Gyakorlati tanácsok és esetek
Hőszivattyú > Hőszivattyú alkalmazása >
Fűtés és melegvíz előállítás hőszivattyúval
Hőszivattyú rendszerrel történő fűtés és melegvíz előállítás elvi működése
A megfelelően megtervezett hőszivattyú rendszer egy épület teljes éves fűtését és melegvíz előállítását képes kiszolgálni, így teljes mértékben függetlenedni lehet a hagyományos energiahordozóktól (gáz, szén, olaj).
Erre világszerte nagy az igény: Svédországban például az új építésű házak kb. 70%-ánál hőszivattyús fűtési és melegvíz előállítási rendszert alkalmaznak, de a többi fejlett európai országban is magas, és növekedő az arány.
A gáz és olaj árának elmúlt évtizedes alakulását ismerve nyilvánvaló a tendencia mögötti mozgatóerő.
A fűtési és melegvíz rendszert hasonló elven kell kialakítani, mint egy hagyományos gázkazán esetében, csak a kazán szerepét a hőszivattyú tölti be. A használati melegvizet a hőszivattyúk általában nem tudják átfolyó rendszerben előállítani, így itt is szükség van egy használati melegvíz tartályra (hőszivattyú bojler). Az rajzon nem ábrázoltuk, de a fűtés és esetleg a hűtés egyenletesebb és gazdaságosabb működéséhez célszerű még egy puffertartályt is elhelyezni a rendszerben (ez méretben hasonló egy bojlerhez). Léteznek olyan kombi hőszivattyú megoldások is, ahol ezek az elemek egy szerkezetbe össze vannak építve, tehát a helyhiány is megoldható. A rendszer elemeiről részletesebben a hőszivattyú elhelyezése menüpontban olvashat.
Költség megtakarítás
A hőszivattyúk működéséhez energiára van szükség, ami általában elektromos áram. A hőszivattyú működési elve menüpontban bemutattuk, hogy mennyi energia takarítható meg a hőszivattyú alkalmazásával. A pénzben kimutatható megtakarításnál figyelembe kell venni az áram árát, és azt, hogy mennyibe kerülne a teljes fűtési hőenergia előállítása a hagyományos energiahordozókkal, pl. földgázzal, olajjal, fával, stb.?
Az alábbi ábrán egy jó hőszigetelésű, 130 mn-es családi ház éves fűtési és melegvíz előállítási hőenergia szükségletét és annak éves költségeit szemléltettük gázfűtés és melegvíz készítés ill. földes hőszivattyú esetén.
- A gázzal előállított energia egységárát a gáz köbméter árából és fűtőértékéből számítottuk, az áram egységáránál geotarifával számoltunk.
- A szükséges éves hőenergia értékét, a gázkazán veszteségét, a földes hőszivattyú hatásfokát a vonatkozó szabvány alapján számítottuk.
Hőmérséklet különbség és hatásfok
Épületeinket még a leghidegebb, borús, szeles napokon is ki tudjuk fűteni hőszivattyúval, ugyanakkor néhány szempontot át kell gondolnunk, mert ezek alapvetően befolyásolják a hőszivattyú rendszerrel elérhető megtakarítást.
Hőszivattyúnk a természeti energia hasznosítására annál több elektromos energiát igényel, minél nagyobb a természeti közeg (levegő, talaj, kútvíz) és az előállítandó fűtővíz hőmérséklete közti különbség. A megtakarítás szempontjából tehát nem mindegy, hogy az egyes évszakokban milyen hőmérsékletű a hőszivattyú hőnyerő oldala.
Télen: A levegő akár -20°C-os is lehet. Ebben a tartományban a levegős hőszivattyúk csak nagy elektromos energia befektetésével képesek előállítani a szükséges belső hőmérsékletet. Ugyanakkor a talaj hőmérséklete – 1 méternél mélyebben – soha sem megy le fagypont alá, így a talajhőt hasznosító hőszivattyúk jó hatékonysággal működnek. Ugyanez érvényes a kútvizes hőszivattyúkra is, hiszen egy 6-8 méter mély kútban a kútvíz a legfagyosabb napokon sem szokott 8°C-nál hidegebb lenni.
Ősszel és tavasszal: A levegő ilyenkor gyakran melegebb, mint akár a talaj, akár a kútvíz, tehát a levegő hőenergiáját hasznosító készülékek ilyenkor egész jó hatásfokkal – azaz inkább COP -vel – működnek.
Csakhogy – mint írtuk – a hőszivattyúk elektromos fogyasztása az előállítandó fűtővíz hőmérsékletének is függvénye, egyáltalán nem mindegy, hogy felületfűtésünk van, ami megelégszik 35°C-os vízzel, vagy magas hőmérsékletre méretezett radiátorokat használunk, amik 60°C feletti vizet követelnek.
Kútvizes hőszivattyúval a felhasznált elektromos energia – attól függően, hogy radiátorokat, vagy felületfűtést használunk - 3-5-szöröse fűti épületünket, tehát 67-80%-os energia megtakarítás érhető el.
A talajos hőszivattyúk tényleges – a hőleadó oldal kialakításától függő - COP értéke 2,5 – 4,5, így az energia megtakarítás 60-78%-os.
A levegős hőszivattyúk tényleges – szintén a hőleadó oldaltól függő - COP értéke 1,5 – 4,0, így velük 34-75% elektromos energia takarítható meg.
Használati melegvíz előállítás
A hőszivattyúkkal a használati melegvíz 100%-a megtermelhető. Mivel – ahogy a korábbiakban írtuk - a hőszivattyúk gazdaságossága erősen függ az előállított melegvíz hőmérsékletétől, nem bölcs dolog melegebb vizet készítenünk, mint amit használni akarunk.
A háztartásokban általában mosogatáshoz használják a legforróbb (42-45°C-os) vizet, így érdemes maximum ilyen hőmérsékletűt előállítani, és nagyobb mennyiségben (300-500 liter) tárolni. Ebben az esetben a hőszivattyúval elérhető energia megtakarítás 40-80%-os, attól függően, hogy milyen hőnyerő oldalt használ a készülékünk. A leggazdaságosabb megoldás talán az, amikor a lakás elhasznált (20-24°C-os) levegőjének hőenergiáját hasznosítjuk használati melegvíz előállításra (lásd: Hőszivattyús bojlerek).
6. Kérdés: Tisztelt Szakértő! Lakásunkba IDM 26 kwh teljesítményű hőszivattyú van telepítve...
Válasz:
Kedves József!
Az Ön által leírtak alapján valóban meglehetősen...