Alternatív fűtés napenergiával

Az alternatív hőtermelés a kazánokban elégetett tüzelőanyagok (gáz, olaj, szén, fa, pellett stb.) mellet a napenergiából és a geotermikus energiából történhet. A geotermikus energia közvetlenül a forró vizes kutakból, vagy közvetve a hőszivattyús rendszerből származhat, mindkét lehetőség csak nagy beruházási költséggel alakítható ki. A napsugárzásból származó (szolár) energia egyszerűbben beszerezhető. Vagy napelemekkel - mint elektromos energia - vagy napkollektorokkal, mint hőenergia. Az is fontos szempont, hogy a napelemek működési hatásfoka 13-20% között van, a napkollektorok 75-85 %-ával szemben, tehát a hőenergia napból való termelésére napkollektort kell használni. A napkollektoros rendszerek valóban ingyenes energiát hasznosítanak. Azonban egy ilyen rendszer telepítése meglehetősen drága. Persze keresgélhetünk a piacon olcsóbb berendezéseket, de a tény akkor is tény marad: egy átlagos méretű családi ház éves használati melegvíz- igényét fedezni tudó szolár kiegészítő rendszer ára 800. 000-Ft,-míg a melegvíz termelés mellett a fűtésrendszerbe is köthető rendszer 1.500.000.- Ft körül, a nagyrészt a napenergiát hasznosító legkorszerűbb házi hőközpont ára 3.000.000 felett mozog. Éves 50%-os használati melegvíz-termelésre vonatkozó szolárfedezet mellett a családi háznál, négy főt figyelembe véve 4-6 m2 kollektorfelület adódik.
Ha egy nálunk általános (akár gáz akár szilárd tüzelésű) hagyományos fűtésrendszert vizsgálunk, láthatjuk hogy egy kazánból és a keringtető szivattyúval ellátott hőleadó rendszerből (radiátor, padlófűtés) áll. Szabályzásukat a rendszer ki és bekapcsolásával szobatermoszát végzi. Minél sűrűbben követik egymást a ki és bekapcsolások, annál több energiával fűtjük környezetünket. Egy átlagos magyar családi házban a periódusok száma óránként 10-30 (!). Emiatt a legkorszerűbb, 85-92% hatásfokú (nem kondenzációs) kazánok is gyakorlatilag csak 60-70%-os hatásfokkal képesek működni. A napkollektorokkal termelt hőt ilyen rendszerbe nem tudjuk integrálni. Ahhoz hogy a napból származó hőenergiát a lakóépület fűtési rendszerébe integráltan is felhasználhassuk, az alábbi módokon kell a fűtési rendszert ki- vagy átalakítani.

Korszerű puffertartályos fűtésrendszer

A gáz (szilárd) kazánok a leggazdaságosabban 85-90% leterheltségnél, és órákig tartó folyamatos üzemelés közben működnek. Ennek a biztosítására, mindenképpen egy puffertartályt kell a rendszerbe integrálnunk: a tartályban lévő fűtővizet a kazán a legnagyobb hőteljesítményével fűtheti fel, a puffertartály akkumulálja a forró vizet, a szobatermoszát nem a kazánt vezérli, hanem kizárólag a puffertartályból történő hőelvételezést, azaz a fűtésköri keringtető-szivattyút indítja, illetve leállítja a hőigény függvényében.
A kazán működését a puffertartályban tárolt víz hőmérséklete szabályozza. Amennyiben a tartályban lévő víz hőmérséklete a szükséges alá csökken, az energiatermelés megkezdődik, és a puffer méretétől, illetve a kazán típusától függően annyi ideig tart, hogy a kazán, felmelegedve az üzemi hőmérsékletre, valóban órákon keresztül optimális 85-95% hatásfokkal üzemelhessen. Helyes méretezéssel elérhető, hogy (átmeneti időben) a periódusok száma lecsökkenhet napi egy-két kapcsolásra! Az így felépített berendezés éves szinten 15-20% megtakarítást hozhat.
A puffertartályokat ma már egy- vagy több spirálcsöves hőcserélővel szerelik. Így lehetőség nyílik a fűtés mellet a használati melegvíz termelésre is. De egyúttal mód nyílik egy külső fűtő kör bekapcsolására is a hőcserélőn keresztül. Ebből közvetlenül adódik a lehetőség a napkollektor(ok)nak a fűtésrendszerbe kötésére is! Egy ilyen rendszernek az alábbi többletberuházás (700 000-1 millió Ft) igénye van:

• Megfelelő hőszigeteléssel rendelkező hőcserélős puffertartály (2-300 EFt);
• 4-8 m2-es napkollektor (vákuumcsöves-sík) felület +keringtető-szivattyú (3-600eFt);
• Megnövelt méretű tágulási tartály (50 eFt);
• Fűtésköri keringtető-szivattyú egység keverőszeleppel (100 eFt);
• Kazánvezérlő elektronika (kazántípustól függő bonyolultságú, egyes típusoknál már beépített) (50 eFt);
• A legkorszerűbben a puffertartályos előfűtő rendszer integrálja a napkollektorokon termelt hőmennyiséget. Ezt a rendszert ajánljuk annak, aki új építésű radiátoros fűtéssel, illetve intelligens vezérlésű kazánnal rendelkezik. Ehhez kapcsolódik a tetőbe integrált sík- vagy vákuum kollektor, a hozzá kapcsolódó solar állomás ellenáramú készülékkel, szekunder oldali keringtetéssel (szivattyúk, szelepek, automatika, biztonságtechnika) 1,2-1,5 MFt
• Több hőcserélős vagy belsőhőtárolós, hőszigetelt 1-2 m3-es puffer tartály 0,8-1 MFt

Ezekkel a plusz beruházásokkal korszerű házi hőközponttá fejleszthető a fűtésrendszerünk, amely a nagy puffertartály energiatartalmára épül. Azonnal adódik a lehetőség, hogy a használati melegvizünket is a fent említett stabil hőenergia-forrásra bízzuk. Lássuk a rendszer további előnyeit:

• Drágább villamos energia kiváltása (villanybojler nem szükséges)
• Folyamatos fűtés nagyobb mennyiségű melegvíz-készítés esetén is (gázkazánnál általában a melegvíz-készítés ideje alatt tiltva van a fűtés);
• A pufferünkbe a napkollektorokból származó energia is integrálható;
• A megfelelő kapacitású puffertartály belső hőtárolójából hőcserélő segítségével töltjük át a használati melegvízbe a hőenergiát;
• A szabályozott üzem miatt forrázásvédő szelep nem szükséges;
• A puffertartály teljes energiatartalmával megegyező mennyiségű meleg víz nyerhető;

Ily módon felépített rendszerhez további hőfejlesztő berendezéseket - mint pl. a hőszivattyú - is egyszerűen kapcsolhatunk.
Rendszerünk egyik energiatermelő tagja a sík vagy vákuumcsöves napkollektor, természetesen az kiszolgáló hidraulikus és elektronikus vezérlőrendszerrel együtt. A Nap által termelt energia automatikusan arra a felhasználási helyre kerül, ahol a külső körülmények figyelembevételével a legjobban tud hasznosulni.
Magyarországon az 1 m2-re eső besugárzott energiamennyiség elérheti az 1300 kWh-t. Napkollektoraink - teljes kihasználtság mellett - a besugárzott energiamennyiség 35-60%-át, azaz 450-780 kWh-t (!) képesek évente és négyzetméterenként begyűjteni, vagy másképp fogalmazva; egyetlen négyzetméter kollektor évente 50-100 m3 gáz elégetését teszi feleslegessé.
A használati melegvizet a nyári félévben napkollektorokkal, a téli időszakban pedig a napkollektoros rendszer hőtárolójára történő egyéb ráfűtéssel lehet megoldani. A gáz kiváltására szolgáló egyéb ráfűtési rendszerek:

• vegyestüzelésű kazán;
• környezetkímélő faelgázosító kazán;
• vízköpenyes kandalló;
• vízköpenyes cserépkályha;

Ezek a berendezések a háztartási hulladék elégetésével, vagy megújuló energiaforrások igénybevételével kettős hasznot hajtanak: védik környezetünket, és energiát takarítanak meg. A napkollektoros rendszereknek van még egy nagy előnye, hogy a kollektoros rendszer vezérlője ragyogóan elboldogul a különböző hőforrások irányításával, és a különböző helyeken képződő hőenergiát eltárolja a rendszerrel a hőtárolóban.
A napsütés időtartama alatt a kollektorokon képződött hőenergiát hőcserélő készülék segítségével a puffer tartályba juttatjuk. A puffer felmelegített felsőrészéből táplálkozik a fűtésrendszer, amelyet minden esetben keverőszeleppel (termosztatikus vagy motoros) csatlakoztatunk a berendezéshez. A radiátorokból visszatérő lehűlt fűtővíz a tartály alsó csatlakozó pontjára kerül. Amennyiben a tartály tetején mért hőmérséklet alacsonyabb a beállítottnál (fűtés és melegvíz igénye), a kazán bekapcsol. Ezzel a hagyományos gázkazánoknál hatásfok növekedést érhetünk el, hiszen elkerülhető a rövid, de sűrűn ismétlődő fűtési ciklus. Ennek számszerű értéke a 15%-ot is meghaladhatja!

Összefoglalásként

A napenergia természetesen ingyen érkezik a Földre, de ennek a számunkra hasznos hőenergiát tartalmazó részét fel kell fogni, és közvetlen hőenergiává kell alakítani. Természetesen ez is pénzbe kerül. Egy lakóház esetén a közvetlenül csak a napenergiával való fűtés és melegvíz-termelés kialakítása 3-5 MFT körüli beruházást igényel.
Aki a napenergiát a hétvégi ház feketére festett vashordóból és slagból kialakított olcsó zuhanyzójával párhuzamba állítva látja befoghatónak, bizony téved. A napenergiát hőtermelésre hasznosító kollektorok - még a legolcsóbb részei a rendszernek - ára is 80 eFt/m2, egy családi házhoz szükséges 4-5 m2 aktív napkollektor felület 350-400 eFt. Magukban pedig semmit sem érnek. Ezeket korszerű gépészeti anyagokkal és szerkezetekkel lehet csak az épület fűtésrendszerébe csatlakoztatni, úgy, hogy a legolcsóbb csak használati melegvizet termelő rendszerek 800 eFt-os árától a lakóépület komplett hőenergia-igényét 70-80%-ban kielégítő solar rendszerek 3-4 MFt beruházási áráig kell számolnunk, mint beruházási összeggel.
Ehhez számoljuk hozzá a támogatás Magyarországi anomáliáit is, és akkor egyből rájövünk, hogy ami Ausztriában és Németországban egyértelműen támogatandó az állam részéről, és így megéri beruházni az egyéni energiatermelő berendezésekbe, addig ez nálunk még a luxuscikk kategóriába tartozó, adóztatandó hobby.