Monovalens vagy bivalens

A hőszivattyú alkalmazási lehetőségei

2012-03-13 23:03:53 | Módosítva: 2012-03-25 14:59:34

A hőszivattyús fűtés tervezgetésekor találkozhatunk egy szakmai kérdéssel. Eszerint a hőszivattyús fűtésnél beszélhetünk monovalens és bivalens rendszerekről. Monovalens fűtési rendszer esetén a hőszivattyú az egyedüli hőtermelő, amely biztosítja az épület teljes fűtési energia szükségletét. Bivalens rendszer esetében a leghidegebb téli napokon kiegészítő fűtésre van szükség.

A hőszivattyú csak egy bizonyos külső hőmérsékletig képes ellátni a fűtési feladatot. E hőmérséklet alatt a hőszivattyút kiegészíti egy másik fűtőberendezés (gáz-, villamos fűtés stb.), és a kettő együttesen biztosítja a meleget a lakásban. A két hőtermelőből álló bivalens hőszivattyús rendszer beruházási költsége alacsonyabb, de az üzemeltetési költsége valamivel magasabb lesz a ritkán előforduló igen hideg napokon.

A bivalens rendszernek három fő változata van

Az „alternatív-bivalens” rendszerben a hőszivattyú csak a kis terheléseknél működik, és bizonyos terheléshatár fölött a kiegészítő fűtőberendezés veszi át a teljes szerepet. A kiegészítő fűtés teljesítménye ilyenkor önmagában is elegendő kell legyen a teljes fűtés ellátására a leghidegebb időszakban is.

A „soros-bivalens” rendszerben normál esetben csak a hőszivattyú működik, és a kiegészítő fűtés akkor lép be, amikor a hőszivattyú teljesítménye már nem elegendő. Ebben az esetben a kiegészítő fűtés csak azt a plusz hőenergiát szolgáltatja, ami a szükséges hőmennyiség és a hőszivattyú által termelt hőmennyiség között van. Teljesítményét is csak ehhez méretezik.

Az „alternatív/soros-bivalens” kapcsolású rendszerben a fűtést a szezon kezdetén a hőszivattyú egyedül látja el. A hőszükséglet növekedésekor belép a kiegészítő fűtőberendezés, és egy határig sorba kapcsolva működik a két készülék. Amikor a hőmérséklet már annyira lecsökken, hogy a hőszivattyú részterhelést sem képes fedezni, akkor lekapcsolódik, és a teljes fűtési hőterhelést a maximális fűtési hőigény ellátására méretezett kiegészítő fűtés veszi át.

A fűtésrendszerek hőleadóinak tekintetében nagy-, közepes- és kishőmérsékletű rendszereket különböztethetünk meg. A hagyományos radiátoros fűtéseknél az ún. előremenő és visszatérő fűtővíz jellemző hőfokviszonya 90/70, 80/60 körül van. A padlófűtésnél, falfűtésnél, mennyezetfűtésnél az előremenő vízhőfok 40-50 °C, sőt egyes esetekben 35 fok alatt van. A szokásos kivitelű kompresszoros hőszivattyúk 50-55 fokosnál melegebb fűtővizet nem képesek előállítani, így felhasználási területük elsősorban az alacsonyhőmérsékletű fűtőrendszerekre korlátozódik.

Amikor a hőszivattyú már nem képes melegebb fűtővizet előállítani, mint a fűtőkör előremenő vízhőmérséklete (ezt hívják átváltási pontnak), ekkor a hőszivattyú egyedül már nem képes a fűtési feladatot ellátni. Ekkor kiegészítő hőtermelőt kell bekapcsolni a rendszerbe. Egy ennél is alacsonyabb külső hőmérséklet alatt pedig már olyan magas hőmérsékletű fűtővízre lenne szükség, aminek még a visszatérő ágban lévő hőmérsékletét sem tudja a hőszivattyú előállítani. Ilyenkor a hőszivattyú teljesen hatástalanná válik, még a visszatérő fűtővíz előmelegítésére sem képes.

Ha a fűtési rendszerünk olyan alacsony hőmérsékleten képes működni (pl. 50/35 °C), hogy egy 55 fokos fűtővizet előállító hőszivattyú még a reálisan várható leghidegebb időjárásban is elő tudja állítani a szükséges vízhőmérsékletet, akkor egy monovalens hőszivattyús rendszer egyedül is képes a teljes fűtési idényben helytállni.

Egy valamivel magasabb hőmérsékletű fűtésrendszernél (pl. egy 65/45 °C-os radiátoros fűtésnél) már létrejöhet az a helyzet, hogy a visszatérő hőmérsékletnél melegebb fűtővizet még képes előállítani a hőszivattyú, de a szükséges előremenőt már nem tudja biztosítani. Ez a rendszer egy bizonyos külső hőmérsékletig képes egyedül ellátni a teljes fűtést, az alatt pedig még mindig képes előmelegíteni a fűtővizet egy második hőtermelő számára. A monovalens rendszer itt már nem használható, de egy paralel-bivalens rendszerben a hőszivattyú az egész fűtési idényben működőképes. Kiegészítő fűtőkészülék ugyan szükséges, de azt nem kell úgy méretezni, hogy önmagában is képes legyen a teljes fűtést ellátni még a leghidegebb időszakban is.

Ha fűtésrendszerünk ennél is magasabb vízhőfokon képes csak a lakás kifűtésére (pl. 90/70 °C-os rendszer), akkor a monovalens hőszivattyús fűtés már nem alkalmazható, és a bivalens fűtések közül is csak az alternatív-bivalens, esetleg (speciális gazdaságossági körülmények között) az alternatív/soros kapcsolás) úgy, hogy a kiegészítő fűtőberendezést mindenképpen az épület maximális hőigényére kell méretezni.

Nem kapunk azonban reális képet, ha a fűtésrendszert csak a környezeti hőmérséklet lehetséges értékeire vizsgáljuk meg, de nem számolunk a szélsőséges értékek előfordulási gyakoriságával. Ha azt is figyelembe vesszük, hogy Magyarországon a fűtés szempontjából figyelembe veendő napok száma kb. 220, és ebből átlagosan 200 nap átlaghőmérséklete nem alacsonyabb –5.5 °C-nál, akkor ebből érzékelhetjük, hogy a fűtési idény nagy részében működtethető egy soros/bivalens hőszivattyú a kiegészítő fűtés bekapcsolása nélkül is. Sőt, még egy magas hőmérsékletű radiátoros fűtésrendszerben is a teljes fűtési idény 75%-ában működhetne egyedül alternatív-bivalens kapcsolásban, alternatív/soros-­bivalens kapcsolásban pedig elvileg csak kb. 28 olyan nap maradna, amikor teljesen a kiegészítő fűtőkészülék látná el a fűtést. A mérlegeléskor azonban a műszaki lehetőségek mellett a gazdaságossági tényezőkkel is számolnunk kell.

További érdekes cikkeinkről se maradsz le, ha követed az Ezermester Facebook oldalát, vagy előfizetsz a nyomtatott lapra, ahol folyamatosan újdonságokkal jelentkezünk!


Szólj hozzá a cikkhez!

Be kell jelentkezned, hogy hozzászólhass a cikkekhez!
Ezermester, Facebook, vagy Google fiókkal is bejelentkezhetsz.

A kimeríthetetlen energia

Néhány évvel ezelőtt ismét előtérbe került a hőszivattyúk alkalmazása. Többféle típus létezik, szondás, fúrt kutas, talaj kollektoros és levegős. Felhasználása szerint fűt, hűt és melegvizet állít...


Használati melegvíz készítés hőszivattyú technológiával

Az elektromos energia ára az elmúlt tíz évben közel a négyszeresére emelkedett hazánkban. Jelenleg a nappali áram ára 51Ft/kWh, de a vezérelt áramé (anno: éjszakai áram) is ár 30Ft fölött van....