A hőszivattyú egyszerűen megfogalmazva olyan berendezés, mely arra szolgál, hogy az alacsonyabb hőmérsékletű környezetből hőt vonjon ki és azt magasabb hőmérsékletű helyre szállítsa.

A hőszivattyú a nap tárolt hőjét hasznosítja

Teljesen mindegy, hogy a hőszivattyú honnan nyeri az energiát, levegőből, vízből, talajból, mégis mindig a nap tárolt hőjéről van szó. A hőszivattyú ebből a tárolt hőből nyer energiát. A nap állandóan gondoskodik a megfelelő energia utántöltéséről, aminek kimerülése több milliárd évre tehető.

A hőszivattyú mára a jelen alapvető fűtési rendszere

Európa számos országában, elsősorban Svájcban az új építkezések esetén a hőszivattyúk alkalmazása meghaladja a 40%-ot éves átlagban. Az igazán környezettudatos régiókban akár a 80%-os arányt is eléri a hőszivattyút telepítők aránya. A hőszivattyúk alkalmazása nélkülözhetetlen az iparban a járművek, épületek hűtésében, fűtésében és használati melegvíz előállításában egyaránt.

Minden háztartásban használnak hőszivattyút

Szinte minden háztartásban használnak hőszivattyút csak sokan nem tudják, hogy mi az. A hőszivattyú szó hallatán a legtöbben arra gondolnak, hogy a földbe mélyen le kell fúrni vagy csöveket fektetni, természetesen van ilyen megoldás is. De ez nem olyan bonyolult dolog, mert a legegyszerűbb hőszivattyú az a háztartási hűtő szekrény, és az alapvető működésében a legkomolyabb hőszivattyú sem tér el.

A kompresszoros hűtők, hőszivattyúk fő alkotó elemei:

• kompresszor (hermetikusan zárt villany kompresszor)
• elpárologtató (ez a hűtőszekrény belsejében található hűtőborda)
• kondenzátor (ez a hűtőszekrény hátulján található fekete rács)
• fojtószelep (nagyon vékony átmérőjű kapilláris cső vagy adagoló szelep, ami lehet mechanikus vagy elektromechanikus)

Minden hőszivattyú, klíma, hűtőszekrény és minden hűtésre vagy fűtésre alkalmazható készülék, kivéve az abszorpciós elven működő készülékeket a fent említett főbb alkotó elemekből áll.

Hűtő, klíma vagy hőszivattyú?

A kompresszoros hűtést attól függően, hogy a benne áramló (hűtő-fűtő gáz) közeg milyen irányban áramlik, vagyis az alkalmazást hűtésre vagy fűtésre használjuk, nevezzük hűtőnek vagy hőszivattyúnak. Lényegében alapvetően minden kompresszoros hűtő berendezés egy hőszivattyú, csak a hő áramlási iránya adja meg a nevét a készüléknek.

Levegő-víz hőszivattyúk, más néven hőszivattyús kazán

A levegő-víz hőszivattyúk a legelterjedtebb berendezések a levegő-levegő hőszivattyúk után. A levegő-víz hőszivattyúk a hőt a külső levegőből nyerik és a meleget pedig víznek adják át.

A levegő-víz hőszivattyúknak két fő csoportja van: az egyik a monoblokk a másik a split osztott megoldás. A monoblokk hőszivattyúknak nincs külön kültéri és beltéri egysége, ezek kompakt egybeépített egységek.

Split levegő-víz hőszivattyúk

A split levegő-víz hőszivattyú működésüket tekintve megegyeznek a split levegő-levegő hőszivattyúkkal. A legfőbb különbség a beltéri egység kialakításában van, mert a levegő-víz hőszivattyú nem a levegőt fűti, hanem egy hőcserélőn keresztül a vizet. A beszerelésük is hasonló, mint a hőszivattyús klímáknak.

A levegő víz hőszivattyúk kültéri egysége nagyon hasonlít a split klímaberendezésekre, sok esetben teljesen azonos, csak a vezérlés némileg módosul, valamint ki van egészítve néhány olyan alkatrésszel, ami lehetővé teszi a stabil állandó fűtést.

A levegő-víz hőszivattyúk beltéri egysége úgy néz ki, mint egy fali kazán, talán innen ered a hőszivattyús kazán elnevezés. A beltéri egységben található a gáz-víz hőcserélő, ami nem közvetlenül a levegőt melegíti, mint a split klíma, hanem a megtermelt hőenergiát a víznek adja át. A felmelegített vagy adott esetben lehűtött vizet a készülékbe épített szivattyú szállítja el a hőleadó felületekhez.

A hőszivattyú beltéri egységéből kilépő vizet gyakorlatilag bármilyen fűtési rendszerre rá lehet kötni, sőt használati meleg vizet is elő lehet állítani vele. A készülék viszont annál hatékonyabb, minél alacsonyabb a belőle kilépő víz hőmérséklete. A gyártók a készülékek névleges fűtési teljesítményét 35 fokos előre menő víz esetén határozzák meg. Tehát a hőszivattyúk gazdaságosságát és energia felhasználását nagymértékben befolyásolja a rákapcsolt fűtési hálózat kialakítása.

A hőszivattyúk főként alacsony hőmérsékletű felületfűtési rendszerek (padló, fal , mennyezetfűtés) esetén nagyon gazdaságosak. Radiátorok hőtermelőjeként is alkalmazhatóak, de fontos itt is a minél alacsonyabb előremenő hőmérséklet elérése. Ezt emelt felületű túlméretezett radiátorokkal el lehet érni, vagy megoldást nyújthatnak a ventilátorral ellátott úgynevezett fan-coil berendezések alkalmazása is.

Levegő- víz hőszivattyú előnyök:

• gyorsan és egyszerűen telepíthető
• nem igényel költséges földmunkát, fúrást, kutat stb.
• egyszerű karbantartás
• viszonylag olcsó bekerülési és kivitelezési költség a víz-víz geotermikus hőszivattyúkkal szemben
• egy készülékkel megoldható a fűtés-hűtés, HMV termelés

Monoblokk levegő-víz hőszivattyúk

A monoblokk levegő-víz hőszivattyúk kompakt berendezések, telepítésük gyors és egyszerű, nem igényel gázköri szerelési munkát, vagyis nincs szükség klíma-hűtőgép szerelő szakemberre. A készüléket a fűtési hálózathoz lehet csatlakoztatni beállítás után akár használható is.

De sajnos, ami a monoblokk hőszivattyúk előnye, az a hátránya is.

Mivel a készülék vízköri része is a szabadban van, ezért nagy a kockázata a fagyás veszélynek, ezért mindenképpen fagyállóval kell feltölteni a monoblokk hőszivattyús rendszereket. A fagyálló jelenti a legnagyobb problémát, mivel a fagyállónak nagyobb a sűrűsége és rosszabb a hőátadó képessége, mint a víznek. További problémát jelent, hogy a fűtési hálózatról le kell választani a fagyállós primer oldalt, ami egy plusz hőcserélő beépítését igényeli. A leválasztás miatt további vízköri elemek beépítése szükséges, plusz szivattyú, tágulási és puffer tartály stb. A fagyállónak és a kiegészítő hőcserélőnek köszönhetően a rendszer hatásfoka minimum 10-15%-ot romlik és sajnos a sok kiegészítő miatt az ára is megközelíti vagy akár meg is haladja a split hőszivattyúk árát.

Víz-víz hőszivattyúk, geotermikus fűtés, talajszondás hőszivattyú és még számtalan kialakítás és megnevezés.

A víz-víz hőszivattyúk szinte mindenből képesek energiát szivattyúzni. Az elnevezés onnan adódik, hogy a hőszivattyú mindkét oldalán a hűtő és fűtő, vagyis a primer és szekunder oldalon is víz szállítja a hőt, tehát a víz a közvetítő közeg.

Víz-víz hőszivattyúk hőforrások szerint

Alapvetően két fő csoport létezik vízkivétel nélküli és vízkivétellel működő hőszivattyúk.

Vízkivétel nélküli hőszivattyúk

A hő kinyerése a földből, felszíni vízből, egyéb közegekből rendszerint fagyálló folyadékkal feltöltött zárt csőrendszerben történik.

• talaj kollektor (horizontális, vízszintes kialakítás)
• függőleges  (vertikális föld hő szondák)
• energia cölöp
• talajvíz
• energia kosár
• élővízbe (tóba, folyómederbe) fektetett csőrendszer
• masszív abszorber (nagy tömegű elsősorban betonba ágyazott csövek)

Nyitott vízkivétellel járó hőszivattyús rendszerek

• termelő és nyelő kutak alkalmazása
• felszíni vizek alkalmazása
• termálvíz, folyó vizek, egyéb hulladék vizek alkalmazása

Víz-víz hőszivattyúk alkalmazása

A víz-víz hőszivattyúk alkalmazásával sok esetben nagyobb hő nyereséget, ezáltal magasabb hatékonyságot COP-t lehet elérni. Ezeknek a megoldásoknak viszont kialakítási szempontból vannak korlátai, előkészítésük gondos tervezést igényel, valamint a legtöbb esetben engedélyköteles a megvalósításuk. Ezek a megoldások kivitelezési szempontból igen költségesek, bár az üzemeltetésük valamivel olcsóbb, mint a levegő-víz hőszivattyúknak. Mivel a kiépítés lényegesen többe kerül, ezért a befektetett összeg nem biztos, hogy valaha is megtérül, nem beszélve a kiegészítő szivattyúk fogyasztásáról, és azok, valamint az egész rendszer karbantartásáról. Természetesen vannak olyan helyek és épületméretek, ahol hosszú távon nyereségesebb lehet az üzemeltetésük a levegő-víz hőszivattyúkkal szemben. Abban az esetben viszont, ahol használati meleg vizet is elő kell állítani, a víz-víz hőszivattyúk alkalmazása rosszabb a levegős társaiknak, mivel az év nagy részében melegebb a levegő, mint a talaj vagy kutak hőmérséklete. Előnyük viszont a passzív hűtés megvalósításának lehetősége.

Levegő-víz vagy geotermikus hőszivattyú?

Az interneten rengeteg oldal foglalkozik a különböző hőszivattyúk alkalmazásának lehetőségével, azok hatékonyságával, előnyeivel, hátrányaival.  Különböző számításokat lehet találni a COP értékek alakulásáról, a fogyasztásról, a kivitelezési költségekről és mindezek összehasonlításáról. Minden forgalmazó a saját termékét dicséri, de sajnos senki sem veszi figyelembe, hogy szinte nincs két egyforma épület,  főleg nincs két egyforma megrendelő, felhasználó sem. Egy adott épületbe, ami látszólag ugyanúgy néz ki, méreteiben, kialakításában megegyezik, de földrajzilag teljesen máshol helyezkedik el, nem biztos, hogy ugyanolyan hőszivattyú kell. Sőt, még azt is meg merném kockáztatni, hogy bár teljesen egyforma épületről beszélünk, de nem biztos, hogy egyforma teljesítményű hőszivattyú kell a fűtésére. Egy tó vagy folyó közvetlen közelében valószínű, hogy egy víz-víz hőszivattyú jobb megoldás, mint egy levegő-víz. De például egy városi környezetben, főleg ahol nincs arra alkalmas terület és nincsenek meg az adottságok, ott kizárt egy víz-víz hőszivattyú telepítése.

Mindenkinek más az igénye!

Emberi oldalról megközelítve az egyes ingatlan tulajdonosok igényei teljesen eltérőek lehetnek egy hőszivattyús fűtési rendszerrel kapcsolatban. Van, akinek a minél kisebb rezsi költség a fontos, még akár sokszorosát is képes kifizetni előre, hogy később minél kisebb legyen a számla. Van, akinek a minél alacsonyabb bekerülési érték a lényeg, hiszen 15-20 év múlva úgyis elavult lesz az egész. Van, aki nagyon szereti a meleget és télen is szaunát szeretne csinálni a lakásból, és van olyan ember, akinek 20 fokban is melege van. Egyes emberek szeretik a klímát a lakásban, míg mások ki nem állhatják a hűtést, nem is szempont nekik, és ezt a végtelenségig lehetne sorolni.

Mi a cél a hőszivattyúval?

Egy nagy értékű beruházás esetén, mint például egy hőszivattyús rendszer telepítése, meg kell vizsgálni és át kell gondolni, mit szeretnék elérni a megvalósítással. Én mindig azt kérdezem az ügyfeleimtől, hogy mi az oka, mi a célja a hőszivattyú telepítésének.

A leggyakoribb válaszok:

• energia megtakarítás
• kényelmi szempontból
• nem szeretnék gázt
• hűteni is szeretnék

Energia megtakarítás, de milyen áron?

Hőszivattyús rendszer választása esetén nem mindegy, hogy új építésről, teljes felújításról, vagy csak bizonyos mértékű korszerűsítésről beszélünk. A megtérülés minden esetben más és más eredményt fog adni, ezért érdemes szakember tanácsát kérni, mielőtt belevágnánk egy komolyabb beruházásba.

Egy olyan ingatlanba, ahol egyébként van gázkészülék és az viszonylag modernek mondható, pusztán energia megtakarítási okból nem érdemes minden áron hőszivattyút telepíteni. Főleg ha a hőleadó felületek radiátorok. Hiába fogyaszt kevesebbet egy hőszivattyú, normál esetben az a néhány tízezer forintos energia megtakarítás sosem hozza vissza az árát a bekerülési költségnek. Ha például a havi gázszámla 60.000 Ft és ez hőszivattyúval lemenne 30.000 Ft-ra, akkor havi szinten 30.000 Ft-ot spóroltunk. Ez persze sok pénz, főleg ha számolunk 6 hónapot a fűtési szezonra ez összesen 180.000 Ft. Egy hőszivattyú beszerelése egy átlagos családi házba minimum 2,5-3,5 millió Ft között mozog, ez esetben legalább 20 év a megtérülés.

Hőszivattyú és napelem kombinációja:

Sokakban felmerül az ötlet, hogy a már meglévő fűtés rendszert átalakítják hőszivattyúra és napelemes rendszert szerelnek fel, amivel kiváltják a hőszivattyú áram igényét. Ez egy új építés esetén még akár rentábilis is lehet, ha eleve ennek megfelelően tervezik a házat, sőt nagyon korszerű megoldás.

Igen ám, de ezt is meg kell finanszírozni egy ilyen napelemes rendszer, akár 4-5 millió forintba is kerülhet, és ehhez hozzá adódik a hőszivattyús rendszer ára, ez a kettő a hőleadó felületek költsége nélkül alaphangon, 7-8 millió forintba is kerülhet. Ebből a pénzből még a legrosszabb esetben is el lehet fűteni 25-30 évig, de ennyi év alatt egy napelemes és hőszivattyús rendszer teljesen elavul. Persze nem akarok senkit elriasztani az ilyen megoldásoktól, mert van, akinek sokkal fontosabb a zöld energiák kihasználása, szereti a magas komfortot, vagy egész egyszerűen nem szereti a gázt. Van, aki a kényelmi szempontok miatt választ hőszivattyús rendszert, mert nem szeretne például a tartályos gázzal bajlódni, vagy a vegyes tüzelésű kazánt vagy kandallót állandóan fűteni.

A fent említett épületek esetén ahol már van kiépítve fűtés, sokkal megtérülőbb megoldás a levegő-levegő hőszivattyúk, vagyis a klímás fűtés alkalmazása.  2-3 készülék felszerelése 1 millió Ft alatti összegből kijön és ezekkel a készülékekkel az év nagy részét ki lehet fűteni nagyon gazdaságosan és még a hűtés is meg van oldva. A vizes hőszivattyúk esetén sajnos például radiátorok vagy padlófűtés esetén a hűtés megvalósításához további átalakítások, beruházások szükségesek. Az inverteres klímákat is rá lehet kötni a kedvezményes „H” áram tarifára és ezáltal további jelentős megtakarítást lehet elérni. Sokan mondják, hogy hangos, meg nem szeretik a klímát, persze az alacsony minőségű, nem kimondottan a fűtésre kifejlesztett készülékek nem alkalmasak a feladat ellátására. Ma már rendelkezésre állnak olyan profi megoldások viszonylag kedvező áron, amikkel ki lehet váltani az éves fűtési költség nagy, vagy akár teljes részét.

Egy ingatlan felhasználási módja meghatározza, milyen hőszivattyút érdemes telepíteni.

Egy kis lakásba, ami  2-3 helységből áll, véleményem szerint felesleges gázfűtést vagy vizes hőszivattyút telepíteni. A legtöbb esetben 1-3 beltéri egységgel nagyon kedvező beruházási költség mellett ki lehet fűteni hőszivattyús klímákkal az ingatlant és a hűtés is meg van oldva. Ugyan ez vonatkozik kisebb családi házakra is, ahol kevés helység kerül kialakításra, persze megvannak ennek is a hátrányai, de a beruházás sokkal olcsóbb. A lényeg a jó minőségű, fűtésre optimalizált készülék.

A szigorodó hőszigetelési előírások miatt, ami a jövőben is egyre fog fokozódni, egyre kisebb fűtési, hűtési teljesítményre van igény. Egy nagyobb akár 150-200 m2-es jól szigetelt ingatlan hőigényét akár néhány kW-ra le lehet vinni, szereltünk már olyan családi házban klímaberendezést, ahol az egész ház fűtését és hűtését 3 db hőszivattyús klímával meg tudtuk oldani. A 3 db csúcsminőségű készülék bekerülési költsége szereléssel együtt nem haladta meg az 1,8 millió forintot, és ezzel szemben kimagasló hatékonyságot kaptak cserébe, a melegvíz ellátásról egy kis hőszivattyús bojler gondoskodott.

A hőszivattyú és a klíma összehasonlítása

Sokan nem tudnak elvonatkoztatni, a hőszivattyút egy teljesen más készüléknek gondolják, mint a klímát. A hőszivattyú és a klíma alapvető működése ugyanaz, viszont egy fűtésre optimalizál hőszivattyús klíma akár jobb hatásfokú, mint egy levegő-víz vagy egy víz-víz hőszivattyú. A vizes hőszivattyúk COP értéke +7 fokra megadva 4,5-5 közötti, egy profi hőszivattyús klíma hatásfoka elérheti az 5,5-es COP értéket. Minden vizes hőszivattyúban van víz-gáz hőcserélő és ezek rontják a hatásfokot. A hőszivattyús klíma közvetlenül a levegőből veszi az energiát és közvetlenül annak adja le, ezért nincs plusz hőcserélő, magasabb a hatásfok. Persze megvan a hátránya,  főleg az állandó levegőáramlás hangja és mivel nincs hőtároló felület, ezért valamivel rosszabb a hőérzet.

A technológia fejlődik és minden az egyszerűsítés irányába tart.

Az egyre növekvő munkabérek és az egyre nagyobb munkaerőhiány a gyártókat a minél kompaktabb és egyszerűbben telepíthető készülékek gyártása felé tereli. Az utóbbi időben óriásit fejlődött a levegő-víz, valamint a levegő-levegő hőszivattyúk gyártása és a rájuk mutatkozó igény. Az elmúlt pár évben ugrásszerűen növekedett ezeknek a berendezéseknek az alkalmazása. A levegős hőszivattyúk térhódítása nem csak az iparban, hanem a nagyobb épületek, társasházak, üzletek, családi házak esetén is szinte alapfelszereltséggé vált. A készházak gyártása is ebbe az irányba mutat. Az épületet megtervezik, legyártják, néhány nap alatt a helyszínen összeszerelik, ez a technológia egyre nagyobb szerepet fog kapni. Ezekbe az épületekbe gyorsan telepíthető, egyszerű kompakt hűtő-fűtő készülékek kellenek. Véleményem szerint főleg a lakossági felhasználás körében a fent említett okokból a víz-víz geotermikus hőszivattyúk felhasználása még jobban vissza fog szorulni.

A gyártók olyan ütemben fejlesztik a levegős alkalmazások hatásfokát, köszönhető az egyre szigorodó energiafogyasztási követelményeknek, hogy szinte minden más fűtési megoldást ki fognak szorítani.