Válasz a gázáremelésre: levegő-víz hőszivattyú
2007/1-2. lapszám | Nagy Roland | 5279 |
Figylem! Ez a cikk 18 éve frissült utoljára. A benne szereplő információk mára aktualitásukat veszíthették, valamint a tartalom helyenként hiányos lehet (képek, táblázatok stb.).
A gázár szintre hozása több alternatív megoldást hívott életre a fűtés és HMV-termelés megoldására. Ezek a rendszerek nagyon is életképesek lehetnek hazánkban, különösen, ha marad a klimatikus tendencia, és enyhébb teleknek nézünk elébe. Plusz előnyként jelentkezik a hűtés opciója, ami miatt a klímatechnikai gyártók komoly piaci tényezővé válhatnak az épületgépészet ezen szegmensében is.
A levegő-víz hőszivattyú a ma válasza a hagyományos, fosszilis tüzelőanyaggal működő fűtési rendszerekkel kapcsolatos jelenlegi és jövőbeni problémákra, azaz a primer energia növekvő költségeire és elfogadhatatlanul káros környezeti hatásaira.
Az egyes becslések szerint már csak 30-50 évre elegendő kőolajkészlet és az egyre növekvő CO2-kibocsátás a nagy kazángyártókat a hőszivattyúk fejlesztésére ösztönzi. Sőt, nem csak a kazángyártókat, a jelek szerint a klímatechnika is versenybe száll a fűtés területén. Az egyik vezető klímatechnikai gyártó 2006 novemberében elsőként jelent meg az európai piacon egy kétségtelenül követőkre találó rendszerrel, mely ésszerű alternatívája lehet mind a hagyományos fűtési rendszereknek, mind a talajszondás vagy talajkollektoros hőszivattyúknak. A cég felismerte a családi házak, lakások tulajdonosainak egyre fokozódó igényét, miszerint elfogadható áron telepíthető, gazdaságosan üzemelő hőszivattyús berendezéssel szeretnék otthonukat fűteni, valamint a használati meleg vizet biztosítani. Az ilyen rendszert vásárlók egyben a környezet védelméért is tesznek valamit, ugyanis az európai országok legtöbbjében a CO2-kibocsátás 30%-áért a lakossági fűtőberendezések a felelősek. A rendszer optimalizálja a hőszivattyús technológiával járó tisztaságot, a megbízhatóságot és az alacsony karbantartási igényt.
A rendszer felépítése
A rendszer egy kültéri egységből és egy beltéri hidraulikus egységből áll, mely csatlakoztatható minden szabványos, alacsony vízhőmérsékletű radiátorra, fan-coilra, valamint padló- és falfűtésre. A hidraulikus egység belső kialakítását a 2. ábra szemlélteti.
Opcionálisan háztartási melegvíztároló (150, 200 vagy 300 literes) is kapcsolható a rendszerre, egy speciálisan erre a célra kifejlesztett rozsdamentes acéltartály, mely tartalmaz egy elektromos fűtést, valamint egy hőcserélőt. Az elektromos fűtés hetente egyszer 70 °C-ra melegíti a tartályban levő vizet az esetlegesen elszaporodott legionella baktériumok kiirtása érdekében.
A hidraulikus egységből jövő meleg víz a tartályban levő hőcserélőn keresztül biztosítja a maximum 50 °C-os meleg vizet a tartály számára. A –20 °C-ig hőszivattyús kültéri egység a fejlett invertertechnológiának köszönhetően a környezeti levegő hőtartalmának felhasználásával biztosítja egész évben a háztartási meleg vizet, valamint időjáráskövető szabályozás funkciójának segítségével a változó előremenő vízhőmérsékletet, melynek révén stabil helyiséghőmérsékletet tart a lehető legkevesebb villamos energia felhasználásával. A hidraulikus egység lehet csak fűtő kivitelű, illetve hűtő-fűtő.
A hűtő-fűtős esetben a rendszer képes télen maximum 50 °C-os fűtő-, nyáron akár 7 °C-os hűtővizet biztosítani. A hűtő-fűtő berendezések képesek nyáron a fan-coilos rendszert hűteni, viszont ha a HMV-tartálynak meleg vízre van szüksége, akkor a kültéri egység átkapcsol hőszivattyús módba, hogy felfűtse a HMV-tartályt, majd újból hűtő módba kapcsolva folytatja a fan-coilos rendszer számára a hűtővíz biztosítását. A rendszer egy, a hidraulikus egységre szerelt digitális vezérlőn keresztül szabályozható, melynek segítségével heti programozást végezhetünk, illetve különböző paramétereket állíthatunk.
A levegő-víz hőszivattyú előnyei
Ahogy a mellékelt összeállításokban is látható, az új rendszer számos előnnyel rendelkezik mind a kazános, mind a geotermikus hőszivattyús rendszerrel szemben. A kazános rendszerhez szükséges kémény, illetve füstgáz-elvezetés megtervezése a szigorodó szabályozás mellett egyre nagyobb nehézséget okoz a tervezőknek. Ha ezen költségekhez hozzáadjuk a gázhálózatra való csatlakozást vagy a gáztartály telepítését, valamint azt, hogy a mai gázárak mellett ezzel az új rendszerrel már gazdaságosabb a fűtés, egyből egy olyan összeget kapunk, amiből már egy ilyen hőszivattyús rendszer kialakítható.
A geotermikus hőszivattyú (talajszondás vagy talajkollektoros rendszerek) kialakításának legnagyobb hátránya, hogy a rengeteg a földmunka, a rendszer öszszeállításának költsége mellett maga a berendezés ára is komoly tétel. Előnyként viszont meg kell említeni, hogy a vizes hőszivattyúknak van a legjobb teljesítménytényezője, azaz 1 kW bevitt villamos energia segítségével e rendszer tudja hőszivattyús módon a legtöbb fűtési energiát előállítani, mivel a berendezést a többé-kevésbé állandó 8-9 fokos talajhőmérsékletre tudják optimalizálni. A levegő-víz hőszivattyúknak viszont jó hatásfokkal kell működniük –15 °C-ban és akár +15 °C-ban egyaránt.
A fűtési igény és a hőszivattyú kapcsolata
A hőszivattyú teljesítménye és a fűtési hőszükséglet ellentétes tendenciát mutat. Azaz minél alacsonyabb a külső hőmérséklet, annál nagyobb az épület fűtési igénye, viszont annál kisebb a hőszivattyú fűtési teljesítménye.
A rendszer kialakítási lehetőségei
A levegő-víz hőszivattyúk kialakítsa a rendelkezésre álló lehetőségek kihasználásával többféle módon történhet, attól függően, hogy kizárólag hőszivattyúval szeretnénk fedezni egész évben a fűtést, vagy a leghidegebb napokon kiegészítő fűtést (is) használunk.
Ha csak villamos energia áll rendelkezésre: látható az ábrán, hogy ha úgy választunk levegő-víz hőszivattyút, hogy még a leghidegebb napokon is fedezni tudja a fűtési hőszükségletet, akkor a fűtési szezon legnagyobb részében olyan felesleges teljesítmény áll rendelkezésre, amit sosem használunk ki. Ha viszont úgy választjuk ki a rendszert, hogy a fűtési szezon 80-90%-ában önállóan, hőszivattyúsan biztosítsa az igényt, és a fennmaradó 10-20%-ban a hidraulikus egységben található 3, 6 vagy akár 9 kW-os beépített elektromos kiegészítő fűtés segítségével teljesüljön a kívánt igény biztosítása, akkor kisebb berendezés választásával is fedezhetjük az igényt. Ekkor ugyan romlik a rendszer teljesítménytényezője, viszont ez a működés éves szinten alig néhány tíz órát jelent.
Telepítés meglévő rendszer kiegészítéseként
Ezen típusú alkalmazás ideális megoldás felújítási munkákhoz, ahol a meglevő kazánt továbbra is használni szeretnék. A rendszert tervezhetjük úgy, hogy egy bizonyos külső hőmérséklet alatt, ahol a hőszivattyús üzem már nem gazdaságosabb, mint a kazános fűtés, ott kizárólag a kazán lássa el az igényeket, de köthetjük úgy is a rendszert, hogy a stabilitási pont alatt a kazán, mint a hőszivattyú kiegészítő fűtése működjön.
A rendszer kialakítási lehetőségei
A legegyszerűbb alkalmazás, ha egyzónás rendszerre kötjük. Egy háromjáratú motoros szeleppel megvalósítható, hogy a HMV-tartály mindig előnykapcsolásba kerüljön. Ez az előnykapcsolás nyáron a falhűtés és a HMV-előállítás között is fenntartható. A 11. ábrán látható, hogy a téli padlófűtés, nyári padlóhűtés ugyanazzal a rendszerrel megvalósítató, kombinálva mindezt a HMV-előállítással. Fontos azonban megjegyezni, hogy az ilyen típusú hőszivattyús rendszerrel előremenő vízhőmérsékletre lehet szabályozni, és nem helyiséghőmérsékletre. A helyiségen belüli szabályozásra számos lehetőség áll rendelkezésre, amit az egyéni igények szerint kell kialakítani. Ilyen lehet pl. a helyiségenkénti önálló hőmérsékletszabályozás, amit az osztó-gyűjtőbe az egyes körök közé épített motoros szelepek szabályoznak a helyiségtermosztát alapján. Ekkor nem szabad elfelejteni az osztó és a gyűjtő közé egy bypass-szelepet beépíteni, hogy a hidraulikus egységben levő 3-fordulatú szivattyú működését ne zavarjuk meg. Ez látható a 12. ábrán.
Egy rendszerrel csak egy, általunk kívánt előremenő vízhőmérsékletet tudunk előállítani. Ha azonban radiátort is és padlófűtést vagy falfűtést is szeretnénk erről megtáplálni, akkor azt is megtehetjük. A hőszivattyús rendszerek népszerűségét Európa több országában is az akár 50%-os állami támogatás, illetve a külön hőszivattyús áramtarifa is segíti. Reméljük, hogy Magyarországon is felismerik a döntéshozók az ilyen berendezések előnyeit és jelentőségét, és a hasonló támogatási rendszer kialakításával hamarosan nálunk is szélesebb körben terjedhetnek el a hőszivattyúk.
