Hőszivattyús fűtési rendszer bemenet–kimenet fehér doboz modellje és energetikai analízise
Még nem érkezett hozzászólás!
Dr. Garbai László - Kovács Zoltán
Hőszivattyús fűtési rendszer bemenet–kimenet fehér doboz modellje és energetikai analízise
1. Bevezetés
A megújuló energiaforrások fokozott felhasználása, az energiatakarékosság, energiahatékonyság kialakítása és a környezet védelemére való törekvés napjaink valósága. Ezt a célkitűzést a Nemzeti Energiastratégia is megfogalmazza. A megújuló energiák hasznosítására egy hőszivattyús rendszer kiválóan alkalmas. A technológia fő célja, hogy a kisebb hőmérsékletű, közvetlenül nem hasznosítható hőenergiát elektromos áram segítségével nagyobb hőmérsékletű hasznosítható hővé alakítsa. Működését tekintve a kishőmérsékletű környezetből/közegből hőt von el, és egy nagyobb hőmérsékleten teszi használhatóvá, éppen ezért gyakran „fordított hűtőszekrénynek” is nevezik.
A hőszivattyú üzeme az utóbbi évtizedben a tudományos vizsgálatok fókuszába került. Számos cikk foglalkozott a tervezés kérdéskörével és az utóbbi időben mind több tudományos dolgozat elemzi az energetikai és gazdasági optimum megvalósítását [4], [5]. A közelmúltban két PhD értekezés is született ebben a témakörben [1], [2]. Méhes Szabolcs rendszerelméleti modellt állított fel, amelyik az úgynevezett bemenet-kimenet modellek körébe tartozik. Sánta Róbert PhD értekezésében elosztott paraméterű modellen, szimultán differenciálegyenlet-rendszer segítségével mutatta be a körfolyamat leírásának és a teljesítménytényező maximalizálásának eljárását.
A dolgozatunkban arra vállalkozunk, hogy a leggyakoribb vezérlési módban (0,1 típusú) bemutassuk a fogyasztói rendszer viselkedését. Ez azért érdekes kérdés, mert állandósult fogyasztói hőigény esetén is a szakaszos üzemmódú hőszivattyú által betáplált hőteljesítmény instacionárius állapotot idéz elő. A problémakör vizsgálatában Méhes Szabolcs PhD értekezésére (témavezetője Garbai László) támaszkodunk.
Az 1. ábrán bemutatjuk a teljes hőszivattyús rendszer rendszerelméleti bemenet–kimenet fehér doboz modelljét (whitebox).
1. ábra. Whitebox modell (Forrás: Méhes Szabolcs PhD értekezése)
2. A fogyasztói fűtési rendszer bemenet–kimenet fehér doboz modellje
A fogyasztói fűtési rendszer bemenet–kimenet fehér doboz modelljét külön a tervezés-létesítés fázisára és külön az üzemeltetésre a 2. ábra mutatja.
További részletek lapunk 2014/12-es számának nyomtatott változatában található, illetve a teljes cikk pdf-formátumban is rendelkezésre áll (regisztráltaknak havonta egy alkalommal, előfizetőknek korlátlanul).