A hőszivattyú arra szolgál, hogy az alacsonyabb hőmérsékletű környezetből hőt vonjon ki és azt magasabb hőmérsékletű helyre szállítsa. Használatának célja a hőenergia hasznosítása fűtésben és melegvíz-készítésben.

A hőszivattyú olyan gép, melynél egy hagyományos hűtőszekrénnyel ellentétben nem a hideg oldalon elvont, hanem a meleg oldalon leadott hőt hasznosítják. A fizikai elv a hűtőgépekével azonos. A hőszivattyúk fordított üzemmódban is működnek, ekkor az épületek nyári hűtését tudjuk velük biztosítani.

A megújuló energia alapú, tiszta, környezetbarát üzemeltetés mellet fontos szempont az üzemeltetés költsége, amelyet alapvetően a rendszerünk COP mutatója határoz meg. Azaz egy egységnyi villamos energia mennyi hőenergiává alakítható. Ezen mutató a tapasztalataink alapján egy jól méretezett rendszerrel 4,5 körüli értékre tervezhető. Így a 1kW elektromos árammal 4,5kW hőenergia állítható elő a geotermia hőjének kiszivattyúzásával. A beruházásunk megtérülési idejét a beruházási költségek és az üzemeltetés (GeoTarifás áram) árának fentiek alapján történő összehasonlítása a más típusú (foszilis) energiahordozók árával adja.

A legtöbb esetben a hőszivattyúk hőforrásul vagy a talajhőt, vagy a kültéri levegőt, vagy természetes vizeket (tó, folyó, talajvíz) használják. Számos esetben a hulladékhő hőszivattyús hasznosítása nyújt rövid megtérüléssel kecsegtető beruházásra lehetőséget melegvízű strandok elfolyó vízeinél, szennyvízcsatornák által biológiailag termelt hőenergiánál.

A termodinamika második tétele szerint a hő nem áramlik hidegebb helyről melegebbre önmagától, külső munkát kell ehhez befektetni, azaz szivattyúval mozgatni kell a hőátadó közeget

Az épületgépészetben alkalmazott hőszivattyúkat legtöbbször felszerelik egy olyan szeleppel és optimalizált hőcserélőkkel, melyek lehetővé teszik a hőáramlás megfordítását. A szelep átkapcsolásával a hűtőfolyadék áramlási iránya megfordítható, ilyenformán a hőszivattyú egyaránt képes fűteni és hűteni is az épületet.

A levegős hőszivattyúknál a fajlagos fűtőteljesítmény erősen függ a külső hőmérséklettől. Geotermikus hőszivattyúknál ez nem áll fenn, mert a talaj, talajvíz hőmérséklete gyakorlatilag állandó az egész év folyamán.

Üzemeltetési tapasztalataink alapján egy jól méretezett rendszer esetében a talaj 12c fokos állandó hőmérsékletét a szondarendszer egy folyamatos fűtési szezon alatt egyenletesen hűti és a nyári hűtési szezonban fűti. A szondáinkat bemért, 0c fok alatt is működni képes fagyálló folyadékkal kell feltölteni.

Az épülten belüli hőleadó felületeinket alacsony hőmérsékletű padló és falfűtési kialakítások jellemzik. A fal és plafon fűtés ideális fűtés a hálószobákban a padlófűtés szállóporának kiküszöbölése miatt. Továbbá a fal és a plafon szakaszokon szakszerűen kiépített felületi fűtés képes ellátni az épület hűtését nyári időszakban alacsony üzemeltetési költség mellett.

hoszivattyu_5A felületfűtés kialakításánál a kivitelezési fotók archiválása és a falra történő rögzítés előtti hőmérséklet mérés sok bosszúságtól megkíméli az üzemeltetőt. A bútorozás is tervezéskor eldöntendő kötöttséget jelent, amely kötöttségért kárpótol bennünket a sugárzó hőérzet élménye. Tapasztalataink alapján a falfűtésre szánt szabad felületek és a bútorelhelyezés ellenérdekeltségét a plafon felületének felhasználásával oldhatjuk fel.

A fűtés üzemeltetési tapasztalataink alapján a fűtési puffer hőmérsékletét a hőszivattyú műszaki paraméterei alapján 38-42 c fokosra állítjuk be. Amennyiben napkollektoros további kiegészítő hőcserélő is kiépítésre kerül ezen hőmérséklet akár 70c fokig is emelkedhet erős napsütés esetén.

A használati melegvíz előállítását szintén puffer tartállyal oldjuk meg, aminek a hőmérsékletét a hőszivattyú műszaki paraméterei alapján 40-45 c fokosra állítjuk be. Amennyiben napkollektoros további kiegészítő hőcserélő is kiépítésre kerül ezen hőmérséklet akár 60c fokig is emelkedhet erős napsütés esetén.

A nyári hűtési időszakban a geotermikus hűtés hideg hőleadó közeget keringet a felületi fűtéssel ellátott falszakaszban. A páralecsapódás tapasztalataink szerint egy átlagos üzemeltetés esetén elkerülhető ha ezen közeg hőmérsékletét nem engedjük 17c fok alá.

A hőszivattyús rendszerek méretezésére számos gyártó kínál iránymutatást és ad ki tervezési segédletet  a szakemberek számára.

hoszivattyu_6Hőforrások fajtái:

Talajszondás zárt rendszer esetén 15-20 cm átmérőjű, 50–100 méter mély lyukat fúrnak a földbe függőlegesen. Ebbe helyezik az U alakú szondát, amiben zárt rendszerben cirkulál a hőcserélő folyadék. Tapasztalataink alapján egy 100m mély szonda 5-5,5kW hőt tud szolgáltatni és 5 méter sugarú körben képes a talaj hőmérsékletét befolyásolni. Így ideális esetben 10 méterenként telepítjük a szondáinkat. A szondák összekötése fagyhatár alatti gerincvezeték kiépítésével történik.

 

 

hoszivattyu_7

Talajvízes nyílt rendszer. A talajvíz-kútból kinyert víz hőjének elvonása után a vizet vagy egy másik kútba sajtolják vissza a talajba. A talajvíz állandó hőmérséklete (7–12°C) és jó hővezető-képessége révén ideális hőforrás, de a nagy térfogatáram miatt a nyelő és a visszasajtoló kutakat egymástól megfelelő távolságra kell elhelyezni. A talajvíz szintje és változó ásványi anyag és üledék tartalma jelentős bizonytalanságot rejt az üzemeltetés biztonság vonatkozásában. Számos Nyugat-Európai nagyvárosban építettek ilyen rendszert a várost átszelő folyó víz hőjének kiaknázására.

 

 

hoszivattyu_8Talajkollektoros zárt rendszer esetében több száz folyóméter hosszú speciális csővezetéket fektetnek le 1-2 méter mélyen. Hátránya, hogy nagy felületen (a fűtött alapterület 2,5-3-szorosán) kell talajmunkát végezni a csövek lefektetésekor. Segítségével négyzetméterenként 20-30 wattnyi energiát nyerhetünk. Ennek nagysága függ a talaj szerkezetétől.

 

 

 

 

hoszivattyu_9Levegős A külső levegőt ventilátor szívja be, és a hőszivattyú hűti le. Előnye, hogy bármilyen talajszerkezet és telekadottság esetén telepíthető, hátránya viszont a külső levegőtől való függés, aminek a hőmérséklete nem állandó. Ezért a rendszer hatékonysága és hőteljesítménye előnytelenül változó. További problémát jelenthet a ventilátor által keltett zaj.

 

 

 

 

hoszivattyu_10

Hulladékhő. Számításba jöhet hőforrásként a szennyvíz, az elhasznált termálvíz, hűtendő elektromos berendezések és ipari eszközök. Szennyvíz hőjének a hasznosítása esetén akár 18-22 °C-os szennyvízhő is rendelkezésre állhat; elfolyó termálvíz esetében akár 25-35 °C-os vízhőt is kezelhetünk Magyarországon. Elektromos berendezések, szerverparkok, telefonközpontok hőhasznosítására is számos példa áll rendelkezésre.

Egy jól megtervezett és kivitelezett hőszivattyús rendszer az alacsony üzemeltetési költségek mellett az épület értékét is jelentős mértékben növeli.

 

hoszivattyu_11

 

 

Tekintse meg referenciáinkat!