prof. Nyers József Dr.Sci.

MF Szabadka

Óbudai Egyetem, Budapest

Tera Term kft, Szabadka

Magyar Energia Szimpózium –MESZ 2012

Budapest 2012. 10. 04. 2002

1

2

A hőszivattyú egy balos körfolyamaton alapuló hűtőgép.

A hűtőgép a hő alacsonyabb szintről magasabb szintre való szállítására szolgál mechanikai munka vagy hő bevezetése mellett.

(A hő spontán módon csak a magasabb szintről alacsonyabb szintre terjed át.)

A mechanikai munka kompresszor segítségével közlődik a hűtőközeggel

A hő felületi hőcserélő alkalmazásával származik át a hűtőközegre.

Hőszivattyú lehet:

� kompresszoros (mechanikai munka)

� abszorbciós ( hő )

3

� Épületek főtése

� Épületek hőtése

� Medencék főtése

� Hıvisszaszármaztatására

� Melegvíz elıállítása

4

A balos kör-hőtıfolyamat négy alapfolyamatból áll:

� Elpárologtatás (evaporáció)

� Sürítés (kompresszió)

� Lecsapódás (kondenzáció)

� Terjedés (expanzió)

5

po

p 45

1` 1

tp t

3`` 3` 3

K

22``2``

X=1X=0

qiqk

qo qoqo

qp

lg p[bar]

i [kJ/kg]

6

7

8

Hı (energia) szállításáról van szó ezért nagyon fontos kérdés, hogy milyen hatásfokkal játszódik le a folyamat.

Hıszivattyú hatásfoka főtés esetébeneta = qk / Pk [w/w]= [-]eta = (qo + Pk ) / Pk ( 3.5 – 6 )

Hıszivattyús főtırendszer hatásfoka eta = (qo + Pk + Pcp )/ ( Pk + Pkp + Pcp ) ( 2.0 – 4.0 )

qo = elpárologtatóban egységnyi idı alatt történt hıcsere. Hıáram qk = kondenzátorban egységnyi idı alatt történt hıcsere. Hıáram Pk = kompresszor álltal egységnyi idı alatt a hőtıközeggel közölt mechanikai

munka. Felvett teljesítmény.Pkp = Kútszivattyú felvett teljesítményePcp = Keringetıszivattyú felvett teljesítménye

9

Hıszivattyú hatásfoka hőtés esetébeneta = qo / Pk [w/w]= [-]eta = qo / Pk ( 3.5 – 6 )

Hıszivattyús hőtırendszer hatásfoka eta = (qo - Pcp )/ ( Pk + Pkp + Pcp ) ( 2.0 – 4.0 )

qo = elpárologtatóban egységnyi idı alatt történt hıcsere. Hıáramqk = kondenzátorban egységnyi idı alatt történt hıcsere. HıáramPk = kompresszor álltal egységnyi idı alatt a hőtıközeggel közölt

mechanikai munka. Felvett teljesítmény.Pkp = Kútszivattyú felvett teljesítményePcp = Keringetıszivattyú felvett teljesítménye

10

11

12

13

14

15

16

17

� Tera Term 5O hıszivattyú főtıteljesítménye

min qk = 37 [kW] ha a főtıvíz = 42/37 C kútivíz = 16/10 Cmax qk = 41 [kW] ha a főtıvíz = 32/27 C kútivíz = 16/10 C

� El. motorok álltal felvett teljesítmény összege

� keringetıszivattyú Pcpump = 1.2 [kW]� kútszivattyú Pkpump = 1.1 [kW]� Kompresszor Pkomp = 7.5 – 9.5 [kW]

össz: min 9.8 [kW]max 11.8 [kW]

A hıszivattyús főtırendszer hatásfoka

eta = ( qk + Pcpump ) / ( Pcpump + Pkpupm + Pkomp )

eta min = 37 kW / 11.8 kW = 3.14 [-]eta max = 41 kW / 9.8 kW = 4.18 [-]

18

19

� Hıvisszaszármaztatási rendszer alkotóelemei:

- felületi hıcserélı

- alacsonyhıfokú hıszivattyú

- magashıfokú hıszivattyú

- örvény vízszivattyúk

- hıszigetelt szennyvíztarály

- hıszigetelt tiszta melegvíztarály

- vezérlırendszer

20

2

1 3

4

5

6

7

1.well

2.centrifugal pump

3.tank

4.heat exchanger

5.heat pump

6.sewer pipe

7.washing machine

3

5

/

(50-55) C

(40-45) C

(13-14) C

(13-14) C

2

21

22

23

24

Hıigény

5 000 [ kg/h ] 13 C kútvíz 55 C való felmelegítéséreq = 5 000 [kg/h] 1.163 [Wh/kg K] ( 55 – 13 ) [K]q = 244 [kW]

Villanymotorok felvett teljesítménye

� Örvényszivattyúk (6 drb) Pcp = 6 x 1.3 [kW] = 7.8 [kW]� Kompresszorok (2 drb) Pk = 2 x 14.2 [kW] = 28.4 [kW]� összesen: P = 36.2 [kW]

� A rendszer hatásfoka

� 244 kW / 36.2 kW = 6.74

� A megtakarítások

� Befektetett villanyenergia réaránya 36.2 kW / 244 kW = 0.148 14.8 %

� A visszanyert hı részaránya 100 % - 14.7 % = 85.2 %

25