Fűtés, hűtés környezetbarát és gazdaságos módon - Mit kell tudnunk a hőszivattyúról?

Hazánkban a levegő-víz hőszivattyúk a legelterjedtebbek, mert ezek beruházási költsége a legkedvezőbb, így alábbi cikkünkben elsősorban ezekkel a készülékekkel foglalkozunk.

• A hőszivattyú működése
• A hőszivattyú előnyei, hátrányai
• Hatékonyság, működési költség, gazdaságosság
• A hőszivattyú utólagos beépítése
• Hőszivattyú tervezése új építésű lakások esetén
• A hőszivattyú élettartama, karbantartása
• A hőszivattyú kiválasztása, választási szempontok

A hőszivattyú működése

A hőszivattyúk működési elve megegyezik a kompresszoros hűtőgépekével. A hűtési körfolyamat talán sokak számára ismert, melyet az alábbi ábrán is láthatunk:

Fölmerülhet a kérdés, hogy a hősziavattyúk hogyan tudnak gazdaságosan fűteni például egy 2 C°-os külső levegővel úgy, hogy a fűtési rendszer előremenő vízhőmérséklete legalább +30 C° fölött legyen? Ez úgy lehetséges, hogy a hőszivattyúk a környezetünkben előforduló hőenergiát használják fel működésükhöz. Ennek egyszerű fizikai magyarázata van: a hő mindig a melegebb helyről a hidegebb felé áramlik. Hőt kivonni csak magasabb hőmérsékletű közegből lehetséges, ezért ha alacsony a környezeti hőmérséklet, akkor olyan állapotot kell létrehozni (a hőszivattyúk esetében például kompresszorral), hogy a közvetítő közegen keresztül a hőátadás megtörténjen. Ez a gyakorlatban annyit jelent, hogy a hőszivattyú kompresszora a közvetítő közeget lehűti pl. -60°C-ra, így a környezetében lévő -2°C-os levegő hőenergiája átadódik a közvetítő közegnek, amit a hőszivattyú hőcserélőjén keresztül hasznosítunk, mint fűtési előremenő vizet.

Természetesen nem csak levegőből, tudunk hőenergiát kinyerni, hanem a földből, vízből, vagy bármilyen technológiai folyamat részeként létrejövő hulladékhőből is.

Hőszivattyúk típusai működésük szerint:

• levegő-víz hőszivattyú
• víz-víz hőszivattyú
• folyadék víz hőszivattyú
• levegő-levegő hőszivattyú.

Ezek a hőszivattyúk - gyártmánytól függően - általában max. 55-63°C közötti előremenő vízhőmérsékletet tudnak előállítani, emiatt alacsony hőmérsékletű és 10°C-on belüli Δt-vel ( Δt= az előremenő és a visszatérő fűtési víz hőmérséklet különbsége) rendelkező fűtési rendszerek esetében tudnak jó hatásfokkal üzemelni. Elsősorban felületfűtő-hűtő rendszerek esetében érdemes ezeket telepíteni, ahol a tervezett maximális előremenő vízhőmérséklet 35°C körüli. Természetesen lehet magasabb hőmérsékletű rendszerhez is alkalmazni őket (pl. radiátoros fűtési rendszer), de minél magasabb a rendszer tervezett előremenő vízhőmérséklete, annál gazdaságtalanabb az üzemeltetésük és a hőszivattyú kompresszora is sokkal jobban terhelődik. A hőszivattyúk a körfolyamat megfordításával képesek hűteni is. A mennyezetbe, vagy az épület külső határoló oldalfalába betekert csővezetékben áramoltatott hidegvízzel tudunk sugárzó hűtést kialakítani. Ez hőérzet és komfort szempontjából sokkal kedvezőbb, mint az utólagosan fölszerelt split klíma. Nincs huzathatás, nincs hanghatás, nem keveri a port és egyenletes hűtést biztosít a helyiségben és nem kell tartani a legionella baktériumok elszaporodásától sem.

A hőszivattyú előnyei, hátrányai

Előnyei:

• nincs szüksége kéményre
• nem kell a gázt bevezetni az ingatlanba
• nyáron hűt (a jelenlegi gázkazánok erre nem képesek)
• megfelelő rendszer kialakítás esetén gazdaságosabb, mint a gázkazános fűtés
• az üzemeltetéshez kedvezményes GEO és H tarifa igényelhető a szolgáltatótól
• megújuló, mert környezeti energiát használunk föl
• takarékos, így kevesebb a károsanyagot bocsát ki, jobban kíméli környezetünket
• megfelelő nagyságú napelemes rendszer telepítésével, akár nulla „rezsiköltség” is elérhető.

Hátrányai:

• csak alacsony előremenő vízhőmérsékletű rendszer esetében ideális
• felújítások során a régi radiátoros fűtési rendszerre csak nagy körültekintéssel és tervezői egyeztetéssel alkalmazható (általában csak bivalens üzemmódban működőképes, hőszivattyú+gázkazán együtt)
• hőszivattyúval történő használati melegvíz készítésre (HMV), speciális HMV tároló szükséges
• levegős hőszivattyúk esetében a külső hőmérséklet csökkenésével a hőszivattyú jósági foka csökken (COP = jósági fok = bevitt villamos energia és a kinyert hőenergia hányadosa).

Hatékonyság, működési költség, gazdaságosság

Egy jól kialakított fűtési rendszer esetében a hőszivattyú üzemeltetése gazdaságosabb, mint egy gázkazáné. Ennek oka a két hőtermelő jósági fokának a különbségében keresendő. Egy gázkazán jellégétől függően átlagosan 2-2,2 COP értékkel rendelkezik, míg egy levegő-víz hőszivattyú éves átlagban 2,7-2,9 körül. Természetesen nem szabad ezeket az adatokat kőbe vésve kezelni, mert egy fűtési rendszer esetében ezek számtalan tényezőtől függenek, mely tényezők bármelyike változik, úgy a végeredmény is. Egy biztos, ha van hűtési igény, akkor a hőszivattyú a jó választás, mert egy kondenzációs kazánnal nem tudunk felülethűtést kialakítani.

A hőszivattyú utólagos beépítése

Hőszivattyút utólag csak nagy körültekintéssel szabad beépíteni, mert az előzőekben leírtakból kiderül, hogy ennek gazdaságos működése nagymértékben a függ a meglévő fűtési rendszer jellegétől.

Szerencsénk van, ha csak padlófűtés van az ingatlanban, ebben az esetben nagy valószínűséggel a hőszivattyú viszonylag könnyen illeszthető a meglévő rendszerbe.

Ha hűteni is szereténk, akkor a hűtésnek ki kell alakítani a hőleadó felületet, ami lehet a mennyezet utólagos becsövezése, vagy fan-coil készülékek elhelyezése. A fan-coilok a split klímák beltéri egységére hasonlítanak, csak itt nem klímagáz, hanem a hőszivattyú által előállított fűtő-, vagy hűtővíz kering a rendszerben. A fan-coilnak szintén van ventilátora, ami befújja a levegőt a helyiségbe, ezért ugyanazokkal a hátrányokkal rendelkezik, mint a split klímák (huzathatás, hanghatás, nem egyenletes hőeloszlás, keveri a port, legionella fertőzés veszélye).

Ha radiátoros fűtési rendszer van, akkor a hőszivattyú önmagában, az esetek nagy többségében, nem fűti ki problémamentesen az épületet, mert ezeket a radiátorokat általában 70-75 C°-os előremenő hőmérsékletre választották ki annak idején, ami jóval több, mint a levegős hőszivattyúk maximális előremenője.

Jól látható, hogy az utólagos beépítés jóval nagyobb körültekintést és szakmai tudást igényel, mit az újépítésű házak esetében és sok esetben maga a hőleadói oldal is teljes átalakítást igényel.

A hőszivattyú utólagos beépítésére – mint az újépítésű ingatlanok esetében is -, gépésztervező bevonása javasolt.

Hőszivattyú tervezése új építésű lakások esetén

Újépítésű ingatlan esetében viszonylag egyszerű a képlet, mert itt a rendszert eleve alacsony hőmérsékletűre tervezik (padlófűtés + mennyezetfűtés-hűtés), hogy a legoptimálisabb legyen hőszivattyús üzemre. Valójában csak az ingatlan tulajdonosának döntés szükséges, hogy hőszivattyú legyen, vagy sem.

Szerencsés esetben a tervezés elindítása előtt leülünk az építtetőkkel, átbeszéljük, hogy milyen igényük van a leendő rendszerükkel kapcsolatban és ez alapján alakítjuk ki a végleges koncepciót, melybe beletartozik a megrendelői igényeknek megfelelő komplett vezérlés is. Ilyenkor a tervezés már a leegyeztetett koncepciónak megfelelően történik, legyen az általunk javasolt vagy megrendelő által hozott tervező, így nem kell később újra tervezni a rendszerüket.

Sok esetben már meglévő terveket hoznak a megrendelők, melyek nem mindig tükrözik az igényeiket. Itt gyakran a rendszer újratervezése szükséges a leegyezetett megrendelői igényeket kielégítő koncepciónak megfelelően. Ezekhez a hőszivattyús rendszerekhez illesztjük az épület jellegének megfelelő hőleadói felületet, a vezérlést és a hővisszanyerő szellőzést is. Ezekre később külön-külön cikkben fogunk majd kitérni.

A hőszivattyú élettartama, karbantartása

A hőszivattyúk esetében is elengedhetetlen jótállási feltétel a készülék évenkénti karbantartása. Minden háztartásban van hűtőgép, így azok élettartamára mindenkinek van tapasztalata. Vélhetően itt is érvényesül az a szabály, hogy hosszú élettartamot általában a piacon évtizedek óta jelen lévő megbízható gyártóktól várhatunk el. A hőszivattyúk karbantartása osztott (split) rendszerű gépeknél elsődlegesen a kültéri egység kitakarításával kezdődik az akadálymentes légáramlás biztosítása érdekében. Ezt követően a ventilátor csapágyának ellenőrzésével és a cseppvíz akadálytalan elvezetésének leellenőrzésével folytatódik, majd ezt követi a klímagáz oldali menetes kötések szivárgás vizsgálata. Monoblokkos zárt hűtési körrel rendelkező gépeknél a karbantartás megegyezik a split gépekével, de mivel zárt a hűtőköre, klímagázoldali szivárgás vizsgálatot nem kell végezni.

A hőszivattyú kiválasztása, választási szempontok

A hőszivattyú kiválasztása elsődlegesen a tervező által kiszámolt hőszükséglet alapján történik. Ennek hiányában csak a gyakorlati tapasztalatunkra tudunk hagyatkozni, ami nem mindig pontos, hiszen az épület hőveszteségének kiszámítása rendkívül összetett és nagyon sok tényező befolyásolja.

Másodlagosan azt a gyártó céget kell kiválasztani, akiben megbízunk. Itt érvényesül az, ami az élettartamnál is, hogy megbízható visszajelzésekkel rendelkező és a piacon régóta jelenlévő gyártót szoktunk általában javasolni. Cégünknél a forgalmazott illetve preferált hőszivattyúk gyártmányának kiválasztásánál van még egy szempont: olyan hőszivattyúkat forgalmazunk, melyeket önmagunknak is beépítenénk a saját házunkba.

Közreműködő szakértő: Herczku Attila