főoldal zéró energia ház megújuló energiaforrások környezettudatos élet megújuló energiák hasznosítása fórum, cikkek
Megújuló geotermikus energia
A nap melege, amely a földkéregben raktározódik el, a geotermikus hőszivattyúk számára kimeríthetetlen energiaforrást jelent. Az évszakok megszokott körforgása folyamán ez az energia a hidegebb évszakokban folyamatosan csökken, a melegebb évszakokban folyamatosan növekszik, de a hőszivattyúk zavartalan működéséhez elegendő a téli időszakban található hőmennyiség. Minden egyes épület alatt elegendő elraktározott energia van, amely több, mint amennyi el tudja látni a fűtési/hűtési szükségleteket. Nekünk annyit kell tennünk, hogy kivonjuk ezt az energiát, hiszen a geotermikus hőszivattyút éppen erre tervezték. Az US Energiaügyi Minisztériuma által nemrégiben készített tanulmányban, az újgenerációs geotermikus hőszivattyúk minden más fűtési/hűtési rendszer elé kerültek a tekintetben, ahogy képesek az energiát konzerválni és csökkenteni a széndioxid kibocsátást.
A hőszivattyúról általában
A hőszivattyú egy olyan gépi berendezés, amely az alacsonyabb hőfokszintről külső energia bevezetésével a magasabb hőfokszintre hőt szállít.
A hőszivattyú az elvi működés és hőtani folyamat szempontjából egyenlő a gáznemű közvetítő közeggel üzemelő hűtőgéppel, hiszen az gáz segítségével hűti le a levegőt. Azonban a hőszivattyú képes hűteni és fűteni egyaránt, azaz a télen a fűtést, nyáron pedig a klímatizált hűtést is megoldhatjuk ezen szerkezet segítségével, azaz rendeltetésében is eltér egy hűtőgéptől. A hőszivattyú abban is különbözik egy átlagos hűtőszekrénytől, hogy a használatával elérhető alsó és felső hőfokszint eltolódik a magasabb hőmérsékletek irányába.
Hőszivattyúnál az alsó hőfokszint a hőforrás, mely lehet folyóvíz, környezeti levegő, hulladékhő, napenergia, vagy geotermikus energia. A hűtőgépeknél az alsó hőforrás a hűtőszekrény.
Az alacsony hőfokszinten párolgó folyadékok, illetve ezen nedves gőz elegyei kiválóan alkalmasak hűtőközegnek, mivel a hőfelvétel és hőleadás közben a hőmérsékletük állandó marad, csak halmazállapotuk változik meg.
Mindemellett természetesen az év mind a négy évszakában meleg víz is előállítható vele. A hőszivattyúk elterjedése az utóbbi években felgyorsult, főképp a hazánknál fejlettebb országokban, mint például Svédország, Norvégia, Dánia vagy éppen Németország. Ezen államokban olyan konstrukciókat fejlesztettek ki, amelyek segítségével az energiatermelés az ipar, a mezőgazdaság és a családi otthonok részére egyaránt hasznosítható, mindemellett a berendezések az épületekben, és azokon kívül is elhelyezhetők. Működésük halk, méreteik nagyjából a hazánkban kapható 150 literes hengerűrtartalmú bojlerek méreteivel megegyezőek, de természetesen léteznek ezeknél nagyobb berendezések, valamint komplett rendszerek is. Várható üzembiztos élettartamuk nagyságrendileg 28-30 évre tehető.
A hőszivattyú típusainak működési elve
Hőszivattyúk típusai
Talaj
Kétféle típusú hőszivattyúrendszer segítségével nyerhető ki a földkéreg belső hője, melyek a talajkollektoros, valamint a talajszondás rendszer.
A talajkollektoros rendszer esetén több száz méter hosszú speciális PVC köpennyel ellátott rézcsöveket, vagy polietilén csöveket fektetnek le 1-
Talajkollektoros rendszer
A talajszondás rendszer alkalmazásakor 50-200 méter hosszú, nagyjából
Léteznek olyan szondák is, melyeket számottevően mélyebbre, 1-2 kilométer mélyre helyeznek. Ezen szondák esetében már nem a talajrétegben közvetlenül eltárolt napenergia használják fel fűtésre, vagy éppen hűtésre, hanem a Föld belső hőjét, melyet geotermikus energiának nevezünk. A Föld középpontjától a felszín felé haladva egyre csökken a Föld magjában lejátszódó reakciók száma, valamint ezáltal a hőfok is, azaz minél mélyebbre fúrunk, annál melegebb hőmérsékletet tapasztalunk, mely nagyobb hőfokot felhasználva még több energiát nyerhetünk, akár ipari mértékű felhasználásra is.
Talajszondás rendszer
A szonda helyes behelyezése távtartókkal
A távtartó
A távtartó szerepe
Talajvíz
Az első lépés a talajvíz kútjának kifúrása, majd az így kapott nyílásba egy merülő szivattyú segítségével a talajvíz felszínre hozható víz hőjének kinyerése. Ezután a vizet vagy valamilyen felszíni vízbe, például patakba, folyóba, vagy tóba kell engedni, vagy a csöveken keresztül a földbe, esetleg egy másik kútba visszavezetni. A talajvíz állandó hőmérséklete 7 és 12°C közötti, ennélfogva ideális hőforrásnak tekinthető, valamint hővezető-képessége is kiváló.
Ez a típusú hőszivattyú csak olyan helyeken alkalmazható, ahol lehetséges kút fúrása, például családi házas övezetekben, vagy egy kertes háznál. Ezen hőszivattyús rendszer megtérülési ideje a legrövidebb, megfelelő tervezés esetén akár 1-2 év alatt is megtérülhet a beruházás.
Levegő
A külső levegőt ventilátorok szívják be a rendszerbe, amit a hőszivattyú hűt le. Nagy hátránya azonban, hogy a már említett külső levegő hőmérséklete nem állandó, hiszen nyáron melegebb, télen pedig hűvösebb a légkör, ezáltal ugyanolyan belső hőmérséklet eléréséhez az egyes évszakokban több, míg másokban kevesebb energia szükséges. A ventillátorok működése által okozott zaj is problémát jelenthet, azonban már a ház minimális szigeteltsége esetén a kint elhelyezett ventillátorok hangját szinte nem is lehet hallani, valamint léteznek olyan berendezések is, melyeknél nem szükséges a ventillátrok használata.
Masszív abszorber (beton építmény)
Beton-, vagy téglafalakban, esetleg betonlemezekben jelentős nyomásbírású műanyag csőkígyókat helyeznek el, melyekben speciális folyadék áramlik. Külön ezen felhasználás céljából építenek szoborszerű elemeket, támfalakat, speciális betonfelületeket is. A működés elve nagyban hasonló a fentebb említett talajkollektoréhoz. A beton jól vezeti a hőt, mindemellett tömege alkalmas a hő rövidebb tárolására. Ezek mellett segíti a levegő, a talaj, sőt, még az esővíz hőjének átvételét is, amellett a napsugárzást akár közvetlenül is tudja hasznosítani.
Biogáz, Hulladékhő
Számításba jöhet hőforrásként még a biogáz, melyet főként gazdaságokban trágyából és takarmánynövények szárából is előállíthatunk, valamint a szennyvíz, és az elhasznált termálvíz. Előbbit elég kevés gazdaság használja ma Magyarországon, azonban nagyobb gazdaságok üzemeltetése sokkal gazdaságosabb is lehet segítségével. Ellenben jeles magyarországi példa a két utóbbira a Szekszárdon található húskombinát, ahol hőforrásként a 21-22°C-os szennyvizet használják, vagy éppen a harkányi gyógyfürdő, melynek hőszivattyúk segítségével használják fel elfolyó meleg vízét.
A hőszivattyú alkalmazási területei
A hőszivattyú három fő alkalmazási területe a fűtés, a hűtés, valamint a melegvíz készítés.
Fűtés
A különböző hőforrásokból (levegő, víz, talaj) elvont hővel a hőszivattyú általában egy zárt körben keringetett folyékony alapú fűtőközeget melegít fel. Igazán gazdaságosnak az alacsony hőmérsékletű fűtési módokat nevezhetjük ilyen rendszerű fűtés mellett, mert ugyanúgy, ahogyan a napkollektoroknál, minél kisebb a fűtéshez előremenő hőmérséklet, annál nagyobb a rendszer hőszivattyú hatékonysága, azaz annál kevesebb energiát használ. Mindenképpen a nagy hőleadó felülettel rendelkező fűtési rendszerek tekinthetők gazdaságosnak, ahol már 30-35 °C körüli hőmérséklet is elegendő. Ilyen, hazánkban is egyre elterjedtebb rendszer például a padló-, és a falfűtés, vagy a még kevésbé elterjedt mennyezetfűtés.
A fűtési rendszereken belül megkülönböztetjük a monovalens, és a bivalens rendszereket. A kettő között a különbség abból adódik, hogy míg a monovalens rendszerben a hőszivattyú képes a ház teljes fűtési energiaszükségletét biztosítani, addig a bivalens rendszerű fűtésnél kell a hőszivattyú mellé valamilyen kiegészítő fűtési berendezés, mint például egy napkollektoros rendszer, vagy egy bármilyen tüzelésű kazán.
Hűtés
A hűtési rendszer működési elve éppen fordítottja a fent említett folyamatnak, itt ugyanis a hőforrásként használt közeg veszi át a helyiségekből elvont hőt, majd lehűtve azt áramoltatja vissza.
Melegvíz-készítés
A hőszivattyús rendszer használati melegvíz készítésére is kiválóan alkalmas, azonban az ily módon elérhető maximális vízhőmérséklet felső határ általában körülbelül 60 °C, amely hőmérsékletnél nagyobb vízhőfokra háztartásokban nincs is szükség, csupán ipari alkalmazások esetén.
Előnyei
A különböző hőszivattyús rendszerek tökéletesen alkalmasak olyan épületek fűtésére, hűtésére, melegvíz ellátására, amelyekben környezeti adottságaiknál fogva nincs bevezetve a vezetékes földgáz.
Az évszakok változásától függetlenül az év teljes hosszában képesek közvetett módon felhasználni a Nap energiáját, hiszen a rendszer működését a pillanatnyi napsugárzás erőssége nem befolyásolja, ugyanis a hőszivattyú a környezetben eltárolt energiát hasznosítja, mely akár alacsony hőmérsékletű hőforrásból is származhat.
Abban az esetben, amikor fűtést, a melegvíz ellátását és a hűtést is kizárólag, teljes egészében hőszivattyús rendszer végzi, a helyszínen semmilyen szintű károsanyag-kibocsátás nem történik, hiszen a berendezés csupán hideg, illetve meleg levegőt enged vissza légtérbe, talajvizes rendszer esetén pedig talajvizet enged vissza a talajba.
Számokkal kimutatva a következő történik: 25% egyéb energia(áram, gáz, stb.) befektetéssel megtermelhető a lakásunk fűtéséhez, hűtéséhez, valamint melegvíz ellátásához szükséges energia 100%-a. Azaz az energiafelhasználásunk 3/4-ét ingyenesen, a környezetből nyerhetjük a szerkezet segítségével, valamint a klimatizálásra sem kell költenünk már, hiszen a berendezés a forró nyári napokon is kellemesen hűvös klímát varázsol otthonunkba, ráadásul környezetbarát módón.
A hőszivattyú telepítésének, üzemeltetésének gazdaságossági kérdése:
A hőszivattyú ára:
Egy hőszivattyús rendszer árát meglehetősen sok tényező befolyásolja.
A készülék ára függ attól, hogy talajhőt, a levegő hőjét, vagy a talajvíz hőjét szeretnénk fűtésre használni.
A telepítés költségét befolyásolják továbbá a ház területi, földrajzi adottságai.
A költségek valójában minden egyes telepítés, és így minden egyes háznál, lakásnál más összetevőkből és különböző összegekből állnak. Amennyiben kérdése lenne ezzel kapcsolatban, forduljon hozzánk bizalommal, segítünk rá válaszokat adni, és a konkrét feladatokra esetleges megoldásokat találni.
Megtérülési idő:
Tapasztalataink szerint már meglévő épületnél, működő fűtési rendszer átalakításával a beruházás megtérülésének ideje 5 és 7 év közé tehető.
Abban az esetben, amikor egy új épület megtervezési fázisánál vagyunk, és a lakást, vagy házat nem kívánjuk hűteni, csupán fűteni, a megtérülési mutató, a 2008-as eddigi gázárak figyelembevételével egyes rendszereknél 1-2, más rendszereknél 3 és 5 év közé tehető. Például egy 150-160 m2-es lakásnál 2-3 millió forintnyi plusz beruházási költséget jelentenek azok a berendezések, illetve rendszerek, melyek az alternatív energiákat hasznosítják. 160 m2 fölött viszont már csak fűtés esetén is 3 év körüli a megtérülés ideje, utána pedig már pénzt is termel a beruházás.
Ellenben olyan épületeknél, ahol a fűtési és hűtési igényeket is korszerű, nap-, valamint földenergiát egyaránt hasznosító berendezésekkel kívánjuk kielégíteni, az eltérés mértéke viszonylag csekélynek mondható.
Számoljuk ki, hogy ha most épülő házunkba, vagy lakásunkba például egy gáz üzemű kazánt, és egy légkondicionáló rendszert szeretnénk telepíteni, az mennyibe is kerülne. Igaz, hogy egy gázkazán 300 ezer forint, azonban a következő, hozzá tartozó közvetett költségek is minket, fogyasztókat terhelnek: a gáz bekötésének díja, árokásás díja, gázcső ára, gázóra ára, kémény, kémény engedélyének, valamint tervezésének díja, kéményseprő költségek, gázszolgáltató járulékos költségei, stb., és mindezekhez adjuk hozzá a választott légkondicionáló klímaberendezés árát, beszerelési költségét, valamint működési költségeit.
Ha ezeket a költségeket összeszámolják, 2 és 3 millió forint közötti összegeket kapunk annak függvényében, hogy milyen berendezéseket vásárolunk, és milyen hozzájuk kapcsolódó szolgáltatásokat veszünk igénybe. Természetesen még mindehhez hozzájárul a melegvíz készítéshez szükséges bojler, valamint ennek járulékos költségei, és így könnyen belátható, hogy ha fűteni és hűteni, valamint melegvizet előállítani is hőszivattyúval szeretnénk, akkor ez beruházáskori értéken csupán 200-300 ezer forinttal kerül többe, ami viszont akár 1 évnél rövidebb időn belül is megtérülhet.
Állami támogatás
Magyarországon
A lakossági megújuló energiafelhasználás növeléséhez pályázat útján nyerhető összeg mértéke a következőképpen alakul:
A vissza nem térítendő támogatás a teljes beruházás 15%-a lehet, de maximum lakásonként 265 000 forint. A támogatást különféle konstrukciójú hitelekkel is megtámogathatjuk, ezek azonban már kamattartalommal együtt visszafizetendőek.
Külföldön
Hazánkkal szemben külföldön, jórészt Nyugat-Európában és a skandináv államokban a vissza nem térítendő támogatás mértéke eléri az 50%-ot. Ezt az állam ott kedvező kamatozású hitelekkel is támogatja, valamint az áramszolgáltatók is kedvezményesebb díjszabással dolgoznak, mindemellett fizetnek az állampolgároknak a saját háztartásuk által megtermelt többletáram rendszerbe történő visszacsatolásáért.
Jövője
Magyarország megfelelő természeti adottsággal, valamint jelentős geotermikus energiával rendelkezik ahhoz, hogy a hőszivattyúkat gazdaságosan lehessen üzemeltetni. Éppen ezért több szempontból jó kiugrási lehetőség lenne hazánk számára a hőszivattyús rendszerekre való áttérés. Egyrészt az ipar is hasznosíthatná, így hazánk ipari termelése is gazdaságosabb lehetne, másrészt fokozatosan csökkenthetnénk a külföldi energiaimportot, így nem lennénk többé kiszolgáltatott helyzetben, azaz részben függetlenedhetnénk.
A hőszivattyú egyik fontos előnye, hogy csökkenti a szén-dioxid kibocsátást, és ha nem növeljük tovább a CO2 lesz a kibocsátást, azzal bizonyos mértékben csökkenthetnénk hazánk légszennyezettségét.
Ily módon a lakókörnyezetünk, és a Föld szennyezettségének mérséklésével javulhat közvetlen és közvett környezetünk életminősége is.
A hőszivattyú nem csupán újonnan épülő házak, lakások esetén jelenthet kedvező megoldást, hiszen a legtöbb meglévő fűtési rendszerre is csatlakoztatható.
vissza az oldal tetejére