A hőszivattyú hajtásának módja, munkaközegek, ipari rendszerek

Nagyon sokféle hőszivattyú van a világon. Osztályozni lehet a típusokat a hajtás módja szerint, a munkaközegek alapján, a felhasznált környezeti hőforrások elkülönítésével, a felhasználási cél megadásával és egyéb módon.

Hajtási módok:

Alapvetően két hőszivattyú van a sűrítő hajtására, éppen úgy, mint a hűtőgépeknél:

- gőzsűrítéses és

- abszorpciós körfolyamat.

A gőzsűrítéses megoldásban (1. ábra) a kompresszort hajtó gép lehet egyszerűen villamos motor vagy valamilyen másik, közvetlenül az energiahordozót átalakító munkagép, például gázturbina, belső vagy külső égésű (Stirling) motor. A legegyszerűbb és leg­gyakrabban használt megoldásban a kompresszort váltakozó áramú motor hajtja, ame­lyik közvetlenül csatlakozik a villamos hálózatra. Ekkor a villamos energiát előállító rendszer tulajdonságai határozzák meg a hőszivattyú gazdaságosságát, környezetvé­delmi előnyeit. Nem mindegy ugyanis, hogy a villamos energiát fosszilis tüzelőanyag­ból, hasadóanyagból vagy megújuló forrásokból állítják-e elő.

1. ábra A kompresszoros hőszivattyú

Amennyiben a hőszivattyú esetében gázturbina vagy gázmotor (dízelmotor) hajtja a sűrítőt, akkor a gépből kiáramló meleg gázokkal tovább lehet melegíteni a hőszivattyú kondenzátora után a kívánt célra használható közeget. Ebben az esetben a gázturbinát vagy a motort hajtó primerenergia-hordozó is döntő fontosságú a hőszivattyú gazdaságossága és kör­nyezetvédelmi előnyei tekintetében.

Vannak olyan ipari gőzsűrítéses megoldások, amelyekben az ipari folyamat kö­zegét használják fel a hőszivattyú munkaközegeként is. Ilyen például a mechanikai, gőzt vissza­komprimáló rendszer (MVRC = Mechanical Vapour Recompression system), amel­lyel nyitott vagy félig nyitott hőszivattyú hozható létre.

Az abszorpciós hőszivattyú hővel működik, a hő hajtja. A hő előállítható föld­gázzal, gőzzel vagy különféle ipari és egyéb hulladék hőből. Éppen úgy, mint az ab­szorpciós hűtőgépeknél, megkülönböztetik a típusokat a munkaközeg és az abszorbens alapján. A leggyakrabban használt két rendszernél víz a munkaközeg és lítium-bromid az abszorbens, ill. ammónia a munkaközeg és víz az abszorbens.

2. ábra Az abszorpciós hőszivattyú

Munkaközegek:

A zárt körfolyamatban működő hőszivattyúknál a munkaközeg a hűtési iparban használt sokféle hűtőközeg lehet. A hagyományosan használt munkaközegek a követ­kezők:

   - CFC-12: kis és közepes hőmérsékletekre (max. 80 °C),

   - CFC-114: magasabb hőmérsékletekhez (max. 120 °C), R-500 közepes hőmérsékletekre (max. 80 °C),

   - R-502: kis hőmérsékletekre (max. 55 °C) és HCFC-22 reverzibilis és kis hőmérsékletekre (max. 55 °C).

A vegyi stabilitása és a környezetvédelmi előnyei miatt gyakran használják a klór-fluor-szénhidrogéneket (CFCs = Chlorofluorocarbons) hőszivattyúk munkaközegéhez. Ismert a régebbi hűtőkö­zegek sok fajtája (R-1 1, R-12, R-13, R-113, R114, R-115, R-500, R502 és R-13B1). A HCFCs (= hydrochlorofluorocarbons) ún. átmeneti munkaközeg, amit felújításoknál szabad már csak használni, és az EU-27 2015-ig kivonja a forgalomból. (Ezek ui. ma­gasabb légterekbe jutva károsítják az ózonpajzsot.) Végül vannak természetes hűtőközegek, például az ammónia (NH3), amelyet főleg nagy hőszivattyúknál és nagynyomású kompresszoroknál hasz­nálnak, a legnagyobb kondenzációs hőmérséklet ezzel megemelhető 58 °C-ról 78 °C­-ra, . Újabb hűtőközeg a széndioxid, melynek elterjedését a rendkívül magas beruházási költség a rendszerben uralkodó a nagy nyomások még korlátozzák.

Árajánlat kérés:

tel.: 0036-20-362-8452

e-mail: drkassaimiklos@klima-pest.hu

Dr. Kassai Miklós PhD.

okl. gépészmérnök

Épületgépész tervező

(Kamarai szám: GT 13-14036)

Energetikai Tanúsító

 (Kamarai szám: 13-50642)