100 kW ipari hőszivattyú csarnokfűtésre

MD300D levegő-víz hőszivattyú egy könnyűszerkezetes ipari épület fűtésére

Ez a szentdénesi referencia nem mai telepítés, de éppen ezért értékes: jól mutatja, hogy egy ipari hőszivattyús rendszer nem önmagában a kültéri gépről szól, hanem a teljes fűtési rendszer átgondolt méretezéséről.

A könnyűszerkezetes csarnok fűtésére egy Meeting MD300D, 100 kW teljesítményű, R410A hűtőközeges, ON/OFF rendszerű ipari levegő-víz hőszivattyú került beépítésre.

A cél egyszerű volt: a csarnok fűtését hőszivattyúval megoldani, a korábbi energiafelhasználást csökkenteni, és a tetőre telepített napelemes rendszer által megtermelt villamos energiát minél nagyobb arányban helyben hasznosítani.

Miért érdekes ez a referencia ma is?

Ma már cégünk kínálatában elsősorban modernebb, inverteres, R290-es ipari hőszivattyúk szerepelnek, de ez a régebbi MD300D rendszer fontos tanulságokat hordoz.

Egy 100 kW-os ipari hőszivattyúnál már nem elég „csak” kiválasztani a gépet. A rendszer akkor működik jól, ha a hidraulikai oldal, a puffer, a hőcserélő, a keringtetés, az elektromos betáplálás és a vezérlés is ehhez a teljesítményszinthez van méretezve.

Ez a telepítés pontosan ezt mutatja meg.

A hőszivattyús rendszer főbb elemei

A MD300D hőszivattyú mellé ipari méretű gépészeti elemek kerültek:

nagy méretű lemezes hőcserélő,
2000 literes szigetelt puffertartály,
100 literes térfogatnövelő tartály,
200 literes tágulási tartály,
nagy teljesítményű keringető szivattyú,
iszapleválasztó szűrő,
NA80-as csővezetékek,
megfelelő keresztmetszetű elektromos betáplálás,
relés vezérlés és védelmi logika.

Ipari hőszivattyúnál ezek nem kiegészítők, hanem a rendszer működésének alapfeltételei.

ON/OFF ipari hőszivattyú: más logika, mint a mai inverteres rendszereknél

A MD300D ON/OFF rendszerű hőszivattyú. Ez azt jelenti, hogy a gép nem finoman modulálja a teljesítményét, hanem nagyobb lépcsőkben kapcsol be és ki.

Ebben a hőszivattyúban több kompresszor dolgozik. Indításkor először a keringtetés épül fel, majd az áramláskapcsoló és a védelmi elemek visszajelzése után indulnak a ventilátorok, végül a kompresszorok. A kompresszorok nem egyszerre indulnak, hanem késleltetve, hogy ne egyszerre terheljék meg a villamos hálózatot.

Ez különösen fontos egy 100 kW-os ipari gépnél, ahol a villamos oldali terhelés már nem lakossági léptékű.

Miért fontos a puffer egy ilyen rendszernél?

A 2000 literes puffertartály több szerepet is betölt:

növeli a rendszer víztérfogatát,
csökkenti a túl gyakori ki-be kapcsolást,
stabilabbá teszi a hőszivattyú üzemét,
segíti a csarnok fűtési rendszerének egyenletesebb kiszolgálását,
védi a kompresszorokat az indokolatlanul sűrű indulásoktól.

ON/OFF ipari hőszivattyúnál ez különösen fontos. A túl gyakori indulás nemcsak kényelmetlen üzemet okoz, hanem hosszabb távon a kompresszorok élettartamát is kedvezőtlenül befolyásolhatja.

Csarnokfűtés hőszivattyúval: nem csak a hőszivattyú teljesítménye számít

Egy ipari csarnok fűtésénél a hőszivattyú kiválasztása csak az első lépés. Legalább ilyen fontos kérdések:

milyen a csarnok hőszigetelése,
milyen hőleadók vannak az épületben,
mekkora előremenő vízhőmérséklet szükséges,
milyen a villamos betáplálás,
van-e napelemes rendszer,
hogyan történik a hidraulikai leválasztás,
mekkora puffertérfogat szükséges,
milyen üzembiztonsági tartalékokra van szükség.

Ezért ipari hőszivattyús rendszernél nem gépet, hanem rendszert kell tervezni.

MD300D fűtésrendszer alkatrészei

Méretezett, nagy lemezes hőcserélő 4 x 2″ csonkokkal; Keringető szivattyú, amely 30 m3 fűtővizet keringet a primer körben; 2000 literes szigetelt puffer tároló, átalakított csonkokkal; 100 literes térfogatnövelő tartály, 200 literes tágulási tartály, iszapleválasztó szűrő; NA80-as csövek, idomok, csőszigeteléssel; 3 x 43A kismegszakító; 5 x 16 mm2 sodrott rézvezeték, stb, stb… Nagy gép, és nagy alkatrészek.

Relék egész sora vigyázza és irányítja a hőszivattyú működését.

A hőszivattyúk indításának megfelelően – az ipari levegő-víz hőszivattyúk esetében is – elsőnek a keringető szivattyú kap jelet a pufferbe épített hőmérséklet érzékelőtől.
Amikor „felépül” a megfelelő vízáramlás, kapcsol az áramláskapcsoló, és nem érzékel a gép levegőt a hidraulikai rendszerben, „behúz” a ventillátor relé, és elkezdenek töménytelen mennyiségű levegőt átfújni az elpárologtató lemezecskéi között.
Ezek után indulnak a kompresszorok (ebben a gépben 4 db van). A kompresszorok időben (néhány másodperc késleltetés) eltéréssel indulnak, ezzel elérve, hogy ne egyszerre szabaduljon rá a villamos hálózatra a 25 kW villamos energia igény.

A hőszivattyú leállítása fordított sorrendben történik:
előbb a kompresszorok állnak meg egyenként. Másodszor leállnak a ventillátorok, legvégül a keringető szivattyú

Ügyelni kell rá, hogy az ON/OFF rendszerű hőszivattyúkat ritkán (lehetőleg soha) ne érje működés közben áramkimaradás, mert gyakori esetben a kompresszorok élettartama drasztikusan csökken.

Mit csinálnánk ma másképp?

Ma egy hasonló csarnokfűtési feladathoz már korszerűbb technológiát ajánlanánk.

A jelenlegi ipari megoldások között elérhetők az inverteres, R290 hűtőközeges Power World ipari hőszivattyúk, amelyek finomabban szabályozhatók, jobb részterheléses működést biztosítanak, és korszerűbb hűtőközeggel működnek.

A régi MD300D referencia ugyanakkor továbbra is hasznos példa: jól megmutatja, mekkora gépészeti háttér szükséges egy 100 kW körüli ipari hőszivattyús rendszerhez.

Tanulság

A szentdénesi MD300D rendszer legfontosabb üzenete: ipari hőszivattyúnál nem a kültéri egység a teljes megoldás, hanem a köré épített rendszer.

A hőcserélő, a puffer, a keringtetés, a csőméretek, a villamos betáplálás és a vezérlés együtt döntik el, hogy a hőszivattyú hosszú távon üzembiztosan tud-e dolgozni.
Ha ipari épület, csarnok, műhely, raktár vagy nagyobb intézmény fűtésére keres hőszivattyús megoldást, érdemes már az elején rendszerben gondolkodni.

Segítünk a megfelelő ipari hőszivattyús rendszer kiválasztásában és előzetes méretezésében.

További ipari hőszivattyú referenciák