Sokat írtam már a hagyományos fűtési módszerekről, a gázkazánok új, környezetbarátabb és hatékonyabb kondenzációs megoldásairól, és elterjedt alternatíváiról. A következő néhány bejegyzésben egy még kevésbé elterjedt, de igen hatékony és valóban zöld megoldást, a hőszivattyú működését és felhasználási területeit igyekszem bemutatni.

A hőszivattyú működési elve

Bár kísérleti fázisban ma már többféle működési elvű hőszivattyú is létezik, a piacon jelenleg használhatóak döntő többsége kompressziós elven működik, és elektromos vagy gázmotor hajtja. Minden hőszivattyú lényegében ugyanazt a célt szolgálja: a környezetből hőt nyer ki, azt magasabb hőfokra emeli, és így lehetővé teszi épületek fűtését vagy meleg víz előállítását. No de hogyan tudjuk a lakás melegítésére felhasználni mondjuk a kinti mínusz tíz fokos levegő vagy a hótakaró alatt lévő talaj energiáját?

Először is ki kell azt nyerni valahogyan. Azt tudjuk, hogy a melegebb közeg átadja hőenergiáját a hidegebbnek, gondoljunk csak a csészébe töltött teára, amely a szoba levegőjének és persze a csészének is ad át hőenergiájából. Ahhoz viszont, hogy egy lakást felfűtsünk, 60-70 celsius fokos vízet kell keringetnünk a fűtőtestekben. A cél tehát, hogy először nyerjünk egy kis hőt a külső környezetből, azt a hőt beszállítsuk a házba, és ott megemeljük a hőfokát. A hőszivattyús rendszerek ezt több lépésben teszik meg.

1. hő elnyelés
A külső környezetből - legyen az akár a talaj, víz vagy levegő - úgy tudunk hőt kivonni, ha a rendszerünkbe egy nála is hidegebb anyagot keringetünk, hiszen akkor ennek a hideg anyagnak fogja a környezet átadni a hőenergia egy részét. Ezeket az igen alacsony hőmérsékletű anyagokat hívják hűtőközegnek, és általában többféle gáz keverékéből állítják elő nagy nyomáson, kompresszorral. A nyomás hatására a gázok folyadék formában indulnak el a rendszerben, majd a külső hő felvételekor gázzá alakulnak, vagyis párolognak, és ennek köszönhetően további hőt vonnak el környezetükből. A párolgás hőelvonó hatását egyébként mindannyian ismerjük a vizes borogatásnak köszönhetően.

2. a hő elszállítása
Az első lépésben kinyert hőt most vissza kell szállítani az épületbe. Itt jön a rendszer működtetéséhez szükséges szivattyú, amiről az egész rendszer a nevét kapta. Ennek működtetéséhez természetesen energia kell, akár elektromos, akár gáz meghajtású az a szivattyú. Ha ez a szivattyú ideális hatásfokkal működik, azaz sokkal kevesebb energiát használ fel, mint amennyit az egész rendszer egyébként előállít, akkor elégedettek lehetünk, hiszen hatékony rendszerünk van, megéri működtetni.

3. a hő leadása
Amikor a rendszer a külső környezetből felvett hőt leadja, az első lépésben használt párologtatáshoz hasonló trükköt vetünk be, hogy megemeljük a hűtőközeg hőmérsékletét. Itt jön a képbe a kompresszor, amely hirtelen összenyomja a kívülről beáramló gázt, ami a fizika törvényeinek engedelmeskedve hirtelen felmelegszik. Az így már igen magas hőmérsékletűvé vált gázkeverék hőjét egy beltéri hőcserélő egységgel kivonjuk, és átadjuk a radiátorokban keringő víznek. A hő elvétele közben a rendszerben lévő gázkeverék lecsapódik, vagyis ismét folyékony halmazállapotú lesz, és már mehet is vissza a külső hőcserélő felé, hogy ismét feltöltődjön a környezet energiájával.

Most, hogy már értjük a rendszer működési elvét, ideje elgondolkoznunk azon, hogy segíthet-e nekünk a meleg víz előállításában vagy a ház fűtésében egy hőszivattyú! Egy később blogbejegyzésben azt is segítek eldönteni, hogy milyen típusú szivattyút érdemes választanunk.