A levegõs hõszivattyú az EVI (Enhanced Vapour Injection) rendszernek köszönhetõen nagyon alacsony (akár -25C°) külsõ levegõ hõmérséklet mellett is képes a fûtéshez szükséges teljesítményt elõállítani.A kiindulási pontom a víz! Víz borítja földünket 70%-ban. Milyen halmazállapotú a víz?
Erre mindenki rávágná, hogy folyadék, noha alapértelmezésben ez a válasz nem helyes.
A víz halmazállapota, illetve minden anyag állapota attól függ, hogy milyen az anyag, esetünkben a víz: hõmérséklete, nyomása és viszonya a közvetlen érintkezõszomszédos anyaggal:
Tehát a víz halmazállapota változó! Ez a helyes válasz!
A mértékegységeink is különbözõ kiosztásban mérik, de mi maradunk a mindenki számára ismert Celsius mértékegységnél, mely pontosan a vízre tervezett mértékegység.
0 Celsius fok alatt a víz szilárd, azaz megfagyott. „ne felejtsük el a vas is szilárd, de mégsem "megfagyott”
Ez abból adódik, hogy az emberek bizonyos dolgokat másik dologhoz viszonyítva mérnek.
Ez az emberek esetében a víz hõmérséklete.
A vasra is azt mondjuk, hogy fagyott, ha pl. -15 fok van, noha a vas olvadáspontja rendkívül magas hõmérsékleten van.
A vasnak esetünkben teljesen mindegy hogy -30 vagy +120 Celsius fokos a hõmérséklete mindkét esetben az anyag ugyanolyan szilárd, legfeljebb égési vagy fagyási sérülést okozna.
Ez azért van mert a vasnak nagyon magas az olvadáspontja!
A víz 100 Celsius fokon gõzzé válik! És itt válik érdekessé a dolog, ugyanis az autóinkban a víz néha 100 Celsius fok fölött van (fõleg nyáron) és „mégsem forr fel
Ez mitõl lehetséges?
A magyarázat egyszerû: Az anyagok forrás és szilárdulás pontja légköri vagy egyéb külsõnyomásra megváltozik, azaz eltolódik.
Nyomás alatt a víz forráspontja is megemelkedik. Nyomásesés esetén, pl. vákuumban a víz pedig már szobahõmérsékleten is fel tud forrni, ezt a hatást alkalmazzuk a hõszivattyús gázrendszer víztartalmának eltávolításra, mivel a vákuumban a víz felforr, elpárolog!
Ezért lehet például kuktában fõzni kevesebb energia ráfordítással, mert az edény belsõ terében a nyomás jelentõsen emelkedik, a víz pedig így nem válik gõzzé, viszont az anyag (étel magasabb hõmérsékleten hamarább megfõ)!
Kevesebb energia szükséges a fõzés befejezéséhez.
A hõszivattyú alapja az a hûtõgáz vagy hûtõfolyadék, mely segítségével kitermelhetjük az energiát alacsony hõmérsékletûenergiaforrásból, mint például a talaj vagy kút vize, a külsõ levegõ, szennyvíz hulladék hõje, stb..
Ez azért lehetséges, mert olvadás utáni forráspontjuk jóval alacsonyabb a környezetünk állandó hõmérsékleténél!
Egyszerûen fogalmazva: Ezek a gázok a téli hidegben is gáz állapotban vannak!
Így ezek az anyagok összenyomhatóak, melyek munkavégzés közben hõt termelnek, illetve a környezetben lévõ hõcserélõbe visszakerülve újra gázzá tudnak alakulni, így hõt tudnak felvenni környezetüktõl, és képesek leadni egy másik helyen azt.
Ha a folyadékot vagy gázt összenyomjuk, akkor atommagjaik közelebb kerülnek egymáshoz, mely hõemelkedésével jár, a folyamat fordítva is igaz, ha távolabb kerülnek, akkor hõt vonnak el környezetüktõl.
Ez a mûködéshez szükséges anyag tulajdonsága, ettõl fog energiát szállítani részünkre a természet.
Egy hõszivattyú a gépészeti eszközével így nyer lakóházunk fûtéséhez energiát.
Azzal hogy összepréseljük a hûtõgázt, felforrósodik.
Ha ezt a hõt elvesszük , azaz elvonjuk az épületben akkor a gáz halmazállapota is megváltozik.
Azért válik folyadékká, mert a nagyobb nyomáson megnövekedik a forráspontja, ráadásul elvesszük a termelt hõt, esetünkben a fûtõtesteken keresztül, így hidegebbé válik, ezért a hûtés miatt és a nyomásemelkedés miatt Folyadékká válik a hûtõgáz. (Magasabb nyomáson, illetve alacsonyabb hõmérsékleten) Ezt a víznél kifejtettem.
A folyadék állapotú gáz, amikor áthalad egy gáznyomást beállító csapon,(capillar szabályozó szelep, vagy automatikus adagoló, (expanziós szelep) ennek a szelepeknek kevesebb az áteresztõ képessége mint a kompresszorunk által összenyomott gáz mennyisége), jelentõsen veszít a nyomásából, így jelentõs hõt von el környezetétõl, hogy a cseppfolyós hûtõgáz újra gázzá váljon.
(Amikor egy szódásszifonba patront csavarunk a nagynyomású széndioxid beáramlik a szifonba, miközben a nyomását nagyon gyorsan elveszti.
A hirtelen távolodó CO2 atommagjai távolodásának az eredménye miatt a CO patron szinte azonnal lefagy!
Másik példa: Disznóvágáskor perzseléskor a PB palackot is azért kell langyos vízzel locsolni, mert a nagy gázkiáramlás miatt nagy a hõelvonás, és a Propán-bután gázpalack lehûl, fagyos hõmérsékleten pedig leesik a gáz nyomása, kevés kiáramló gázzal pedig nem lehet perzselni)
Ezt a hõt tudja hõszivattyúnk a gáz mesterséges mozgatásával elvenni a külsõ levegõbõl vagy talajból. A mozgatáshoz szükséges energia, pedig jóval kevesebb a termelt elvont energia mennyiségéhez képest!
Ahhoz azonban hogy a gáz dolgozni tudjon kifogástalanul két dolog szükséges:
1. A mûködéshez szükséges hûtõközegnek a forráspont feletti hõmérséklet, tehát a hõelvétele illetve hozzáadása mindkét oldalon
(fûtõ és hûtõ) Ettõl HÕ szivattyú!
2. És szükséges külsõ energia a gáz összepréseléshez.(szivattyú, kompresszor) ami általában elektromos energia, de bármilyen eszközzel megoldható lenne, amivel forgási energia kialakítható. (gázmotor, szélkerék, akár vízimalom,stb.)
A hõszivattyú így nyeri ki az energiát!
A fenti ábrán szimbolikus energiafolyamatából látható hogy a hõszivattyú által hasznosult hõenergia hányad részét teszi ki a kompresszor hajtásába befektetett mechanikus munka.
Ezt a hányadost jóságfoknak hívjuk, és a hõszivattyúk jellemzésére használjuk.
Mértékegysége COP , mérési tartománya 280 kelvin fok (7 celsius fok)
A maradék hasznosult energia a környezetbõl kinyert ingyenes hõ energia.
