Solymos Iván | Mi a hőszivattyú és mire használható?

Népszerű tudomány

Mi a hőszivattyú és mire használható?

Lakókörnyezetünkben igen sok úgynevezett hulladékhő keletkezik, viszonylag alacsony hőmérsékleten, melynek hasznosítása, alkalmas készülék hiányában lehetetlen, tehát veszendőbe megy. Néhány példa jelentősebb mennyiségű hő elveszítésére:
– kádfürdő vagy tusolás után a 30-35 C°-os melegvizet a csatornába engedjük
– automata vagy egyéb mosógép használata során a mosás befejezésekor a ruha anyagától függően 40-90 C° hőmérsékletű melegvizet engedünk el a csatornába
– mosogatáskor vagy mosdáskor is a kb. 40-45 C° hőmérsékletű melegvizet a csatornába engedjük
– faluhelyen az istállók szellőztetésekor a nagytestű állatok testmelegétől keletkező hő a szabadba távozik, holott az hasznosítható lenne
– az ásott vagy fúrt kutak víztömegének hőmérséklete télen-nyáron kis különbséggel azonosan 12-15 C°. (Még ez a hőmennyiség is hasznosítható, megfelelő csővezeték kiépítésével.)
– 1-1,5 méter mélyen a föld hőmérséklete is télen-nyáron közelítően állandó. Az ilyen mélyre fektetett csőkígyóval sok „ingyen” hőt hasznosíthatnánk.
Sokáig sorolhatnánk még a kárba vesző „ingyen hőforrásokat”, melyek akár lakásunkban, akár intézményekben vagy üzemekben keletkeznek, de nem hasznosítjuk azt. Nálunknál sokkal gazdagabb nyugati országokban már az előző évtizedben módszert és készüléket dolgoztak ki a hulladékhő hasznosítására, mely berendezés találóan a „hőszivattyú” nevet kapta. Valóban arról van szó, hogy a meleg közegből (levegő, víz, föld stb.) a hasznosítható hőt megfelelő berendezéssel kiszivattyúzzuk. Ezek a berendezések villamos energiával működnek, melynek során a hasznosított hő kb. 30 százalékát veszik fel a közhasznú villamos hálózatból, tehát 10 kWó-nyi hő előállításához csak 3 kWó villamos energia árát kell kifizetnünk. A jósági szám tehát: 3. Ez a szám az alkalmazási körülményektől függően több is, de kevesebb is lehet. További nagy előnye a rendszernek, hogy az elégetett tüzelőanyag mennyisége lényegesen kevesebb, ezáltal környezetünk hatékony megóvása felé is nagy lépést tettünk.

A hőszivattyú működése

A hőszivattyú a korszerű fűtőeszközök egyik változata. Amint említettem, villamos energiával működtethető a legegyszerűbben és ekkor a szabályozása is sokkal egyszerűbb. Lakásfűtésre és hűtésre is egyaránt használható, a rendszer megfelelő kialakításával. Mérete kisebb, mint a hagyományos fűtőkazánoké és ahhoz hasonlóan pincében, alagsorban is elhelyezhető. Az elhelyezési könnyebbség annyi, hogy nem szükséges hozzá kémény, hisz működése közben nem keletkezik égéstermék. Természetesen a ház környezetében kiépített hulladékhő-gyűjtőrendszer odavezetéséről és a lakásfűtőrendszer csöveinek elvezetéséről is gondoskodni kell. A lakásban pedig hőleadó rendszert kell kiépíteni. A hőszivattyúval alacsony hőmérsékleten is tudunk fűteni, ezért részesítsük előnyben a padlófűtést, falfűtést és csak másodsorban a konvekciós hőleadó felületeket. A falfűtő rendszerrel nemcsak fűteni, hanem hűteni is tudjuk a lakást.
A hőszivattyú működése nagyon hasonlít a hűtőgépek működési elvéhez. Zárt rendszerben „hűtőközeg” cirkulál, ami kompresszoron és expanziós szelepen át, folyamatosan gáz-folyadék-gáz átalakuláson megy keresztül, miközben ott adja le a meleget, ahol a kompresszor összenyomja a gázfázisú közeget. Az expanziós szelep után pedig a kitáguláskor lehűlő közeget a környezetből felvett hővel melegítjük fel. Ezzel a módszerrel a környezetből összegyűjtött alacsonyabb hőmérsékletű hőszállító közegből a hőszivattyúban kompresszor és expanziós szelep segítségével, hőcserélő közbeiktatásával magasabb hőmérsékletű, lakásfűtésre is alkalmas fűtőközeget vihetünk a lakásban elhelyezett fűtőrendszerbe. Ezzel a hőt a környezetből a lakásba szállítottuk. További előny, hogy ugyanezt a rendszert nyáron lakáshűtésre is használhatjuk, tehát nem kell külön klímaberendezést építeni.
A használati melegvízellátás és fűtés biztosítására szükséges továbbá hőtároló melegvíztartály, üzembiztos hőfokérzékelőhöz csatlakozó elektronikus vezérlés, elzáró szelepek és keringtető szivattyú.

Költségek

Az előzőekben ismertetett berendezések telepítési költsége összességében ma még meghaladja az átlagos családi házak másfajta fűtési rendszerének beruházási költségét, azonban a hőszivattyús fűtési rendszer nyáron hűtésre is alkalmas, tehát nem kell megvásárolni és beszerelni a hazai hőmérsékleti viszonyok között is egyre inkább igényelt szükségletnek számító klímaberendezést, akkor az alacsony üzemeltetési költség minden bizonnyal kedvező – kb. 3-4 éves – megtérülési időt eredményez. A berendezés telepítését megelőzően természetesen szakember által készített gondos tervezési munka szükséges. A hőgyűjtő rendszer megválasztása lényegesen befolyásolja a kivitelezési költségeket, amint azt a tervezési szempontokból is láthatjuk.

Tervezés és telepítés

A hőszivattyúk ma már széles teljesítménytartományban kaphatók Magyarországon is. Általában 100 légköbméter fűtött lakástérfogathoz 2-2,5 kW beépítendő teljesítményt kell számolni, a határoló falak, nyílászárók és egyéb épületgépészeti értékektől függően.
Fontos kiinduló feltétel, hogy az építmény szabadra nyíló falainak és nyílászáróinak átlagos hővezetési tényezője q=1 W/m2K alatt legyen.
A ház környezete szabja meg, hogy milyen hőforrást hasznosíthatunk. Például vízszintesen a talajba fektetett hőgyűjtő csövek esetében a fűtendő alapterületnek kb. kétszerese szükséges a több száz méter cső elhelyezésére.
Függőleges hőgyűjtő műanyagcsövek esetében két kútra van szükség, mert a felhasznált (tehát lehűtött) vizet vissza kell juttatni a talajba.
A jó hatékonyság érdekében célszerű alacsony hőmérsékleten üzemelő fűtőrendszert választani (padlófűtés, falfűtés). Ha hűtésre is akarjuk használni a rendszert, akkor a függőleges falfelületben célszerű elhelyezni a csőkígyókat.
Világszerte terjedőben van a hőszivattyúk alkalmazása. Reméljük, hogy nálunk is mielőbb gazdaságosan telepíthető tesz. Ausztriában például ez idő szerint kb. 130-150 ezer ilyen berendezés üzemel.

Print Friendly, PDF & Email
Please follow and like us:

Hozzászólások

Nincs hozzászólás ehhez: “Mi a hőszivattyú és mire használható?”



Szóljon hozzá!



Archívum

Hirdetés