A jövő berendezései: levegő és geotermikus hőszivattyú

A jövő berendezései: levegő és geotermikus hőszivattyú

Az energiaforrások felhasználását, kiaknázását tekintve értelemszerűen központi szerep jut az ipari forradalomnak, ami mentesítette az emberiség egyre nagyobb részét a nehéz testi munkától, illetve ez hozzájárult a különféle, hasznosabbnál hasznosabb berendezések, járművek feltalálásához. Régebben még, és sajnos sok esetben még ma is, az egyre növekvő energiaigényt a fosszilis energiahordozók kitermelése biztosította. Sajnos mára már az emberiség rájött, hogy ezeknek a tartalékai nem kimeríthetetlenek és a kitermelésük is egyre költségesebbé válik, arról nem is beszélve, hogy növekvő felhasználásuk hátrányokat is hozott. A környezetünk alig kétszáz év fosszilis energiaforrásokra való támaszkodás után már mutatja azokat a jeleket, amelyek alig pár évszázad múlva roppant károsak és veszélyesek lehetnek az emberiségre nézve.

Talán pontosan ezen ok miatt válik egyre sürgetőbbé az olyan berendezések feltalálása, alkalmazása és térnyerése, amelyek mindenképp segíthetnek megoldani az energiakérdést és emellett segítik a természet zöld jellegének a megtartását. Abszolút nem vitás, hogy amíg az atomenergia felhasználásának tökéletes biztonságát nem sikerül megoldani, addig a növekvő áramigény előállítása főként csak fosszilis energiahordozókkal, szénnel, olajjal, gázzal történhet. Azonban az energia felét olyan célra hasznosítjuk, ahol nem szükséges az extrém magas hőmérséklet. Ilyen a fűtés, vízmelegítés, sok vegyi folyamat. Ezeket már bevált alacsony hőfokú energiát előállító készülékekkel meg lehet oldani. A Nap, a földhő az emberiség energia-igényének többszörösét ajándékozza. Több ilyen forog a köztudatban: vízi, szél és ár-apály erőművek, fatüzelés, napenergia, biogáz, biodízel. Ezek között kiemelkedő helyet foglal el a hőszivattyú. A fejlett országokban óriási kultúrája van a hőszivattyús hőtermelésnek, pl. a nálunk hidegebb klímájú Svájcban 2000-ben 53000 hőszivattyú 1000 MW teljesítménnyel működött. Nálunk viszont hiányzik a tájékoztatás ennek a fűtőgépnek az előnyeiről.

Ezen tulajdonságok miatt mindenképp érdemes megismerkedni a hőszivattyúkkal, és leginkább a két legismertebb fajtával, a levegő és geotermikus hőszivattyú modellekkel. Először is nem árt tisztázni, hogy mit is jelent egy ilyen eszköz. Nos, a ez a berendezés nem különbözik egy háztartási hűtőszekrénytől. A hűtőszekrény a belehelyezett ételt lehűti, vagyis kivonja a hőtartalmát, és azt a hátán vagy alján lévő hőcserélő segítségével kisugározza a környezetbe. A hőszivattyú ugyanezzel a szerkezettel ezt fordítva csinálja. A környezetet hűti le, a kinyert energiával pedig fűteni, melegíteni lehet.

A hőszivattyú elméletét 1780 körül Carnot dolgozta ki a Carnot-körfolyamat megfordíthatóságával. Míg a hőből munkát csak veszteségek árán lehet termelni (ebből ered a másodfokú perpetuum mobile kizárása), addig a munka hővé könnyen, veszteségek nélkül alakítható. Csak megfelelő technika kell hozzá. Temérdek típusú vásárolható meg manapság, és talán nem hibás az a kijelentés, hogy a levegő és geotermikus az, amelyik a leginkább elterjedtebbnek mondható.

Nem csak Európa temérdek nyugati országában és a többi fejlett kontinens államában bizonyul közkedveltnek a levegő hőszivattyú, hanem Magyarországon is. Számtalan teszt, kutatás és felhasználó is rámutatott már arra, hogy a levegő hőszivattyúval történő lakásfűtés gazdaságossága igenis biztosított, ugyanis a speciális hőszivattyús áramtarifa alkalmazásával akár -15 fokos külső hőmérsékletnél is alacsonyabb költségek jönnek ki, mint gázfűtés esetén. A hőszivattyú optimális méretezésénél viszont kicsit másképpen kell gondolkozni, mint egy hagyományos kazánnál. Annak érdekében, hogy minden remekül működjön, több éven keresztül, nagy hangsúlyt kell fektetni a méretezésre. A siker érdekében a felhasználó és a tervező közösen kell részt vegyen. Ez azért van, mert nem létezik ugyanis egyetlen, jól kiszámolható, optimális méretezés, hanem közösen kell keresni a felhasználó számára elfogadható kompromisszumot.

Nem szabad megfeledkezni az elsődleges számításokról sem, amik megadják, hogy mire is lehet számítani. Ha egy adott épület fűtéséhez elengedhetetlen teljesítmény a külső hőmérséklet függvényében lesz ábrázolva, akkor nagyjából egy ferde vonal lesz az eredmény. Ez azt jelenti, hogy a hőmérséklet csökkenésével a fűtési igény növekszik. Ha ugyanezen a grafikonon a hőszivattyú teljesítménye kerül ábrázolásra a a külső hőmérséklet függvényében, akkor egy ellentétesen lejtő vonal lesz a végeredmény, ami arra utal, hogy a hőmérséklet csökkenésével a hőszivattyú leadott teljesítménye is csökken. Ahol a két egyenes metszi egymást, ott van a hőszivattyús fűtés határa, annál alacsonyabb hőmérsékleten már a készülék nem képes az épület hőigényét fedezni.

A levegő hőszivattyú legfőbb előnyei közé sorolható a tény, hogy -14 °C-os külső hőmérsékleten is önállóan képes fedezni az épület hőigényét. Természetesen tudni kell, hogy Magyarországon az épp ennyire alacsony hőmérséklet nagyon ritka. Épp ezért is állítják a szakemberek, hogy az ennél enyhébb időszakokban a nagy teljesítményű hőszivattyú meglehetősen túlméretezett. Akár 2-300 ezer forinttal is többe kerül, mint egy kisebb teljesítményű, ráadásul a folyamatos leszabályozás, ki-be kapcsolgatás rontja a hatásfokát és rövidíti az élettartamát. Milyen fajtát érdemes hát venni? A választásnál rengeteg mindent figyelembe kell venni. A mérlegelendő szempont tehát az, hogy egy évben milyen hosszú az az időszak, amikor kiegészítő fűtésre van szükség a hőszivattyú mellett, illetve milyen energiaforrásokból lehet garantálni a ezt a hőigényt. A tapasztalatok szerint a szélsőségesen hideg időszak valóban nem több néhány hétnél, emiatt nem biztos, hogy indokolt a kétszer nagyobb teljesítményű hőszivattyú beépítése. Különösen akkor nem, ha kiegészítő fűtési lehetőség rendelkezésre áll, mert a régi gázkazán még adva van, vagy cserépkályha, kandalló van az épületben, ami,ha némi kényelmetlenséget jelent is ugyan, bevethető a szükséges időszakokban. Sőt, ha sem gáz, sem fatüzelési lehetőség nincs, akkor szóba jöhet az elektromos kiegészítő fűtés is, ami ugyan önmagában nem tudna versenyképes lenni, de éves viszonylatban már elviselhető többletköltséget jelent csak.

Ezen kívül nem lehet megfeledkezni a geotermikus hőszivattyúról sem. Ez is, akárcsak a levegő típus, olyan fűtési/hűtési rendszer, amely a talajból vesz fel vagy a talajba bocsát ki hőt. Ez nyilván függ a beállítástól is. A hőszivattyú télen a hőforrásként használt talajból vonja el a hőt és adja le az épület felé, miközben nyomásváltoztatással magasabb hőmérsékletté alakítja. Nyáron éppen fordítva működik, tehát a ház belsejéből vonja el a hőt, majd adja le a talaj felé. A geotermikus hőszivattyú rendszer gyakorlatilag a talaj állandó hőmérsékletét használja ki annak érdekében, hogy csökkentse a hűtés és a fűtés működési költségeit és hogy növelje ezek hatékonyságát. A még nagyobb hatékonyság érdekében a geotermikus hőszivattyú kombinálható napkollektoros rendszerekkel.


Forrás:alternativenergia.hu
Tovább a cikkre »