HŐSZIVATTYÚ

HŐSZIVATTYÚ

MI IS AZ A HŐSZIVATTYÚ?

A hőszivattyú egy olyan berendezés, amely a környezet energiáját használja fel, úgy működik, mint a hűtőgép, csak fordított módon vagyis a meleg oldalon leadott hőt hasznosítjuk fűtésre, vagy melegvíz előállítására.
Legfőbb előnye, hogy gazdaságosan lehet üzemeltetni és emellett a nem károsítja a környezetet.
Miután a hő nem áramlik hidegebb helyről a melegebbre magától, így külső energiát kell befektetni ehhez. A hőszivattyúnál az energia nem közvetlenül hő termelésre használódik lásd. elektromos fűtőrendszerek, hanem hőt szállít egy magasabb hőmérsékletű közegbe(lakás, ház, stb.). Hő forrásaként szolgálhat a talaj, külső levegő, kút, folyó vagy tó vize, stb…
A hőszivattyút hűtésre is lehet használni, ilyenkor a melegebb helyiségből (lakás, iroda,ház) vonja el a hőt és adja le a külső közegnek.
Működése azon a fizikai elven nyugszik , hogy a lecsapódás (gázból folyadék lesz)) hőt ad a környezetének(felmelegíti), míg a párolgás (folyadékból gáz lesz) hőt von el, azaz lehűti környezetét.

A hőszivattyúk összehasonlításánál alapvetően a hatékonyságot érdemes vizsgálni, amit a COP (Coefficient of performance) mutató jellemez, azt mutatja meg, hogy a hőszivattyú müködtetéséhez felhasznált enrgia hányszorosát állítja elő hő formájában. Jellemző értéke 4-5 között mozog, ami azt jelenti, hogy egység villamos energia felhasználásával 4-5 egység hőeneriát termel. A külső közeg hőmérsékletének szezonális változása miatt pontosabb képet ad az egy évre vonatkozó mutatószám, az SPF (Seasonal Performance Factor).

A hőszivattyúk főbb típusai:

Levegő-víz hőszivattyú:

alapvetően a külső levegő hőjét (hőmennyiségét) hasznosítja, hőt von el, amit átad a fűteni kívánt helyiségnek, hűtéskor pedig fordítva fordítva működik, azaz a bentről kivont hőt leadja a szabad levegőbe. Előnye, hogy relatíve olcsó és könnyen telepíthető, nagy hátránya viszont, hogy hatásfoka jelentősen függ a külső levegő hőmérsékletétől, minél hidegebb a levegő annál kevesebb hőt lehet belőle hasznosítani, így nagy hidegben sokkal több elektromos áram szükséges a működtetéséhez.

Talajkollektoros hőszivattyú:

a talaj felső rétegében az eső és a napsugárzás által közvetített hőt hasznosítja. Kb. másfél méter mélyre fektetett fagyálló csövekkel nyerhető ki a tárolt hőenergia. Hátránya, hogy nagy földmunkát igényel mely nem csak költséges, de nagy terület megbontásával jár.

Talajszondás hőszivattyú (főld-víz):

a föld által tárolt napenergiát és geotermikus energiát használja fel, a telepítés során kb 100 méter mélységig lukakat fúrnak le, melykebe U alakú szondákat helyeznek el, amin keresztül a rendszerben keringő közeg leadja (hűtéskor) illetve felveszi a hőt (fűtéskor). Nagy előnye, hogy hatásfoka állandó, az időjárástól független. A talajszondás hőszivattyú működtetéséhez igénybe vehető a kedvezményes GEO vagy H- tarifa.

Kútvizes (víz-víz) hőszivattyú:

a talajvíz viszonylag magas hőfoka miatt a leghatékonyabb hőszivíttyú típus, a lehető legkevesebb elektromos energia ráfordítással érhető el ugyanakkora hőenergia. Gyakorlatilag két kútra van szükség egy nyelő és egy nyerő kútra. Működését nehézkessé teszi, hogy gondoskodni kell a folyamatos és állandó vízhozamról, továbbá nagy problémát okoz az ún.kolmatáció, azaz a cső felszínén történő lerakódás, eltömődés.

Geotermikus szondateszt (Geothermal Response Test):

Geotermikus rendszerek pontos tervezéséhez meg kell tudni a talaj termo-fizikai és geológia jellemzőit, ezt ún. Geotermikus Szondateszttel (Geothermal Response Test) lehet elérni. Az így kapott eredmények alapján kell a telepítendő szondák teljes számát meghatározni. A túl-vagy alulméretezett hőszívattyús rendszer jelentősen rontja a rendszer hatásfokát és növeli a beruházás és/vagy az üzemeltetés költségét.

Tévhitek a geotermikus rendszerrel kapcsolatban

• A geotermikus hőszivattyús rendszerek nem minősülnek megújuló technológiának, mivel villamos energiát használnak.

  Tény: A geotermikus HVAC rendszerek csak egy villamos energiát használnak, hogy akár öt egységnyi hűtést vagy fűtést is igénybe vehetnek a földtől az épületig. Minden új építésű ingatlannál kötelező lesz az energia igény egy részét megújuló energiából fedezni 2020 után, a geotermikus hőszivattyút elfogadja az EU szabályozás.

• A napelemes és a szélenergia kedvezőbb megújuló technológiák a geotermikus hőszivattyús rendszerekhez képest.

  Tény: A geotermikus hőszivattyús rendszerek négyszer több kilowattóra villamos energiát váltanak ki villamosenergia-hálózatból, vagyis ennyivel kevesebb szén vagy gáz energiát kell előállítani. A geotermikus hőszivattyús energia gyakran a legköltséghatékonyabb módja az épületek hűtésének, fűtésének.

• A geotermikus hőszivattyú megépítéséhez sok udvarra, térre van szükség, amelybe a csővezeték földi hurkait helyezi.

  Tény: A helyszín jellemzőitől függően a földhurok eltemethető függőlegesen, ami azt jelenti, hogy kevés felszín felszínre van szükség.

• A geotermikus HVAC hőszivattyú zajos.

  Tény: A rendszer nagyon csendes, és nincsenek olyan berendezések, amelyek a szomszédokat zavarják.

• A geotermikus rendszerek „elhasználódnak”.

  Tény: A földi hurkok nemzedékeken keresztül működik, a gyártók akár 100 éves garanciát is vállalnak. A hőcserélő berendezések általában évtizedekig működnek, mivel beltérben helyezik el őket.Mivel a földben lévő drágább rész sokáig kitart, évtizedek múlva esetleg a beltéri, olcsóbb részt kell kicserélni. Megfelelő tervezéssel a talaj kifogyhatatlan energia forrás.

• A geotermikus hőszivattyús rendszerek csak fűtési üzemmódban működnek.

  Tény: ugyanolyan hatékonyak a hűtésben, a ház teljes hűtési, fűtési igénye kielégíthető.

• A geotermikus hőszivattyús rendszerek nem képesek egyszerre meleg víz előállításra, medencefűtésre és a lakás hűtésére, fűtésére melegítésére.

  Tény: A rendszereket úgy lehet megtervezni, hogy egyszerre több terhelést is kezeljenek.

• A geotermikus hőszivattyús rendszerek talajba vezetnek mindenféle anyagot, ami rossz a talajnak.

  Tény: A legtöbb rendszer vizet keringet a talajban, ugyanakkor akármit is keringet, a rendszer zárt, ezért semmi sem marad a talajban.

• A geotermikus hőszivattyús rendszerek sok vizet használnak.

  Tény: a geotermikus rendszerek ténylegesen nem fogyasztanak vizet.Amennyiben vizes hőszivattyús a rendszer (lásd vizes hőszivattyú), vizet visszajuttatjuk a földbe.

• A geotermikus hőszivattyús technológia nem éri meg.

  Tény: a geotermikus hőszivattyús technológia jelenleg is valós alternatíva a hűtési és fűtési igénnyel is rendelkező épületekhez. 2020 után, a kötelező megújuló energia felhasználás miatt ez lesz a leginkább használt rendszer.

Zárt geotermikus rendszer tervezése

A zárt geotermikus rendszer tervezése és kivitelezése a Hasle tevékenységének központi eleme. A Hasle munkatársainak több mint 20 éves szakmai tapasztalatának segítségével a geológia és az építőipar alapos ismereteinek előnyeit élvezheti.

A geotermikus rendszer kialakítása

A Hasle-nál a geotermikus rendszer tervezését egy hidrogeológiai szakértő és egy erre szakosodott gépészmérnök végzi, akik több mint 20 éves tapasztalattal rendelkeznek. A tervezés során számos kritériumot veszünk figyelembe.

• A hőszivattyú teljesítménye (HP).
• A rendszer működési ideje. (hűtés fűtés aránya)
• Teljesítménytényező: Ez összhangban van az előállított hőmennyiséggel, kW-ban kifejezve és a gép működése közben elhasznált elektromos energiával. Geotermikus energiánál 1 Kw energiából 4-5 Kw energiát tudunk előállítani, vagyis 3-4 Kw energiát nyerünk a rendszerből.

Összehasonlításképpen, a levegős hőszivattyú hatékonysága 3 körül van, ugyanakkor a levegős rendszerek kivitelezése esetenként olcsóbb lehet. Ezért nem kizárólagosan geotermikus rendszereket tervezünk, az adott épületre megfelelő megújuló energia mixet állítjuk elő.

Talajszerkezet ismerete

Egy 100 méteres fúrólyuk esetén számtalan típusú talajszerkezettel találkozhatunk, amely rétegenként változik, ennek pontos ismerete fontos a tervezéshez. Egyes talajtípusok hővezető képessége akár más típusok duplája is lehet, tehát sokkal kevesebb szondát kell fúrni a kívánt eredményhez.

A hidrogeológia vizsgálat teszi lehetővéa talajvízcsatornák jelenlétének elemzését és azok áramlásának megfigyelését. A vízáramlásnak pozitív hatással lehet a szondák vezetőképességére. A hidrogeológiai környezet ismerete tehát elengedhetetlen a megfelelő teljesítmény kiszámításához. Erre speciális gépeket használunk.

A rendszer teljesítményében jelentős szerepet játszik még a geotermikus szonda típusa(polietilén (PE), rozsdamentes acél, koaxiális, kettős U, függőleges, ferde, stb), a fúrási átmérő, a fúrási hossz, a próbák eredménye, a talaj hőmérséklet akár 300 méteren, a megfelelő tömítő anyagstb. Partnereinket ezen a területen Svájcban találtuk meg.

Ezért fontos, hogy az adott építkezés előkészítésében szakosított geológus és gépészmérnök is részt vegyen.