnél 5 HP dugattyús kompresszor kibocsátása kb.75 dBA,míg a scroll kompresszor kb.70dBA. A kompresszió folyamata egyenletes,ingadozástól mentes , nincsenek szelepek,következésképpen nincs szelep/fészek zaj,nincs rezgő test,mint dugattyús kompresszor esetén. A kompresszor jól szigetelhető akusztikus burkolattal. Az alacsony frekvenciájú tartományban,ami a legkellemetlenebb a fül számára és nehezen szigetelhető -alacsony zajszint!

30 Elpárologtatók,kondenzátorok
Száraz rendszerű elpárologtatók Jellemzője,hogy a hűtőközeg csőben áramlik. A hőátadó felületet képező csövekbe a fojtás után kis fajlagos gőztartalmú nedvesgőzként lép be. A hőfelvétel során folyadékhányada elpárolog, és a hőátadó felületet kismértékben túlhevített gőzként hagyja el. Előnye a kis hűtőközegtöltet, valamint az,hogy biztos az olajvisszavezetés.

31 Elpárologtatók,kondenzátorok
Alkalmazásuk előnye a kis belső térfogat,a kedvező hőátbocsátási tényező,kis helyszükséglet. Hátránya,hogy fagyásra,szennyeződésre érzékeny.

32 Elpárologtatók,kondenzátorok
Speciálisan hőszivattyús alkalmazásokhoz fejlesztett kettőcsövű ellenáramú hőcserélők. Előnye a jó hőátadási képesség .Nem érzékeny a fagyásra,valamint a szennyeződésre,könnyen tisztítható. Hátránya a nagyobb helyszükséglete,illetve súlya.

33 Expanziós szelepek Az elpárologtatók gazdaságos működésének alapvető feltétele,hogy a hűtőközeg oldali hőcserélő felülete teljes egészében párolgó hűtőközeg folyadékkal legyen elárasztva. Ennek biztosítására az elpárologtatóba mindig annyi hűtőközeget kell adagolni, amely a mindenkori hőmérsékleti viszonyok között elpárolog. Az egyensúlyt a beadagolás és elszívás között úgy kell megvalósítani,hogy a hőcserélő elpárologtató felülete teljesen ki legyen használva. Amennyiben az elpárologtató hőterhelése nagy akkor a hűtőközeg gyorsan elpárolog és túlhevül,ha a hőterhelés kicsi, akkor pedig túlárasztás következik be,az elpárologtatóból nedves gőz távozik, s így fennáll a folyadékütés veszélye. A folyadékütés elkerülése miatt az elpárologtatót csak olyan gázhalmazállapotú hűtőközeg hagyhatja el amelynek t1 hőmérséklete pár fokkal magasabb mint a hűtőközeg p0 nyomásához tartozó t0 telítési hőmérséklet. A túlhevítés egy szükséges „rossz „-értékét célszerű a lehető legalacsonyabb értéken tartani, s így a készülék COP értékét jelentősen növelni lehet. Külső nyomáskiegyenlítésű termosztatikus adagolószelepekben a membrán alatti tér nem közlekedik a szelep p0nyomású terével,attól el van választva, és ezt a teret a csatlakozón át összekötik egy kisméretű csővezeték segítségével, az elpárologtató kimenő csővezetékével. (24.ábra) A membránra alulról nem az elpárologtató kezdő nyomása hat,hanem a nyomáseséssel csökkentett nyomás. –Így a membrán egyensúlyához szükséges érzékelőnyomás is változik.

34 Expanziós szelepek A viszonylag magasan tartott túlhevítést küszöböli ki a processzoros szabályozású (EEV) elektronikus expanziós szelep, s megfelelő beállítás esetén a túlhevítés értékét –egy kezdeti beállás után-stabilan 30C értéken képes tartani.

35 Hőnyerési módok Nyitott kutas rendszer
A vízkút rendszer a legáltalánosabb nyitott hurkú rendszer, létesítéséhez a területileg illetékes hatóságtól vízjogi engedély beszerzése szükséges.

36 Hőnyerési módok Zárt hurku rendszerek
A talaj hőmérséklete : 15 m mélyen állandó 10 0C! Horizontális csőfektetés: 1 m mélyen ,- fűtési idényben - 0 0C ! Látható,hogy horizontális csőfektetési eljárásnál 1 m mélységben a fűtési idényben átlagban 00C a talajhőmérséklet,amellyel viszonylag alacsony fajlagos fűtőteljesítmény érhető el! A fentiek miatt -olyan megfontolásból,hogy a szélesebb körű alkalmazás lehetősége csak akkor áll fenn,ha a rendszert a gáz energiahordozóval összehasonlítva kedvezőbb üzemeltetési költséget tudunk produkálni-én személy szerint a mélyfúrásos ( m) eljárás mellett teszem le a voksot! Ezzel a megoldással elérhető a = fajlagos fűtőteljesítmény tényező! Ebben az esetben(fűtés és hűtés alkalmazása esetén) már földgázzal összehasonlítva is lehet megtérülést számolni.

37 Hőnyerési módok Vertikális csőfektetési eljárás: 100-120 m fúrás
Megfordítható körfolyamat! A rendszer fűtésre és hűtésre is alkalmas! Fűtés Hűtés A mélyfúrásos technológia lényege,hogy m mélységű-béléscsővel nem ellátott,4”-6”átmérőjű fúrásba műanyag csőpárt engednek le,melyet beiszapolnak. A fúrások egymástól 10 m távolságban lehetnek. A fúrások számának,mélységének, az alkalmazott cirkulációs szivattyú paramétereinek pontos meghatározása döntően befolyásolja a rendszer fajlagos fűtőteljesítményét. Ezért pontosan ismerni kell az adott terület rétegfelépítését,-lehetőleg a talpponti hőmérsékletet,-amiből egy számítógépes program segítségével pontosan meghatározzák a földi hőáramot ,-s ebből a kutak számát és mélységét. Mint az ábra is szemlélteti egy ilyen rendszer,-mivel a hőszivattyúk körfolyamata megfordítható- alkalmazható mind fűtésre, mind hűtésre! Tehát egy berendezéssel meg lehet oldani a fűtési és hűtési feladatokat.Ilyen mélyfúrásos eljárásnál a hűtéshez is lényegesen kevesebb energia szükségeltetik- egy külső levegőhűtésű kondenzátorral összehasonlítva.

38 Vertikális zárt szondás rendszer gerincvezeték kialakítása
Lényege, hogy a vezeték elrendezése nyomáskiegyenlítésre is szolgál, az azonos vezetékhosszúság azonos nyomás különbséget eredményez.,ezáltal épületfűtéskor a kollektorvezetékben egyenletes a hőelvonás illetve hűtés esetében a hőleadás Tichelmann-féle csővezeték-rendszer. Ez a megoldás az elosztó- és a gyűjtővezeték szabályozását általában költségkímélővé teszi,- maximális üzembiztonságot és COP értéket eredményez.

39 Horizontális rendszerek

40 Tó szondák A ténylegesen szükséges terület kW-onként 10m2 körül van, 1,8-2,4m mélységű vízmedencét feltételezve.. Télen a jégtakaró alatt a vízmedencék közel 40C hőmérsékletet tudnak fenntartani

41 A hőszivattyúk környezetvédelmi előnyei
A gázkazános rendszerrel kibocsátott szennyező- anyagok (C02, Nox ,C0 ) minimális mennyisége. CO2 sűrűség = 1,9768 kg/m3. Fűtőérték 9,44 kWh/Nm3