Lakóépület villamos teljesítményének értéke: mérés, számítás és tervezési szempontok
A villamos teljesítmény tehát az adott áramköri komponens (építőelem) feszültségének és áramának szorzata. Az egyenáramú esetben egyetlen teljesítményfogalmat használunk, amelynek mértékegysége watt. A teljesítménymérés közvetett vagy közvetlen mérési módszerrel végezhető. A közvetett mérésnél az adott komponens feszültségét és áramát mérjük, majd ezeknek a szorzataként számítjuk ki a villamos teljesítményt egyenáramú esetben. A közvetlen teljesítménymérés során wattmérőt használunk. A mérés során hibát okoznak a nem ideális mérőműszerek belső ellenállásai, mert azokon is létrejön teljesítmény, azaz ezeknek a műszereknek is van fogyasztásuk, amik torzítják a mérési eredményt.
A feszültségmérő és az árammérő az ellenállásmérésnél részletezett módon egymáshoz képest kétféle módon kapcsolható. Kis értékű ellenállás mérése esetén a feszültségmérőt közvetlenül az ellenállás pólusaihoz kötjük, az árammérő pedig a tápfeszültség ágába kerül. Nagy értékű ellenállás mérésekor viszont a feszültségmérőt közvetlenül a tápfeszültség kapcsaihoz csatlakoztatjuk, az árammérőt pedig az ellenállás ágába helyezzük. A mérőműszerek belső ellenállását figyelembe véve mindkét mérésnél más számított eredményt kapunk.
Az értékek abszolút és relatív hibája ezután pontosan ugyanúgy számítható, mint az előző esetben. A cikk rövid írása szerint a különböző teljesítmények közötti összefüggéseket és a mérésnél figyelembe veendő tényezőket ismerteti: P = U × I × cosφ, Q = U × I × sinφ, S² = P² + Q². A feszültség és áram közötti fáziseltérés határozza meg a cosφ és sinφ értékeket, és ezáltal a hatásos, meddő és látszólagos teljesítmények viszonyát. A cosφ jelentése a teljesítménytényező.
A tervdokumentációnak tartalmaznia kell az épület villamossági műszaki leírásában az épület teljesítményigényének meghatározását a különböző fogyasztói csoportoknak megfelelő bontásban. A lakás teljesítményigényére vonatkozó alapvető megállapítások a következők: a fogyasztók névleges teljesítménye tág határok között mozog, a terhelési állapotuk változik, de névleges teljesítmény felett rövid ideig üzemelnek; nagyobb teljesítményigényű és hosszabb üzemidejű fogyasztókat kell számításba venni; a villamos teljesítményigény időben változik, ezért több terhelési állapotra is el kell végezni a méretezést; az évről évre növekvő igény miatt a hálózatot hosszú távra kell méretezni. A háztartási készülékek tipikusan olyan fogyasztók, amelyek a legtöbb teljesítményt igénylik, hiszen hőt termelnek (fűtés, vízmelegítés, klíma).
A méretezés során ésszerű gazdaságosságot és üzembiztonságot egyaránt figyelembe kell venni. Mivel nem minden fogyasztó működik egyszerre, az egyidejűségi tényező alapján kell meghatározni az összesített igényt. Példaként egy társasház esetében a lakások száma és a fogyasztói típusok alapján számítják ki Pe-t, és összevetik az egyidejűségi tényező figyelembevételével vagy anélkül a végső értéket. A vezetékek feszültségesésének méretezését a hatásos teljesítmény alapján végezzük, míg a látszólagos teljesítmény alapján számoljuk a hálózati elem terhelhetőségét. A motoros fogyasztók esetében különösen fontos a bekapcsolási áramlökés figyelembe vétele; az egyidejű áramlökés-tényező segíthet a túláramvédelem és a harmonikus zavarok javításában, habár az ilyen megnövekedés költségeket is jelent.
A hőszivattyú ismertetése a következő témákat öleli fel: alapelve a környezeti alacsony hőmérsékletű hő hasznosítása és magasabb szintre emelése kompresszorral. A COP (Coefficient of Performance) a leadott hasznos hőenergia és a felhasznált villamos energia arányát adja meg, és a COP gyakran 2,5-5,5 között mozog; az SCOP a szezonális hatékonyságot mutatja. A felületfűtéshez, például padlófűtéshez optimális a hőszivattyú alkalmazása, mivel az üzemeltetési költségek alacsonyabbak lehetnek a hagyományos elektromos fűtéshez képest, bár a beruházás magasabb lehet. A helyes működéshez és méretezéshez elengedhetetlen a fűtési rendszer és a pontos méretezés összehangolása.
A fűtési hőszükséglet számításáról: a gyakorlatban a fűtési hőigény meghatározása helyiségenként történik, ahol a külső -13°C és a beltéri 22°C (fürdőszobákban 24°C) között felmelegítés szükséges. Ehhez helyiségenként kiszámoljuk a fűtött térfogatot (alapterület × belmagasság), majd ezt megszorozzuk egy becsült ökölszámmal. Megkülönböztetve új építésű, közel-nulla energiaigényre vonatkozó követelményeknek megfelelő esetekkel, a jó becslés körülbelül 30 W/literköbméter a praktikus érték. Az új épületre ezt a számot 22-25 W/légköbméter körülire becsülhetjük.
A belső hálózati és fűtési méretezések során a különféle tényezők összhangja szükséges: az egyszerűsített méretezésnél a vezetékek látszólagos teljesítményét, a feszültségésés elkerülését és a motoros fogyasztók bekapcsolási áramlökéseit figyelembe véve határozzuk meg a vezetékek teherbírását és a szervezett áramkörök számát. A motoros terhelések esetében a névleges teljesítmény nem a felvett villamos energiát jelenti, hanem a tengelyen leadott mechanikai teljesítményt; ezt a hatásfokkal vonjuk össze. Ezért a túlterhelt hálózat tüzet is okozhat, és fontos az egyidejűségi tényező figyelembe vétele a megalapozott tervezéshez.
A cikk végéhez közeledve érdemes megemlíteni, hogy a hőszivattyú gazdaságossága hosszú távon érezhető: bár a beruházási költség magasabb lehet, az üzemeltetési költségek alacsonyabbak, és a környezeti energia hasznosítása révén jelentős megtakarítás érhető el. Az optimális működéshez és a maximális hatékonysághoz elengedhetetlen a megfelelő fűtési rendszer (például padlófűtés) és a pontos méretezés. A méretezés során a különböző fogyasztói csoportok és terhelési állapotok figyelembevételével határozzuk meg a Pe értéket, és a valószínűség-alapú egyidejűségi tényező számítását a gazdaságosság és üzembiztonság érdekében.
HŐSZIVATTYÚ: kinek és miért ajánljuk?
| Fogyasztói típus | Névleges teljesítmény | Megjegyzés |
|---|---|---|
| Tűzhelyes lakás | 10 kW | A lakás teljesítményigényét elsősorban ez a kategória határozza meg |
| Vezetékes gáztűzhelyes lakás | 6,6 kW | Közepes igény |
Rövid összefoglalásként: a lakások villamos teljesítményigényének meghatározása összetett feladat, amely figyelembe veszi az egyes fogyasztói csoportok névleges és tényleges teljesítményét, a terhelési állapotokat, az időbeni változásokat és az egyidejűséget. A hőszivattyú jó alternatíva lehet a fűtési rendszerek közül, ha a méretezésnél a COP/SCOP értékek és a fűtési hőszükséglet pontos kiszámítása történik, és a rendszer padlófűtés vagy alacsony hőmérsékletű radiátoros fűtés kiépítésével kerül kiépítésre.
tags: #lakoepulet #villamos #teljesitmenyenek #e #erteke