Hőszivattyú méretezése

A méretezés alapja az MSZ EN 12831 szerinti hőszükséglet-számítás. Ez helyiségenként megadja, hány watt hő kell ahhoz, hogy a helyiség a méretezési külső hőmérsékleten is tartsa a kívánt belső hőmérsékletet. Két része van. A transzmissziós veszteség a határoló szerkezeteken, a falakon, a födémeken, a padlón és a nyílászárókon távozó hő, a szellőzési veszteség pedig a beáramló friss levegő felmelegítéséhez kell. Egy régi, réses ablakos háznál a szellőzési rész a teljes igény jelentős hányada, ezért az ablakcsere a gépméretet is érezhetően csökkenti.

1. Az alaprajz és a metszet felvétele: a helyiségek mérete, a belmagasság és a tájolás.
2. A szerkezetek rétegrendje és hőátbocsátási tényezője: a falak anyaga és vastagsága, a szigetelés, a födém, a padló és az ablakok típusa.
3. A belső hőmérsékletek rögzítése helyiségenként, a fürdőben magasabb, a hálószobában alacsonyabb értékkel, és a méretezési külső hőmérséklet.
4. A transzmissziós és a szellőzési veszteség kiszámítása helyiségenként, a hőhidak figyelembevételével.
5. Az összegzés: a ház csúcs-hőigénye, a melegvíz-igény, és ebből a gép teljesítménye a választott bivalens ponton.

Meglévő háznál a számítást mindig összevetjük a valódi fogyasztással. A tavalyi gázszámla köbméteréből és a kazán hatásfokából kiszámolható az éves hőfelhasználás, ebből a fűtési idény óraszámával és a külső hőmérsékletek eloszlásával visszabecsülhető a csúcsteljesítmény. Ha a két érték között nagy az eltérés, annak oka van: a lakók egy része nem fűt minden helyiséget, egy kandalló besegít, vagy a számításban egy rétegrend téves.

A fogyasztás alapú becslés önmagában kevés, mert a régi kazán tényleges hatásfoka és a lakók szokásai csak közelítőleg ismertek. A számítás viszont nem mutatja, hogyan élnek a házban. A kettő együtt ad megbízható gépméretet, és ez a lépés szokta kiszűrni a legnagyobb tévedéseket.

A levegő-víz hőszivattyú teljesítménye és jóságfoka a külső hőmérséklet csökkenésével esik, a ház hőigénye pedig nő. A két görbe metszéspontja a bivalens pont. Egy gyártói ErP-adatlap jól mutatja a lefutást: a Stiebel Eltron WPL 17 ICS jóságfoka 7 °C-on 4,56, 2 °C-on 3,14, −7 °C-on 2,17, a bivalens hőmérséklete átlagos klímára −7 °C. A méretezés ezt a görbét veti össze a ház igényével.

A bivalens üzemnek két alapformája van. Párhuzamos üzemben a pont alatt a hőszivattyú tovább jár, és a második hőforrás csak a hiányzó részt pótolja. Alternatív üzemben a pont alatt a hőszivattyú leáll, és a második hőforrás veszi át a teljes fűtést. Egy hazai számítás szerint 0 °C-os bivalens pontnál párhuzamos üzemben a hőszivattyú az éves fűtési és melegvíz-igény 98%-⁠át adja, alternatív üzemben 67%-⁠át, 5 °C-os pontnál 86, illetve 35%-⁠ot. Önálló hőszivattyúnál ezért a párhuzamos üzem és a −5 és −10 °C közötti pont a jellemző, hibrid rendszernél a kazán és az energiaárak döntenek.

Az inverteres gép a teljesítményét a névleges érték negyedéig-harmadáig tudja lejjebb venni. Ha a ház igénye ennél is kisebb, ami az átmeneti időszakban, 5 és 15 °C között gyakori, a gép ciklizál: elindul, felfűti a vizet, leáll, majd újraindul. A sok indítás a kompresszor kopását gyorsítja és a jóságfokot rontja, a nagyobb gép pedig a vételárban is többe kerül. A túlméretezett gép a leghidegebb napokon jól teljesít, de ilyen nap egy idényben kevés van.

A túlméretezés gyakori oka a halmozott ráhagyás. Tartalék kerül a számításba, aztán a katalógusból a következő nagyobb gép jön, végül még egy ráhagyás a meleg vízre. Egyenként észszerűnek tűnnek, együtt másfélszeres gépet adnak. Az enyhe alulméretezés ezzel szemben csak a bivalens pont alatti órákban jár fűtőpatronnal, ami éves szinten kevés óra. Az erős alulméretezés hetekig tartó patronüzemet jelent, ezért önálló hőszivattyúnál a bivalens pontot nem tesszük −5 °C fölé.

A melegvíz-készítés a fűtéssel versenyez a gép idejéért, mert amíg a tároló felfűtése tart, a fűtőkör nem kap hőt. Egy négyfős háztartás éves melegvíz-hőigénye 2 500⁠–⁠3 000 kWh körül van, ami egy átlagos háznál a teljes hőigény 10⁠–⁠15%-⁠a, egy jól szigetelt háznál ennél nagyobb arány. A gyakorlati szabály személyenként 0,2⁠–⁠0,25 kW-⁠ot ad a gépmérethez. Nagyobb tárolóval és a felfűtés délutáni időzítésével a ráhagyás csökkenthető.

A tárolót a hőszivattyú 50⁠–⁠55 °C-ra fűti, a heti legionella elleni felfűtést 60 °C fölé jellemzően a fűtőpatron végzi. A tároló hőcserélőjének felülete a gép teljesítményéhez illeszkedjen. A kazánhoz készült, kis felületű csőkígyón a gép nem tudja leadni a hőt, a felfűtés órákig tart, és a gép közben magas kondenzációs hőmérséklettel, rossz jóságfokkal jár.

Az oldal tetején lévő ársávok szerint a nagyobb teljesítmény drágább, de a lépcsők nem arányosak. Egy teljesítményosztályon belül a gyártó, a hűtőközeg (az R290-es, magasabb előremenőre képes gépek drágábbak), a monoblokk vagy split kivitel és a zajszint is számít. A 10 kW feletti gépek jellemzően háromfázisúak, ami a villamos csatlakozás bővítésével járhat. A komplett rendszer árában a tárolók, a hidraulika és a meglévő hőleadók átalakítása gyakran nagyobb tétel, mint két teljesítményosztály különbsége, ezért a pontos méretezés a vételárban is megjelenik.

A felmérésre az alaprajz méretekkel, a falak és a födémek rétegrendje, az ablakok típusa és kora, a tavalyi gáz- és áramszámlák és a lakók száma kell. Az ajánlathoz ezeket kérje el írásban:

• A hőszükséglet-számítást helyiségenként, a használt rétegrendekkel és a méretezési külső hőmérséklettel.
• A választott bivalens pontot és az indoklását, a gép teljesítménygörbéjével a külső hőmérséklet függvényében.
• A melegvíz-igényt, a tároló méretét és a felfűtés tervezett időzítését.
• Az összevetést a tavalyi fogyasztással, ha a ház már lakott.
• A tervezett előremenő hőmérsékletet a leghidegebb napon, és hogy a hőleadók ezt hogyan bírják.