A hőszivattyúk a földben, talajvízben vagy levegőben rejtőző természetes energiát hasznosítják, ezzel jelentős fűtési energia megtakarítást garantálnak. Káros anyag kibocsátás nélkül, hatékonyan működnek még alacsony környezeti hőmérsékletben is és ilyen módon a kívánt energiamennyiség akár 75%-át is fedezni tudják. A fennmaradó 25%-ot többnyire elektromos áram fedezi. A hőszivattyúk kimondottan ajánlottak padlófűtés illetve alacsony hőmérsékletű radiátorok alkalmazása esetén. A technikai korlátok miatt a hőszivattyú hatékonysága 67 Celsius-foknál magasabb előremenő vízhőmérséklet-igény esetén már jelentősen csökken.
A hőszivattyús rendszereknél a szükséges hőt többféle módon lehet biztosítani. Nyitott rendszereknél a hőforrás lehet levegő, talajvíz-, vagy felszín közeli vízadó réteget megcsapoló vízkút. Zárt rendszer esetén, vízszintes, vagy függőleges talajszondákkal, energia kosarakkal, vagy energia cölöpökkel érjük el a hőforrást. A hőszivattyú kiválasztásnál figyelembe kell venni a szükséges felhasználási hőmérsékletet, teljesítményt, a rendelkezésre álló hőforrás hőmérsékletét, valamint azt, hogy csak fűtésre, vagy hűtésre történik az alkalmazása. Ezek a tényezők alapvetően meghatározzák a hőszivattyú pillanatnyi és éves teljesítmény tényezőjét. Szakirodalom: (Ádám B., 2009, Komlós F., 2007)
Levegő-hőszivattyúk
A hőszivattyú legelterjedtebb és legkedvezőbb árú változata. Ennek a típusnak az a legnagyobb előnye, hogy olyan energiaforrást használ, ami mindenhol megtalálható: a levegőt. Működési elve, hogy a ventillációs rendszer beszívja a levegőt, majd villamosenergia felhasználásával, egy hőcserélőn keresztül lehűti azt és visszaengedi a lehűlt levegőt a környezetbe. A levegőből kinyert energia segítségével pedig vizet melegít a rendszer.
Előnyei:
- kis helyigényű más hőszivattyú típusokhoz képest
- gyorsan és egyszerűen telepíthető
- hozzáilleszthető a már meglévő fűtési rendszerhez
- nem zajos a többi hőszivattyú típushoz képest
Hátrányai:
- teljesítménye a külső hőmérséklettől függ
- alternatív fűtési rendszert igényelhet
- magas karbantartási költség
- magas bekerülési költség a gázhoz vagy elektromos kazánokhoz képest
- működése zajosabb, mint más hő termelőké (pl. gáz vagy elektromos kazán)
- nagy hely igény gázhoz elektromos kazánhoz viszonyítva
A levegő-víz hőszivattyúkon belül további két változat létezik, attól függően, hogy a kültéri egységet a szabadban vagy zárt térben helyezzük el.
Levegő-vizes hőszivattyús rendszerre kérje árajánlatunkat.
Víz-víz hőszivattyúk
A víz-víz hőszivattyú – ahogy a neve is mutatja – a vízben lévő energiát használja fel víz segítségével, valamint a víz a hőközvetítő közeg a fűtendő oldalon is. Habár telepítése nagyon körülményes és költséges is, a víz-víz rendszer mellett szól, hogy ugyanannyi befektetett energiából az összes típusú hőszivattyú közül ez a fajta állítja elő a legtöbb hőenergiát. Ez annak köszönhető, hogy a talajvíz hőmérséklete viszonylag magas és állandó egész évben. A kutas és a nyíltvizes megoldások egyaránt ide tartoznak. Előbbinél a hőszivattyú telepítéséhez egy nyerő és egy nyelő kútra van szükség, melyek között legalább 15 méternyi távolságnak kell lennie. A nyílt vízbe süllyesztett kollektor akkor ideális, ha az épület valamilyen természetes víz, folyó vagy tó közelében áll, ám ekkor is legalább 2 méteres vízszint kell a működtetéshez. A csövekben fagyálló folyadék kering, és fontos, hogy egy-egy csőregiszter ne legyen hosszabb 100 méternél. A vízkollektoros rendszer is könnyen telepíthető, hatásfoka egyenletes, nincs szükség víz szűrésére.
Előnyei:
- magas hatásfokon működik
- a hő nyerés mértéke könnyen tervezhető
- nincs szükség alternatív fűtési rendszerre
- gazdaságos
- passzív hűtés kialakítására is lehetőség van
Hátrányai:
- használatához nagy mennyiségű víz szükséges
- telepítése jelentős előkészületeket és nagy munkálatokat igényel
- a víz esetleges elapadásakor a rendszer nem működik
- magas bekerülési költség a gázhoz vagy elektromos kazánokhoz képest
- működése zajosabb, mint más hő termelőké (pl. gáz vagy elektromos kazán)
- nagy hely igény
Fontos, hogy víz-víz hőszivattyút csak ott lehet kiépíteni, ahol bőséges és jó minőségű tiszta víz áll rendelkezésre. Leválasztó hőcserélő vagy speciális gyári hőcserélő alkalmazandó. Vasas vízzel nem szabad működtetni a rendszert.
Cégünk nem foglalkozik víz-víz hőszivattyúk telepítésével, csak azok segédenergia ellátásához szükséges villamos energia termelő fotovoltaikus napelemes rendszerekkel.
Amennyiben szüksége van napelemes rendszerre, kérje árajánlatunkat.
Talaj-víz hőszivattyúk
A víz-víz hőszivattyúk mögött a második helyen állnak – a kinyerhető energia mennyiségét tekintve. A felső talajrétegben tárolt hőt hasznosítják, a fagynak ellenálló, szigetelt csövek segítségével, amiket körülbelül másfél méter mélységben helyezünk el, egymástól nagyjából 30 centiméternyire. A talajkollektorban víz és propiléngikol keveréke kering, és a talaj felszínéhez közelebbi rétegből szállítja a hőt.
Előnyei:
- passzív hűtés ellátására is alkalmas
- kevés energiát használ, egész évben kellemes hőmérsékletet biztosít
- nagyjából állandó hő hasznosítás
Hátrányai:
- magas költség
- helyigényes megoldás a többi hőszivattyú típoshoz képest
- a terület árnyékoltsága esetén csökken a hatékonyság
- tönkreteheti a fák gyökereit
- magas bekerülési költség a gázhoz vagy elektromos kazánokhoz képest
- működése zajosabb, mint más hő termelőké (pl gáz vagy elektromos kazán)
- nagy hely igény gázhoz elektromos kazánhoz viszonyítva
Cégünk nem foglalkozik talaj-víz hőszivattyúk telepítésével, csak azok segédenergia ellátásához szükséges villamos energiatermelő fotovoltaikus napelemes rendszerekkel.
Amennyiben szüksége van napelemes rendszerre, kérje árajánlatunkat.
A hőszivattyú működése
A hőszivattyús technológia tulajdonképpen a hűtőgép működési elvének a fordítottja. Míg a hűtőgép a készülék belsejében található meleg levegőt szállítja a készüléken kívülre, addig hőszivattyú a külső környezetből vonja ki a hőt és szállítja azt az épület belsejébe. A talaj-, talajvíz- vagy a légkör hőjét elnyeli a hűtőközeg majd a kompresszió után kibocsátja. Összességében a hőszivattyú működése négy lépésben foglalható össze: párologtatás, sűrítés, cseppfolyósítás, oldódás.
1. Az első lépésben a hűtőközeg elnyeli a környezeti hőt, mivel a hőszívattyú belsejében lévő hőmérséklet alacsonyabb. Eközben gáz halmazállapotúvá válik az alacsony sűrítési hőmérséklet következtében.
2. A képződő párát kompresszor segítségével sűrítik. A gázmolekkulák a zárt térben az egyre növekvő nyomás következtében egymáshoz szorulnak. Ez a folyamat hőmérsékletet-növekedéssel jár és ezt a keletkező hőt hasznosítják a fűtőkörben.
3. A harmadik lépésben, a forró gáz átadja a hőt a fűtési rendszernek. A hűtőközeg megint folyékonnyá válik.
4. Végül a tágulási szelep csökkenti a 2. lépés során keletkezett nyomást, így a hűtőközeg ismételten megköti a környezeti hőt és a folyamat kezdődhet előröl.
A hőszivattyús rendszerek hatásfokát az alábbi mérőszámokkal jellemezzük:
- COP (munkaszám; Coefficient of Performance) = a hőszivattyú fűtőteljesítménye (kW) / a működtetéshez felvett elektromos energia (kW). Ez elsősorban attól függ, hogy mekkora hőmérsékletkülönbséget kell áthidalni (a hőforrás és a fűtési előremenő hőmérséklet különbsége), általában három és öt közötti érték, tehát egy egység villamos energiával három-öt egység hőenergiát állíthatunk elő. Ezzel szemben az elektromos fűtéssel egy egység villamos energiával egy egység hőenergiát kapunk.
- EER (Energy Efficiency Ratio) = hűtőteljesítmény / az ehhez felvett elektromos energia hányadosa
- SPF (Seasonal Performance Factor) = a COP értékének éves átlaga
Hűtés hőszivattyúval
A forró nyári hónapok alatt a hőszivattyúkat az épületek hűtésére is lehet használni. A talajszondás rendszerek esetében a hőt a padlófűtési rendszer segítségével vonható el és a kollektor juttatja vissza a földbe.
A kívánt hűtési teljesítmény intenzitásától illetve a rendszertől függően megkülönböztetünk aktív vagy passzív hűtést.
Aktív hűtés
A fűtési körfolyamat aktív megfordításával a nyári időszakban a hőszivattyú hűtő modullá alakul át. A fűtési rendszerből kivont hőt a típustól függő hőforrásba például a földbe juttatják vissza a kompresszor segítségével.
A korábban cseppfolyósítóként funkcionáló egység a hűtési ciklus közben párologtatóvá alakul. A szoba melegét a hűtőközegnek adja át, és a gázhalmazállapotú hűtőközeget kondenzátorba vezetik majd a hőcserélőbe, ami a folyamat végén visszajuttatja a szobából kivont hőt a földbe.
Passzív hűtés
Ha a nyári hónapokban a szobahőmérséklet meghaladja az energiaforrás hőmérsékletét, akkor a hőszivattyú „természetes” hűtési funkciót tud betölteni. Technikai oldalról ez a folyamat igen könnyen bemutatható.
A természetes hűtési folyamatban a primer köri szivattyú kapcsol be és a kondenzátor nem működik. A hőcserélőbe a felmelegedett folyadék beáramlik, és ott kapcsolatba kerül a szobahőmérsékletűre melegedett fűtőfolyadékkal, melyet a fűtőkör szivattyúja szállít oda. A két különböző folyadék hőmérséklete kiegyenlítődik. A lehűlt fűtési folyadék a fűtőrendszerben tovább áramlik és hőt von el a szobából.
A passzív hűtés elektromos energiát spórol – az aktív viszont hatékonyabb.
Mindkét megoldás, mind az aktív mind a passzív, lehetővé teszi melegvíz készítését is. A passzív hűtés rengeteg energiát spórol, hiszen csak a folyadék keringtetéséhez van szükség elektromos áramra. Azonban teljesítmény és hatékonyság szempontjából hátrányban van az aktív hűtéshez képest. Különösen igaz ez a nyár vége felé, amikor a föld már egyébként is nagy mennyiségű meleget tárol. Ennek következtében csökken a hűtési teljesítmény.
A hűtési funkcióra csak bizonyos hőszivattyú típusok képesek.
