Hőszivattyú és hőszivattyús rendszerek: típusok és működés

A fűtéskorszerűsítés körül ma egyre gyakrabban kerül elő a hőszivattyú mint lehetőség. A technológia nem új keletű, a hazai otthonokban mégis csak az elmúlt években vált igazán elterjedtté. Ennek hátterében több tényező áll. Ott vannak a változó energiaárak, a megújuló forrásokra épülő megoldások iránti igény, és nem utolsósorban az, hogy a fűtés mellett a hűtés lehetősége is adott ugyanabból a gépből. Ebben a cikkben körbejárjuk, hogyan működik egy hőszivattyú, milyen típusok léteznek, és mire érdemes figyelni a telepítés előtt.

Hogyan működik a hőszivattyú?

A hőszivattyú a környezetében jelen lévő hőenergiát gyűjti össze, majd ezt fűtésre vagy melegvíz előállítására fordítja. A folyamat fizikája ismerős lehet. A berendezés a hűtőszekrényhez hasonlóan dolgozik, csak éppen fordított irányban. A levegőből, a talajból vagy a vízből vonja el a hőt, amit aztán a kompresszor magasabb hőmérsékletre emel. A hőcserélőkben kering a hűtőközeg, ami folyékony és gáz halmazállapot között váltakozva szállítja a hőenergiát a fűtési rendszer felé.

A hatékonyságot a hatásfok írja le, ami azt mutatja meg, hogy egységnyi elektromos energiából mennyi hőenergiát állít elő a gép. A magasabb hatásfok gazdaságosabb működést jelez, ez az érték azonban nem állandó. A levegős hőszivattyúknál a külső levegő hőmérséklete és az előremenő fűtővíz hőmérséklete is befolyásolja, így hidegben jellemzően alacsonyabb hatásfok várható. A geotermikus megoldások ezzel szemben stabilabb hőforrásból dolgoznak, ezért az ő hatékonyságuk kevésbé ingadozik a szezon során.

Hőszivattyú típusok: milyen hőszivattyúk közül választhatsz?

A hőszivattyúkat elsősorban a hőforrás alapján szokás csoportosítani. Mindegyik típusnak megvan a maga előnye és kompromisszuma, így a választás ritkán egyértelmű. Érdemes több szempontot egyszerre mérlegelni, mielőtt egy adott hőszivattyút választasz.

Levegő-víz hőszivattyú

A levegő-víz hőszivattyú a külső levegőből nyeri a hőt, és ezt adja át a fűtővíznek. A hazai viszonyok között ez a legelterjedtebb megoldás, részben a viszonylag alacsony beruházási költség miatt. A hatásfoka jellemzően alacsonyabb, mint a talajhőt hasznosító rendszereké. Cserébe a telepítése egyszerűbb, hiszen nincs szükség fúrásra. A levegő-víz hőszivattyúk hidegben veszítenek a hatékonyságukból, a modern készülékek viszont fagypont alatt is megbízhatóan üzemelnek.

Geotermikus, talaj-víz és víz-víz hőszivattyú

A geotermikus, vagyis talaj-víz hőszivattyú a föld mélyebb rétegeiben tárolt hőt használja fel. A talaj hőmérséklete a szezon nagy részében stabil, ezért az ilyen rendszerek hatásfoka magasabb és kiegyensúlyozottabb. A víz-víz hőszivattyú ehhez hasonlóan működik, csak a hőt a talajvízből nyeri ki. Ehhez forrás és nyelő kútra van szükség. Mindkét megoldás magasabb beruházást igényel, a fúrás és az engedélyeztetés miatt a telepítése is összetettebb.

Monoblokk és split hőszivattyú

A levegő-víz hőszivattyúkon belül a felépítés alapján monoblokk és split változatot különböztetünk meg. A monoblokkos hőszivattyúnál a teljes hűtőkör gyárilag zárt kültéri egységbe kerül, a beltérbe már csak a fűtővíz jut be. Ennek köszönhetően a telepítéshez nincs szükség F-gázos szakemberre, a hűtőközeg szivárgásának esélye pedig minimális. A split, vagyis osztott rendszerű hőszivattyú ezzel szemben kültéri és beltéri egységből áll, a kettőt a hűtőközeget szállító rézcsövek kötik össze. Ez a változat rugalmasabb, és nagyobb épületeknél is jól skálázható. Telepítéséhez viszont F-gáz jogosultsággal rendelkező szakember szükséges. Egyik felépítés sem nyilvánítható egyértelmű győztesnek, a választás inkább a rendelkezésre álló helytől, a költségvetéstől és az épület adottságaitól függ.

Inverteres hőszivattyú, R32 hűtőközeg és a Gree Versati

A modern készülékek többsége fordulatszám-szabályozott, vagyis inverteres kompresszorral dolgozik. A hagyományos, ki-be kapcsoló gépekkel szemben ez a megoldás folyamatosan a pillanatnyi igényhez igazítja a teljesítményt. Ez csendesebb és általában gazdaságosabb működést eredményez. A hűtőközeg oldalán ma az R32 a leggyakoribb választás, ami a korábbi típusoknál kedvezőbb környezeti mutatókkal bír, bár még mindig fluorozott gáz. Erre jó példa a Gree Versati termékcsalád, ami levegő-víz hőszivattyúként monoblokk és split kivitelben is elérhető, R32 hűtőközeggel. A gyártói adatok szerint ezek a gépek fűtésre, hűtésre és melegvíz előállítására egyaránt alkalmasak, és széles külső hőmérsékleti tartományban üzemelnek.

A hőszivattyús rendszer felépítése

Egy hőszivattyús rendszer felépítése néhány jól elkülöníthető részből áll. A hőszivattyú kültéri egysége gondoskodik a hő kinyeréséről, a beltéri oldalon pedig a hőcserélő, a keringtető szivattyú és a vezérlés kap helyet. Ehhez csatlakoznak a hőleadók, vagyis a padlófűtés vagy a radiátorok, sok esetben pedig egy puffertartály és egy HMV tároló is. Az ilyen rendszer akkor működik jól, ha ezek az elemek egymáshoz és az épülethez vannak méretezve. Egy átgondolt felépítés a fűtést, a hűtést és a melegvizet egyetlen logikába fogja össze.

A hőszivattyús rendszer fűtésre, hűtésre és melegvízre

A hőszivattyús rendszerek egyik vonzereje, hogy ugyanaz a berendezés többféle feladatot lát el. Télen fűtésre használod, nyáron pedig sok típus hűtésre is alkalmas. Ráadásul a használati melegvíz előállítását is megoldja. A fűtési oldalon a hőszivattyú akkor működik a leghatékonyabban, ha alacsony hőmérsékletű fűtővízzel üzemelhet. Ezért párosítják gyakran padlófűtéssel. A jól méretezett radiátoros fűtés azonban szintén illeszkedik a rendszerhez, és a meglévő fűtési rendszerek egy része is alkalmas a hőszivattyúra való átállásra.

A hűtésre általában a levegős és a split rendszerek képesek. A geotermikus megoldások egy passzív hűtési hőcserélővel különösen gazdaságosan hűtenek. A használati melegvíz előállítására külön tartály vagy beépített hőcserélő szolgál. Egy jól méretezett hőszivattyúnak így a fűtés, a hűtés és a melegvíz sem okoz gondot egyetlen rendszeren belül.

Hőszivattyú telepítés és gazdaságos üzem

A hőszivattyú telepítése előtt érdemes felmérni az épület hőszigetelését, a meglévő hőleadókat és a fűtési igényt. A túl- és az alulméretezés egyaránt ronthatja a hatékonyságot, ezért a pontos méretezés a költséghatékony működés alapfeltétele. A hőszivattyú telepítés sikere nagyrészt itt dől el, még az “első kapavágás” előtt.

A beruházás nagyságát több tényező befolyásolja, köztük a típus, a teljesítmény és a telepítés összetettsége. A hőszivattyú beszerzése mellett a kivitelezés díja is számít. A levegős hőszivattyú jellemzően a legkedvezőbb belépő. A geotermikus megoldások magasabb induló költséggel, viszont stabilabb és energiahatékony, energiatakarékos üzemmel számolnak. Hogy melyik a gazdaságos döntés, az mindig az adott otthon adottságaitól és a céljaidtól függ. Egy alapos felmérés és egy szakszerű terv sokat segít abban, hogy a kiválasztott hőszivattyú és a hozzá tervezett hőszivattyús fűtési rendszer hosszú távon is hozza, amit vársz tőle.

Hány kW-os hőszivattyút válassz?

A megfelelő, kW-ban kifejezett teljesítményű gép kiválasztása az épület adatai alapján történik. Egy jó méretezés figyelembe veszi a hőszigetelést, a fűtött alapterületet és a hőleadók típusát. A néhány kW eltérés is sokat számít, mert a túlméretezett gép gyakran kapcsolgat, az alulméretezett pedig nem győzi a hideg napokat. Egy 8 kW hőszivattyú és egy 16 kW-os gép teljesen más házhoz illik, ezért a kW-igény meghatározását érdemes szakemberre bízni.

Gyakori kérdések a hőszivattyúkról

Hogyan működik a hőszivattyú? A hőszivattyú a környezet, vagyis a levegő, a talaj vagy a víz hőenergiáját gyűjti össze, majd a kompresszor segítségével magasabb hőmérsékletre emeli. Ezt a hőenergiát fűtésre és melegvíz előállítására használja. A folyamat a hűtőszekrényéhez hasonlít, csak fordított irányban.

Mit jelent a COP érték? A COP azt mutatja meg, hogy egységnyi elektromos energiából mennyi hőenergiát állít elő a gép. A magasabb érték gazdaságosabb működést jelent. Ez az érték ugyanakkor nem állandó, a külső hőmérséklet és az előremenő fűtővíz hőmérséklete is befolyásolja.

Mi a különbség a levegő-víz és a geotermikus hőszivattyú között? A levegő-víz hőszivattyú a külső levegőből, a geotermikus a talaj hőjéből dolgozik. A levegős változat olcsóbban telepíthető. A geotermikus viszont stabilabb, és jellemzően magasabb hatásfokkal üzemel.

Monoblokk vagy split hőszivattyút válasszak? A monoblokknál a hűtőkör a kültéri egységben zárt, így F-gázos szakemberre nincs szükség, és kicsi a szivárgás esélye. A split rugalmasabb, és nagyobb épületekhez is jól skálázható, telepítéséhez viszont jogosult szakember kell. A döntés az épület adottságain múlik.

Tud a hőszivattyú hűteni is? Sok típus, főleg a levegő-víz és a split rendszer fűtésre és hűtésre egyaránt alkalmas. A geotermikus rendszerek passzív hűtési hőcserélővel különösen gazdaságosan hűtenek.

Milyen hőleadóval működik jól a hőszivattyú? A hőszivattyú alacsony hőmérsékletű fűtővízzel a leghatékonyabb, ezért gyakran padlófűtéssel párosítják. A megfelelően méretezett radiátorok szintén jól illeszkednek a rendszerhez.

Mitől függ a telepítés költsége? A típustól, a teljesítménytől és a telepítés összetettségétől függ. A levegős hőszivattyú jellemzően a legkedvezőbb, a geotermikus megoldás magasabb induló költséggel jár.

Hány kW-os hőszivattyúra van szükségem? Ez az épület hőszigetelésétől, a hőleadóktól és a fűtési igénytől függ. A pontos méretezés fontos, mert a túl- és az alulméretezés egyaránt ronthatja a hatékonyságot.

Működik a hőszivattyú radiátoros fűtéssel? Igen, a hőszivattyúk működése radiátoros fűtéssel is megoldható, ha a radiátorok mérete elég nagy az alacsony fűtővíz-hőmérséklethez. A padlófűtés jellemzően kedvezőbb, de a jól méretezett radiátoros fűtési rendszer is jó választás.

Van medence hőszivattyú is? Igen, a medence hőszivattyú a medencevíz fűtésére szolgál, és ugyanazon az elven működik, mint az épületfűtésre szánt társai. A szezonban a külső levegőből nyert hővel tartja kellemes hőmérsékleten a vizet.

Miből áll egy hőszivattyús rendszer? A hőszivattyús rendszer felépítése a kültéri egységből, a beltéri hőcserélőből és vezérlésből, a hőleadókból, valamint sok esetben egy puffertartályból és HMV tárolóból áll. A rendszer akkor működik jól, ha ezeket az épülethez méretezik.