Ingyenes energia a környezetből

A hőszivattyú rendszer kevés elektromos energiát fogyaszt, az energiaigény mintegy 3/4-ét képes a földben, talajvízben és levegőben tárolt napenergiából fedezni. Ez annyit jelent, hogy 1 kWh bevezetett elektromos energiából mintegy 4 kWh fűtési energiát szolgáltat.

 

Hőszivattyú – a jövő választása

A hagyományos, fosszilis energiahordozókra alapozott fűtési megoldások a folyamatosan emelkedő energiaárak miatt egyre kevésbé nyújtanak jövőbiztos választást. Ezért különösen az új építésű házak esetén érvényes, hogy olyan fűtési rendszer kiépítésében érdemes gondolkozni, mely 10–20 év múlva is „megéri az árát” és nem ró irreális energiaköltségeket a háztartásra. A fosszilis energiahordozók elégetésével szén-dioxid keletkezik, nem így a hőszivattyúknál, melyek a természetes környezeti energiát fűtik fel magasabb hőmérsékletre, méghozzá elektromos áram – a legtisztább hagyományos energiahordozó – felhasználásával. Tény, hogy az áram egy részét szénerőművek állítják elő, melyek kétségtelenül jelentős szén-dioxid-kibocsátók, de még ezzel kalkulálva is elmondható, hogy hőszivattyús fűtéssel körülbelül 50 százalékkal kevesebb közvetett CO2 terhelés éri Földünket, mint fosszilis energiahordozókkal történő, hagyományos fűtés esetén.

A hőszivattyú előnyei:

• csökkenti az elsődleges (például kőolajból, földgázból származó) energiaigényt, hiszen a fűtési energia 75 százalékát a környezet biztosítja;

• nagyságrendekkel csökkenti az épület rezsiköltségét, üzemeltetési költsége minden létező fűtési rendszerénél alacsonyabb;

• régi és új építésű épületekben egyaránt létesíthető;

• csökkenti a szén-dioxid-kibocsátást, környezetbarát és energiatudatos fűtési megoldás;

• hosszú élettartama, alacsony energiafelhasználása miatt belátható időn belül megtérülő alternatívája a hagyományos fűtőrendszereknek.

 

A fordított hűtőszekrény

Ha röviden akarjuk megértetni a készülék működését, legjobb, ha a hűtőszekrény példáját hívjuk segítségül. A hőszivattyúban minden ugyanazon elv szerint történik, mint a hűtőben, azzal a különbséggel, hogy fordítva, és természetesen sokkal nagyobb méretekben. A hőszivattyúban úgynevezett munkaközeg, rendszerint hűtőközeg cirkulál. Ez az, ami egy hőcserélőn (párologtatón) keresztül felveszi az energiát a hőforrásként használt közegből. Ezután egy szivattyú összenyomja, sűríti a hűtőközeget. Ennek során növekszik annak nyomása és hőmérséklete, illetve átmegy gázhalmazállapotba. Ezután a komprimált hűtőközeg a második hőcserélőbe (párologtatóba) kerül, ahol a fűtési rendszeren keresztül magas hőmérsékleten leadja a felvett energiát, és ismét folyékony állapotba megy át. Ezután történik a túlnyomás megszüntetése, és a hűtőközeg visszakerül a ciklus elejére. A hűtőszekrényben az egész jelenség fordítva játszódik le, hiszen belül felveszi, míg kívül, a hűtőrácson keresztül leadja a hőt.

 

Jósági fok

Ahhoz, hogy a készülék működjön, szükség van valamennyi elektromos energiára. A rendszer hatékonyságát az úgynevezett munkaszámmal, elterjedt kifejezéssel élve a „jósági fokkal” jellemezzük (COP=Coefficient of performance), ami azt mutatja meg, hogy a hőszivattyú által leadott hasznos hőteljesítmény hányszorosa a működtetéséhez felhasznált teljesítménynek. Ez a szám a hagyományos fűtési rendszereknél általában 1 alatti érték, ugyanis – különösen a régi, elavult fűtési rendszereknél – a felvett energia korántsem 100 százalékban hasznosul hőként a működés során. Nem így a hőszivattyúnál, ami egységnyi felvett teljesítményből többszörös hasznos teljesítményt produkál. Ha például egy hőszivattyús fűtési rendszer hatékonysága, azaz COP-értéke 4,2 és a szükséges fűtési teljesítmény 12 kW, akkor a működéshez szükséges villamosenergia-fogyasztás (12/4,2) mindössze 2,86 kW körül várható.

 

Föld, víz és levegő, avagy a lehetséges hőszivattyús rendszerek

A berendezés a talajból, a talajvízből és a levegőből egyaránt felveheti a működéséhez szükséges hőt. A levegőből történő hőfelvétel előnye, hogy nem igényel akkora befektetést, mint a talajból/talajvízből történő hőfelvétel, hátránya ugyanakkor, hogy a levegő rossz hőfelvevő képességének köszönhetően nagy mennyiségű légátmogzatást igényel (azaz nem igazán hangtalan), másrészt fűtőteljesítménye a levegő hőmérsékletének csökkenésével együtt csökken. Ezzel szemben Földünk optimális hőtároló, a talajfelszínhez közel a hőmérséklet egész évben csaknem állandó (8–12 °C között van). Amennyiben a talaj a hőleadó közeg, egyszerűsödik és biztosabbá válik a helyzet, hiszen a fűtés a külső hőmérséklet ingadozásától és évszaktól függetlenül állandó hőmérsékletű közegre alapoz. Persze az is tény, hogy egy ilyen rendszer megfelelő színvonalú kiépítése magasabb beruházási költséget igényel, mint a levegős hőszivattyú telepítése.

 

Hőnyerés a talajból – talajkollektorral

Ennél a rendszernél több száz méter hosszú, különlegesen ellenálló PVC burkolattal bevont rézcsöveket, vagy polietilén csöveket fektetnek a fagyhatár alatt, azaz körülbelül 1,2 méter mélyen, a földfelszínnel párhuzamosan. Nehézsége, hogy nagy alapterületen – nagyságrendileg a fűtött alapterület 2-3 szorosán – kell feltárni a telket a kollektor lefektetéséhez, ezért alapvetően új építésű házaknál ajánlható, amikor még a terep egyébként is rendezetlen. A kollektorban fagyálló folyadék kering, ami a talaj hőjét a hőszivattyúba szállítja. Egy talajkollektoros hőszivattyúval körülbelül 20–30 Watt energia nyerhető, amit több tényező – így a talaj minősége, nedvességtartalma, hővezetése – is befolyásol.

 

Hőnyerés a talajból – talajszondával

A talajszondás rendszer az egyik legnépszerűbb hőszivattyús eljárás, melynek létesítéséhez körülbelül 15 cm átmérőjű, 60–100 méter mély lyukat fúrnak a talajba. A szonda két U formájú műanyag csövet tartalmaz, amelyben – hasonlóan a talajkollektorhoz – fagyásgátlóval kezelt víz kering. 100 méterrel a talajfelszín alatt már egész évben állandó, körülbelül 10 °C-os a hőmérséklet, ami egész évben garantálja a megbízható működést.

 

Hőnyerés a talajvízből

A talajvíz optimális hőforrás, hiszen hőmérséklete egész évben csaknem állandó (8–12 °C közötti). Nincs másra szükség, mint két kútra: az egyikből kiszivattyúzzuk, a másikba visszavezetjük a talajvizet. A víz a párologtatón keresztül adja le a benne tárolt hőenergiát. A visszavezetett víz nem szennyeződik, káros anyag nem kerül bele, így nem rontja a talajvíz minőségét. Ezzel a rendszertípussal – ahogy valamennyi, a talajból nyert hőre alapozó hőszivattyús megoldással – a fűtéshez szükséges energiafelhasználás 3/4-e nyerhető ki a környezetből.

 

Hőnyerés a levegőből

A levegő, mint hőforrás mindenütt jelen van. Emellett az is előnyére válik, hogy hasznosítása nem igényel különösen nagy létesítési ráfordítást. A külső levegőt ventilátorok vezetik át a hőszivattyú párásító fokozatának hőcserélőjén és „megszabadítják” a benne lévő hőenergiától. Mivel a külső hőmérséklet csökkenésével csökken a kinyerhető hőmennyiség is, a különösen hideg napokban szükség lehet elektromos fűtésrásegítésre, ami pótolja a hiányzó meleget. Ez a hőszivattyús megoldás kétségtelenül olcsóbb, de hazánk éghajlatán, ahol télen nagy hidegek is előfordulhatnak, nem a legkockázatmentesebb választás.

 

Pénzügyi megtakarítás – az igazi vonzerő

A berendezés úgy von el energiát a környezetből, hogy közben nem károsítja azt, használata emellett hozzájárul a szén-dioxid-kibocsátás csökkentéséhez és a hagyományos energiahordozó készletek kíméléséhez. Fülünk mégis a rendszer mellett szóló anyagi érvekre a legérzékenyebb, melyekből figyelemreméltó felsorolás állítható össze:

• alkalmazása függetlenít a folyamatosan emelkedő nyersolaj és földgáz áraktól;

• üzemeltetése nem kíván tüzet, kazánt, olajtartályt vagy gázcsatlakozást;

• beépítésével maguk az építési költségek is csökkennek, nincs szükség kéményre vagy tüzelőanyag tároló helyiségre;

• a hőszivattyú a hagyományos rendszereknél összehasonlíthatatlanul kisebb fűtési költséget okoz, ezáltal a rendszer magasabb beruházási költsége néhány éven belül megtérül;

• a hőszivattyús fűtés alacsony üzemviteli, energia- és karbantartási költséggel üzemel;

• nem igényel további karbantartási, javítási, tisztítási vagy szolgáltatási költségeket (például kéményseprés);

• alacsony költségei könnyen áttekinthetők, kézben tarthatók, a rendszer élettartama rendkívül magas.

 

Fűtés, hűtés, melegvíz

Elsősorban az alacsony hőmérsékletű fűtési módok használhatók hőszivattyúval történő alkalmazásra, mert akárcsak a napkollektoroknál, annál nagyobb a rendszer hatékonysága, minél kisebb a fűtési előremenő hőmérséklet. Leginkább a padló-, fal- és mennyezetfűtés jöhet számításba, ahol a nagy hőleadó felület miatt már 35 °C is elegendő. Említést érdemel, hogy ezek a láthatatlan megoldások nem befolyásolják az épület esztétikumát, és helyet foglaló radiátorokra sincs szükség. A hőszivattyú használati meleg víz készítésére is felhasználható, a kinyerhető víz maximális hőmérséklete körülbelül 55 °C. Ha pedig jön a nyár, a folyamat megfordításával a hőszivattyú fűtés helyett hűtésre, az épület tökéletes klimatizálására is bevethető, ekkor ugyanis a fűtésnél hőforrásként használt közegnek adja át a helyiségekből elvont hőt.

 

Az épület hővisszanyeréses szellőztetése

Az épület friss levegővel való ellátása fontos az egészség, a kényelem, de az építési károk (például penészedés) megakadályozása szempontjából is. A hagyományos szellőztetést gyakorlatilag lehetetlen pontosan kézben tartani, és vitathatatlan hátránya, hogy a szellőztetéssel értékes energiát pumpálunk a szabadba. A hőcserélős lakásszellőztető rendszerek pontosan a szükséges friss levegő mennyiséggel látják el az épületet. Egy ilyen rendszer birtokában már nincs szükség ablaknyitásra, így nemcsak energia takarítható meg, hanem kifejezetten jó minőségű friss levegő is juttatható az épületbe.

 

Így működik a csere

A rendszer beszívja, szűri és hőcserélőjében előmelegíti a kinti friss levegőt, ezáltal melegíti is az épület helyiségeit. A melegítés a fáradt levegő hőenergiájának elvonásával történik, ami ezután már távozhat a szabadba. A rendszer a kellemetlen vagy zavaró szagokat (konyha, fürdőszoba, vécé) is megbízhatóan eltávolítja, alkalmazása nagyban csökkenti az épület energiaigényét, és végeredményben a fűtés költségét is minimalizálja.

 

Egy rendszer – számtalan előny

• alacsony fűtési költségek;

• aktív környezetvédelem a szén-dioxid-kibocsátás csökkentése révén;

• nem kell állandóan szellőztetni és elviselni a huzatot;

• az állandóan zárt ablakok mellett nem hatol be a zaj az épületbe;

• a rendszer azonnal eltávolítja a festékekből, bútorokból stb. a helyiségek levegőjébe távozó, egészségre káros anyagokat;

• a friss levegő folyamatos szűrése esélyt sem enged a házi és a virágpor behatolásának;

• a jobb szellőzés és a szabályozott páratartalom megakadályozza az épületkárok kialakulását;

• a kellemetlen vagy zavaró szagok azonnal a szabadba távoznak.