Megtérül-e a hőszivattyús beruházás?
Az energiaárak emelkedésével egyre inkább előtérbe kerül az energiatakarékosság, az üzemeltetési költség csökkentése. Ennek érdekében fontos a hőtermelő berendezés és fűtési rendszer gondos kiválasztása:
Mennyibe kerül a gazdaságos rendszer beruházási költsége? A kérdés megválaszolása előtt lássunk egy rövid áttekintést a hőszivattyús rendszerekről.
A hőszivattyú működése
A hőszivattyú a környezet energiáját hasznosító berendezés, mellyel lehetséges fűteni és hűteni. A berendezés a hőforrás hőjét külső energia segítségével egy alacsonyabb hőfokszintről egy magasabbra emeli. A hűtőgép is hasonlóan működik: a szekrény belsejéből szállítja el a hőt (hűt), majd ezt a hőmennyiséget a hátulján levő csőkígyón adja le (fűt).
A hőszivattyúk csoportosítása hőforrás szerint
A hőszivattyúk a fűtéshez szükséges hő nagy részét valamilyen környezeti közegből nyerik ki. Ez a közeg lehet a levegő (A), a talajvíz (B) vagy akár maga a talaj is (C).
A levegő (A) mindenhol rendelkezésünkre áll, mégsem ideális választás, mert hőmérséklete nagyon ingadozó és akkor nyerhető ki belőle a legnehezebben energia, amikor a legnagyobb az épület fűtési igénye, a téli fűtési szezonban. Ekkor a rendszer hatásfoka viszonylag alacsony lesz és megnőnek az üzemeltetési költségek is.
A talajvíz, természetes rétegvíz (B )nem áll mindenhol a rendelkezésünkre, pedig a közeg ideális hőforrásként üzemelhet, hiszen hőmérséklete legtöbbször állandó 10-14°C körüli. Ez a stabilitás nem csak a fűtésnél, de a hűtésnél is igen jelentős megtakarításokat eredményezhet. A rendszer hátránya, hogy a víz földből való kinyerésére és a földrétegbe visszajuttatására egy plusz szivattyú üzemeltetése szükséges.
A talaj hőforrásnál két esetet különböztethetünk meg. Egyik megoldás a 60-100 méteres függőleges talajszonda (C), ami a föld „belső” hőjéből vonja el az energiát. Ilyen mélységben már állandó a hőmérséklet, így a hőszivattyú egyenletes, magas hatásfokkal tud üzemelni egész évben.
Másik megoldás az 1-1,5m mélyre fektetett talajkollektor (C), ami a föld felső – nap által egész évben felmelegített – rétegekben eltárolt hőt vonja el. Ebben a mélységben a hőmérséklet ingadozás mértéke jóval kisebb, mint a levegőé és átlaghőmérséklete is jócskán felülmúlja azt.
A hő szállításához folyamatosan elektromos energiát kell a rendszerbe táplálni. A rendszer hatékonyságát az ún. munkaszámmal (COP=Coefficient of performance) jellemezhetjük, ami azt mutatja meg, hogy a hőszivattyú által leadott hasznos hőteljesítmény hányszorosa a működtetéshez felhasznált hajtási teljesítménynek. Ez azonban az év folyamán változhat a hőforrás hőmérsékletének változásával, ezért az egy évre vonatkozó energiaszám pontosabb képet ad a hőszivattyú teljesítményéről. Ez elsősorban attól függ, hogy mekkora hőmérsékletkülönbséget kell áthidalni (a hőforrás és a fűtési előremenő hőmérséklet különbsége), általában három és öt közötti érték, tehát egy egység villamos energiával három-öt egység hőenergiát állíthatunk elő.
A hőszivattyú felhasználási területei
Fűtés
A hőforrásból elvont hőt a berendezés általában a zárt körben keringetett víz fűtőközeg felmelegítésére használja fel. Elsősorban az alacsony hőmérsékletű fűtési módok alkalmasak hőszivattyúval történő felhasználásra, mert akárcsak a napkollektoroknál, annál nagyobb a rendszer hatékonysága, minél kisebb a fűtési előremenő hőmérséklet. Padló-, fal- és mennyezetfűtés jöhet számításba, ahol a nagy hőleadó felület miatt már 35°C is elegendő.
Monovalens rendszer esetén a hőszivattyú a ház teljes fűtési energiaszükségletét biztosítja. Bivalens rendszer esetén a hőszivattyú mellé kiegészítő fűtés kell, ami lehet elektromos fűtő patron, bármilyen kazán, vagy napkollektoros rendszer is.
Melegvíz-készítés
A hőszivattyú használati melegvíz készítésére is felhasználható, de a kondenzátor oldali felső hőmérséklet határ kb. 55-60 °C, emiatt a melegvíz hőmérséklete 60°C alatt marad. A magasabb előremenő hőmérséklet miatt a hőszivattyú hatásfoka is rosszabb hatásfokú lesz.
Hűtés
A folyamat megfordításával a hőszivattyút hűtésre is lehet használni. Ekkor a hőszivattyú a helyiségekből elvont hőt a fűtésnél hőforrásként használt közegnek adja át.
Természetes vagy passzív hűtés
Nyári hónapokban talajszondás vagy kútvizes hőforrás esetén a primer kör alacsonyabb hőmérsékletszintjét közvetlenül lehet az épület hűtésére használni. Ez a hűtési mód a leggazdaságosabb, hiszen passzív hűtés esetén a hőszivattyú üzemen kívül van, a hőátadó közeget szivattyú keringteti.
Beruházási költség, energia-megtakarítás, megtérülés
A hőszivattyús berendezést mindig az adott helyzetre, feladatra kell kiválasztani. A tervezés elején kell mérlegelni a rendszer bekerülési költségét, és az azzal elérhető energia- és pénzmegtakarítást is. A hőszivattyús beruházás a legtöbb esetben a mai energiaárakon is elvárható időn belül megtérül. Az energia árak várható további emelkedésével, a pályázati lehetőségekkel kihasználásával ezek a mutatók tovább javíthatók.
A különböző fűtési megoldások között a hőszivattyús technika további előnyei:
- hőkomfort és az energiahatékonyság
- felületfűtésből (padló-, fal- és mennyezetfűtés) és a nagyfelületű radiátoros fűtésből adódó kisebb fűtési hőmérséklet
- a fűtés és hűtés megvalósítása egy rendszerrel
- gázhálózat hiánya esetén megvalósítható gazdaságos fűtési megoldás
- megújuló energia nagymértékű felhasználása
- csekély helyi károsanyag-kibocsátás
