A „Refit” angol szó felújítást, átszerelést is jelenthet. Mi így értelmezzük jelen cikkünk keretében. A meglévő berendezések felújításáról, átalakításáról ejtünk szót, hogy az elképzelt és elvégzett szerelések után jobb energetikai mutatókat érjünk el, azaz alacsonyabb energiafogyasztással működjenek berendezéseink, de ugyanazon minőségben és mennyiségben.
Sokéves tapasztalatuk, több száz berendezés „refit”-je alapján az alábbi rendszerezés szerint mutatjuk be a lehetőségeket: CO2-érzékelő beépítése; frekvenciaváltó beépítése a befúvó ventilátor villanymotorjára; a hűtőkörök átalakítása, hogy azok hőszivattyús üzemmódban is tudjanak működni.
CO2-érzékelő beépítése
A szellőzés fő feladata, hogy a beltérben lévő személyeknek megfelelő minőségű és mennyiségű levegőt biztosítson. A szellőző rendszer átveszi a légtér teljes vagy részleges hőenergia szükség- (hűtés vagy fűtés) kielégítését is.
A légmennyiséget a szükséges oxigén szempontjából csak friss levegő bevonásával tudjuk elérni. A friss levegő bevezetésének általában hőenergia-igénye van, ezt a levegőt hűteni vagy fűteni kell. Kivétel az úgynevezett szabadhűtés, amikor kizárólag friss levegő bevezetésével fedezzük a hűtési igényt.
Az év nagyobb részében azonban az első változat jelenik meg, azaz vagy fűteni, vagy hűteni kell a bevezetett friss levegőt. Emiatt, ha takarékoskodni szeretnénk a hőenergiával, takarékoskodni kell a friss levegővel is. Csak annyi friss levegőt kell bevinni, amennyi biztosítani tudja a belső levegő jó minőségét, és nem többet.
Ezt a feladatot a CO2-érzékelővel lehet megoldani.
Az érzékelő az épületben tartózkodó emberek által kilélegzett CO2-mennyiség alapján a szabályozó segítségével olyan állásba hozza a frisslevegő-zsalut, hogy az éppen szükséges frisslevegő-mennyiséget vezesse be, és a rendszerben keringtetett légmennyiségben a frisslevegő-hányad az igény szerint alakuljon ki.
Amennyiben a frisslevegő-mennyiség csökken, a recirkuláltatott levegő mennyisége nő, és fordítva. Ezáltal hőenergia-megtakarítása mellett tudjuk tartani a megfelelő komfortérzetet.
Frekvenciaváltó beépítése a roof-top berendezésbe
Egy légtechnikai rendszerben a névleges légmennyiséget a kiszámított hűtő- vagy fűtőteljesítmény alapján határozzák meg, bizonyos komfort-közérzeti előírásokat szem előtt tartva. A meghatározott légmennyiséget a légtechnikai rendszer ellenállásának függvényében a beépítésre kerülő ventilátorral kell biztosítani, melynek villamos teljesítményét a felső paraméterek alapján a ventilátor jelleggörbéje szerint határozzuk meg.
A szükséges ventilátorteljesítményt és ezáltal a villanymotor teljesítményét is a térfogatáram és a kilépő nyomás szorzata befolyásolja (döntően). Egy meglévő (teljesítményű) ventilátornál csak úgy tudunk légmennyiséget változtatni, ha a rendszer ellenállását növeljük, illetve csökkentjük. Ha megnövekszik az ellenállás, például szűrőelpiszkolódás vagy a légcsatornák szűkítése miatt, a szállított légmennyiség csökkenni fog.
Amennyiben a rendszer hőtechnikai terhelése változik, úgy a légmennyiség is változtatható, amit kétféleképpen tehetünk meg:
– Fojtással, ebben az esetben a rendszer ellenállását változtatjuk, amely fordítottan arányos a légszállítással. Ha növeljük az ellenállást, csökken a légszállítás, és fordítva. Ekkor a villanymotor teljesítményét nem változtatjuk, azaz sok esetben pazaroljuk az energiát.
– A ventilátor légszállítása arányos a fordulatszámmal. Tehát ha változtatni szeretnénk a légszállítást, azt a fordulatszám változtatásával is el tudjuk érni. Amennyiben a fűtési vagy hűtési igény csökken (ez azt jelenti, hogy a légmennyiség is csökkenhet), a ventilátort kisebb fordulatszámmal kell üzemeltetni.
A ventilátor fizikájából tudjuk, hogy a motorteljesítmény függ a fordulatszámtól, mégpedig hatványosan (3. hatvány). Ebből az következik, hogyha például a légmennyiséget levisszük 50%-ra a fordulatszám felére való csökkentésével, akkor a villamos teljesítményigény 0,53 = 0,125, azaz 12,5%-ra fog csökkenni elméletileg. Valójában pár százalékot még feláldozunk más műszaki okok miatt. Ezáltal jelentős mennyiségű villamos energiát tudunk megtakarítani.
A fordulatszámot többféleképpen lehet változtatni:
– Mechanikusan, például ékszíjtárcsákkal, fogaskerekekkel.
– Elektromosan szabályozó trafóval vagy motortekercselés-kivitellel, például csillag-delta kötéssel vagy úgynevezett Dahlender-tekercseléssel.
– Elektromosan frekvenciaváltóval.
A helyszíni adottságok és igények alapján lehet dönteni, melyik módszert a legjobb alkalmazni.
Hőszivattyús átalakítás
Egy hűtőrendszer nélkülözhetetlen elemei a következők: elpárologtató, kompresszor, kondenzátor, adagoló (expanziós) szelep.
A hűtést, azaz a hőelvonást a térből az elpárologtató végzi el, a kondenzátor pedig ezt a hőt a kompresszort működtető energiával megnövelve leadja a környezetnek, tehát fűti azt.
Tulajdonképpen attól függően, hogy a rendszer melyik elemét vesszük igénybe a mi légtechnikai rendszerünk működésében, beszélhetünk hűtésről vagy fűtésről is.
Hűtésnél tehát a légtechnikában elhelyezett hőcserélő az elpárologtató funkcióját látja el, a kondenzátor funkcióját pedig egy másik hőcserélő, amely a környezetnek adja le a hőt. Ha ezzel a rendszerrel fűteni akarunk, akkor a külső hőcserélő látja el az elpárologtató feladatát, tehát elvonja a hőt a környezettől. A belső hőcserélő pedig hőleadó szerepet tölt be, azaz leadja a hőt a légtechnikai rendszerünkbe.
A kompresszorral csak egy irányba tudjuk szállítani a hűtőközeget. Ezért a hőcserélők funkcióváltásához egy úgynevezett váltószelepet kell beiktatni a hűtőkörbe, amely az üzemmódtól függően irányítja a hűtőközeget a kompresszorból kilépve a megfelelő hőcserélőbe.
Amikor fűtési üzemmódban működik a berendezés, akkor beszélhetünk hőszivattyúzásról. Ekkor a környezetből elvont hőenergiával fűtünk, természetesen bizonyos üzemeltető vagy működtető energia bevonásával. Az is természetes, hogy minél magasabb a környezetünk hőmérséklete, annál könnyebb elvonni a hőenergiát, tehát kevesebb kompresszormunkára lesz szükségünk. Ezzel szemben a külső hőmérséklet csökkenésével egyértelműen nőni fog a kompresszió energiaigénye.
A rendszer hatékonyságát egy egyszerű aránnyal szoktuk kifejezni – „COP”-vel –, amely a mi esetünkben a rendszerből kinyert hő- és a bevitt villamos energia aránya.
Hűtőgépek energetikai hatékonysága fűtési (hőszivattyús) üzemben:
Hasznos fűtőteljesítmény (kW)
COP=——————————————————————–
Előállításához szükséges gépi effektív teljesítmény-felvétel (kW)
Hőszivattyúk energetikai osztályokba sorolása az egységes COP-érték szerint történik.
A beépített kompresszorok jelleggörbéi, valamint a villamos energia- és gázárak alapján pontosan kiszámíthatjuk, hogy melyik az a külső hőmérséklet, ameddig érdemes „hőszivattyúzni”. A két hőforrás (gáz és villamos energia) pedig mindenképpen egy biztonságosabb üzemet hoz létre.
Varga Péter okl. gépészmérnök
Szóljon hozzá
A hozzászóláshoz be kell jelentkezni.