Itt az idő újból zöldbe öltöztetni világunkat, így mi is előveszünk egy igazán aktuális témát. A hőszivattyúk „zöldségét” az adja, hogy egy fizikai törvényszerűség folytán a berendezés (üzemállapotoktól függően, de nagyságrendileg) háromszor annyi hőt képes a fűtési rendszerbe betenni, mint amennyi villamos energiát vesz fel a működéséhez.
Annak érdekében, hogy a fent említett hőszivattyú környezet- és pénztárcabarát tulajdonsága meg is maradjon, azaz 1 egység befektetett energiával 3 egység fűtési hőhöz jussunk, fontos tisztában lenni a berendezés korlátaival, és hogy milyen üzemállapotokban maradhat meg a készülék e környezetbarát működése.
Kezdjük az alapoknál!
Mi is a hőszivattyú? A hőszivattyú olyan kompresszorral rendelkező fűtő- és hűtőberendezés, amelynek működése nagyon hasonlít a jól ismert klímákéhoz. Van egy beltéri és egy kültéri egysége, utóbbit – nevéből könnyen kitalálható – a szabadban kell elhelyezni. A két rész között csővezetékpár teremt kapcsolatot, amelyben egy freon gáz-folyadékpáros szállítja a fűtéshez, hűtéshez szükséges energiát. Tehát eddig minden megegyezik egy átlagos klíma felépítésével, a különbség a beltéri egységben keresendő: mivel ez nem a nappaliba kerül, hanem a gépészeti helyiségbe, kinézete nagyon hasonlít egy kazánéhoz, és még a feladata sem sokban különbözik tőle: lássa el meleg vízzel az épület fűtési rendszerét. Annyival tud többet a földgázzal működő társainál, hogy nyáron sem tétlenkedik, alkalmas a nyári meleg napokon a lakásunk számára szükséges hűtővíz előállítására is. A berendezés feladata, hogy fűtésüzemben, kívülről hőt vonjon el, és ezt a beltérbe átpumpálja. Berendezésünk annál jobb hatásfokkal működik, minél kisebb a két oldal közötti hőmérséklet-különbség, éppen ezért élveznek előnyt a fűtési rendszerek közül azok, amelyekkel egészen alacsony hőmérsékletű fűtővízzel is kellő meleg állítható elő, a kültérben pedig olyan hőforrásokat kerestek, amelyek hőmérséklete lehetőség szerint nem túl alacsony. Ezért van az, hogy a kezdet kezdetén, a kültéri egység nem klíma kültérihez hasonlított, hanem szinte kizárólag szondás, talajkollektoros, kútvizes hőszivattyúkat alkalmaztak, amelyek a talaj hőjét használták fel. A föld hőkapacitása igen nagy, az év legnagyobb részében nagyjából egyforma hőmérsékletű, és mindenképpen magasabb a téli külső levegő hőmérsékleténél. Ám ahhoz, hogy e talajhőt hasznosíthassuk, nagyon nagy földmunkát, 100 méter mély talajszondákat kellett kiépíteni óriási költséggel, óriási felfordulással és rendkívül magas megtérülési idővel.
Levegő-víz hőszivattyúk
A hőszivattyúk alkalmazásában az áttörés akkor következett be, amikor a technológia fejlődése már lehetővé tette, hogy lényeges hatásfokromlás nélkül több mint 50 ˚C-os hőlépcsőt is képes legyen áthidalni a berendezés. Azaz a hőszivattyú alkalmassá vált arra, hogy a külső hideg téli levegőből is képes legyen megfelelő mennyiségű hőt kiszippantani, és áttornázni a fűtési rendszerbe. A berendezések elnevezése is innen származik, hiszen az egyik oldalon a levegőből szerzi az energiát, a másikon pedig a víznek, azaz a fűtővíznek adja azt át. Az elmúlt években teljesen általánossá váltak azok az egyszerűen telepíthető levegő-víz hőszivattyúk, amelyek egy megfelelően kialakított felületfűtési rendszerrel kombinálva, földmunka nélkül egy klíma kültérihez nagymértékben hasonlító külső berendezés elhelyezésével egyszerű és gazdaságos módon lehet telepíteni és üzemeltetni ilyen berendezéseket.
Felületfűtési rendszerek
Felületfűtés azok a fűtésmegoldások, amikor a nagyméretű, nagy hőkapacitású épületszerkezetek hőmérsékletét emeljük meg annyira, hogy azok kellemes hőérzetet biztosítsanak a lakótérben. A legrégebben használt és mindenki által ismert ilyen megoldás a padlófűtés. Előnye, hogy a nagy meleg felület sokkal kisebb energiabefektetéssel is jó hőérzetet biztosít, és elegendő hozzá 35-40 ˚C-os fűtővíz. A hűtő-fűtőgépek megjelenésével felmerült annak igénye, hogy a felületfűtéseket ne csak fűtésre, de hűtésre is használhassuk. Így alakultak ki a fal- és mennyezetfűtési, hűtési rendszerek. A falak és a mennyezet hőmérsékletének csökkentésével nagy felületeik miatt jó hűtési funkció alakítható ki a lakóépületekben. Napjainkra az épületek hőszigetelésének fejlődésével a falfűtések jelentősége egyre inkább elmaradt, és szinte kizárólag a mennyezet becsövezésével is elegendően hűthetjük otthonunkat, legyen szó akár vakolatos mennyezetről, akár gipszkartonos álmennyezetről. Nyári hűtéshez 16 ˚C-os hűtővíz is elegendő, és télen sem kell 35-38 ˚C fölé tornázni a vízhőmérsékletet, így a hőszivattyú képes egész évben biztosítani az épület hűtéséhez, fűtéséhez szükséges energiát.
Teljes zöldség: nulla emisszió
Egy kis történelem. Bármennyire is furcsa, a hőszivattyúk őshazája a skandináv országokban keresendő, pedig a korábban említett hőfoklépcső a külső és belső tér között bizonyára itt a legnagyobb, ezért a legnehezebb felhasználni fűtésre. Az okokat azonban nem itt kell keresni: a kis népsűrűségű északi országokban a nagy távolságok és a kevés fogyasztó miatt nem építettek ki olyan földgázhálózatot, mint nálunk, ám a rengeteg kisebb-nagyobb vízi erőmű villamos energiával el látja a településeket. Így nem volt más lehetőségük, minthogy árammal oldják meg a fűtésüket. Hazánkban sajnos nem ez az általános, mi a villamos energia legnagyobb részét gázturbinás vagy széntüzelésű erőművekben állítjuk elő, hatásfokuk sajnos sokszor nem haladja meg a 30 százalékot. Könnyen kiszámítható, hogy amit megnyerünk a hőszivattyú működés során, azt nagyjából elveszítjük a hazai villamos energia termelési lehetőségeivel. Természetesen sok energiát termelünk a paksi atomerőműben is, de ennek természetbarát megítélése sokak számára nem egyértelmű, azaz itthoni viszonyok között a hőszivattyúk emissziója nem sokban különbözik a gázkazánokétól, mindössze a kibocsátás helyét tesszük át más helyre. Nem kell azonban csüggedni azoknak sem, akik számára fontos a nulla emisszió elérése, mert a zöldenergiatermelés családiházas szinten itthon is megoldható. Nem kell mást tennünk, mint hőszivattyús rendszerünket kombinálni egy megfelelően kiválasztott napelemes rendszerrel. A napelemek képesek a napsütés fényenergiáját elektromossággá alakítani, a tetőre szerelt panelek pedig áramot termelnek, amit felhasználhatunk fűtésre és akár világításra is. Még arra is van megoldás, hogy a megtermelt energiát nem kell azonnal elfogyasztanunk, napelemeink egy mini erőművet alkotva csatlakoznak az ELMŰ elektromos hálózatához, egy megfelelő villanyóra beépítésével pedig mind a megtermelt, mind az elfogyasztott villamos energia mérhetővé válik. Éves elszámolás esetén az országos elektromos hálózatot végtelen nagy pufferként tudjuk használni, azaz az év során főként nyáron megtermelt zöld villamos energiát a téli hideg napokon elhasználhatjuk hőszivatytyúnk segítségével fűtésére, gyakorlatilag nulla emisszió mellett.
Hozzászólások