1. oldal
Hogyan működik?
A hőszivattyú a környezet energiáját hivatott mozgatni. Használható fűtésre, hűtésre és használati melegvíz előállítására is. Amennyiben a környezettől hőt vonunk el, akkor a hőszivattyú elnevezés valóban helytálló, hiszen a körülöttünk lévő hőmennyiséget gyűjtjük össze. Más a helyzet abban az esetben amikor a lakáson belüli hőmennyiséget akarjuk a falakon kívülre juttatni, ekkor már klímáról beszélünk. A klímák felépítésükből adódóan inkább csak hűtésre használhatók, míg a hőszivattyúk szerepe ennél sokkal kiterjedtebb.
Háztartások energiaigényének megoszlása
A hőszivattyú lelke a kompresszor, amely egy elektromotor segítségével képes megváltoztatni a hőcserélő rendszerben uralkodó nyomást. A rendszerben olyan közeget találunk, mely kis nyomáson folyékony és alacsony forráspontja révén könnyen gőzzé alakítható. A kondenzációs oldalon a kompresszor által létrehozott magas nyomás által (kb. 14 bar) a hőmérséklet megnő. A kondenzációs oldal segítségével felmelegíthetjük a használati melegvizet is, de elsősorban az épületek fűtésére használják. A kondenzációs oldalt azért nevezik így, mert a munkaközeg a lehűlés során folyékony halmazállapotúvá válik, kicsapódik, kondenzálódik. A kör az expanziós szeleppel folytatódik, ahol a nyomás újra normális szintre csökken (2 bar). Ekkor a munkaközeg hőmérséklete a külső hőmérséklet alá süllyed, hiszen a kondenzációs oldalon kivontuk belőle a szükséges hőmennyiséget. Ezután a párologtató rész következik, ahol a munkaközeg ismét felmelegszik a külső szintre, majd gáz halmazállapotban folytatja útját a kompresszor felé. A hőszivattyúknak is vannak fizikai határai, így a legtöbb levegős készülék -15 fokos külső hőmérséklet alatt nem képes működni, de a felett akár 60 fokos melegvizet is képes előállítani.
Lényegében a klíma elvének megfordításával van dolgunk, így a kondenzációs oldalt a lakótérben, a párologtató oldalt a külső térben helyezzük el. Ma már arra is van mód, hogy a rendszer iránya átkapcsolható legyen, ilyenkor a hőszivattyú tökéletesen kiváltja a klímát.
Milyen típusai vannak?
A már említett levegős hőszivattyúk a külső levegőből nyerik a hőenergiát, tehát elsődleges hőforrása a napenergia. Előnyük, hogy könnyen telepíthetők és házkorszerűsítésnél is komoly alternatívát nyújtanak. Hátrányuk, hogy extrém hidegben nem működtethetők, másrészt a levegő mozgatásához ventillátorra van szükség.
Sokkal hatékonyabb a talajkollektoros rendszer, mert ez esetben a ház mellé telepített több száz négyzetméternyi hő-gyűjtő szolgáltatja a szükséges hőmennyiséget. A kollektorok telepítéséhez közel 2 méter mélyen kell felásni a gyűjtőterületet, majd a kollektorok elhelyezése után az egészet visszatemetni. Mivel a lakóterület háromszorosának megfelelő területen kell talajkollektort elhelyezni, ezért nagy földmunkára kell számítani. Előnye, hogy a nap energiáján kívül geotermikus energiát is hasznosítunk, illetve a rendszerünk hatásfoka is nagyobb, mert a föld mélyén állandó 6 fokos hőmérséklettel van dolgunk. Ha a kollektorok nem elég mélyen vannak elhelyezve, akkor hajlamosak a növényzetet kifagyasztani, mely sok bosszúságot okozhat a tulajdonosnak.
Ennél is hatékonyabb módszer a talajszondás rendszer, ahol függőlegesen U alakú szondát helyeznek el, mely 200 méterre nyúlik le a föld mélyére. Ezen a szinten a föld hőmérséklete a geotermikus gradienstől függően +17 fok körül mozog. Hazánkban ez a gradiens érték szerencsére átlagon felüli, így minden egyes kilométerrel 60 Celsius fokos emelkedést tapasztalhatunk.
Magyarországon is több példát találunk a hulladékhő hőszivattyúval való felhasználására. Több esetben a 22 fokos szennyvízből nyerik ki a fűtéshez, melegvízhez szükséges energiát, de kétségkívül a legtöbb hőenergiához a termál-kutak környékén juthatunk. A harkányi gyógyfürdő elhasznált 32-35 Celsius fokos gyógyvízéből két darab egyenként 1100 kW-os hőszivattyú nyeri ki a hőenergiát, melyet az épületek fűtésére és a használati melegvíz előállítására fordítanak.
Mivel a hőszivattyúk kompresszora és keringető szivattyúja elektromos táplálást igényel, ezért a működtetéséhez használt elektromos energiát tekintjük a befektetett energiának és a külső térből elvont hőmennyiséget a kinyert energiának. A két érték aránya az úgynevezett munkaszám érték, melyet a COP (Coefficient of performance) számmal adnak meg. A legmagasabb COP értéket a termál-kutak mellett képesek produkálni a hőszivattyúk, ekkor 1 kWh elektromos energiából 7 kWh fűtési energiát tudunk előállítani, mely még a túltámogatott gázszolgáltatás mellett is megtérülő beruházássá avanzsálja a hőszivattyút.
Életképes?
Svájcban és Németországban már nem vesznek át úgy újépítésű lakóházat, ha az nem rendelkezik hőszivattyúval. Sajnos a kelleténél erősebb magyarországi gázlobbi miatt ma még kevés a hazai hőszivattyúk száma, de a NEP fűtéskorszerűsítési pályázatán 15% vissza nem térítendő állami támogatást igényelhetünk a fejlesztési beruházásra, így a milliós fejlesztési költség 5-6 év alatt megtérül. Amennyiben belekalkuláljuk, hogy a gáz világpiaci ára évente 20-25%-kal növekszik, mindemellett az elektromos áram mindössze 5-8%-kal, akkor gyorsuló megtérülést és biztonságosabb, megbízhatóbb szolgáltatást kapunk beruházásunk révén.
Új építésű ingatlannál azért számolhatunk azonnali megtérüléssel, mert a beruházás költségét beépíthetjük a törlesztőrészletbe. Ezáltal a törlesztőrészlet többlete és a villanyszámla megugrása együttesen még mindig jóval alatta marad a gázszámlán megspórolt értéknek. Az USA-ban és Japánban évi 1 millió darab hőszivattyú készül el, s egyes számítások szerint ezek 6%-kal csökkentik a világ széndioxid kibocsátását az egyéb fűtési készülékek kiváltásával.
Az egyetlen ellenérv, hogy a hőszivattyú által elfogyasztott elektromos energia jobban terheli a környezetet, mint a földgáz elégetése. Ez a későbbiekben a megújuló energiaforrások elterjedésével minden bizonnyal csökkenni fog, ugyanis ha a hőszivattyút szélerőmű által létrehozott elektromos energiával hajtjuk meg, akkor a környezeti terhelés zéró értéket fog ölteni. Utóbbira sem kell sokat várnunk, ugyanis az RWE Innogy a közeljövőben tervezi megépíteni Magyarország eddigi legnagyobb szélerőmű-parkját, melynek összteljesítménye 300 megawatt lesz. A német-brit befektető sem jóindulatból fordul az alternatív energia felé, ugyanis a szélerőmű-beruházás várható megtérülése kevesebb, mint 9 év!
