Energiapédia szócikk találomra
Hőszivattyú működése, fontossága
A hőszivattyú a környezet energiájának hasznosítására szolgáló berendezés, amellyel lehet hűteni, fűteni és meleg vizet előállítani. A rendszer a működtetésére használt energiát nem közvetlenül alakítja hővé, hanem külső energia segítségével a föld, a víz és a levegő által eltárolt napenergiat hasznosítva a hőt magasabb hőfokszintre emeli.
A hő szállításához folyamatosan elektromos energiát kell a rendszerbe táplálni. Hatékonyságát az ún. munkaszámmal (COP – coefficient of performance) jellemezhetjük, ami azt mutatja, hogy a hőszivattyú által leadott hasznos hőteljesítmény hányszorosa a működtetéshez felhasznált teljesítménynek. Ez azonban a hőforrás hőmérsékletváltozásával az év folyamán változhat, ezért a berendezés teljesítményéről pontosabb képet ad az egy évre vonatkozó energiaszám. Ez általában 3 és 5 közötti érték, azaz 1 egység villamos energiával 3-5 egység hőenergiát állíthatunk elő. (Szemben az elektromos fűtéssel, ahol egy egység villamos energiával egy egység hőenergiát kapunk.)
A hőszivattyú előnyei:
- egész évben képes közvetett módon a napenergiát kiaknázni, a környezetben eltárolt energiát hasznosítja;
- általa alacsony hőmérsékletű hőforrásokból is kinyerhető hő, valamint hulladékhőt hasznosíthatunk;
- ha a fűtést teljes egészében a hőszivattyú végzi (monovalens rendszer), nincs szükség kéményre; a helyszínen nincs károsanyag-kibocsátás.
A hőszivattyú működése
.jpg)
(Forrás: Wikipedia)
Két hőcserélőt egy körvezeték köt össze.
Egy kompresszor a csővezetékben olyan munkaközeget keringet, melynek igen alacsony a forráspontja, csak nagy nyomás alatt cseppfolyósodik. A hideg oldali hőcserélő előtt a folyékony halmazállapotban lévő munkaközeg nyomását egy nyomáscsökkentő szelep leejti 1,7 bar-ra. Ekkor a munkaközeg hevesen elpárolog, -2°C-ra lehűl és a párolgáshoz szükséges hőt a hőcserélő másik oldalán átfolyó környezeti közegből (jelen esetben levegőből, de lehet vízből, termálvíz hulladékból. szennyvízből, stb.) vonja el, annak lehűtésével.
A 3 °C-ra felmelegedett munkaközeget a kompresszor elszívja, besűríti 13,5 bar nyomásra, melytől a lecsapódó munkaközeg felmelegszik 73,5°C-ra. A lecsapódásnál felszabadul az a hő, melyet a környezetből elvont, megnövelve a kompresszorba betáplált és hővé átalakult energiával. Mindezt az energiát a másik hőcserélőn áthaladva átadja a fűtési rendszerben keringő fűtőközegnek.
A hőszivattyúk általában elektromos vagy gázmotor segítségével működnek, de léteznek a kettőt kombináló berendezések is. A hőszivattyú által előállított hőenergia állandó fűtést, hűtést és meleg vizet biztosít számunkra. Egyaránt alkalmazható padló-, fal- és légfűtéses rendszerekhez.
A hőszivattyú használható mezőgazdasági vagy akár ipari méretekben is.
A hőszivattyú előnyei:
- csökkenti a fűtésköltséget,
- olcsóbb hűtés,
- olcsóbb melegvíz-előállítás,
- alacsony fenntartási költség,
- nincs szükség kéményre,
- biztonságos, tiszta és környezetbarát,
- kis helyigényű,
- hosszú távú befektetés, ami mindenképpen megtérül.
Hőforrás szerinti csoportosítás:
1. Talaj
- alajkollektoros rendszer
- talajszondás rendszer
- geotermikus berendezés
2. Masszív abszorber (betonépítmény)
A beton jól vezeti a hőt, tömege pedig alkalmas a hő tárolására. Segít a levegő, talaj, esővíz hőjének átvételében, a napsugárzást közvetlenül is hasznosíthatja.
3. Talajvíz
A talajvíz állandó hőmérséklete (7°C-12°C) és jó hővezető képessége révén ideális hőforrás.
4. Levegő:
A külső, illetve az elhasznált levegő is lehet hőforrás.
5. Hulladékhő:
Számításba jöhet hőforrásként a szennyvíz, az elhasznált termálvíz.