Hőszivattyú

Egyre elterjedtem fűtési megoldás a napjainkban a hőszivattyú, a magas bekerülési költség ellenére.

Típusai:

  • levegő-víz
  • kút vagy nyíltvizes
  • talajszondás
  • talajkollektoros

 

Amikor a házunk, úszómedencénk vagy egyéb építményünk fűtéséhez keressük az ideális megoldást, akkor jön szóba a hőszivattyú. Ez egy alternatív megoldás, ami a természetben megtalálható energiát hasznosítja. Egy igen környezettudatos fűtési illetve melegvíz-készítési módszerről beszélünk, ami napjaink leggazdaságosabb és leghatékonyabb megoldása. A hőszivattyú alkalmazásával számos területen érhetjük el a megvalósítani kívánt eredményt és még a használata sem igényli bonyolult és körülményes feladatok elvégzését.

Mivel egy innovatív és modern fűtési lehetőségről van szó, ezért sokan azonnal arra gondolnak, hogy bizonyára magas a beruházási költsége. A hőszivattyú rendszer ára viszont nem drágább, mint ha egy hagyományos hűtési és fűtésberendezést megvásárolnánk és beépítetnénk. Ugyanis ekkor nem kell több készüléket beszerezni, csupán csak egy szivattyút, ami független az energiaszolgáltatóktól. Ami pedig manapság nagy fontossággal bír, hogy kevésbé környezetszennyező is.

Mondhatjuk, hogy a megújulú energiaként működő hőszivattyú egyre szélesebb körben válik kedveltté. Be tudjuk szerezni saját magunknak és hatékonyan alkalmazhatjuk. És hogy mik az előnyei? Egyrészt rendkívül gazdaságos, és bármilyen körülmények között használni tudjuk. Aztán többféle típusa van és minden egyes típusra igaz, hogy használatával csökkenthetjük a károsanyag kibocsájtást. Így aztán, ezzel a meglehetősen egyszerű technológiával, megújuló környezeti energiát használhatunk. Ez az egyik leghasznosabb eszköz a fűtő- és hűtő berendezések között. Egyszerre három dologgal is szolgál számunkra: fűthetünk vele, hűthetünk vele és még meleg vizet is állíthatunk elő.

Nézzük meg akkor egy kicsit jobban, mi is az a hőszivattyú.

A hőszivattyú egy olyan szerkezet, amely a gáz- villany- és olaj-, vagy vegyes tüzelésű kazán helyett fűt, klímaberendezés helyett hűt, a villany bojler helyett pedig meleg vízhez is juttathat.

Ez a berendezés arra szolgál, hogy az alacsonyabb hőmérsékletű környezetből hőt vonjon ki és azt magasabb hőmérsékletű helyre szállítsa. A hőszivattyú egy olyan hűtőgép, melynél nem a hideg oldalon elvont, hanem a meleg oldalon leadott hőt hasznosítják. Minden olyan fizikai elv alapján készülnek hőszivattyúk, melyeket a hűtőgépeknél is használnak. A hőszivattyúk egyébként fordított üzemmódban is működnek. Ebben az esetben a melegebb hely hűtésére is használhatók. Úgy is nézhetjük, hogy a hőszivattyúk energiamérlegüket tekintve, fordított üzemmódban működtetett hőerőgépek, „erő-hő gépek”.

A gőzkompressziós hőszivattyúkban a hűtőfolyadék gőze áramlik zárt csővezetékben. A gőz a fűteni kívánt oldalon elhelyezett kondenzátorban lecsapódik, miközben a hőjét a kondenzátor csőfalán keresztül átadja, vagy a helyiség levegőjének, vagy a központi fűtés vizének. Ezután a cseppfolyós hűtőközeg fojtószelepen keresztül expandál, azaz növekszik a térfogata, eközben hirtelen elpárolog és a hőmérséklete lecsökken. A kisnyomású, hideg gőzt a hideg oldali hőcserélőben a külső környezet felmelegíti, majd a kompresszor összesűríti és visszajuttatja a kondenzátorba, és a folyamat megismétlődik. Megfelelően kialakított hőszivattyúban az áramlás iránya megfordítható, ekkor a berendezés fűtés helyett hűti a helyiséget. A legtöbb esetben a hőszivattyúk hőforrásul a külső levegőt, vagy a talajt, esetleg természetes vizeket (tenger, tó, folyó, talajvíz) használnak.

Mivel a hő nem áramlik hidegebb helyről melegebbre spontán módon, így külső munkát kell befektetni ahhoz, hogy ez a folyamat végbemenjen. A hőszivattyúk abban különböznek egymástól, hogy ezt a külső munkát milyen módon juttatják a rendszerbe. De a lényeg, hogy a hőszivattyúk fordított működésű hőerőgépek. A hőerőgépekben a meleg tartályból a hideg felé áramlik a hő, miközben a gép a hőenergia különbséget mechanikai munkává alakítja. Hasonlóképpen a hőszivattyú mechanikai munka bevitelét igényli ahhoz, hogy hőt áramoltasson hidegebbről melegebb helyre.

Mivel a hőszivattyú bizonyos mennyiségű munkát fektet be a hő szállításához, a hűtőközeg meleg oldalon mérhető energiája a befektetett mechanikai munkával nagyobb, mint a hideg oldalon mérhető. Ez hőerőgépnél fordítva igaz: a munkaközeg hőenergiája itt a hideg oldalon a termelt mechanikai munkával kisebb, mint a meleg oldalon.

A leggyakrabban használt hőszivattyú a szokás szerint hűtőközegnek nevezett munkaközeg elpárolgása és lecsapódása közben fellépő termodinamikai változásokat hasznosítja. A gőz állapotú munkaközeget egy komperesszor összesűríti és keringeti a rendszerben, ennek folyamán felmelegszik a munkaközeg, mely ezután egy kondenzátornak hívott hőcserélőben lehűl és lecsapódik. A kondenzátorban a hőjét átadja a fűtendő helyiségnek, majd a folyékony halmazállapotú, mérsékelt hőmérsékletű csapadék nyomáscsökkentő berendezésen áramlik át, mely fojtószelep, kapilláris, esetleg hőhasznosító szerkezet, például turbina lehet. A nyomáscsökkentő berendezésen átáramló, nagyrészt folyékony munkaközeg egy másik hőcserélőbe, az elpárologtatóba jut, ahol a hűtőközeg elpárolog, miközben hőt vesz fel a környezetből. Ezután a hűtőközeg visszajut a kompresszorba és a folyamat ismétlődik.

Az ilyen rendszereknél alapvetően fontos, hogy a hűtőközeg elegendően magas hőmérsékletet érjen el a kompresszor után a kondenzátorban, mivel a termodinamika második főtétele értelmében csak melegebb helyről áramlik hő a hidegebb felé. Hasonlóképpen a folyadék kellően alacsony hőmérsékletre kell lehűljön a fojtásos expanzió után, mivel az elpárologtatóban sem áramlik hidegebb helyről a melegebb felé hő. Ezen kívül a nyomáskülönbségnek kellően nagynak kell lennie, hogy a közeg lecsapódjék a meleg oldalon és elpárologjon a kisnyomású részen a hideg oldalon. Minél nagyobb a hőmérséklet-különbség, annál nagyobb nyomáskülönbség szükséges és következésképpen annál nagyobb energia szükséges a közeg komprimálására. Ennél fogva minden hőszivattyúra igaz, hogy a fajlagos fűtőteljesítmény (egységnyi befektetett munka által átvitt hő) csökken a hőmérséklet-különbség növekedésével.

A különböző hőmérsékleti és nyomáskövetelményeknek megfelelően igen sokféle hűtőközeg áll rendelkezésre. A hűtőgépek, klímaberendezések és néhány fűtési rendszer is hasonló követelményeket támaszt a munkaközeggel szemben, így ezek a gépek hasonló technológiákra épülnek.

Az épületgépészetben alkalmazott hőszivattyúk általában gőzkompressziós elven működnek. Legtöbbször felszerelik egy olyan szeleppel és optimalizált hőcserélőkkel, melyek lehetővé teszik a hőáramlás megfordítását. A szelep átkapcsolásával a hűtőfolyadék áramlási iránya megfordítható, ilyenformán a hőszivattyú egyaránt képes fűteni és hűteni is az épületet. Hűvösebb éghajlaton a fűtés az alapállapot. A folyamat megfordíthatósága miatt a kondenzátor és elpárologtató működése időnként felcserélődik, ezért mindkettő olyan kialakítású, hogy mindkét üzemmódban betöltse funkcióját. Emiatt a fűtő-hűtő hőszivattyúk fajlagos fűtőteljesítménye mindig kicsit kisebb, mint a csak fűtésre vagy csak hűtésre tervezett hőszivattyúké.

Hőszivattyút használnak esetenként úszómedencék vizének előmelegítésére vagy háztartási melegvíz előállítására is.

Néhány esetben egyetlen hőszivattyú képes ellátni a fűtési és melegvíz igényt is, azonban a két feladat eltérő követelményei miatt ez csak igen ritkán oldható meg.

Észak- és Nyugat Európában eléggé elterjedt a hőszivattyúk használata. Közép-Kelet Európában viszont még nincs igazán hagyománya az alkalmazásuknak. Az azonban igaz, hogy az utóbbi években folyamatosan nőnek az eladási adatok. Ebből arra következtethetünk, hogy az emberek egyre jobban elismerik a hőszivattyúk létjogosultságát.

Ezekben az országokban van a legtöbb hőszivattyú: Svédország, Németország, Franciaország, Ausztria, Finnország, Hollandia, Dánia, Lengyelország .

Bár a 8 legtöbb hőszivattyúval rendelkező ország alapvetően a víz forrású hőszivattyúkat részesíti előnyben, egyre dinamikusabban nő a levegő forrású rendszerek eladása is. Így elképzelhető, hogy hamarosan ezek fognak dominálni.

A hőszivattyúk használata nem teljesen egyforma a vezető országokban. Az egyes országok ugyanis más-más típust részesítenek előnyben. Finnországban és Hollandiában a magasabb teljesítményű hőszivattyúk dominálnak. Ezzel szemben Svédországban inkább a kis teljesítményűek a jellemzőek.

Sok eurógai ország támogatja a hőszivattyúk használatát, így az eladási arány folyamatosan nő. Franciaországban például adókedvezményt lehet igénybe venni a hőszivattyúkra. Németországban pedig kedvezményes hitelkonstrukciókat dolgoztak ki a váltás finanszírozására. Ez 5 év alatt 50 százalékos növekedést eredményezett a hőszivattyúk eladásában. A fellendülés más országokban, így például Svájcban, Csehországban és Lengyelországban is jelentős, Szlovéniában pedig szintén a telepítéshez nyújtott támogatás hozott sikert.

Magyarországon jelenleg továbbra is a fa és a földgáz az elsőszámú fűtőanyag. Viszont egyre inkább terjed a hőszivattyúk nyújtotta lehetőségek és előnyök információja. Így nálunk is egyre több hőszivattyút vesznek az emberek, viszont ez a szám még mindig nem annyira kimagasló.  Számokban kifejezve, évente körülbelül 1200-1500 hőszivattyút adnak el. Ez pedig kevesebb, mint a körenyező országokban eladott mennyiség. A gázkészülékek eladási száma a fűtési szezon előtt, továbbra is lepipálja ezt.

A váltáshoz arra van szükség, hogy a meglévő fűtésrendszert lecseréljék és beruházzanak a hőszivattyúra. Ez egy egyszeri alkalom, és nem olcsó, ami sokakat visszatart, még akkor is, ha szimpatikusak számukra a hőszivattyúk.

 

 

 

Miért ajánlatos elsősorban a levegő-víz hőszivattyús fűtés illetve hűtés?

– Könnyen kapcsolható a hagyományos fűtési rendszerekre, akár hagyományos gázkazánról van szó, olaj- szén- vagy pellet fűtésről, vízteres kandallóról vagy cserépkályháról.

– A levegő-víz hőszivattyú gyorsan telepíthető (csupán egy nap alatt) és így elmarad a kútfúrás, a kert felásása, ezért sokkal olcsóbb a víz-víz hőszivattyú rendszernél.

– Szélsőséges időjárási körülmények között alkalmazható a korszerű technológiával.

– Nem kell gázkémény, gázterv, gázkazán, gázbekötés. Nem robban fel, nem kell félni a szénmonoxid mérgezéstől és olcsó a karbantartása, üzemeltetése.

– A gondosan telepített hőszivattyú felezheti az energiaszámlát az egyre drágább gáz helyett. A jóval olcsóbb hőszivattyú fűtés sokat spórolhat az energiaszámlán.

– A levegő-víz hőszivattyúnak a legolcsóbb a beruházási költsége. Energiatakarékos.

 

 
Share This