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.
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 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!
