A Magyar Hidrológiai Társaság XXVI. Országos Vándorgyűlése (Miskolc, 2008. július 2-4.)
7. szekció: A VÍZ, MINT MEGÚJULÓ ENERGIAFORRÁS - Komlós Ferenc, nyugdíjas: Vízből hőt hőszivattyúval!
Érdekességként említem, hogy az első európai hőszivattyú-szabvány 1988 októberében lett kiadva (hivatkozási száma: EN 255-1:1988). A hőszivattyú Carnot-körfolyamata reverzíbilis ideális hőkörfolyamat (veszteségmentesen megfordítható elvi körfolyamat, ezért a munkafolyamatot határoló görbék egyenes vonalakból állnak). Ha a körfolyamat ideális, akkor adott hőmérséklethatárok között (pl.: TC és T0) a Carnot-féle körfolyamatnak van a legnagyobb hatásfoka (η), ill. teljesítménytényezője (COP). Azonos hőteljesítmény eléréséhez ez a körfolyamat használja fel a legkevesebb energiát. Az ideális (Carnot-) körfolyamat hatásfoka, illetve teljesítménytényezője csupán az ún. két hőtartály (hőforrás és hőelnyelő, illetve a hőszolgáltatás) abszolút hőmérsékletétől (TC és T0) függ, ahol T [K] = t [°C] + 273 A hőszivattyúra jellemző elméleti ún. COPCARNOT a kondenzátor és az elpárologtató hőmérsékletadataiból kiszámolható: COP CARNOT = TKONDENZATOR / (TKONDENZATOR - ^ELPÁROLOGTATÓ) Illetve a 8. ábra jelölésével: COP CARNOT = TC / (TC - T0) A gyakorlati érték kb. az elméleti (maximális) hatásfoknak 45-65 %-a, de ez elsősorban a kompresszorok rohamos fejlődése következtében állandóan javul. A kisebb értékek kisebb berendezésekre és nagyobb hőmérséklet-különbségekre, a nagyobb értékek pedig a nagyobb berendezésekre és kisebb hőmérséklet-különbségekre vonatkoznak. A gyakorlatban elérhető teljesítménytényező értéke függ az elpárolgási hőmérséklettől, amelyet a hőforrás hőmérséklete határoz meg, a véges hőmérséklet-különbségek nagyságától az elpárologtatónál és a kondenzátornál, az alkalmazott gép hatásfokától, a segédberendezések energiaszükségletétől stb. Természetesen az elpárolgás feltétele, hogy a hőforrás hőmérséklete a munkaközeg forráspontjánál nagyobb legyen (6. ábra). A hőszivattyú kiválasztásánál alapvető követelmény, hogy az adott felhasználási helyen az ε illetve a COP tényező minél nagyobb legyen, ami például az előző jelöléseket felhasználva: a Tc/(Tc - To) törttel arányos. A hőszivattyús rendszerek alkalmazhatóságát jelentős mértékben meghatározzák a felhasználás helyi körülményei, amit a teljesítménytényező (ε, ill. a COP) adott esetre kiszámított értéke jellemez. Lényeges szempont, hogy milyen hőforrásokat találunk a környezetben (kisebb hőmérséklet: ~ T0) és milyen igényünk van a hasznosításban (nagyobb hőmérséklet: ~ Tc ). A bevezetett energia hányada annál kisebb, minél kisebb a hőmérséklet-különbség (Tc - T0). A Scroll-kompresszor és működése A spirálkompresszorokkal 1905-ben Francia mérnök Jean Creux kezdett el foglalkozni. A technológia fejletlensége miatt a működő prototípusnak várnia kellett a század második feléig. Ennek a kompresszornak az elkészítése zárt szerkezeti megoldást igényelt, többek között azért, mert nagy precizitású gépi szerszámokkal lehetett előállítani, amelyeket csak a háború utáni években fejlesztettek ki (9. és 10. ábra). Ezen kompresszorok működési elve alapvetően különbözik a hagyományos dugattyús kompresszorokétól. Ennek következtében számos előnye van a működésben, a szerkezetben 12
