A hővisszanyerés gépészete

Ha megvizsgáljuk a passzívházak veszteséglistáját, az első helyén a transzmissziós veszteségek állnak. Az energia megmaradás törvénye szerint a magasabb energiatartalommal rendelkező közeg hőenergiát ad le az alacsonyabb energiájú közegnek. Az elsőszámú "ellenség" a nagy hőmérséklet-különbség. Minél nagyobb az épületeink belső hőmérséklete és a külső léghőmérséklet között a különbség, az energiaáramlás hőenergia formájában annál nagyobb lesz. Például ha 22 °C van a lakásban, odakinn pedig -8 °C, akkor a hőfokkülönbség 30 °C. Egy átlagos méretű családi ház energiaigénye 120-160 kWh/m2/év nagyságrendű. Bár ez az érték az üzemeltetéshez szükséges energiát is tartalmazza, úgymint használati melegvíz, vagy a fűtési rendszer működtetéséhez szükséges villamos energia (keringető szivattyúk stb.), ezzel szemben a passzívház energiaigénye mindösszesen legfeljebb 15 kWh/m2/év. Ennyi energia szükséges a transzmissziós és a légcserével járó veszteségek (épületszerkezeteken áthaladó hőenergia, és a jelenlévő természetes szellőzés) valamint az üzemeltetéshez szükséges villamos energia pótlásához. Belátható, hogy a passzívház esetében a felmerülő energiaigény töredéke az átlagos épületek energiaigényének.
Lássuk mi van az energiamérleg másik serpenyőjében. Épületeink belső energiáját növeli a bentlakók által leadott hőmennyiség. Egy felnőtt személy 210 W hőenergiát ad le óránként. A felkapcsolt világító berendezések csupán 8-12 %-át hasznosítják a felvett villamos energiának világítás formájában (a hagyományos wolframszálas izzó mindössze 2%-át), a többi energia hővé alakul, és bent marad az épületben. A háziasszony használja a főzőlapot a konyhában, mosogatógépet üzemeltet, vasalót használ. Az épületben működik hűtőgép, TV-készülék, számítógép és még számos más elektronikai eszköz, ami a működése közben termelt hulladék hővel növeli az épület belső energiáját, azaz meleget szolgáltat, akár csak egy mini-radiátor. Könnyen belátható, hogy az így kapott végeredmény elegendő lesz az egyenlőség másik oldalán, hogy egyensúlyt tartson az előzőekben felvázolt veszteségekkel. A passzívház-technológia megoldást ad sok olyan, a jelenlegi gyakorlat szerint épülő családi házaknál felmerülő problémákra, amikről a bentlakók nem is sejtik, hogy van kedvezőbb megoldás, amely az életminőséget javítaná.

A passzívház légkomfort szellőztetése

Mindenki találkozik rossz minőségű levegővel a napi élete során. Számtalan fogalmat alkottunk erre a jelenségre. Ilyen esetben egy hagyományos épületben sarkig tárjuk az ablakot és kiszellőztetünk. Egy ilyen jellegű szellőztetés során a passzívház alapkoncepcióval kerülünk szembe. Emlékeztetőül: az épületben bent lévő és keletkező hőmennyiséget meg kell őrizni! Akkor most hogyan szellőztessünk? Legyen mindig friss levegőnk, de ugyanakkor ne engedjük ki a meleget a lakásból a szellőztetés során.
A passzívház központi gépészeti egysége a komfort szellőztető berendezés. Ez logikusan adódik a passzívház definíciójából, miszerint egy passzívház fűtése csakis a szellőztetésen keresztül zajlik. Azaz nincs gázkazán, radiátor, de még padló- vagy falfűtés sem. Vannak gyártók, akik kifejezetten a passzívházak kiszolgálására gyártanak berendezéseket. Ezen rendszerek evolúciója a következőképp alakult.
A hővisszanyerős szellőztető berendezés a kifújt levegőben lévő hőenergia nagy részét (85-93%) - egy keresztirányú hőcserélő segítségével - átadta a beszívott friss levegőnek. Egy ilyen hőcserélős szellőzető berendezés 120 m3/h légcserénél évi kb. 12.000 forintnyi elektromos áramot fogyaszt. Ez a hővisszanyerés egy átlagos házban 70-80%-kal csökkenti a fűtési költségeket, azonban teljes egészében még nem fedi le egy passzívház szükséges fűtési energiaszükségletét.
A hőcsere hatásfokán javít a talajba fektetett légvezeték. A talajfelszín közelében, 1,5 m mélységben a talaj hőmérséklete közel állandó, nyáron 14-16 °C, télen pedig 9-12 °C. Ennek oka, hogy nyáron a napsugárzás során jelentős mennyiségű "szoláris energia" kerül eltárolásra a nagy hőkapacitással rendelkező talajban. A tárolt energia ugyan a tél során sugárzás útján jelentősen csökken, de mint közismert, hazánkban a legnagyobb hidegben sem fagy át a talaj mélyebben, mint 0,6-0,8 méter (fagyhatár). A másfél méter mélységben a nyár során betárolt hőmennyiség télen nem tud hűlni, mivel a föld magja felől szintén jelentős hőmennyiség halad a földfelszín felé. Ezt a megújuló energiát hasznosítjuk akkor, ha a talajba fektetett légvezetékkel (talajkollektor) előmelegítjük a téli hideg levegőt. Nyáron éppen fordítva működik a folyamat, a hőségben nem melegedni fog a talajkollektorban a levegő, hanem hűlni. Ezért ugyanez a rendszer minden átalakítás nélkül, közvetlenül alkalmas az épületeink nyári hűtésére is amellett, hogy pormentes, oxigéndús levegőt biztosít. Így szükségtelené válik a klímaberendezés beépítése.
A hőcserélős szellőztető berendezés utáni lépés az volt, hogy a gyártók a hőcserélő után beépítettek még egy hőszivattyút is, mely a távozó levegőtől további energiát vont el, mely energiával tovább fűtötték a befúvandó levegőt. Harmadik lépésként sikerült elérni azt, hogy a már említett hőszivattyú annyi energiát nyerjen a távozó levegőtől, amivel még a használati melegvizet is elő lehet állítani. Ez a berendezés egymaga megoldja egy passzívház fűtését és használati melegvíz-előállítását is. A HMV-tartályra párhuzamosan van kapcsolva egy kollektoros napenergia-hasznosító rendszer is. Ha e két hőforrás nem volna elegendő a HMV-termelésre, egy biztonsági villamos fűtőtest is installálva van.
A negyedik lépésben a gyártók lehetővé tették ezen technológia felhasználását a passzívháznál magasabb energiaszükségletű épületek számára is. Ezt úgy érték el, hogy a berendezésbe integráltak egy föld-hőszivattyút, mely a szükséges többletenergiát szolgáltatja, és amivel pl. padló- vagy falfűtést lehet kiegészítő fűtésként üzemeltetni.