Néhány szó a trivalens pontról
2013/6. lapszám | Fördős Norbert | 4342 |
Figylem! Ez a cikk 13 éve frissült utoljára. A benne szereplő információk mára aktualitásukat veszíthették, valamint a tartalom helyenként hiányos lehet (képek, táblázatok stb.).
Első hallásra a trivalens pont sokaknak talán kicsit furcsán hat, pedig anno így „kezdhette” a bivalens pont fogalma is. Ez a kifejezés azonban – lényegét röviden összefoglalva – azt az értéket takarja, amellyel kombinált berendezéseknél (hőszivattyú és utánfűtő gázkészülék) a kiegészítő fűtésre történő átkapcsoláshoz a hőtermelő, illetve a hőszivattyú hatásfokát és a mindenkori energiaárakat vesszük alapul.
Ma – főleg újépítésű házak, de néha modernizált rendszerek esetén – egyre gyakrabban vezérli az építtetőt a több energiaforrásból táplálkozó fűtő és használati melegvízkészítő berendezés elve. Ezeknél az alkalmazásoknál jelenleg a gázkészülék + vegyes tüzelésű kazán kombináció a legnépszerűbb (időnként szolár támogatással), de egyre gyakrabban kérik, terveztetik a gázkészülék + hőszivattyú összeállításokat (alapvetően levegő/víz típusú fűtési – hűtési – hőszivatytyúknál).
Magyarországon is van már olyan gyártó, aki erre ma hibrid készüléket kínál (ez a javasolt), de gyakori megoldás még a kettő, azonos vagy különböző gyártótól származó hőtermelő „összeépítése”.
Néha ez tűnik olcsóbb kombinációnak, azonban itt automatikusan nem optimalizálható jól a különböző hőenergiát hasznosító hőtermelők üzeme, és nagyobb a „kísérletezési faktor”, mint az olyan rendszerszabályozóknál, amelyek előre definiált szempontok szerint fedezik a pillanatnyi hőszükségletet. A könnyebb viszonyítás érdekében ehhez most röviden összefoglaljuk az ezekhez kapcsolódó szabályozási stratégiákat.
A bivalens pontok szabályozási stratégiája
A „fűtési bivalens pont” megadásával azt a legalacsonyabb külső léghőmérsékletet állítjuk be, amely alatt a hőszivattyú teljesen kikapcsol, így a teljes fűtési hőigényt a kiegészítő fűtés veszi át. A „kiegészítő fűtés bivalens pont” azt határozza meg, milyen külső léghőmérséklet felett kell a kiegészítő fűtésnek kikapcsolva maradnia, hogy a hőszivattyú egyedül is lefedhesse a hőszükségletet.
Összefoglalva: mindkét bivalens pont segítségével a szakember – a kiegészítő fűtéssel párhuzamosan – a külső hőmérséklet alapján állíthatja be a hőszivattyú alkalmazási területét. Viszont a fentiekben megadott, bivalens pontok alapján történő stratégiát általában akkor használják, ha a rendszerben elektromos utánfűtés található, így ilyenkor a fűtési bivalens pontot –20 °C-ra kellene beállítani. Az, hogy a diagram alkalmazási területén belül a kiegészítő fűtés mikor kapcsol be, a hőtermelők működését befolyásoló szabályozó előzetes beállításaitól, valamint a megengedett hiszterézis-paraméterektől függ.
A trivalens pont szabályozási stratégiája
A trivalens érték alapján történő szabályozási stratégiát akkor használjuk a gyakorlatban, ha gázüzemű készüléket alkalmazunk a hőszivatytyús rendszerben utánfűtő hőtermelőként. Ennél a rendszerkonfigurációnál a fűtés bivalens alternatív vagy bivalens párhuzamos üzemű lehet, ahol a központi rendszerszabályozó megvizsgálja az előzőleg megadott energiaárakat, az adott pillanat fűtési hőszükségletét, valamint az abból származtatható készülékhatékonyságot, hogy eldönthesse, melyik energiaforrás lesz olcsóbb a hőigény lefedéséhez. Abban az esetben, ha a hőszivattyú a hatékonyabb hőtermelő, akkor az utánfűtő készülék csak addig marad ki, amíg a hőszivattyú egyedül képes a hőigény lefedésére (alternatív üzem). Ha a hőszivattyú nem képes a parancsolt előremenő víz-, illetve helyiséghőmérséklet (központi rendszerszabályozó helyiséghőmérséklet-visszacsatolással) elérésére, akkor az utánfűtő készülék automatikusan bekapcsol (párhuzamos üzem), ha:
- az aktuális előremenő hőmérséklet a hőszivattyú 10 perces üzemideje után még 15 K vagy ennél nagyobb értékkel a parancsolt előremenő hőmérséklet alatt áll;
- az aktuális előremenő hőmérséklet a hőszivattyú 40 perces üzemideje után még több mint 2 K értékkel a parancsolt előremenő hőmérséklet alatt áll;
- és aktivált helyiséghőmérséklet-visszacsatolás (szobatermosztát-üzem) esetén a pillanatnyi helyiséghőmérséklet több mint 0,25 K értékkel a parancsolt helyiséghőmérséklet alatt van.
A hőszükségletet követően az utánfűtő hőtermelő működési ideje legalább 10 perc, ahol a kiegészítő fűtőkészülék csak akkor kapcsol újra ki, ha a parancsolt előremenő hőmérséklethez képest a különbség újból 2 K alá csökken, és a helyiséghőmérséklet mért, illetve parancsolt értéke között a különbség 0,25 K alá esik.
Az optimális költség-összehasonlításhoz ezért az alábbi paramétereket vesszük figyelembe:
- A hőszivattyú COP (Coefficient of Performance) értéke (ezt a hőszivattyú szabályozója a szükséges parancsolt előremenő és a külső léghőmérséklet alapján határozza meg).
- Az utánfűtő hőtermelő hatásfoktényezője (kondenzációs készülékeknél 0,9, atmoszférikus hőtermelőknél 0,75 és elektromos kiegészítő fűtésnél 1,0 korrekciós értéket veszünk alapul). A „fűtőkészülék típusa” kiválasztást a központi rendszerszabályozó paraméterező menüjében kell előre definiálni.
- Energiaárak, ehhez – többek között – a hőszivattyú aktuális áram- (normál és kedvezményes tarifa), valamint az utánfűtő hőtermelő energiaforrásának (gáz, áram) árát kell a központi rendszerszabályozó beállítása során megadni (általában cent/kWh érték).
Az alábbi példában bemutatott központi rendszerszabályozó a COP érték, valamint a megadott tarifák segítségével meghatározza az úgynevezett trivalens pontot:
Például:
- Hőszivattyú COP = 3
- Az utánfűtő hőtermelő energiaköltsége = 7 cent/kWh
- A kondenzációs készülék hatásfoktényezője = 0,9
- Áramköltség = 20 cent/kWh
Abban az esetben, ha a központi rendszerszabályozó „1” feletti trivalens pontot számol, akkor csak a hőszivattyú kapcsol be, viszont ha a trivalens pont „1” alatt van, akkor az utánfűtő hőtermelő. Ennek köszönhetően a rendszer mindig a leghatékonyabb üzemviszonyok és ezzel a legoptimálisabb költségek mellett működik.
