Jól lehet, egy régi találmányról van szó, fontossága csak egyre nő. Ismerd meg velünk a hőszivattyú történetét és jelentőségét!
A hőszivattyú technológiához két irányból közelíthetünk. A hétköznapokban egy házépítés vagy felújítás kapcsán állíthat minket az élet vagy a kivitelező olyan kérdés elé, hogy milyen fűtési rendszerben gondolkodunk. Amikor pedig a konkrét összehasonlításra kerül a sor megtudjuk, a hőszivattyú rendszer kiépítése a kazános technológiával szemben költséges mulatság, viszont komplexitása (fűtésre és hűtésre is egyaránt képes), illetve alacsony energiaigénye miatt hosszú távon megtérülő befektetés. Ugyanakkor a jelentősége mégsem ebben áll.
Környezetvédelmi szempontok
A Nemzetközi Megújuló Energiaügynökség (IRENA) felmérése szerint a fűtés és a hűtés a teljes globális energiafogyasztás mintegy felét teszi ki, és a globális szén-dioxid-kibocsátás több mint 40%-áért felelős. Az Eurostat adatai megerősítik ezt, 2022-ben az EU teljes energiafogyasztásának 25,8%-át a háztartások tették ki, amelyek még mindig első sorban a földgázra támaszkodtak, nem beszélve arról, hogy egy kis rész (2,3%) még mindig széntermékeket (szilárd fosszilis tüzelőanyagokat) használt. Az EU-ban a háztartások energiafelhasználásának legnagyobb részét az otthonok fűtése vitte el, a lakossági szektor végső energiafogyasztásának 63,5%-át.
Fenti adatok azt mutatják, a hőszivattyús rendszerek nemcsak a pénztárcánkról, hanem a jövőnkről is szólnak.
Nem mai darab
Annak ellenére, hogy az átállás stratégiai célja minden államnak, érdekes tény, hogy a hőszivattyú egyáltalán nem számít új találmánynak. A technológiát több mint 150 éve fejlesztették ki, és az első talajhőszivattyút több mint 70 éve állították használatba. A ma ismert hőszivattyúk működési elvét felhasználó rendszert Peter von Rittinger építette 1856-ban, az Osztrák-Magyar Monarchiában.
Kísérletekkel bizonyította, hogy a környezet passzív energiáját kis energiaráfordítással fel lehet használni fűtési-hűtési célokra.
A hőszivattyúk eredettörténete azonban még ennél is régebbi és egyáltalán nem meglepő módon a hűtőszekrényekével közös. William Cullen, a skót felvilágosodás egyik legismertebb polihisztora 1748-ban fektette le azokat az elveket, amelyek minden mai fridzsider, légkondicionáló és hőszivattyú lelkét adja. Ekkor még a világ nem ismerte fel a találmány jelentőségét, ezért majdnem 100 évet várni kellett, hogy Jacob Perkins dietil-éter felhasználásával megépítse 1834-ben az első hűtőszekrényt, amelynek hűtő körfolyamata teljesen azonos a hőszivattyúéval. William Thomson, ismertebb nevén Lord Kelvin 1852-ben írta le a hőszivattyú alapjául szolgáló elméletet.
Ügyes szerszám ez a hőszivattyú, de minek?
Peter von Rittinger bányászati célú hőszivattyú építése után újabb 100 év telik el, mire a második világháború lezárását követően Angliában és az Egyesült Államokban megkezdődik a hőszivattyús fűtési-hűtési rendszerek kiépítése, de ezeknek a projekteknek inkább a tudományos karaktere domborodott ki, mivel ekkor még mindkét országban – ahogy az egész világon is – viszonylag olcsó és bőséges fosszilis energiahordozó állt rendelkezésre. Az 1970-es években lezajlott „OPEC olajválság” után azonban a hőszivattyúk fejlesztése és alkalmazása felgyorsult. Svédország például ekkor fordult az atomenergia felé, új reaktorokat fejlesztettek, és kiemelt cél lett, hogy hatékony megoldásokat találjanak az otthonok elektromos fűtésére.
Eljön a hőszivattyúk kora
Az 1980-as években Németországban, Svájcban és Finnországban is elkezdődik a függőleges, zárt hurkú hőszivattyú rendszerek kiépítése. Ezek közül a nyelvrokonság ellenére is kimondhatatlan finn cég, a Lämpöässä emelkedik ki, amely mára több mint 20 ezer hőszivattyút szállított ügyfeleinek Európa-szerte, és szervizadatbázisában mintegy 4 000 olyan egység található, amelyek több mint 30 évesek, és még mindig hatékonyan működnek.
Innentől kezdve a hőszivattyús rendszerek koráról beszélhetünk,
a becslések szerint 2008-ra csak Svájcban 74 ezer hőszivattyús egységet telepítettek, de az Egyesült Államokban ennél is nagyobb piacra lelt a technológia. 2008-ra az Egyesült Államok piacán évi 50 és 60 ezer közötti egységet szereltek be, és 2008-ra összesen mintegy 750 000 egység üzemelt.
Le vagyunk maradva
Magyarországra 1994-ben érkezett meg a technológia és használatában
lemaradásban vagyunk nemcsak az EU-s átlagtól, hanem a szomszéd országokhoz viszonyítva is.
Annak ellenére, hogy az Európai Bizottság által az energiaunió helyzetéről kiadott 2024-es jelentés szerint 2023-ban közel 12 ezer hőszivattyút értékesítettek Magyarországon, így telepített állományuk darabszáma harmadával (32%-kal), mintegy 48 ezerre nőtt. A közel feleakkora lakossággal rendelkező Szlovákiában ugyanennyi hőszivattyút adtak el, míg a hasonló lélekszámú Ausztriában körülbelül négy és félszer többet, mintegy 55 ezer hőszivattyú került használatba, így az osztrák telepített hőszivattyú-park hozzávetőleg 486 ezerre emelkedett. A hazánknál közel négyszer népesebb Lengyelországban pedig több, mint tízszer annyi ilyen berendezést adtak el.
Ne gondolkozz másban!
Pedig nem lehet eleget hangsúlyozni a hőszivattyús rendszerek globális és lokális előnyeit. Ezek használata mellett el lehet felejteni a földgázfogyasztást, hiszen nem a gáz elégetésével nyerjük a fűtési energiát, hanem egy fűtő-hűtő körfolyamattal. Ez lehet a kinti levegő hője vagy a földé is, ezekből vesszük ki és adjuk le a házban a hőt fűtés esetén. Nagyon fontos szempont, hogy ez a rendszer alacsonyabb fűtési hőfokon tud működni. Míg a hagyományos kazánok 50-70 fokon, itt már 35-45 fok felett a hőszivattyús rendszerek gazdaságosságának csökkenéséről beszélünk. Ahogy arról már volt szó,
a hőszivattyús rendszerek hűtésre is képesek, mivel a rendszerfolyamat megfordítható.
A hőszivattyús rendszerek legfontosabb mérőszáma az úgynevezett COP-érték. A COP a ráfordítandó energia és a termelt hő arányát jelöli meg normál körülmények között, azaz, hogy 1 KW villamosenergia felhasználásával hány KW fűtési/hűtési energiát tudunk felvenni? Minél magasabb a COP érték, annál hatékonyabb a hőszivattyú. A jó COP értékek általában 3 és 5 között vannak. Emellett használják még a SCOP értéket is, amely a rendszer szezonális hatásfokát írja le, amely összesíti a változó teljesítményértékeket.
Milyen hőszivattyú rendszert válasszak?
Levegő-víz hőszivattyú: a kinti levegőből veszi ki az energiát és a benti fűtővíznek adja át. Hatásfok függ a kint környezet hőmérsékletétől. 0 és pár fok között tökéletesen működik. Sőt ezek a rendszerek a laikus megközelítést meghazudtoló módon -15, -20 fokig állják a sarat. A gyártók erre garanciát is vállalnak.
A talajszondás rendszerek kiépítését mindig szakcégek végzik. Érthető, hiszen a rendszert 80-100 méter mély furatok alkotják, amelybe belekerül egy „cső kígyó”, ebben áramlik a primer oldali folyadék, ebből a keringő fagyásmentes folyadékból nyeri ki a hőt a rendszer.
Egy átlagos családi házhoz 2-3 talajszonda kell.
Ennek a telepítése költséges és bányakapitánysági engedély is kell hozzá. Gazdaságossági szempontból viszont ez a legkifizetődőbb rendszer. Ott lent, a föld alatt ugyanis nem változik a hőmérséklet. Nyári üzemben, hűtés esetén is gazdaságos, mert nem kell a kompresszornak működnie. Két szivattyú működik (primer és szekunder oldalon) a 10-12 fokos vízzel hűtjük a helyiségeket.
A talajkollektor, a földfelszín alatt néhány méterrel telepített rendszer, amiből értelemszerűen következik, hogy érzékenyebb a hőmérsékletváltozásra.
A hagyományos klímák: a klímaberendezésben ugyanolyan rendszer működik, így levegő-levegő hőszivattyúnak is tekinthetjük. Ebben az esetben mindig működik a kompresszor, mivel például nyáron, túl meleg a levegő.
Fenntartási költség
Ahogy arról már volt szó, a hőszivattyús rendszer legnagyobb ígérete, hogy használatával megszűnik a földgázfogyasztás. A rendszer energiaigénye az áramra korlátozódik, viszont itt is kedvezményes tarifával számolhatunk. A rendszerköltséghez tartozik még a karbantartás, amit szakszervíz végez, és érdemes évente, tervezett módon elvégezni, mert az alkatrész, illetve a javítás nem olcsó mulatság.
A hőszivattyúk kapcsán a legtöbb „viszály” a zajhatás kapcsán jelentkezik, hiszen sem a családtagok, sem a szomszédok nem örülnek, ha a kültéri egység betolakodik az intimszférájukba. Ezért nagyon sok múlik a gépkiválasztáson. Az alapszabály itt az, minél nagyobb a kültéri egység mérete, annál alacsonyabb a zajhatás, mert a gépnek így nem kell maximális fordulatszámon működnie. A hőszivattyús kivitelezővel egyeztetve zajvédő fallal, hangszigetelő kalitkával és persze jó elhelyezéssel mentesülhetünk és persze a környezetünket is mentesíthetjük a zajszennyezéstől.
A hőszivattyús rendszer tehát, amint láttuk, egy régi és jól bevált innováció, amely egyedül alkalmas a fűtés- és hűtésigény kielégítésre, fenntartható, környezetbarát. A jövő mindenképpen ez, ezért érdemes felzárkóznunk ezen a területen is a világ fejlettebb részéhez!
Felhasznált irodalom:
https://ec.europa.eu/eurostat/statistics-explained/index.php?title=Energy_consumption_in_households
https://finn-geotherm.co.uk/the-history-of-heat-pumps/
Szaktanácsadó:
Borbély Péter ( www.bphaustechnik.hu)
