hőszivattyú működési elve, hogy tisztán lássunk

A hőszivattyú működési elve

A fenntartható jövő és a környezetvédelem napjaink egyik legsürgetőbb kérdése, hiszen a klímaváltozás nem kímél senkit és semmit. A XXI. század legfőbb kihívása, hogy olyan alternatív megoldásokat találjunk a klasszikus energiahordozók felhasználásával szemben, melyek biztosítják a zöldebb jövőt az elkövetkező generációk számára is. Ehhez nyújt módfelett hasznos és környezetbarát megoldást a hőszivattyús fűtés.

A hőszivattyú


Ahhoz, hogy jobban megértsük tulajdonképpen mi is a hőszivattyú működési elve, először azt kell tisztázni, hogy mit is értünk ezen szerkezet alatt. Röviden, és leegyszerűsítve a hőszivattyú működése azt a célt szolgálja, hogy egy adott közegből hőt vonjon ki, majd azt egy másik, eltérő hőmérsékletű helyre szállítsa. Magyarul ez a berendezés a hőenergia egyszerű, olcsó, környezetkímélő felhasználását teszi lehetővé, például fűtés, hűtés vagy melegvízkészítés céljából. A hőszivattyú működési elve igény szerint megfordítható, így fűtés helyett hűti az adott helyiséget. A legtöbb esetben a hőszivattyúk hőforrásul a külső levegőt, vagy a talajt, esetleg természetes vizeket (tenger, tó, folyó, talajvíz) használnak.

A hőszivattyú működési elve


A hőszivattyúk elsősorban abban különböznek egymástól, hogy milyen közegből nyerik ki a hőenergiát, illetve milyen módon, milyen külső munka révén megy végbe ez a folyamat. A hőszivattyú működése során többféle közegben lévő energiát is képes hasznosítani, ez lehet föld, talajvíz vagy levegő. A hőforrástól függően vannak eltérések a működésben, azonban van egy általános, négylépcsős folyamat, mellyel könnyen személtethető a hőszivattyú működési elve. Az első ciklusban az úgynevezett hűtőközeg folyékony, és hőmérséklete meglehetősen alacsony, annak érdekében, hogy fel tudja venni a környezet hőjét. A hűtőközeg általában valamilyen speciális összetételű folyadék, vagy gáz, melyek a hőmérséklet változása révén képesek halmazállapotot váltani. A folyadékot a környezet felmelegíti, majd gáz halmazállapotban indul el ily módon a párologtatás hőcserélőben. A második lépcső a sűrítés, ami azt jelenti, hogy a hőcserélőből érkező gázt a kompresszor összesűríti, tovább melegíti és átadja a rendszer többi részének. A harmadik lépés során a felmelegített gáz, mely már fűtésre tökéletesen alkalmas, egy újabb hőcserélőbe kerül, ahol átadja a hőt a lakásban keringtetett fűtővíznek. Ekkor a gáz lehűl, ismét folyékonnyá válik, azaz lecsapódik. Még ekkor is lehet további hőenergiát kinyerni a halmazállapotváltozás során, úgynevezett kondenzátor segítségével. Végül a negyedik lépéssel a folyamat kezdődik elölről. Az ismét hideg és folyékony hűtőközeget vissza kell juttatni a külső rendszerbe.

 

hőszívattyú működési elve egyszerűen
A hőszivattyúkkal rengeteg káros anyag levegőbe jutását meg lehet szüntetni

Hőforrások


A környezet adottságaitól és a felhasználás módjától függően a hőszivattyú működése többféle hőforrás alkalmazását is lehetővé teszi, ahogyan arra korábban már utaltunk. Napjainkban a két, leginkább felfutó környezetbarát megoldás a talajkollektoros, illetve a talajszondás hőszivattyú. A talajkollektoros rendszer azt jelenti, hogy több száz méter hosszú polietilén csöveket fektetnek le a házak, gazdasági épületek körül, kb. 1-2 méter mélyen. Azonban ennek a formának nagy hátránya, hogy hatalmas felületre van szükség, lényegében az egész telket fel kell tárni, ha egyáltalán elegendő annak az alapterülete. Így ezt a rendszert érdemesebb az új építésű, nagyobb telekkel rendelkező családi házakhoz választani.

A talajszondás hőszivattyú fűtés már valamivel egyszerűbb és kényelmesebb megoldást jelent, ugyanis itt nem vízszintesen, hanem függőlegesen helyeznek el a talajba, 50-200 méter mélyre U alakú szondát, mely egy zárt rendszert alkot, s ebben cirkulál a fűtőközeg. A talaj alsóbb rétegeinek hőmérséklete tulajdonképpen télen-nyáron is állandó, így télen melegebb, míg a nyári hőségben hidegebb, mint a levegő hőmérséklete. A talajszondás hőszivattyú működése közben egy speciális folyadékot keringtet, melynek során a talaj fölötti, alacsony hőmérsékletű folyadék lefelé áramlik a szondába, mely aztán a talaj hőjét felvéve, már felmelegedett állapotban tér vissza. A meleg folyadékot a szivattyú a hőközpontba juttatja, ahol leadja a felvett hőt, majd újraindul az egész folyamat.
A talajvíz is remek hőforrás lehet, hiszen állandó hőmérséklete 7-12 °C körül van, melyet úgynevezett búvárszivattyúkkal lehet kinyerni. Ez a rendszer azonban már sokkal összetettebb, hiszen a víz hőjének elvonása után a vizet vagy egy kútba, vagy felszíni vízbe kell vezetni, de akár el is lehet szivárogtatni földbe fektetett dréncsöveken át.

Az úgynevezett levegőkazán a külső környezet hőmérsékletét használja fel, a levegő energiáját alakítja át hőenergiává. Képes akár -20 °C-os levegőből is annyi meleg levegőt előállítani, mely egy nagyobb családi ház felfűtéséhez is bőven elegendő. A levegőkazános hőszivattyú működése a vákuum által történik, ugyanis a berendezés egyik oldalán lévő kompresszor vákuumot képez, így itt lehűl a levegő, ezzel egyidejűleg a másik oldalán nagy nyomás alakul ki, ami viszont melegíti a levegőt. Ez a rendszer a padlófűtéssel párosítva a leghatékonyabb.

A hőforrások vonatkozásában szóba jöhet még például a masszív abszorber, a hulladékhő, vagy a szezonális tároló, azonban ezek inkább ipari felhasználás terén jellemzőek, a lakosság körében kevésbé alkalmazott rendszerek.

Magyarországon a fa és földgáz alapú fűtés még mindig domináns, az alternatív energiafelhasználás terén pedig elmaradunk Nyugat-Európától, ám mégis egyre többen választják a zöldebb, és egyben olcsóbb opciókat. A legfőbb akadály az, hogy a hőszivattyús rendszerek, noha minimális energiát fogyasztanak, drága beruházásnak számítanak. Egyéb, alternatív energiát alkalmazó rendszerekkel, például napelemekkel összekötött hőszivattyúkkal lényegében soha többé nem kell költeni fűtésre, hűtésre, vagy melegvízelőállításra.

 

További kérdése van? Keressen minket bizalommal!

Ajánlatkérés

 

 

vissza a többi cikkhez
Címkék
Adatvédelmi tájékoztató