Cégünk geotermikus hőszivattyús rendszerek forgalmazásával és kivitelezésével, napkollektor telepítéssel és épületgépészettel foglalkozik. Ebben a hőszivattyú című bejegyzésben általánosságban szeretnénk írni arról, mi az, hogy hőszivattyú, hogyan működik egy hőszivattyú, mennyire hatékony, mik a hőszivattyú alkalmazásának előnyei és hátrányai, valamint hogy az egyes hőszivattyú típusok közül melyik mire használható inkább.

Ha kifejezetten a geotermikus hőszivattyúkra kíváncsi, kattintson ide: Geotermikus hőszivattyú. 

Hőszivattyú

A Földön jelenleg több mint 100 millió hőszivattyú üzemel. Magyarországon a hőszivattyúk alkalmazása régebben komoly viták alapjául szolgált: néhány évvel ezelőtt a hőszivattyús rendszerek ára és egy hőszivattyús rendszer kivitelezésének költségei igen magasak lehettek. Éppen emiatt a magyar hőszivattyús rendszerek viszonylag ritkák. Van azonban néhány olyan érv, ami miatt a környezettudatosan gondolkodó és a hosszú távú költségekre is hangsúlyt fektető emberek körében egyre jobban terjednek és elfogadottá válnak a hőszivattyús rendszerek:

• - a hőszivattyúk ára jelentősen csökkent,
• - egy hőszivattyú üzemeltetési költsége egyre kedvezőbb, emiatt jelentős megtakarítást tesz lehetővé,
• - az egyre komolyabb technikai fejlesztések miatt a modern hőszivattyúk hatékonyabbak és emiatt kevesebb energiát igényelnek,
• - a környezettudatoság növekedésével egyre többen választják, mint megújuló energiaforrást,
• - függetlenedésre ad módot a nagy energiaszolgáltatóktól és minden jövőbeni gázáremeléstől.

A hőszivattyú azonban nem csodagyógyszer - természetesen nem alkalmas mindenki fűtési gondjainak enyhítéséra. Azt, hogy egy adott helyen és időben egy hőszivattyú rendszer kiépítése és üzemeltetése gazdaságos-e, minden esetben alapos számításoknak kell megelőznie!

A hőszivattyú definíciója

A hőszivattyú egy elektromos árammal működő energiatermelő berendezés, amely a környezetben (levegő, talaj, víz) felhalmozódott hőt összegyűjti, és azt fűtésre, hűtésre, használati meleg-víz előállítására használja fel. Működési elve az, hogy az alacsonyabb hőmérsékletű környezetben lévő hőt kivonja és azt a magasabb hőmérsékletű helyre szállítja. Bővebb információkért kattintson ide: http://hu.wikipedia.org/wiki/H%C5%91szivatty%C3%BA

A hőszivattyú működési elve

Egy hőszivattyú 4 lényeges részből áll:

1. kondenzátor,
2. adagolószelep,
3. elpárologtató,
4. kompresszor.

Ez a négy elem egy zárt kört alkot, amelyben a hőszivattyú egy hőcserélő folyadékot áramoltat. Ez a folyadék gyakorlatilag vivőközegként szolgál az alábbiak szerint:

1. A környezetben elhelyezett hőcserélőn áthaladva a rendszerben keringő folyadék gáz halmazállapotúvá válik, felmelegszik, és hőt von el a hőforrástól.
2. A kompresszor összesűríti a gázt (15-25 bar), miáltal annak hőmérséklete megemelkedik 40-60 fokra.
3. A nagynyomású folyékony gáz kiáramolva a kisebb nyomású térbe erősen lehűl (mint például a valamikori szódásüveg patronja), lecsapódik, és leadja a hőt a másik hőcserélőn áthaladva a fűtési rendszerben keringő fűtőközegnek.
4. Az adagolószelep a nyomást erősen lecsökkenti, a hirtelen nyomáscsökkenés következtében a munkaközeg gyorsan lehűl, és ismét hőfelvételre lesz képes az elpárologtatóban.

Mivel a fenti hőszivattyús rendszer egyszerűnek mondható, a hőszivattyú évtizedeken keresztül képes működni különösebb karbantartás nélkül!

A hőszivattyúk hatékonysága

A hőszivattyúk a hő szállításához energiát igényelnek, jellemzően elektromos áramot, amelyet a hőszivattyú kompresszorjának motorja használ fel.

Egy hőszivattyús rendszer hatékonysága a fajlagos fűtőteljesítménnyel (CoP) jellemezhető. A CoP (CoP = Coefficient of Performance) azt mutatja meg, hogy a hőszivattyú által leadott hasznos hőteljesítmény hányszorosa a működtetéséhez felhasznált teljesítménynek. Ez akár azt is jelenthetné, hogy minél nagyobb ez a szám, annál inkább biztosak lehetünk a hőszivattyú "jóságában". Hogy ez miért nem pont így van, ahhoz olvassunk tovább!

A fajlagos fűtőteljesítmény jellemzően egy 3 és 5 közötti érték. Ez azt jelenti, hogy egy egységnyi villamos energiával 3-5 egység hőenergiát állíthatunk elő (szemben mondjuk az elektromos fűtéssel, ahol 1 egység villamos energiával 1 egységnyi hőenergiát kapunk).

A CoP azonban erősen függ a levegőből nyert hő esetén a külső hőmérséklettől, azaz a CoP értéke az év folyamán hullámzik a hőforrás hőmérsékletének változásával! Alacsonyabb külső hőmérséklet esetén több munkát kell befektetni az eredményes fűtéshez, mint enyhe időben. A levegő hőjét hasznosító hőszivattyúk ezért kisegítő hagyományos fűtést is igényelnek, mert nagy hideg esetén gazdaságosabb azt alkalmazni.

Geotermikus hőszivattyúknál ez nem áll fenn, mert a talaj, talajvíz hőmérséklete gyakorlatilag állandó az egész év folyamán.

A fajlagos fűtőteljesítmény a fentiek szerint tehát nem a hőszivattyú konstrukciójától függ, hanem annak üzemi körülményeitől. Ugyanannak a hőszivattyúnak más hőmérsékleti viszonyok között más lesz a fajlagos fűtőteljesítménye. A fűtés gazdaságosságát ezért csak a fajlagos fűtőteljesítményből nem lehet megítélni. Éppen ezért létezik egy másik mérőszám, az egy évre vonatkozó energiaszám (JAZ = Jahresarbeitzahl, éves munkaszám), ami gyakran pontosabb képet ad a hőszivattyú teljesítményéről.

Mire használjuk a hőszivattyút?

A hőszivattyút elsősorban fűtésre használják, de nyáron – egy egyszerű átkapcsolással – hűtött vizet tud keringetni a fűtési rendszerben, tehát a klímát lehet vele kiváltani. A hőszivattyúk fajtájuktól függően tehát több mindenre használhatók: legideálisabb esetben a fűtés, hűtés és a melegvíz készítés is megoldható egy hőszivattyú rendszerrel.

Fűtés

Egy tipikus háztartás energiafelhasználásának majd 80%-a fűtésre megy el, vagyis egyedül a fűtés hatékony és költségkímélő üzemeltetése rendkívül nagy hatással lehet háztartásunk kiadásaira.

A hőszivattyú a hőforrásból elvont hőt egy zárt körben keringetett fűtőközeg felmelegítésére használja fel, aminek hatékonysága annál nagyobb lesz, minél kisebb a fűtési előremenő hőmérséklet. Éppen ezért hőszivattyús rendszerrel az alacsony hőmérsékletű fűtési módokat (padló-, fal- és mennyezetfűtés) szokták kombinálni, ahol a nagy hőleadó felület miatt kisebb hőmérséklet is elegendő.

A meglévő radiátoros fűtési rendszerekkel való összeboronálás nagyobb körültekintést igényel. A levegő/víz hőszivattyús kialakítás inkább kiegészítő fűtésre/hűtésre alkalmas, míg a geotermikus hőszivattyú teljes hűtési, fűtési rendszerek esetén gazdaságos! 

Melegvíz készítés

Egy átlagos európai lakás fűtési és vízmelegítési hőigénye 5-10 kW/h. Bár használati melegvíz készítésére felhasználható a hőszivattyús rendszer, de a melegvíz hőmérséklete jellemzően 60 °C alatt marad.

Hűtés

A hőszivattyús rendszer egy egyszerű kapcsolással történő megfordításával megoldható, hogy a fűtésnél hőforrásként használt közegnek adja át a helyiségekből elvont hőt, vagyis klímaként működjön.