Napenergia hőszivattyúval

Az ember természeténél fogva kíváncsi, vágyik az ismeretlenre, s ez mozgatja a fejlődést. Mégis néha tétovázunk, hogy befogadjuk az újdonságot. Gyanakodva fogadtuk az elektromosságot, az autót és a számítógépet is. A kezdet kezdetén az ember félt a tűztől is, amíg meg nem tanulta jelentőségét, felhasználni céljaira. Ugyanez történt a hagyományos tüzelőanyagokkal, a szénnel, az olajjal, a fával vagy a gázzal is. Előbb nem akartuk beengedni otthonunkba őket, majd miután elfogadtuk és megszoktuk, most már nehezen nem akarjuk felcserélni más energiaforrásra. Még akkor sem, ha már van újabb és jobb választási lehetőség.

A korszerű technika, az energia megtakarítás és a környezetkímélés szempontjainak felerősödése miatt a nyugati országokban egyre jobban terjed a hőszivattyús fűtési mód. Érdekes, hogy a hőszivattyú legjobban az északi országokban kezd meghonosodni, ahol a napsütéses órák száma nyilvánvalóan kevesebb, mint délebbre.  A svéd Thermia cég például már 1923 óta gyárt ilyen berendezéseket, és az eltelt idő óta bőséges tapasztalatokat halmozott fel. A 1970-es évek elejétől több százezer hőszivattyút szereltek fel skandináv lakóházakba, középületekbe. Ezek a berendezések szolgáltatják az épületek teljes fűtés és meleg víz igényét. 
A hőszivattyú elvében azt kell hogy megértsük, hogy az energia, amiről beszélünk a Nap meleg, amely évről évre elraktározódik a Föld felső rétegeiben és a vizekben is. Ezt az ingyen energiát nyeri ki és használja fel fűtésre a hőszivattyú. Azok a természetes hőforrások tehát, ahol a napenergia tárolódik tehát a talaj, a kőzetek, a víz és a levegő. A Föld felső rétegeit, mint hőforrást fűtésre fel lehet használni. 
A Földnek, földfelszínnek hőtároló képessége van: begyűjti és tárolja a hőt. A grafikonon láthatjuk, hogy a talajhőmérséklet mindig egy bizonyos késéssel követi a levegő hőmérsékletét. Amikor nyáron a legmelegebb van a föld hőmérséklete még nem éri el a maximumot, és októberben, amikor a levegő hőmérséklete általában már jelentősen lecsökken a tala hőmérséklete a legmelegebb. Tehát optimális a helyzet, hogy az elraktározott hőt visszaszivatytyúzzuk, fűtésre felhasználjuk mindaddig, amíg az erősödő tavaszi napsugárzás újra intenzíven melegíteni kezd.

Egy bizonyos mennyiségű elektromos energia szükséges a hőszivattyú működtetéséhez, de a leadott (kivett) hőmenynyiség 3,5-4-szer nagyobb, mint a befektetett üzemeltetési energia.
A hőszivattyú működési elve a következő. Az energiát a hőforrásból a hőszivattyúba vezetjük, ahol azt egy hűtőközeg veszi át, amely hő-leadásra és hő-felvételre képes. A hőszivattyú a hűtőközeget nyomás alá helyezi, így megnöveli annak hőmérsékletét. Ezután a hőszivattyú leadja a keletkezett hőt a fűtőrendszernek vagy a használati meleg víz termelő berendezésnek.
Hőforrásként például a talajt, a telek egy részének földtömegét (1) használhatjuk. A telek földjébe egy polietilén csőrendszert fektetnek le, amelybe fagyálló folyadékot töltenek. Ez a folyadéktömeg felveszi a körülötte lévő földtömegből a hőt. A talaj hőmérséklete akár alacsony is lehet, még 0 fok alatti is.
Kicsit ahhoz hasonlónak képzeljük ezt, mint a hűtőszekrény működését, csak éppen fordítva. Itt is egy viszonylag alacsony hőmérsékletű térből (közegből) vonunk el hőt, ami által annak hőmérséklete még alacsonyabb lesz. Az elszivattyúzott hőt a hűtőszekrény a hátuljára szerelt hő leadó rácson keresztül a helyiség levegőjének adja át, tehát a 0 fok körüli hűtőtérből elvont hővel a 20 fok feletti konyhát fűti. A hőszivattyúnál csak az arányok mások. Az a közeg (pl. talaj), amelyből a hőt elvonjuk lehetőleg jóval nagyobb, mint az amelyet fűteni kívánunk.
A hőszivattyúban a közvetítő közeget, a fagyálló folyadékot egy szivattyú (2) keringteti. A munkaközeg (hűtőközeg) (3) nyomás alatt, zárt rendszerben kering. A nyomás nagysága befolyásolja a közeg hőmérsékletét, a hő leadásra és hő felvételre való képességét. Alacsony hőmérsékletnél folyékony állapotú a munkaközeg (hűtőközeg), elpárolog és hőt vesz fel. Magas hőmérsékletnél gáz halmazállapotú a munkaközeg, lecsapódik (kondenzálódik) és hőt ad le.
Az ingyen hő a hőforrásból a fagyálló folyadék segítségével a hőszivattyú elpárologtatójába (4) kerül. Annak ellenére, az elpárologtató folyékony hűtőközegének hőmérséklete alacsony, mégis forrásba jön, mert nagyon alacsony a forráspontja. A kompresszor (5) összenyomja a gázt és megemeli annak hőmérsékletét. Ekkor használjuk fel a működéshez szükséges, vett elektromos energiát, amely csupán 1/4-e a leadott, szolgáltatott energiának. A kompresszor a hőszivatytyú "szíve". Működése és gazdaságos üzemeltetése létfontosságú. Fontos, hogy jó hatásfoka és alacsony zajszintje legyen, élettartama hosszú legyen. A korszerű Thermia hőszivattyúkat computer vezérli, így sohasem dolgozik az energiaszükségletnél nagyobb üzemmódban.
A kondenzátorban (6) a sűrített hűtőközeg (gáz) folyékony halmazállapotot vesz fel és leadja a hőt a fűtéshez, pl. radiátor vagy padlófűtés segítségével, illetve a használati melegvíz előállításához.
A hőszivattyú gyakorlatilag az év legnagyobb részében képes biztosítani a fűtés és a meleg víz energiaigényét. A korszerű hőszivattyús fűtési rendszerbe be van építve a kiegészítő elektromos fűtőberendezés az extrém időjárási körülmények között esetleg létrejövő energia hiány pótlására.
A rendszer természetesen kombinálható bármelyik hagyományos fűtési rendszerrel is, így a ritkán fellépő külső energia igény bármilyen más energia fajtával (gáz-, szén-, fafűtés stb.) pótolható. A mi éghajlati viszonyaink között azonban erre valószínűleg nagyon ritkán van csak szükség. Még egy biztos: a hőszivattyúval kinyert energiánál tisztább, a környezetet kevésbé szennyezőbb energiafajtát keveset lehet találni. A telepítés egyszeri beruházási igénye ugyan meghaladja egy hagyományos fűtési rendszer költségeit, ez a beruházás azonban hosszú távon biztosan megtérül.

További érdekes cikkeinkről se maradsz le, ha követed az Ezermester Facebook oldalát, vagy előfizetsz a nyomtatott lapra, ahol folyamatosan újdonságokkal jelentkezünk!


Szólj hozzá a cikkhez!

Be kell jelentkezned, hogy hozzászólhass a cikkekhez!
Ezermester, Facebook, vagy Google fiókkal is bejelentkezhetsz.

GEO hőszivattyús tarifa igénylésének feltételei

Az alábbiakban összegyűjtöttük az ELMŰ, ÉMÁSZ szolgáltatási területén a GEO kedvezményes hőszivattyús tarifa igénylésének feltételeit.


Szolár tároló választása

A megújuló energiát használó rendszerek egyik központi eleme a tároló. A melegvízkészítő rendszereknél (solar thermal és hőszivattyús) ez az egység a bojler vagy puffertároló.