Hőszivattyús fűtés-hűtés és melegvíz termelés

Világunkban központi kérdés az energia előállítás. Mindenki azon fáradozik, hogy minél olcsóbb, környezetbarát rendszereket alkosson. A fosszilis energiahordózok (szén, olaj, földgáz) világpiaci ára napról-napra növekszik, ennek következtében a rossz hatásfokú fűtési rendszerekkel egyre drágábban tudunk fűteni. Ilyenkor merül fel az igény egy újabb, jobb és olcsóbb fűtési mód alkalmazására. Ilyen fűtési mód lehet egy hőszivattyús rendszer.

A hőszivattyú működését legegyszerűbben egy fordított üzemű hűtőgépként képzelhetjük el. A hűtő egy adott térből elvonja a hőt, és állandó alacsonyabb hőmérsékleten tartja, a többlet hőt a környezetnek adja át, (házi hűtőinkben általában egy csőkígyóval a doboz hátulján). A hőszivattyú pont ellentétesen működik. Hőszivattyúnál a hőfelvétel a környezetből történik, például szonda vagy talaj kollektorban áramló fagyálló és víz keverék segítségével. A hőleadás (alacsony hőmérsékleten 35-45°C) pedig a fűtendő helység fűtésére fordítódik. Ennek a hőnek a szállítása a hűtőkhöz hasonlóan itt is hőátadó közeggel történik. A hőszivattyú legnagyobb előnye a sokszínű alkalmazhatóság, például használhatjuk: melegvíz készítésre, medencefűtésre, az épületünk fűtésére és hűtésére. A hőszivattyú működtetéséhez szükséges áramot, kedvezményes tarifán vásárolhatjuk meg, melyet GEO tarifának hívunk. A GEO tarifáról bővebb és folyamatosan frissített információt a következő honlapon találhatnak: www.aram.hu/geotarifa/

A hőszivattyúk típusait a hőforrás alapján csoportosíthatjuk:

Talajszondás rendszer

Általában kb. 15 cm átmérőjű, 50–200 méter hosszú lyukat fúrnak a földbe leginkább függőlegesen. Ebbe helyezik az U alakú szondát, amiben zárt rendszerben cirkulál a hűtőközeg. 200 méteres mélység esetén kb. 17 °C-os a talaj hőmérséklete.

Lehet két- vagy háromkörös rendszer, attól függően, hogy a szondában közvetlenül a hűtőközeg áramlik, vagy fagyálló folyadék adja át közvetetten hőjét a hűtőközegnek. A szondák speciális esete az energiakaró: több szondát egymás mellé helyezve nyáron eltárolják a hőenergiát a földben, amit télen hasznosítanak. Különösen nyári hűtési igény esetén, ill. ipari méretekben gazdaságos.

Nagyságrendekkel mélyebb szondák esetén (1000-2000 méter) már nem a talajrétegekben eltárolt napenergia kerül közvetetten hasznosításra, hanem elsősorban a geotermikus energia. A Föld középpontjában lejátszódó reakciók hője a felszín felé áramlik, ezért mennél mélyebb a fúrt kút, annál nagyobb a kúttalp körüli réteg hőmérséklete. Ez a hőmérséklet a geotermikus gradienstől függ. (egy kilométerrel mélyebben mennyivel melegebb a földkéreg) Ez hazánkban 60 °C/km körüli érték, szemben a 30°/km-es európai átlaggal.

Talajkollektoros rendszer

Több száz méter hosszú speciális kemény PVC köpennyel ellátott polietilén csöveket fektetnek le kb. 1 méter mélyen. Hátránya, hogy nagy felületen kell megbontani a telket a csövek lefektetésekor, ezért leginkább új építésű házak esetén jöhet szóba. Segítségével négyzetméterenként kb. 25-35W energiát nyerhetünk. Ennek nagysága függ a talaj hővezetésétől, nedvességtartalmától.

Előnyei között az egyszerű fektetést említhetjük. Hátrányai közé sorolható, hogy ennek atelejrétegnek a hőmérséklete az év folyamán változik. A meleg, augusztusi hónapokban már nem használható a talajkollektor passzív hűtésre.

Ügyelni kell a csövek közötti távolságra. Az egymáshoz túl közel futó kollektor csövek a talaj folyamatos hűlését eredményezhetik, ami néhány éven belül súlyos működési gondokat okozhat. 

Talajvizes rendszer

Vízkútból szivattyúval nyert víz hőjének elvonása után a vizet vagy egy másik kútba, vagy felszíni vízbe (patak, tó, folyó) vezetik. A talajvíz állandó hőmérséklete (7°C-14°C) és jó hővezető-képessége révén ideális hőforrás. További speciális alkalmazás, amikor hőforrásként egy tó vagy folyó szolgál. Ebbe helyezik el a kollektorként szolgáló csöveket.

 

 

 

Levegős hőszivattyús rendszer

A külső levegőt ventillátorok szívják be, és a hőszivattyú fűti vagy hűti le. Hátránya, hogy a levegő hőmérséklete nem állandó, így a rendszer hatékonysága is változó, illetve a ventillátorok által keltett zaj is problémát jelenthet. Felhasználásra kerülhet még a ház pincéjének levegője is. Központi szellőztető rendszerrel ellátott, szigetelt ház esetén a kifúvásra kerülő elhasznált meleg levegő is használható hőforrásként, hővisszanyerő segítségével, melyben a kifúvásra kerülő levegő nem keveredik a befúvásra kerülő hideg levegővel.

 

Hulladékhő hasznosítás

Számításba jöhet hőforrásként a szennyvíz, és az elhasznált termálvíz. Termálvíz hasznosításra példa a harkányi gyógyfürdő, melynek 31-34 °C-os elfolyó vizét használják fel.