Hőszivattyúról

Mi is tulajdonképp egy hőszivattyú?

Egy olyan berendezés, mely képes szállítani, egyik helyről “átszivattyúzni” a másikra a hőt. Kihasználja a gázoknak azt az alapvető tulajdonságát, miszerint összenyomás hatására felmelegszenek, s tágulás hatására lehűlnek.

Kezdetek:

 Bár a működésének alapelvét James Joule és Lord Kelvin már 1852-ben megalkotta, az első ilyen berendezésre 1938-ig várni kellett. Hőforrásként a Limmat folyó vizét hasznosító hőszivattyú a zürichi városházát fűtötte. 
 Magyar vonatkozása a technológiának, hogy 1948-ban Heller László közreműködésével kifejlesztették a kompresszoros hőszivattyút, mely igazi áttörést jelentett. Az elv mai napig lényegében változatlan. 

Hogyan működik?

 Egy zárt rendszerben a kompresszor segítségével összenyomjuk a gázt, ettől ez felmelegszik, majd a meleg gázt bevezetjük egy hőcserélőbe (ami pl. fűti a lakásunkat). Ott miután leadta a fűtési rendszernek a hőt, lehűl, cseppfolyós lesz. Ezután a folyékony gázt adagoló szelepen keresztül egy alacsonyabb nyomású, nagyobb térbe engedjük, itt elpárolog, és ezáltal hőt von el a környezeti levegőből. Ezt bevezetjük a kompresszorba, ami újból összenyomja, s a folyamat kezdődik elölről. 

Miért nem terjedt el már sokkal régebben?

 Ennek alapvetően két fő oka van:

1. Az energiaárak olyan alacsonyak voltak, és a fosszilis erőforrások olyan nagy mennyiségben álltak rendelkezésre, hogy nem volt kifizetődő nagy mértékben fejleszteni ezt a területet.

2. 0oC alatti tartományban nem tudtak jó hatásfokkal működni, így szükség volt kiegészítő (backup) fűtésre, illetve jócskán túl kellett méretezni a gépeket, ami alaposan megdrágította a beszerzést, illetve nehézkessé tette a szabályozást.
    

Hogyan különböztetünk meg rendszereket?

A hőszivattyús rendszerek elnevezésénél a hőforrás/hő leadás mikéntjét választották, tehát egy levegő/víz hőszivattyús rendszer azt jelenti, hogy a külső levegő hőenergiáját a fűtési vízrendszerbe továbbítjuk, vagy egy levegő/levegő rendszer esetében a külső levegő hőenergiáját a rendszer közvetlenül a belső tér levegőjének adja át.

Milyen fajtái ismertek?

A hőszivattyúkat két nagy csoportba sorolják:

• vízbázisú
• légtermikus

A vízbázisú rendszerek a víz hő-energiáját dolgozzák föl, felszíni vizekből (folyók, tavak stb.), vagy zárt rendszerekben talaj-szondákból, vagy talaj-kollektorokból.

A légtermikus rendszerek a környezeti levegőben található hő-energiát hasznosítják, amit 2009-től az EU is megújuló energiahordozónak tekint.

Milyen hőleadókat alkalmazzunk?

A fűtési rendszerünk kiválasztásának egyik meghatározó eleme, hogy milyen módon adjuk le a hőt. A korábbi gyakorlat alapján elsősorban radiátorokat alkalmaztak, amelyek a magas hőmérsékletű fűtési hő-termelőkhöz (vegyestüzelésű, olaj, vagy gázkazán)  kiválóan kapcsolódtak. A mai korszerű rendszereknél kiemelten fontos az energiatakarékosság és az alacsony üzemeltetési költség. Ennek kiszolgálására nagyobb felületű és ebből adódódan alacsony hőmérsékletű sugárzó fűtéseket alkalmaznak, padlóba, oldalfalra, vagy mennyezetre épített hőleadókkal. Így könnyen összekapcsolhatók a hőszivattyús alkalmazásokkal.

A mai rohanó világunkban egyre fontosabbá válik a nagyon változó igények gyors kiszolgálása, amelyet csak dinamikus rendszerekkel lehet létrehozni. Ezen alkalmazások már helyiségek közötti hőszivattyúzásra is alkalmasak, tehát egy átmeneti időben az éppen benapozott szobából elvont hővel tudja fűteni a hidegebb oldalon lévő helyiséget, és minden helyiség hőmérséklete önállóan szabályozható.

Minden rendszernek vannak előnyei. Ezeket az előnyöket kell számba vennünk és a várható üzemeltetési szokásaink alapján figyelembe venni a kiválasztásnál.

Mire figyeljünk elsősorban?

Soha ne hagyjuk figyelmen kívül, hogy számunkra ideális rendszert csak hozzáértő szakemberekkel közösen tudunk létrehozni. Lehet költséget spórolni a tervezés elhagyásával, mondván, hogy a kivitelező biztosan ért hozzá, lehet takarékoskodni, az olcsóbb kivitelezővel is, de általában ilyenkor a “pont ilyet szerettem volna" helyett csak egy “valamilyen” megoldást kapunk,  ami általában folyamatosan sok bosszúságot okoz, és hosszú távon mindig többe kerül.   

Mitől korszerűbbek a mai hőszivattyúk?

A korszerű ZubanDan rendszerű hőszivattyúk már önállóan, más energiatermelő berendezés nélkül képesek a teljes épület hőigényének biztosítására, fűtési melegvíz készítésére még szélsőséges időjárási körülmények (-25^oC külső hőmérséklet) esetén is. Megfelelő kialakításnál nyári időszakban a hűtési energiát is biztosítják. Fontos újítás, hogy a szükséges meleg víz ellátást egész évben folyamatosan az éppen aktuális fűtési, vagy hűtési funkciójuk mellett is képesek garantálni.

Természetesen mindezt környezetbarát módon és kimagasló hatásfok mellett teszik. A mai energiaárak alapján a hagyományos gázfűtéses rendszerekhez hasonlítva még 60% fölötti megtakarítás is elérhető!

Mennyire terjedt el hazánkban?

Hazánkban talán a kedvező talajhőmérsékleti adottságok miatt a geotermikus hőszivattyúk terjedtek el korábban. Ezek a rendszerek azonban nem tudtak jelentős áttörést hozni széles körben a nagyon magas beruházási költségek, és az ebből adódó nagyon hosszú megtérülési idő láttán.

Világszerte, így nálunk is egyre inkább áttevődött az érdeklődés a levegő hőjének hasznosítására, a több kedvező adottságuk miatt:

• önálló rendszerrel megvalósítható teljes energia-ellátás, fűtés-hűtés-meleg víz ellátás,
• jelentősen alacsonyabb beruházási költség (~50% megtakarítás),
• rövid kivitelezési határidő,
• gyors megtérülés,
• a levegő korlátlanul elérhető, rendelkezésre áll,
• a legkorszerűbb hőszivattyús technológiák alkalmazása