Hűtés és fűtés hőszivattyúkkal

1. A hőszivattyúk előnyei

A hőszivattyú olyan légkondicionáló berendezés, amely az otthonok fűtésére vagy hűtésére szolgál. A hőszivattyú a levegőből, a földből vagy a vízből veszi fel a hőt, amelyet ezután az épület belsejébe továbbít.

1.1. Hőszivattyú használatával nagy megtakarítások valósíthatók meg

A hőszivattyúk fő előnyei közé tartozik, hogy az ilyen típusú készülékeket úgy tervezték, hogy a szükséges energia akár 75%-át megújuló forrásból (víz, levegő, föld) nyerjék, ami viszont nagy megtakarítást tesz lehetővé. Pontosabban, a hőszivattyúk alacsony hőmérsékletek formájában veszik fel a hőt a környező forrásokból, amivel a költségeken több mint 50%-ot takarítanak meg, ugyanakkor az energiafelhasználás mértéke sokszorosa a fosszilis tüzelésű eszközöknek. A hőszivattyúk emiatt nagy lehetőségeket rejtenek magukban. Másrészt a szén-dioxid kibocsátásuk elhanyagolható más készülékekhez képest, és minden szempontból olyan megoldást jelentenek minden típusú épület fűtésére és hűtésére, amely nem veszélyezteti a környezetet.

2. Hogyan működnek a hőszivattyúk?

2.1. A hőszivattyúk alkalmazzák a fizika törvényeit 

A fizika alaptörvényei szerint a természetes hőáramlás a magasabb hőmérséklet irányából az alacsonyabb hőmérséklet felé halad. Azt, hogy kivételes eszközről van szó, mutatja az a tény is, hogy viszonylag kis energiával képes megváltoztatni a természetes hőáramlás irányát. Ez az oka annak, hogy a hőszivattyú a környezet természetes forrásaiból, de a mesterséges forrásokból is képes a hőátvitelre. A hőszivattyúkat a fűtés mellett hűtésre is használják, amikor a hő a beltérből a környezetbe kerül.

2.2. A hőszivattyúk forrásai

A hőszivattyú működésének alapelve a hő átadása egyik forrásból a másikba. Ezáltal a legfontosabb tény az, hogy az energiát vízből, levegőből vagy földből veszik, és ezek az energiaforrások melegebbek, mint az a környezet, amelybe átkerül. Természetesen az, hogy milyen eszközöket és berendezéseket fognak használni, és az egész rendszer hogyan fog működni, attól függ, hogy milyen forrást használnak. Az ilyen típusú szivattyúk alapvető felosztása víz-víz, levegő-víz és föld-víz rendszerekből áll.

2.3. A hőszivattyú teljesítménye

A hőszivattyú teljesítménye az egyik legfontosabb tényező. A nem megfelelő teljesítményű hőszivattyú télen nem lesz képes elegendő hőt biztosítani vagy termelni, nyáron pedig nem fog megfelelően hűteni sem. A nagyobb kapacitású hőszivattyú viszont folyamatosan be- és kikapcsol, nem használja ki a teljes potenciálját, ugyanakkor ezzel párhuzamosan a mechanikus alkatrészek kopása is növekszik, ami viszont lerövidíti annak élettartamát.

3. A hőszivattyúk típusai

Az energiaforrás típusától függően három különböző típusú hőszivattyú létezik: levegő-víz, föld-víz és víz-víz hőszivattyú. Melyek ezek a készülékek, mik az előnyeik és hátrányaik – mindezt a helyszínen, a szolgáltatótól tudhatja meg leginkább, és hogy milyen általános információkra van még szüksége, mielőtt a vásárlás mellett döntene, azt az alábbiakban felsoroljuk.

4. Levegő-víz hőszivattyúk

4.1. A hőszivattyúk leggyakoribb típusa

A levegő-víz elven működő hőszivattyú levegőt használ a helyiségek fűtésére vagy hűtésére. Az ilyen típusú készülékek közül legolcsóbb a levegő-víz hőszivattyú. A levegőt általában olyan energiaforrásnak tekintik, amelyet semmiképpen sem lehet kimeríteni, ugyanakkor mindenhol elérhető. A hőszivattyúk gyártási technológiája olyan mértékben fejlődött, hogy ezek a levegő-víz hőszivattyúk akár -20°C-os külső hőmérséklet mellett is képesek megfelelő fűtést biztosítani. Az ilyen típusú szivattyú a külső levegő hője mellett a beltéri levegő hőjét is képes hasznosítani. Az olyan helyiségek, mint például a pincék, alkalmasak beltéri levegő felhasználására, mivel ezeken a helyeken általában állandó, 3°C-os hőmérsékletet tartanak.

A pince mellett a tetőtér is alkalmas a beltéri levegő hőjének a hasznosítására, mivel a hőmérséklet általában nem csökken 0°C alá.

4.2. Magas energiahatékonyság

A levegő-víz hőszivattyú -5°C külső hőmérsékletig képes fedezni az épület hőveszteségét. Ha a külső hőmérséklet ezen határérték alá csökken, egy másik, független fűtési forrást kell bekapcsolni. -5°C-nál alacsonyabb külső hőmérsékleten a hőszivattyú a hőszükséglet több mint 90%-át képes fedezni. A levegő-víz hőszivattyú nélkülözhetetlen része a hőtartály, mivel az elpárologtató leolvasztásához szükséges összes energia a körfűtési rendszerből származik. Így elkerülhető a kompresszor, és ezzel együtt a rendszer többi elemének a túl gyakori bekapcsolása is. Az elektromos fűtőelemeket általában az új építésű ingatlanokban használják kiegészítő áramforrásként, bár más rendszerek is használhatók.

4.3. Hőszivattyú szanitervízhez

A víz melegítésére a háztartásokban is levegő-víz hőszivattyút használnak, és a rendszerbe vízmelegítőt is csatlakoztatnak. A hőszivattyú naponta akár 1400 liter vizet is képes felmelegíteni, amelynek gazdasági előnye a hagyományos elektromos fűtőtestekhez képest a háromszor kisebb villamosenergia-fogyasztásban mutatkozik meg.

4.4. A levegő-víz hőszivattyú ára

A legolcsóbbnak tartott levegő-víz hőszivattyúk ára 968 000 forintnál kezdődik, és a típustól, a teljesítménytől, a mérettől és más tényezőktől, valamint a szolgáltatótól függően növekszik.

5. Föld-víz hőszivattyúk

5.1. Geotermikus hőszivattyú

A föld-víz hőszivattyút tulajdonképpen geotermikus szivattyúként ismerik, amely a helyiségek fűtéséhez és hűtéséhez hőt von el a talajból. A Föld nagy és kimeríthetetlen hőforrás, hiszen nagy mennyiségű napenergiát halmoz fel, amely gond nélkül felhasználható bármilyen épület hőszabályozására. Így a föld-víz hőszivattyú a környező talajban tárolt összes hőt felhasználja és a vizet a föld alatti rendszeren keresztül szivattyúzza.

A föld-víz hőszivattyú működése megegyezhet a melegítő vagy vízmelegítő működésével. Annyi a különbség, hogy a hőszivattyú a talaj hőjét használja fel fűtésre, míg a vízmelegítőknek villamos energiára vagy más energiaforrásra van szüksége.

A föld-víz hőszivattyú kétféleképpen vonja ki a hőt a talajból: a felszínről, vízszintes kollektorokkal, amelyek a telek nagy részén kevesebb mint két méterrel a föld alatt vannak, vagy több tíz méter mélységű talajszondákkal. A szivattyúzás növeli a víz hőmérsékletét, amelyet a helyiségek fűtésére és a szanitervíz melegítésére használnak. A hőszivattyú működéséhez villamos energia szükséges, de ez a fogyasztás elenyésző az általa termelt hőhöz viszonyítva.

5.2. Van-e elegendő hely?

A geotermikus szivattyúrendszer telepítéséhez elegendő külső hely, pontosabban felszín szükséges. Fontos megjegyezni, hogy ez a rendszer nem minden létesítményhez alkalmas. Az, hogy van-e lehetőség ilyen típusú rendszer beépítésére, a telken rendelkezésre álló hely alapján döntik el, mivel a vezetékek, eszközök és berendezések, vagyis a beépítendő gépek számára is helyet kell biztosítani.

5.3. Föld-víz hőszivattyú – fúrási költségek 

Ez mindenekelőtt a fúrás, pontosabban a megfelelő kút készítésének költségeire vonatkozik, amely elsősorban a rendszer helyzetétől, valamint a működési módtól függ. A tartósságot és a kevésbé munkaigényes, alapvető karbantartást tartják a föld-víz hőszivattyúk fő előnyének. A geotermikus szivattyúknál a legtöbb mechanikus alkatrész védett, ugyanis a föld alatt vannak, így nincs szükség speciális, szakszerű karbantartásra. További előnyük, hogy a geotermikus hőszivattyúk nem rendelkeznek külső kondenzátorral, ezért működésük meglehetősen halk.

5.4. Mennyibe kerül a föld-víz hőszivattyú?

Egy föld-víz hőszivattyú drágább, mint a legolcsóbb és legnépszerűbb levegő-víz modell. A föld-víz hőszivattyúk ára 1 934 000 és 3 868 000 forint között van.

6. Víz-víz hőszivattyúk

6.1. Hőszivattyú, amely működéséhez a felszín alatti víz hőjét használja fel

A víz-víz hőszivattyú működése a felszín alatti víz hőmérsékletének kihasználásán alapul. Így a talajból származó a hőt télen a felszín alá helyezett csöveken, hurokrendszeren vagy mélyszondák segítségével nyerik ki, amennyiben a felszín alatti víz mélyebben van. Egy ilyen megtervezett elv vagy működési rendszer alapján a víz a csöveken keresztül a talajban lévő hurkon keresztül keringhet, és így hőt adhat át az épületnek. A víz jó termodinamikai tulajdonságainak köszönhetően ideális megoldást jelent a hőszivattyúkhoz. A talajvíz hőmérsékletének minimális ingadozása (a számítások szerint állandóan 12-14°C) a másik ok, ami miatt a vízenergia hasznosításának egyik leggyakrabban alkalmazott módja a talajvíz kitermelés.

A víz-víz szivattyúrendszer telepítése előtt sok tényezőnek kell teljesülnie annak eldöntéséhez, hogy egy ilyen eszköz és rendszer telepítése célszerű-e vagy sem.

6.2. A felszín alatti vizek használata engedélyköteles

A felszín alatti vizek használatára mindenekelőtt szükséges a vízügyi engedély beszerzése, amelynek feltétele a vízelemzés. Tehát az első feltétel, hogy az épület ne legyen védett területen. Az ilyen típusú hőszivattyú telepítéséhez kiterjedtebb föld- és építési munka szükséges. Ezért érdemes szem előtt tartani, hogy ez egy olyan munka, amelyet szakemberekre kell bízni, mivel csak ők rendelkeznek a megfelelő tudással, tapasztalattal és természetesen a szükséges gépekkel és szerszámokkal.

A búvárszivattyú feladata, hogy a talajvizet a szívókútból a hőszivattyún keresztül az ürítőszivattyúba juttassa.

A következő követelmény egy szívókút, vagyis egy kötelező részletes elemzés, amely magában foglalja a talaj és a talajvíz geológiai felmérését a telepítés megkezdése előtt. A szívókút célja a víz felvétele, amelynek köszönhetően a rendszer működik. A víz-víz hőszivattyú helyes működésének előfeltétele, hogy a szívószerkezetet a víz áramlásának irányába helyezzék. Ezzel elkerülhető a hideg és meleg víz keveredése. A szívó- és vízelvezető kutak fúrását és építését szakemberekre kell bízni. A fenti tényezők mellett szükséges, hogy a cső megfelelő méretű legyen, de nem szabad megfeledkezni a szívókútba telepített búvárszivattyúról sem.

6.3. Mennyibe kerül a víz-víz hőszivattyú? 

A víz-víz rendszerű hőszivattyúk ára hasonló a föld-víz rendszerűhöz, és ezek is 1 934 000 és 3 868 000 forint között alakulnak.