Előre törnek a levegő-víz hőszivattyúk

Lendületesen terjed

A levegő-víz hőszivattyú a talajkollektoros és talajszondás megoldásoknál is lendületesebben terjed, többek közt azért is, mert könnyen telepíthető, és számos jó nevű gyártó kínálatából lehet választani készüléket. A berendezés bekerülési költsége önmagában persze még magasabb, mint az elterjedt gázkazánoké, de új építés esetén, a teljes árat, a kiépítendő fűtési (és hűtési) rendszer összes költségét vizsgálni kell. Így már a hőszivattyús rendszer költsége közel azonos árszinten mozog a gázkazános rendszerrel, ha pedig a kémény és a gázvezeték rendszer kiépítési és engedélyezési költségeit is figyelembe vesszük, akkor még kedvezőbb is annál. Az ingatlan tulajdonosa vagy használója komfortos belső légállapotot (hőmérséklet, relatív páratartalom) szeretne – függetlenül a külső hőmérséklettől. Azt kívánja, hogy legyen biztonságos, megbízható a berendezés, valamint a teljes beszerelési költség és az üzemeltetési költség is kedvezően alakuljon. A felhasználó azonban nem szakember, csak a használatbavétel után szembesülhet azzal, hogy a berendezés megfelel-e az elvárásainak, vagy sem. Az elmúlt időszakban sok tapasztalat halmozódott fel a levegő-víz hőszivattyúkkal kapcsolatban. Milyen szempontokra kell figyelni, hogy a kivitelezett rendszer sok éven át megfelelően működjön?

Alapvető, hogy a levegő-víz hőszivattyú – műszaki paraméterei alapján – legyen képes a teljes fűtési szezonban hőszivattyús üzemben fűteni. Amíg egy gázkazán többé-kevésbé függetlenül a külső hőmérséklettől le tudja adni a névleges fűtőteljesítményét, addig a levegő-víz hőszivattyúk többsége, a külső hőmérséklet csökkenésével „egyre rosszabbul” teljesít. Monovalens fűtési rendszernél elsődleges szempont, hogy a hőszivattyú egész télen jó hatásfokkal és üzembiztosan működjön. Sok hőszivattyút emiatt a gyártó elektromos fűtőbetéttel egészít ki, ami erőteljesen lerontja az energiahatékonysági mutatókat. Érdemes olyan berendezést választani, amely a kiegészítő elektromos fűtőpatron bekapcsolása nélkül is képes hőszivattyú üzemmódban fűteni a leghidegebb téli időszakban is (akár -20 °C alatt is).

A minőségi gyártók között pl. a Fujitsu hőszivattyúja, folyadék-befecskendezéses, iker forgódugattyús, kompresszorral szerelt, így akár -25 °C külső léghőmérséklet esetén is üzembiztosan fűt, illetve -20 °C-nál, 60 °C-os fűtővizet képes előállítani, kiegészítő fűtőbetét nélkül.

Hiába azonban a csúcstechnika (prémium hőszivattyú) a hőtermelő oldalon, ha a hőleadó nem képes leadni a megfelelő teljesítményt. A csőhálózat megfelelő méretezése létfontosságú. A hőszivattyú akkor működik optimálisan, ha a hőcserélőjén keresztül nagyjából állandó térfogatáram kering. A gyártók megadják a minimum és maximum térfogatáramot, amely garantálja, hogy 5 °C körüli a fűtővíz hőmérséklet különbsége. Elégtelen fűtést eredményezhet, ha tervek nélkül, a fűtésszerelő a saját tapasztalata vagy „ökörszabályok” alapján szereli meg a csőhálózatot. A gyakorlatban sajnos gyakran találkozhatunk alulméretezett csőhálózatokkal. Ezek azért fordulhatnak elő, mert a kivitelező a tapasztalata alapján gázkazánra csatlakozó hagyományos fűtési rendszer cső dimenzióit veszi alapul. A gázkazánoknál járatos cső átmérők nem felelnek meg a hőszivattyúnál szükséges háromszoros, négyszeres vízáramhoz. Például 10 kW fűtőteljesítmény továbbításához gázkazán esetén elég a 15 mm átmérőjű rézcső, hőszivattyúknál már minimum 28x1,5 mm-es (de inkább 35x1,5 mm-es) szükséges. Tanulság, hogy a gondos tervezést kivitelezői tapasztalatokkal helyettesíteni nagyon kockázatos.

Néhány hőszivattyú akár 60 °C-os fűtővizet is előállít, de az energiahatékonysági mutatók általában a 30-45 °C-os fűtővíz esetén a legjobbak. Ezért alacsony hőmérsékletű hőleadók szükségesek, mint pl. felületfűtések, fan-coil, vagy esetleg növelt felületű radiátor. Ezek azonban általában változó tömegáramú rendszert alkotnak, és a hőmérséklet különbség is jelentősen nagyobb lehet, mint 5 °C. Hidraulikus váltó beépítésével, a hőleadó fűtőköreit össze lehet hangolni a hőszivattyús fűtőkörrel.

A hőszivattyúkban jellemzően két fajta hőcserélőt alkalmaznak: a lemezest (gyakoribb és olcsóbb) és a koaxiális ellenáramút (ritkább és drágább). Kezdetben egy jól méretezett berendezésben hőátadási hatékonyság szempontjából mindkettő megfelelő, de az üzemidő előrehaladásával, már jelentős különbségek adódhatnak. Az évek során sok esetben előfordul, hogy a lemezes hőcserélő szűk járatai részben, vagy teljesen eltömődnek a csőhálózatban levő szennyeződések miatt. Ez jobb esetben teljesítményromlást, rosszabb esetben teljes tönkremenetelt okozhat.

Ha új építésű fűtési rendszer csatlakozik a készülékhez, akkor is néhány év alatt eliszaposodhat, illetve vízkő lerakódás is tapasztalható. A gondos átmosás esetében sem kerülhető el a szennyeződés felhalmozódása. A fűtési rendszerbe oxigén kerülhet (pl. oldott állapotban feltöltés folyamán), ez korróziót okoz a fém alkatrészek belső falán. A különböző fém alkatrészek (pl. réz, alumínium, acél stb.) elektrokémiai hatásaiból is iszapszerű anyag keletkezhet. Szűrők beépítésével és adalékanyagok hozzáadásával, a hőcserélő szennyeződése részben elkerülhető, de a tapasztalat az, hogy sokszor ez és a rendszeres karbantartás is elmarad. Ha a lemezes hőcserélő járatai eltömődnek, akkor leolvasztáskor, illetve hűtési üzemben helyi elfagyás miatt a hőcserélő fala átszakadhat, ami teljes meghibásodáshoz vezet. Az évek múlásával jó esetben is csökken a hatásfok, de a berendezés akár tönkre is mehet.

Olyan hőszivattyút érdemes alkalmazni, amelynek a hőcserélője nem érzékeny a szennyeződésekre, nincs korróziós probléma, és nem romlik a hatásfoka a szennyeződések lerakódása miatt. A Fujitsu Waterstage levegő-víz hőszivattyúnál pl. rozsdamentes tartállyal egybeépített, koaxiális, duplacsöves hőcserélő van. A tartály, illetve a hőcserélő kialakítása miatt a fűtési csőhálózatban keletkező szennyeződés leülepedik a tartály alján, ami nem zavarja a hőcserét, és egyáltalán nem okoz dugulást vagy keresztmetszet csökkenést. A koaxiális duplacsöves hőcserélő 10-12 év múlva is megfelelően képes ellátni a feladatát.

Az energiahatékonyság, az alacsony működési költség, és a magas komfort szempontjából fontos fő alkatrész a kompresszor. A gyártók jellemzően két típust szerelnek a hőszivattyúkba, a scroll és a forgódugattyús kivitelt. Ez jelentős különbség, mert az energia hatékonyságuk eltér, a teljes, illetve a részterhelésen. A megfelelően méretezett levegő-víz hőszivattyú csupán az üzemidejének 10-30%-ában dolgozik maximális terhelésen. A „maradék” 70-90%-ban a maximális fűtőteljesítmény egy részére, vagy töredékére van szükség. A scroll kompresszor kompressziós munkája a terheléstől függetlenül közel állandó, így részterhelés esetén is a névlegeshez közeli elektromos energia felvétele van. A forgódugattyús kompresszornak a szerkezeti kialakítás miatt részterhelésnél csökken az elektromos energia igénye is.

Már említésre került, hogy a gyártók sokszor elektromos fűtőbetétet is építenek a hőszivattyúba, ami ronthatja az energiahatékonyságot. Sok esetben azonban ez csak biztonsági tartalékot képez, hisz akár -25°C külső hőmérséklet esetén is működik a hőszivattyús üzem. Az elektromos fűtő betét így dupla biztonságot nyújt, hogy a legextrémebb időjárási körülmények között se maradjon a lakás fűtés nélkül.