A hőszivattyú napjaink egyik legmodernebb fűtési és hűtési megoldása. Környezetkímélő, fenntartható és gazdaságos technológia, amely hosszú élettartama miatt egész biztosan megtérül. Ráadásul egyszerre oldhatjuk meg vele a fűtést, melegvíz-ellátást, a légkondicionálást sőt akár a szellőztetést is. 

Míg a fosszilis energiahordozók lassan kimerülnek, a hőszivattyús fűtési rendszerek a környezetünkben megtalálható megújuló energiát használják fel kiváló hatékonysággal. Nem csoda, hogy egyre többet hallani az ilyen rendszerekről, és egyre jobban elterjednek. De pontosan mi is a hőszivattyú? Mit kell tudni róla? 

Bejegyzésünkben a következőket találja: 

  • Mi az a hőszivattyú? Hogy működik a hőszivattyús fűtés?
  • Mik a hőszivattyú előnyei? 
  • Hőszivattyú típusok és összehasonlításuk
  • Kinek éri meg hőszivattyút telepíteni?
  • Napelem és hőszivattyú kombinálva

Mi az a hőszivattyú?

A hőszivattyú egy a hűtőszekrényhez hasonló hűtő-fűtő berendezés. Lényege, hogy az egyik oldalon a környezetből elvon hőenergiát, a másik oldalon pedig leadja azt. Így a gyakorlatban a külső környezet hőenergiájával fűti az otthonukat, melegíti a vizet, de szükség esetén a folyamatot megfordítva hűteni is képes. 

Bár működéséhez szükséges elektromos áram, de így is környezetkímélő, hiszen magas hatásfokon működik. 1 kWh villamos áramból akár 3-6 kWh fűtési energiát is képes termelni.

Lássuk hogy csinálja! 

A hőszivattyú működése

A hőszivattyú a hűtőszekrényhez hasonlóan működik, csak éppen fordítva, és jóval nagyobb méretekben. A hűtőszekrényhez hasonlóan itt is a hűtőközeg a folyamat lelke, amely speciális gázok keveréke. A hűtőközeg folyékony halmazállapotból gáz halmazállapotúvá válik (tehát elpárolog), majd gázból folyékonnyá (kondenzálódik) alakul ciklikusan, miközben a hőenergiát szállítja.

A teljes folyamat kicsit leegyszerűsítve 4 fő lépésből áll:

1. Párologtatás

A folyamat elején a nyomás alatt lévő hűtőközeg folyadék halmazállapotú és nagyon alacsony hőmérsékletű. Így még akkor is képes hőenergiát felvenni, ha a környezet hőmérséklete is alacsony. Ahogy a hőcserélőn keresztül felveszi a környezet hőenergiáját elpárolog, azaz gáz halmazállapotúvá válik. A folyamat ezen részében részt vevő hőcserélőt párologtatónak is nevezzük.

2. Sűrítés

A hőcserélőből érkező gázt a kompresszor összesűríti, így az még jobban felmelegedik. Ezután a kompresszor továbbítja a magas hőmérsékletű hűtőközeget a rendszer következő elemének.  Bár a kompresszor működéséhez külső forrásból származó energia szükséges, az elhasznált energia mennyisége jóval kisebb, mint amennyi energiát a hőszivattyú szállítani képes. 

3. Cseppfolyósítás

A kompresszorból érkező gáz egy második hőcserélőbe érkezik, amelyet kondenzátornak is neveznek. A gáz hőmérséklete ekkor olyan magas, hogy a hőcserélőn keresztül képes leadni hőenergiáját a fűtési rendszernek, felmelegítve azt.  Ahogy azonban leadja a hőt, újra folyékony halmazállapotúvá válik, azaz lecsapódik vagy kondenzálódik. 

4. Oldódás

A meleg, folyékony hűtőközeget ki kell vezetni a hőszivattyú kültéri egységébe egy expanziós szelepen keresztül, ahol a túlnyomás megszűnik. A hűtőközeg emiatt a külső környezetnél alacsonyabb hőmérsékletűre hűl és az egész folyamat előlről kezdődik.

A hőszivattyú működése
A hőszivattyú működése

COP érték – a hőszivattyú energiahatékonysága

Ahogy fent is említettük, a hőszivattyúban az a fantasztikus, hogy 1 kWh villamos áramból akár 3-6 kWh fűtési energiát is képes termelni. Összehasonlításképpen a hagyományos fűtési módok 1 kWh elektromos energiából maximum 1 kWh hőenergia termelésére alkalmasak. 

A COP érték vagy a köznyelvben elterjedt neve alapján jósági fok, egy energiahatékonysági arányszám, amely azt mutatja, hogy egységnyi felvett elektromos teljesítményből mennyi fűtőteljesítményt képes a hőszivattyú leadni. Minél magasabb ez az érték, annál hatékonyabb a hőszivattyú.

A hőszivattyús fűtés előnyei – miért érdemes hőszivattyút telepíteni? 

  • Nemcsak fűtésre, de hűtésre, melegvíz-készítésre és akár a szellőztetés megoldására is használható
  • Rendkívül környezetkímélő, hiszen jelentősen csökkenti a szén-dioxid és egyéb károsanyag kibocsátást. 
  • Energiatudatos: csak a működtetéséhez kell elektromos áram, és a fűtési energia nagy részét a környezetből nyeri.
  • Rendkívül alacsony az üzemeltetési költsége
  • A rezsiköltség is nagyságrendekkel csökken, sőt napelemes és napkollektoros rendszerrel kombinálva a nullához közelít. 
  • Hosszú élettartam
  • A telepítési költség néhány év alatt megtérül
  • Régi és új építésű épületeknél is kialakítható

A hőszivattyú típusai

A hőszivattyúk abban különböznek egymástól, hogy milyen közegből nyerik ki és milyen közegbe adják le a hőenergiát. Nem mindenki tudja, hogy a hagyományos klímaberendezések, légkondik is a levegő-levegő légszivattyú elvén működnek. 

A hőszivattyús fűtés megoldására Magyarországon 4 típus terjedt el. Legelterjedtebb a levegő-víz hőszivattyú, ahol a levegőből kinyert hővel vizet melegítünk. A víz-víz hőszivattyú a talajvizből von el hőenergiát, míg a talajszondás és a talajkollektoros hőszivattyú a talaj hőjéből nyert energiát használja fel. 

A legelterjedtebb hőszivattyús fűtés: a levegő-víz hőszivattyú

Kültéri és egy beltéri egységből álló hőszivattyú típus, mely a környezetünk levegőjéből von el hőt az otthonunk melegítésére. Bár a COP értéke alacsonyabb a többinél, Magyarországon a hőmérsékleti viszonyok miatt mégis jó megoldás, mert nem igényel semmilyen extra előkészületet, csak megfelelő helyet kell biztosítani, és kedvező áron telepíthető. COP értéke körülbelül 3,5-4,2.

A levegő-víz hőszivattyú előnyei 

  • Kedvező áron telepíthető, emiatt gyorsan megtérül
  • Nem függ a földrajzi adottságoktól 
  • Gyorsan beszerelhető
  • Könnyen kapcsolható a hagyományos fűtési rendszerekre

A levegő-víz hőszivattyú hátrányai 

  • Teljesítménye függ a külső hőmérséklettől, szélsőséges esetben rásegítést is igényelhet, bár ez a technológia fejlődésével egyre ritkábban fordul elő.
A levegő-víz hőszivattyú
A levegő-víz hőszivattyú

A leghatékonyabb: víz-víz hőszivattyú

A víz-víz, azaz fúrt kutas hőszivattyúnak a legmagasabb a hatékonysága, azaz COP értéke. Ez a fajta a közel egész évben állandó hőmérsékletű (8-12 fokos) talajvízből vonja el a hőenergiát. Esetében (legalább) két fúrt kútra van szükség. A forráskútból kiszivattyúzzuk, a nyelő kútba (vagy kutakba) visszaengedjük a talajvizet, amely a hőcserélőn keresztül adja le a hőjét. A talajvíz minősége nem változik, káros anyag nem kerül bele. Mivel azonban nagy mennyiségű, napi több m3 vízre van szükség, előzetesen fel kell mérni, van-e elegendő mennyiségű és megfelelő minőségű talajvíz. 

A víz-víz hőszivattyú előnyei:

  • Kiemelkedő COP érték: 5-7 között
  • Bármilyen külső hőmérséklet esetén is jól teljesít, nincs szükség rásegítésre
  • Előre tervezhető a nyert hőenergia
  • A ház hűtésének költsége nulla

A víz-víz hőszivattyú hátrányai:

  • Költséges telepítés, sok előkészület: a kutak fúrása jelentősen megnöveli a bekerülési költséget, időigényes

A talajkollektoros hőszivattyú

A talajkollektoros hőszivattyú még nem a geotermikus energiát hasznosítja, hanem a napsugárzás által a talajba juttatott hőenergiát. A vízszintesen futó csőrendszert körülbelül másfél méter mélyre a talajba telepítik. Építési engedély nem kell hozzá.  A rendszer hatásfokát növeli, ha a talaj nedvességtartalma magasabb, mert a nedvesség további hőenergiát képes tárolni

A talajkollektoros hőszivattyú előnyei:

  • Nem szükséges hozzá építési engedély
  • Magas a hatékonysága

A talajkollektoros hőszivattyú hátrányai:

  • Nagy helyigény, a fűtött területhez képest 2,5 – 3,5x nagyobb terület
  • Nem szabad rá burkolni, építeni, fát ültetni
  • Magas a telepítési költsége

A talajszondás hőszivattyú

A hőszivattyús fűtésnek ez a módja a talajból nyeri a geotermikus energiát. Körülbelül 100 méterrel a felszín alatt már allandó hőmérsékletű, körülbelül 10 fokos a talaj hőmérséklete. A hőszivattyú telepítésénél egy körülbelül 15 cm méter átmérőjű lyukat fúrnak 60-120 méter mélységbe a talajba, ebbe helyezik a szonda 2 U alakú csövét. A csövekben fagyállóval kezelt víz kering, ez veszi fel a talaj hőjét.

A talajszondás hőszivattyú előnyei

  • Jó COP érték: 4-5 közötti
  • A hatékonyság nem függ a külső hőmérséklettől, mivel geotermikus energiát használ fel
  • Hűtés majdnem ingyenes
  • Kevés hely kell hozzá, és nem korlátoz a kertrendezésben

A talajszondás hőszivattyú hátrányai

  • Magas telepítési költség
  • Bányakapitánysági engedély kell a fúráshoz

Kinek érdemes hőszivattyút telepítenie? 

Új ház építésekor mindenképp érdemes fontolóra venni a hőszivattyú telepítését. Azonban a fűtési rendszer cseréjénél is érdemes mérlegelni ezt az opciót, különösen ha a ház padlófűtéssel, fal- vagy mennyezeti fűtéssel van kialakítva. A hőszivattyús fűtés ugyanis akkor a leghatékonyabb, ha nagy felületen, de nem túl magas vízhőmérsékletet igénylő rendszer van beépítve. 

Nyerő kombináció: napelem és hőszivattyú

Ha van rá lehetőség, telepítsünk napelemet is a hőszivattyú mellé. Ebben az esetben ugyanis a napelem által termelt villamos áram fedezi a hőszivattyú működtetéséhez szükséges energiát. És ezzel gyakorlatilag lenullázhatjuk a rezsiszámlánkat is! 

Mindent megtudott, amit szeretett volna? Olvasson tovább a témában! A napelemes cikkeinket itt, a hőszivattyús bejegyzéseket pedig itt találja!