Kisméretű, átfolyós rendszerű elektromos vízmelegítők
2011/1-2. lapszám | VGF&HKL online | 38 591 |
Figylem! Ez a cikk 15 éve frissült utoljára. A benne szereplő információk mára aktualitásukat veszíthették, valamint a tartalom helyenként hiányos lehet (képek, táblázatok stb.).
Ma még általánosan nem ismert tény, de az Európai Unió, illetve a nemzetközi előírások, valamint a különböző európai direktívák is az energiafelhasználás csökkentését tűzték ki célul az elkövetkező évekre vonatkozóan a háztartásokban, illetve a közintézményekben, szolgáltató egységekben használt melegvíz-készítő berendezések kapcsán. Ez az irány – az energiatakarékosság tekintetében – örvendetes és támogatandó, de az eddig megszokott és elvárt komfort vonatkozásában új lehetőségek felkutatását is igényli.
Háztartásokban, illetve a különböző közületek, szolgáltató egységek melegvizes mosdóinál, kisebb mosogatóinál gyakran alkalmaznak elektromos működésű, egyedi melegvíz-készítő berendezéseket. Ezek általában tárolós rendszerű, nyomás alatt vagy nyomás nélkül működő, kis űrtartalmú melegvíztárolók. Melegvízhozam tekintetében egy átlagos, 5 liter űrtartalmú, 2 kW (230 V/50 Hz) villamos teljesítményű tárolós vízmelegítő 9,5 liter 40 °C hőmérsékletű használati meleg vizet tud adni (15 °C hideg víz-, illetve 65 °C tárolóhőmérséklet mellett), ahol a felfűtési idő hozzávetőlegesen 10 perc. Ugyanez a paraméter egy 10 literes villanybojler esetén (azonos villamos fűtési teljesítményt feltételezve) a következő: 18,5 liter (szintén 15 °C hideg víz-, illetve 65 °C tárolóhőmérséklet mellett), ahol a felfűtési idő már 21 perc. Azonban nagyon fontos, de sokszor elfelejtett tény, hogy a tárolós rendszerek készenléti energiaveszteséggel is rendelkeznek (ez az érték általában 0,5-0,7 kWh/24 óra), amely veszteségként „könyvelhető el”. Ezen kívül az elektromos működésű, tárolós vízmelegítő a telepítés során nagyobb helyet igényel, a készenléti állapot csak folyamatos, magasabb hőmérsékletű hőntartással (a fűtőszál erősebb vízkövesedése) valósítható meg, ahol a felfűtés – a víz tágulásából adódóan – csöpögéssel, vízveszteséggel jár. Fentiek alapján felvetődhet a kérdés:
Tárolós vagy átfolyós vízmelegítő?
1. kép: irodaház mellékhelyiségeinek energiafogyasztása (kWh/év), napi tíz kézmosás esetén
A fizikát „megerőszakolni” nem lehet: a gázüzemű átfolyós, illetve tárolós vízmelegítőkhöz hasonlóan a különböző típusú villamos melegvízkészítő berendezések is a rájuk jellemző sajátosságokkal, előnyökkel, illetve korlátokkal rendelkeznek. A tárolós rendszernél elegendő a kisebb villamos teljesítmény (kisebb terhelés a hálózat felé, valamint vékonyabb előírt vezeték-keresztmetszet), de korlátai, hátrányosabb tulajdonságai (előnyei mellett) a bevezetőben olvashatók. Ezzel szemben az átfolyós rendszer esetén nem kell a használati vizet előre felmelegíteni, mert az a vízmelegítőben, az átfolyás során melegszik fel, így teljes mértékben elkerülhető a készenléti energiaveszteség. Ennek köszönhetően a kis űrtartalmú, tárolós vízmelegítőkhöz képest naponta kb. 250 Wh villamos áram-megtakarítás érhető el (lásd még 1. ábra). Nincs a környezet felé felesleges hőleadás, amely a tárolós rendszerű vízmelegítőknél a folyamatos készenléti üzem miatt állandó probléma és veszteség, ezen kívül beállítható az átfolyt vízmennyiség, így a villamos fogyasztás mellett a felhasznált víz mennyisége is csökkenthető. A meleg víz addig folyik, amíg szükség van rá, és ehhez csak annyi energiát használ, ami a felmelegítéshez éppen szükséges, de itt – a tárolós rendszerű megoldásokhoz képest – nincs felfűtési idő. Ez különösen ott fontos, ahol csúcsidőben, egy csaptelepen több személy mos kezet, használ különböző célra meleg vizet – egymás után –, mert az átfolyós rendszerű, kis elektromos vízmelegítőnél a használati meleg víz a csapolás megkezdését követő 2 másodpercen belül rendelkezésre áll. Ez nagyon fontos döntési tényező ott, ahol a mosdóknál a kézmosás átlagos ideje 20-25 másodperc között van.
A 2. ábrán a nyomásálló, kisméretű elektromos vízmelegítő felépítése, illetve működési folyamata látható. Csapolás során a használati víz a hidegvíz-csatlakozón (1) keresztül a készülékbe integrált belső víz- mennyiség-szabályozó szelephez áramlik (2).
Átfolyós rendszerű kis elektromos vízmelegítővel – optimális esetben, az üzemeltetési költségek tekintetében – éves szinten akár a vízmelegítő árának 50%-a is megtakarítható, a csekély méreteknek köszönhetően a termék bárhol könnyedén elhelyezhető, mert még a legkisebb mosdók esetén is beépíthetők. A tárolós rendszerű megoldások helyszükségletének csupán tizedét igényli az átfolyós, elektromos vízmelegítő, ezért a mosdó alatt szinte észrevétlen marad. Mindkét melegvízkészítő berendezés tagadhatatlan előnye viszont, hogy azokban az objektumokban, ahol nagyobb a vízvételezési helyek és a felhasználó személyek száma, az egyedi csapolókon üzem közben megtakarított energia összege jelentős különbséget mutat a központilag kialakított tárolós rendszerekhez képest, mert ezek a termékek pont ott melegítik fel a használati vizet, ahol felhasználásra kerül. Így megtakarítható az energia- és vízveszteség (cirkulációs és hőntartási energiaveszteség), amely a központilag kialakított rendszereknél a hosszú vezetékek miatt elkerülhetetlen.
A működési folyamatok bemutatása
A 2. ábrán a nyomásálló, kisméretű elektromos vízmelegítő felépítése, illetve működési folyamata látható. Csapolás során a használati víz a hidegvíz-csatlakozón (1) keresztül a készülékbe integrált belső vízmennyiség- szabályozó szelephez áramlik (2). A szabályozó szelep gyári beállítása az általánosan elforduló hálózati hidegvíznyomás értékéhez illeszkedik (3 bar). Ettől függetlenül a szabályozó szelep beállító csavarjának segítségével a készüléken átáramló vízmennyiséget a helyi adottságoknak megfelelően lehet beállítani. A használati víz a szabályozó szelep után található belső fűtőszál (3) elektromos teljesítménye által melegszik fel, miközben a készülék melegvíz-oldali csatlakozójához (7) jut. A fűtőszál kialakítását, illetve típusát (egy vagy két szál) a vízmelegítő teljesítménye differenciálja. A hálózati víznyomás változására a készülékben található nyomáskülönbség-kapcsoló (4) reagál. A használati víz átáramlása során nyomáskülönbség jön létre, amely annál nagyobb lesz, minél magasabb az a vízmennyiség, amely a készüléken keresztülfolyik. Abban az esetben, ha a vízmelegítőn nem folyik át használati víz, nem jön létre nyomáskülönbség, ezért a fűtőszál minden pólusa feszültségmentes állapotban marad. A hidraulikusan vezérelt átfolyós vízmelegítőknél előfordulhat azonban az is, hogy a nyomáskülönbség miatti elektromos lekapcsolás nem következik be. Ebben az esetben viszont a fűtőszál környezetében jelentősen felmelegedne a használati víz, melynek elkerülésére a nyomásálló vízmelegítők biztonsági hőmérséklethatárolóval (5) vannak ellátva. A biztonsági hőmérséklethatároló (amely nem más, mint egy reteszelő bimetál kapcsoló) a fűtőszál összes pólusának lekapcsolásával gátolja meg a készüléken átáramló használati víz túlhevülését.
A zárt rendszerű kis elektromos vízmelegítő felépítése
A 4. ábrán egy nyomásálló vízmelegítő felépítése látható, mellyel teljesen azonos a nyitott rendszerű verzió is, csak az nem tartalmaz biztonsági hőmérséklethatárolót.
4. ábra
A 4. ábrán egy nyomásálló vízmelegítő felépítése látható, mellyel teljesen azonos a nyitott rendszerű verzió is, csak az nem tartalmaz biztonsági hőmérséklethatárolót.
1. Fali tartó;
2. Finomszűrővel ellátott hidegvíz-csatlakozó;
3. Beállító csavar;
4. Mikrokapcsolóval ellátott nyomáskülönbség-kapcsoló;
Típusválaszték és alkalmazási lehetőségek
A zárt és nyitott rendszerű, kisméretű elektromos átfolyós vízmelegítőkből – teljesítmény alapján – többféle típus választható. A választás során alapvetően arra kell gondosan ügyelni, hogy a névleges teljesítmény egy adott hőfokemelés (t = 25 K) mellett mekkora vízmennyiséget tud percenként biztosítani (például 2,5 vagy 3,3 l/perc). Ezek a termékek általában normál, egyfázisú 230 V/50 Hz-es hálózatra köthetők, arra azonban feltétlenül ügyelni kell, hogy az átfolyós rendszer és a nagyobb teljesítmény miatt a szükséges vezeték-keresztmetszet akár 1,5/2,5 mm2 is lehet. A nyitott rendszerű elektromos vízmelegítők gyorsan és egyszerűen telepíthetők, valamint üzembiztosan működtethetők. Felépítési jellegük miatt azonban csak egy csaptelep ellátására alkalmazhatók. A készüléket nem terheli a hálózati hideg víz nyomása, ezért az üzemeltetéséhez speciális csaptelepet igényel. Új telepítés esetén különösen ajánlott a nyomás nélküli működési mód. Abban az esetben viszont, ha meglévő csaptelephez kell az átfolyós rendszerű elektromos vízmelegítőt felszerelni, a zárt rendszerű típusok válaszhatók. Mint általában mindenütt, a siker záloga itt is a gondos előkészület és a fogyasztó összehangolása a hőtermelővel.
