Geotermikus hőszivattyú

A geotermikus hőszivattyú a "föld" - talaj, talajvíz - és a ház belső terei között szállít hőt.

A felső talajréteg a föld belsejéből érkező geotermikus energiát, valamint kb. 100 méter mélységig a besugárzott napenergiát – a ráeső napsugarak 50%-át elnyelve - is tárolja. A nap melege a földkéregben elraktározódik, ami a geotermikus hőszivattyúk számára kimeríthetetlen energiaforrást jelent.

A talajfelszín alatt 2 méterrel a hőmérséklet egész évben csak minimálisan változik a levegő hőmérséklet-változásához képest. Ilyen mélységben Magyarországon nyáron általában +18°C -ig melegszik fel, télen +7°C körüli a talajhőmérséklet. Amíg egy levegő-víz hőszivattyúnak a leghidegebb napokon a kinti -20°C -os levegőből kell előállítania a házunk felmelegítéséhez szükséges hőmennyiséget, addig a geotermikus hőszivattyúnak a talajfelszín alatti, jóval magasabb és egyenletes hőmérsékletéből kell a házunkat befűtenie. Ha így akarjuk házunk hőellátását biztosítani, egyenletes, kiszámítható fogyasztásunk lesz.

A „föld”-ből egy hőcserélővel vesszük ki az energiát. Ez a hőcserélő lehet talajkollektor, talajszonda, kútpár vagy éppen tóba lógatott csőtekercs is. A talaj hője által felmelegített vizet, vagy közvetlenül a kútvizet átáramoltatjuk a gép hőcserélőjén, ahol az elpárolgó hűtőközeg hőt von el belőle. Ezután a hűtőközeg a kompresszorba jut, ahol nyomásának növelésével összesűrít azt. A nyomás növekedésével megnő a hűtőközeg hőmérséklete is, és az így létrejött forró gőz a kondenzátorba jut. Itt a forró gőz lehűl és hőt ad át, felmelegítve a fűtőkörben keringő vizet. A rendszerben található expanziós szelep szabályozza a hűtőközeg tömegáramát, figyelembe véve az elpárologtatóban és a kondenzátorban található nyomáskülönbség szükséges mértékét.

A hőszállítási irányon változtathatunk, így télen a talajtól hőt elvonva fűthetünk, nyáron a talajt melegítve hűthetjük a házat, miközben melegvizet állíthatunk elő télen-nyáron.

Víz-Víz hőszivattyú

A hasznosítható energia szempontjából a Víz-Víz hőszivattyúk a legoptimálisabbak, ezek állítják elő a legtöbb hőenergiát ugyanannyi elektromos energiából az összes hőszivattyú típus közül. Ennek oka a magas talajvíz hőmérséklet, amely a téli hónapokban is csak kismértékben változik. A Víz-Víz hőszivattyúk telepítéséhez két kútra, egy nyerő és egy nyelő kútra van szükségünk. Fontos, hogy a nyerő kút vízhozama folyamatosan tudja biztosítani a hőszivattyú működését, mert a kút elapadása esetén a hőszivattyú nem üzemel. Próbafúrás elvégzésével megállapítható a kútvíz minősége, hogy szükséges-e valamilyen szűrő elhelyezése, és milyen minőségű hőcserélő kell az adott vízhez.

A működtetéshez búvárszivattyú szükséges, ami a talajvizet a nyerő kútból a hőszivattyúhoz emeli. Nagyon sok, jó minőségű, tiszta vízre van szükség, mert a víz kémiai jellemzői korróziós szempontból veszélyt jelentenek a hőszivattyú elpárologtatójára nézve. Az esetek többségében kiderül, hogy a gyári elpárologtató nem használható, és további leválasztó hőcserélő szükséges, ami plusz beruházást és karbantartási igényt jelent. Ezen felül a nyelő kútnak is kiváló minőségűnek kell lennie, hogy az elnyelés garantálható legyen akár évtizedekig. A nyelőképesség főleg hidrogeológiai kérdés, azaz nagyban a helyszín határozza meg.

Föld-Víz hőszivattyú

A hasznosítható energia szempontjából a Föld-Víz hőszivattyúk a Víz-Víz hőszivattyúk után a második helyen állnak. A rendelkezésre álló földterület arányában lehetőségünk nyílik földkollektoros vagy földszondás hőszivattyú alkalmazására. A földkollektoros Föld-Víz hőszivattyúk nagy földterületet igényelnek a kellő hőenergia előállításához. Ha nincs elegendő helyünk, akkor a földszondás kivitel a megfelelő választás.

Földszondás hőszivattyú

A szondás hőszivattyú rendszer esetén egy 15 cm átmérőjű, 50–100 méter hosszú lyukat fúrnak a földbe függőlegesen, melybe 2 db „U” alakú, 32 mm átmérőjű műanyagcsövet helyeznek el. Ezekben a csövekben kering a hőszivattyúból kijövő víz. A szondába érkező 0-3°C -os víz a szondában 5-8°C -ra melegszik fel.

A talajszonda kiépítése engedélyköteles, ugyanis a lefúrt hőszonda esetlegesen kárt tehet a mélyebb rétegekben meghúzódó ivóvízkészletben. Az engedélyt a területileg illetékes bányakapitányság adja ki. A talajszonda feletti területet a kiépítés után is szabadon kell hagyni.

Földkollektoros hőszivattyú

Földkollektoros rendszer esetében több száz méter hosszú műanyag vagy műanyag borítású rézcsöveket fektetnek le 1-2 méter mélységben. Hátránya, hogy igen nagy felületen, a fűteni kívánt alapterület 1,5-3 szorosán kell a telket a csövek lefektetéséhez megbontani, ezért leginkább új építésű házak esetén javasolt a kiépítése. Emiatt ritkábban alkalmazzák, leginkább akkor, ha a szondafúrásra, kútfúrásra nincs lehetőség. A földkollektorok telepítése jellemzően nem engedélyköteles.

A geotermikus hőszivattyú rendszer gyakorlatilag a talaj állandó hőmérsékletét használja ki annak érdekében, hogy csökkentse házunk fűtési és hűtési rendszerének működési költségeit és hogy növelje ezek hatékonyságát. Még nagyobb hatékonyság érdekében a geotermikus hőszivattyú akár napkollektoros rendszerekkel is kombinálható.

A geotermikus hőszivattyúk nagy része alig igényel karbantartást, és egész évben megbízhatóan működik. Beruházási költsége akár többszöröse is lehet az azonos fűtőkapacitású levegő-víz hőszivattyúhoz képest, azonban ez a különbség a későbbi üzemeltetési költségekben általában 5-10 év alatt megtérül. A levegő-víz hőszivattyú megtérülése sem gyorsabb annak ellenére, hogy a beruházási költsége kisebb, mivel az üzemeltetési költsége valamivel nagyobb, így később magasabb lesz a rezsink.

Manapság Európában évente több mint 100.000 új geotermikus hőszivattyút helyeznek üzembe. Csak Németországban ez a szám 50.000 fölött van. Van még min dolgoznunk, ha környezetvédelemben, a környezet kímélésében a fenntartható fejlődést fontosnak tartjuk.

Geotermikus hőszivattyú készülékeinket megtalálja itt!