A HŐSZIVATTYÚ MŰKÖDÉSE
A COP adott hőmérsékletekre jellemző értékeihez már illeszthető egy görbe, mely alapján minden külső hőmérsékletre ismertté válik a COP, és így a külső hőmérsékletek gyakorisága alapján már SPF számítható. Gyári adatok alapján, nyugat-magyarországi meteorológiai adatokat figyelembe véve 4 fölötti SPF értéket kapunk, hozzátéve, hogy a fent bemutatott levegő-víz hőszivattyú a ma kaphatók egyik legjobbika. Ehhez persze a megfelelő hőleadó-oldali kialakítás, azaz alacsony hőmérsékletű fűtési rendszer is szükséges, és a fenti COP értékek 35 °C-os fűtési előremenő hőmérsékletet feltételeznek. Többek között a megújuló energiával működő fűtési rendszereket támogató kedvezményes villamosenergia-tarifákkal járó kötelezettségek miatt (melyek a berendezést tápláló villamos energia kétórás szüneteltetését jelentik) fűtési puffertároló alkalmazása is indokolt a fűtési rendszerben. Mivel a rendszer hatékonysága a hőforrás (levegő-víz hőszivattyúk esetében a levegő) hőmérsékletétől és az előállítandó hőmérséklettől függ.
A levegő-víz hőszivattyús rendszerek hatékonyságát gyakran a COP értékkel próbáljuk jellemezni, ez azonban az adott térség meteorológiai viszonyainak ismerete nélkül téves képet adhat. Az összehasonlítás alapja sokkal inkább az SPF kell, hogy legyen, mivel ez egy teljes évre/fűtési szezonra érvényes érték, melyből a rendszer energiaigénye is kalkulálható.
A puffertároló több előnyt is magában hordoz
Akkor tárolható el a hőenergia, amikor a külső levegő magasabb hőmérsékletű: jobb COP, a tároló felső rétegeinek 35 °C-nál melegebb, de kevés vízmennyiséget érintő magasabb hőmérséklete kiválóan alkalmas melegvíz-termelésre: alacsonyabb szükséges előállítandó hőmérséklet (a puffer legfelső részében kialakított 38-42 °C-os réteg gyakorlati tapasztalatok alapján már elegendő a zuhanyzáshoz elfogadott 37-38 °C-os meleg víz előállításához, míg a hálózatról érkező hideg vizet a puffer alsóbb rétegei 35 °C-ig előmelegítik), a rendszer a villamosenergia-ellátás rövidebb kiesésekor is képes a (korábban eltárolt) hőenergiát szolgáltatni: nő a rendszer ellátásbiztonsága. A számítás egyszerűségéért maradjunk tehát a 4-es SPF értéknél, amely ma már mindenképpen elérhető egy jól kialakított rendszerrel. A fűtés és a HMV-termelés energiaigénye egy korszerű családi háznál kb. 50 kWh/m2, a fenti becslés alapján, amely 100 m2-es alapterületet feltételezve 5000 kWh hőenergia-igényt jelent. Ennek fedezésére tehát kb. 1250 kWh villamos energia szükséges. Az épület fennmaradó 5000 kWh-s villamosenergia-igényével összesen 6250 kWh termelendő meg napelemes rendszerrel, ha zéró energiás házat szeretnénk. Ehhez Magyarországon kb. 5,5 kWp (kb. 40 m2 ferde, nem árnyékolt, déli tetőfelület) csúcsteljesítményű napelemes rendszert kell telepítenünk. (Ha ugyanezt infrapanellel vagy elektromos padlófűtéssel próbálnánk megoldani, kb. 8,7 kWp (kb. 60 m2 ferde, részlegesen sem árnyékolt, déli tetőfelület) napelemes rendszer kellene a teljes energiaigény fedezésére, melynek többlet beruházási költsége kb. 2 millió Ft (ez a tervezési és kivitelezési költségek leszorításával sok mindendre elég lehet a hőszivattyús rendszernél). Arról nem beszélve, hogy a 8,7 kWp napelemes rendszer tető-területigénye a legtöbbször egy ekkora épület esetén problémás a gyakorlatban.
A hőszivattyú legfontosabb mérőszáma a COP
A hőszivattyúk hatékonyságát a fajlagos fűtőteljesítménnyel jellemzik. Az fajlagos fűtőteljesítmény vagy közérthetőbb nevén jóságfok (angolul Coefficient of Performance, COP vagy CoP) az egységnyi hasznosított hőenergia leadására felhasznált külső munka nagysága, dimenzió nélküli mennyiség. Ezt az értéket a gyári tesztpadokon pillanatnyilag mérhető teljesítményektől (hőlépcsőtől függően EN 255 vagy EN 14511 szabványnak megfelelően) ki lehet terjeszteni szezonális vagy éves energiafogyasztásokra is. Ha ennek alapjául a COP-értékhez hasonlóan az elfogyasztott elektromos energiát (munkát) vesszük, akkor szezonális munkaaránynak (angolul SPF, németül JAZ) nevezzük. Ha figyelembe vesszük az áramtermelés erőművi átalakítási és szállítási veszteségeit is, akkor szezonális primerenergia-tényezőnek (SPFprim) nevezzük. A kettő között EU-szerte jellemző arányossági tényező a 2,5 (a 2013/114/EU határozat szerint 40%-os átlagos erőművi hatásfok esetén). Ez azt jelenti, hogy a jóságfoknak legalább el kell érnie a 2,5 értéket, hogy a kapott fűtési energia nagyobb legyen, mint az erőműben befektetett primerenergia. Épület fűtésére szolgáló külső levegő hőjét hasznosító berendezés fajlagos fűtőteljesítménye enyhe időben 3-4 körüli értéket mutat, elektromos fűtésre ugyanez az érték 1,0. Ez körülbelül megfelel a fűtésszezon átlagos munkaarányának is, vagyis 1 elektromos energiát használó ellenállásfűtés (villanyradiátor, hősugárzó, hőtárolós kályha stb.) 1 joule hőt termel, míg 1 joule elektromos energiát felhasználó készülék 3-4 joule hőt termel. A fajlagos fűtőteljesítmény erősen függ a levegőből nyert hő esetén a külső hőmérséklettől. Igen hideg külső hőmérséklet esetén több munkát kell befektetni az eredményes fűtéshez, mint enyhe időben. A levegő hőjét hasznosító hőszivattyúk ezért kisegítő hagyományos fűtést is igényelnek, mert nagy hideg esetén gazdaságosabb azt alkalmazni. Geotermikus berendezéseknél ez nem áll fenn, mert a talaj, talajvíz hőmérséklete gyakorlatilag állandó az egész év folyamán. A diagramból az is látható, hogy a fajlagos fűtőteljesítmény annál jobb, minél kisebb a meleg oldali hőmérséklet. Ez azt mutatja, hogy hatékonyabban lehet a hőszivattyút padlófűtésre és falfűtésre használni, mint hagyományos radiátorokra, melyeknél a kisebb fűtőfelület miatt magasabb hőmérsékletre van szükség ugyanannyi hő leadására. Fontos tudatosítani, hogy a fajlagos fűtőteljesítmény nem elsősorban a berendezés konstrukciójától függ, hanem az üzemi körülményektől. Ugyanannak a készüléknek más-más hőmérsékleti viszonyok mellett más a fajlagos fűtőteljesítménye. A fűtés gazdaságosságát ezért a fajlagos fűtőteljesítményből nem lehet megítélni. Forrás: Wikipédia
Tovább a termékekhez