A hőszivattyú egy fűtő-hűtő berendezés, ami a kazánok helyett végzi el a feladatát, nyáron pedig a klímaberendezést helyettesíti, miközben gondoskodik az épület meleg víz ellátásáról is.

A hőszivattyú takarékos és biztonságos, megfelel a modern zöld megoldásoknak, ha pedig egy napelemmel segítjük a munkáját, akkor a működéséhez szükséges villanyt is megtermeljük. A vásárláskor azonban meg kell fontolni a teljesítményt, a tartály méretét és az áram forrását.

Hogyan működik a hőszivattyú?

A hőszivattyú különlegessége, hogy az energiát nem átalakítja, hanem A pontból B pontba juttatja. A természetben teljesen normális jelenség, hogy a melegebb tárgyak leadják a hőt a hidegebb tárgyaknak. Ha a két tárgy hőmérséklete között nagy a különbség, akkor a hőcsere még gyorsabban történik. Jó példa erre, amikor a meleg ételt kitesszük az asztalra hűlni. Ha a szobában alapból meleg van, akkor lassú folyamat vár ránk. Ha azonban az ablakba tesszük ki, ahol éppen tél van, akkor pár perc bőven elegendő.

A fenti példával élve a hőcserélő a hideg ételt fogja még hidegebb levegővel felmelegíteni. A hőszivattyú a környezettől veszi el a meleget, majd eljuttatja a házba. Hasonló folyamat zajlik le a hűtőkben, ezek is hőszivattyúval dolgoznak, a zárt térből juttatják kintre a meleget, hogy az ételek a hűvösben maradjanak. Megemlíthetjük még a klímát, ami valójában egy levegő-levegő hőszivattyú, még a külső egység kinézete is hasonlít a nagyobb hőszivattyúkhoz.

A működés alapelve

Sokan nem érik be az egyszerű példákkal, hanem szeretnek pontosan utánajárni a dolgoknak. Ebben az esetben a termodinamika felé kell fordulnunk, ami a hőátvitel mellett a nyomással, a forrásponttal és a kondenzációval foglalkozik. Amikor egy folyadék elpárolog, akkor meleget von el a környezetétől. Ezért van az, hogy amikor kilépünk a zuhany alól, akkor fázni kezdünk, mivel a vízcseppek a mi testhőmérsékletünket használják fel a párolgáshoz.

A hűtőszekrényben és a klímában lévő hőszivattyú ugyanígy működik. A légsűrítő összegyűjti a hőtővizet. A kondenzátorban megnő a nyomás, amitől a hűtőfolyadék felmelegszik, így leadja a hőt a környezetnek. A párologtatóban csökken a nyomás, a hűtővíz párologni kezd, tehát hőt nyer el a párologtatóból, így lehűti a hűtőszekrény belső részét. Amikor a hűtővíz tovább halad a kondenzátorba, akkor minden kezdődik elölről.

A hőszivattyú fajtái

• Levegő-víz hőszivattyú: -15 fok alatt veszít a hatékonyságából, -25 fok alatt nem javasolt a használata
• Víz-víz hőszivattyú: vízbe süllyesztett csövekre van szükség hozzá
• Talajkollektoros hőszivattyú: a talajba süllyesztik a csöveket vízszintesen
• Szondás (geotermikus) szivattyú: a függőleges szondák a 100 méteres talajmélységet is elérhetik

Levegő-víz hőszivattyú előnyei és hátrányai

Itt a levegőből nyerjük ki az energiát, és a vizet melegítjük vele. A levegőben az jó, hogy szó szerint mindenhol ott van, így bárhol használhatjuk. Amikor a levegő az energiaforrás, akkor szükség lesz egy kis villamosenergiára, de ezt egy extra napelemmel is megoldhatjuk.

A levegő-víz hőszivattyú valójában egy ventilációs rendszer, ami beszívja a levegőt, majd egy hőcserélőn keresztül lehűti és visszaengedi a környezetbe. Minél alacsonyabb a külső levegő hőmérséklete, annál rosszabb a hatékonysága, tehát annál több áramra lesz szükség a működéséhez. A többi hőszivattyúhoz képest rosszabb eredményeket szokott produkálni, azonban a telepítése lényegesen olcsóbb. Nincs nagy helyigénye, az ára pedig gyorsan megtérül. A szakemberek szerint akkor működik a legjobban, ha az átlaghőmérséklet nem zuhan 7 fok alá. Magyarországon ez az érték magasabb szokott lenni, így hatékony működésre számíthatunk.

Mivel a külső hőmérséklettől függ a teljesítménye, ezért alternatív fűtési rendszert igényelhet, de ez még mindig jobban megéri, mint a hagyományos kazánfűtés vagy gázfűtés.

Víz-víz hőszivattyúk előnyei és hátrányai

Ez a rendszer vízben működik, tehát kelleni fog hozzá egy (kettő) ásott vagy fúrt kút. Hasznosítható energia szempontjából ez a hőszivattyú a legoptimálisabb. Ha a többi rendszerrel hasonlítjuk össze, ekkor nagyobb mennyiségű energiát fog előállítani. Az okok a talajvíz hőmérsékletére vezethetőek vissza, ami a téli hónapok során is állandó szokott lenni, tehát mindig ugyanúgy használhatjuk.

A víz-víz szivattyú telepítéséhez két kútra van szükség, amik között minimum 15 méter távolságnak kell lennie. Amennyiben természetes víz áll a rendelkezésünkre, a visszajuttatásnál arra kell figyelni, hogy a lehető legmesszebb kerüljön a forrástól. A kútnál meg kell bizonyosodni arról, hogy a vízhozam állandó legyen, ellenkező esetben elapad, a hőszivattyú pedig nem fog üzemelni. A szakemberek próbafúrást szoktak javasolni, ami mindig megadja a víz minőségét és mennyiségét.

Ennek a rendszernek az előnye a hatékonysága. Ha a környezeti feltételek adottak, akkor nem kell alternatív fűtéssel számolnunk, mert a hőszivattyú megold mindent. A hátrányok között a kutak fúrása, a víz tisztítása és szűrése szokott lenni, valamint az, hogy a kút is elapadhat.

Talajkollektoros hőszivattyú

Ezt a megoldást földkollektoros hőszivattyúként is ismerjük. Ilyenkor a talaj felső rétegéből lesz hasznosítva a hő, amit a napsugár és az eső közvetít. Mivel a kollektorok 1,2-1,5 méterrel a föld alatt vannak, így fagyállónak kell lenniük, miközben figyelni kell a növényekre. A csöveket általában több, mint 30 cm-re helyezik el egymástól. A földkollektorok költsége lényegesen olcsó, azonban a földmunkák el szokták vinni az árat.

A csövek bár 1,5 méterrel a föld alá kerülnek, vízszintesen több száz méter hosszúságot is elérhetnek. Ilyenkor a kollektor nemcsak a napsütötte részekről szívja el a hőmérsékletet, hanem a talajba szivárgó esővíz hőjét is hasznosítja. Ahol viszont a csövek futnak, ott nem lehet se betonozni, se más épületeket felhúzni.

A talajkollektorok előnye, hogy állandó hatásfokot nyújt, úgyhogy egész évben kihasználhatjuk az erejét. A földmunkálatokhoz nem kell engedélyt kérni, és miután készen vagyunk, az egész ház hűtését és fűtését megoldja. Itt sajnos a hátrányok is nagyobbak, mivel nagy a helyigénye, a ház alapterületénél akár háromszor nagyobb területet kell majd feltúrni.

Szondás (geotermikus) hőszivattyú előnyei és hátrányai

Ez a rendszer a föld geotermikus melegét használja fel. Két szondára lesz szükség, amik egymástól legalább 6 méterre kerülnek, miközben 100 méteres mélységig is elérhetnek. A csövekben fagyálló folyadék kering, de nem szennyezi a környezetet. A telepítés egyetlen előnye, hogy nincs nagy helyigénye, azonban ezeknél a mélységeknél már szükség van engedélyre is. Folyamatos működést ígér, azonban a fúrás költsége egyes helyeken nagyon magas szokott lenni.

Magyarországon ezt a rendszert szokták ritkábban használni, mivel a bányakapitánysági engedély beszerzése hosszú és macerás lehet.

Tényleg gazdaságos a hőszivattyú?

A hőszivattyú teljesítménye több 100 %-os is lehet. Ezt az értéket úgy kapjuk meg, hogy összemérjük a hagyományos rendszerekkel, amiben a COP érték fog segíteni. Ez a teljesítmény együtthatója, amit a hőteljesítmény és az áramfogyasztás hányadosaként kapunk meg. Minél nagyobb a szám, annál gazdaságosabb a rendszerünk.

A hőszivattyúknál a COP 1,7 és 7 között szokott ingadozni, bár általában 3 és 4 között van. A különböző típusú hőszivattyúkhoz eltérő körülmények társulnak. A legelőször említett levegő-víz hőszivattyú például 7 fok felett éri el a 4-es COP értéket, miközben a talajkollektoros vagy szondás hőszivattyúk állandó 4-5 COP értéken működnek.

Érdemes azt is beleszámolni, hogy Magyarország a mérsékelt éghajlati övezetben található, így az átlaghőmérséklet magasabb, mint az északi országoknál, de alacsonyabb a mediterrán országoknál. Vásárlás előtt a környezetünk adottságait is ellenőrizni kell, hiszen nem mindenki tud 100 méteres lyukat fúrni a kertjében, vagy nem mindenki tud több háznyi csövet lefektetni az udvarban.

Hogyan lesz meleg víz a lakásban?

A hőszivattyú általában 55 és 65 fok közé melegíti a vizet, ami lényegesen kevesebb a kazánoknál. Ilyenkor a hőszivattyút modern radiátorokkal tudjuk kombinálni, amelyek nagy fűtési felülettel rendelkeznek. Ezek a radiátorok a 45 fokos vízzel is tökéletesen működnek, ugyanúgy érezni fogjuk a kellemes benti hőmérsékletet.

Az szokott problémát jelenteni, ha nem tudjuk kicserélni a régi radiátorokat. Ezt csak úgy lehet kiküszöbölni, hogy a magas hőmérsékletű hőszivattyúk magas hőmérsékletű kompresszort és feljavított hőcserélőt használnak. Ez kényelmes megoldás, ha nem akarunk cserélni és nem szeretnénk padlófűtést bevezetni. Ráadásul ma már léteznek olyan hőszivattyúk, amik kizárólag a víz felmelegítésére szolgálnak.

Hogyan hűt a hőszivattyú?

Ez attól függ, hogy milyen hőszivattyút alkalmazunk. A föld-víz és a víz-víz hőszivattyúk esetében beszélhetünk passzív hűtésről. Ilyenkor a kompresszor ki van kapcsolva, miközben a víz keresztüláramlik a hűtőpanelen, majd a hőcserélőben leadja a hőt, ami a földben vagy a vízben áramlik tovább. Ez a módszer kevésbé hatékony, azonban energetikai szempontból jobban megéri, mivel csak egy keringtető szivattyúra van szükség hozzá.

Az aktív hűtésnél a hőszivattyú fordított üzemmódban dolgozik, tehát a hűtőpanelen átfolyó folyadék veszi fel a hőt, és végül a levegőnek, a földnek vagy a víznek adja le. Az aktív hűtés minden típusnál alkalmazható, azonban a modellnek támogatnia kell az üzemmódot. Innentől kezdve nemcsak a téli melegről, hanem a nyári hűvösről is gondoskodunk, és nem kell többé ventilátorokkal aludnunk.

Jó, jó, de mennyibe kerül?

Az árat nehéz előre megmondani, hiszen rengeteg márka, gyártó, modell és típus létezik. A példa kedvéért egy levegő-víz hőszivattyú 2,5 millió forintba kerülhet, ahol a garancia akkor szokott érvényesülni, ha a beszerelést egy szakember végzi el, amiért külön kell fizetni. A hőszivattyú előnye, hogy a jól megtervezett rendszer már 5 éven belül is megtérül. Sok esetben állami támogatást is lehet kérni a projektek megvalósítására, ahol a pályázatok megkönnyítik a tervezést és a kivitelezést. Ha környezetbarát lehetőségre vágyunk, akkor próbáljuk ki a hőszivattyúkat.