Passzív ház tervezés

2014.01.15. Hőszivattyú energiamérlege és a COP

Amint tudjuk, a hőszivattyúk egyik, ha nem a legfontosabb mutatója a hatásfok tényező, amit COP-nak hívnak (Coefficient of Performance). Ez azt jelenti, hogy a villamos hálózati oldalon megjelenő 1 kW villamos teljesítmény hány kW hőteljesítmény előállítására elegendő. Például COP=4,5 egy egészen jó érték is lehetne, de sokaknak az a gyanúja, hogy ez mégsem így van. Ez a bizonyos COP érték többnyire a gyártó laborjában kerül meghatározásra, és az idealizált működési paraméterek megléte esetén igaz. A valóságos üzemeltetési körülmények között azonban szinte sosem ideálisak ezek a paraméterek, így a COP is valamilyen (eddig) ismeretlen értéket fog felvenni. A címben megjelenő energiamérleg és az imént említett COP mögött megbúvó fizikai tartalom nem azonos. Míg az egyik energiamennyiség (kWh), addig a másik teljesítmény (kW). Hogyan kerül mégis egymás mellé a kettő, vagy hogyan következik az egyik a másikból? A COP értékre a "pillanatnyi" szó a jellemző. Egységnyi idő alatt végzett munka (egységnyi időre jutó energiamennyiség). A jelfeldolgozásnak is van időigénye, ráadásul a mérési eredmények annál pontosabbak, minél több mért adatot tudok figyelembe venni (pl. átlag). Ezért megtehetjük azt is, hogy a hőmennyiséget (hőenergia mennyiséget) mérjük valamely ideig (ez általában rövid, 1-2 perces időtartam), pontosan mérjük az időt is, a kettő hányadosa a hőteljesítmény, ugyanennyi ideig mérjük a felvett villamos energiamennyiséget, osztjuk az idővel, és megkapjuk a villamos teljesítményt. A kettő hányadosa lesz a COP értéke. Matematikai oldalról ugyanerre az eredményre jutunk, ha elhagyjuk az idővel, mint hányadossal való osztást, mert a COP számításunkban az emeletes törtek műveleti szabályait alkalmazva ugyanezt a számértéket fogjuk megkapni. Hosszabb ideig mért hőmennyiség és villamosenergia mennyiség esetén viszont a különböző üzemállapotokhoz (üzemi körülményekhez) tartozó eltérő értékek "kiátlagolódnak", így az ilyen módon mért értékeket nevezhetjük szezonális, vagy időszakos teljesítmény tényezőnek (SFP = Seasonal Performance Factor). Ezekből adódóan ha rövid ideig tartó mérés (1-2 perc) adatait veszem figyelembe, akkor COP értéket-, míg ha hosszabb ideig (1-2 vagy 6 hónap) tartó mérési adatokat, akkor szezonális teljesítmény faktort határoztunk meg.

Például Németországban éppen hadakozik egy passzívház tulajdonos a hőszivattyúja gyártójával, mivel fáznak az épületben. Ilyen ugyebár egy passzívházban soha nem fordulhatna elő. A gyártó azt állítja, a hőszivattyú tökéletes, 4,5 COP-val rendelkezik. A tulajdonos csak azt tudja, hogy fázik, a hőszivattyú nem állítja elő a szükséges fűtési energiát, akkor biztosan a tervező a ludas. A tervező lobogtatja a PHPP számítását, amivel igazolható az épület 1,8 kW hővesztesége, és mivel ez kevesebb, mint a fele a hőszivattyú kapacitásának, ezért biztosan a szerelő ügyetlenkedett el valamit. A szerelő erre azzal válaszol, hogy tessék megfogni a csöveket, lám lám, melegek, tehát a rendszer működik, de nem ő gyártotta a hőszivattyút (hőtermelő berendezés), ezért őt tessék nem bántani.

A KÖR BEZÁRULT. Kinek van (legyen) igaza ? És persze ki fogja megfizetni a javítást, az esetleges cserét, ki fogja kártalanítani a tulajdonost ? (A féléves bosszúságot hogyan lehet kártalanítani ?) 

Korábban beszámoltunk a hőmennyiség mérőnkről: http://passzivhaz.info.hu/egyeb/2013-10-04-e-monitor-azaz-homennyiseg-meres-epulet-monitorozas/#more-341

Koós Miklós portálján megjelent az összeállításunk néhány fotóval és ábrával: http://koos.hu/2013/11/20/mi-igazolhato-az-emonitorral/

Így már csak az újdonságokról kell beszámoljak.

Örömmel tudatom, tudunk COP-t mérni. És ehhez nem kellenek többmilliós berendezések, vagy labor műszerek. Ahogyan a korábbi beszámolóinkban bemutattuk, a hőhordozó közeg alkalmazásával működtetett épületgépészeti rendszerek energiamérlegét percről percre képesek vagyunk mérni, monitorozni. Ezek lehetnek fűtés, HMV, napkollektor, talajszonda, vagy bármi egyéb. Az alábbi kép illusztráció a megjelenítésre. Természetesen 10.0 COP a jelenlegi műszaki megoldások esetén elképzelhetetlen. (Az alábbi kép "csak" illusztráció)

TOVÁBBI információk: www.emonitor.hu oldalunkon !

A hőszivattyú egyik oldalán villamosenergia kerül bevezetésre, mint ahogyan a bevezetőben erre kitértem, a másik oldalán hőenergiát biztosít víz hőhordozó közeg segítségével. Az eddigi eszközeinkkel ez utóbbit tudtuk mérni, a villamosenergia felhasználást a mérést végzőnek kellett valamiféleképpen megoldania (többnyire adott idő alatt megtett mérőóra "körbefordulás" számlálásával, figyelésével.)

Elkészítettünk egy villamosenergia fogyasztását mérő egységet, amit a hőszivattyú elé, a fali dugaszoló aljzatba (magyarul: konnektor) kell dugaszolni, az adatkábelt pedig a mérőrendszerünkhöz.

A tablet-en néhány kattintással (böködéssel) elő lehet készíteni a mérést az eszközök installálása (bekötése) után, és máris indulhat a mérés.

Percenkénti adatfeldolgozástól a napi átlagolásig tetszőleges időintervallumot lehet kijelölni, az Internetes felület segítségével pedig napi, heti, vagy akár havi (több havi) átlagot is meghatározhatunk, kijelölhetünk.

Ilyen méréseket tudomásom szerint nem szokás csinálni, azonban igencsak beszédesek lesznek ezek a mért adatok. Itt kérem, nem lehet mellébeszélni. A COP érték két energiamennyiség hányadosa: Villemosenergia osztva a hőenergiával, mind a két érték méréssel kerül meghatározásra.

Legközelebb szándékunk szerint már a mérések eredményeiről is beszámolhatunk, és grafikonokat is be tudunk mutatni. Addig is bemutatjuk a teszt-grafikonokat.