Mostanában sláger lett a hőszivattyú, de nézzük meg, hogy mi is az. Most megtudhatjuk, hogy hogyan működik, miért zöld és mik az előnyei, mi a COP és hasonlók .
Mit csinál a hőszivattyú?
A hőszivattyú működése egyszerű, szállítja a hőenergiát (szivattyúzza szépen magyarul mondva, angolul viszont pumpálja Heat Pump). Attól függően, hogy honnan milyen közegből veszi a hőt és hol adja le létezik több fajtája.
A levegő-víz hőszivattyút használják fűtésre, ebben az esetben a levegőből veszi a hőenergiát és a víz a leadó közeg ami radiátorban, de inkább padló és felületfűtésen keresztül folyik. Működési elve a hűtőszekrényéhez hasonló, annyi a különbség, hogy a hűtő bentről kifelé szállítja a hőt, a hőszivattyú a házon kívülről szállítja be a meleget. Annyi trükköt tudnak még a modern eszközök, hogy meg tudják fordítani a működésüket és nyáron kipumpálják a meleget és hűvös lesz a házban.
A levegő-levegő hőszivattyú elvén működnek a klímák, ezeknél kint is levegő a közeg, meg bent is. A lényeg, hogy a benti levegőből a kinti levegőbe szállítja a meleget és így lesz jó hűvös a lakásban/irodában/autóban.
A geotermikus hőszivattyú vagy víz-víz hőszivattyú esetén az egyik közeg a föld alatt elhelyezkedő talajszonda (jó mélyen fagyhatár alá elhelyezett csőrendszer) a másik közeg meg ugyan úgy a belső fűtés rendszer. Így ez a rendszer a földből nyeri az energiát vagy akár talajvízzel is működhet.
Az a jóságos COP vagy SCOP
A COP a Coefficience of performanc azaz az eszköz jóságfoka. (akit a részletek érdekelnek annak COP). Ahhoz, hogy a hőpumpa működjön, energiát kell befektetni. Mégis csak valahogy azt a fránya hőt el kell vinni egyik helyről a másikra. A COP azt mondja meg, hogy egy kWh befektetett villamos energia segítségével hány kWh hőenergiát tudunk szállítani. Ez az érték általában egynél nagyobb. Jellemzően 1,5-5, ami azt jelenti, hogy bizonyos körülmények között akár négy-ötször annyi hőenergiát is tudunk szállítani, mint amennyi a befektetett villamos energia. Már majdnem perpetuum mobile. De azért mégsem, mert nagyon fontos az, hogy bizonyos körülmények között működik ez ilyen jól. Ugyanis minél hidegebb a közeg, amiből meleget akarunk kivenni, annál nehezebb a dolgunk, ráadásul tovább nehezíti a helyzetet, hogy ha nagy hőmérséklet különbséget kell előállítani. Ez gyakorlatban azt jelenti, hogy ha kint nagyon hideg van (-20 °C) akkor ez a COP nagyon elromlik. Azt is jelenti még, hogy ha a ház fűtési rendszere nem optimalizált erre a hőszivattyús működési módra, akkor is romlik a helyzet. Ezért van az, hogy felületfűtésnél működik ez jól, amikor padló vagy mennyezetfűtés nagy felületen melegíti a házat, így sokkal kisebb hőmérsékletű víz kering a rendszerben.
Mivel ez a COP akár óráról órára változhat, ezért ez alapján nehéz megmondani, hogy melyik a jó készülék. Ezért kitalálták a SCOP értéket, ami a szezonális COP. Egy teljes fűtési szezonra számolják a befektetett villamos energia és leadott hőenergia hányadosát. Ez is jobb eszközöknél 4 feletti érték lehet.
Ha Ilyen jó, akkor miért nincs mindenkinek?
A hőszivattyú azért önmagában nem váltja meg a világot. Új építésű háznál egy hőszivattyús fűtési rendszer kiépítésének költsége összemérhető egy gázkazános fűtési rendszerrel. Ott én úgy gondolom, hogy van létjogosultsága ennek a technológiának. Van is mindenféle állami támogatás rá, pl. H-tarifa (a gáz árára pedig van rezsicsökkentés). A lényeg, hogy ez egy a gázkazánnál (vegyes tüzelésű kazánnál pláne) környezetkímélőbb megoldás.
Ha összehasonlítjuk egy gázkazán és egy hőszivattyú kibocsátását, akkor mindjárt látszik, hogy miért is mondják ezt zöldnek. A kondenzációs gázkazán ha jó hatásfokkal működik akkor akár 98%-os szezonális hatásfokot is elérhet. (Kondenzációs gázkazán) 1 m^3 gáz kb. 34-35 MJ fűtőértékkel rendelkezik. Számoljunk a nagyobbal, ez 9,5 kWh-nak felel meg. Ha ugyan ezt hőszivattyúval szeretnék elérni, mondjuk ha a SCOP 3,5 akkor mindössze 2,7 kWh energiára lenne szükség. A magyar energiamix kb. 235g/kWh CO2 kibocsátással állít elő 1 kWh áramot. Ez egy saját becslés a 2022-es energiamix alapján, a kibocsátási adatokat pedig a Word Nuclear Assosiation oldaláról: innen vettem, ebben nem szerepel az import. Így az jön ki, hogy 634 g CO2 kibocsátás történik 35MJ fűtési energia előállítása közben.
A földgáz (nagyrészt metán CH4) elégetése így történik: CH4 + 2O2 => CO2 + 2H2O. Kémikusok előnyben, de 1800 g CO2 keletkezik 1 m^3 földgáz elégetése során. Így 65%-kal kevesebb CO2 kibocsátással jár ugyanannyi hőenergia előállítása egy hőszivattyú segítségével, mint ha a gázkazánnal tettük volna. Ha pedig ennek az energiának a nagy részét saját naperőművel állítjuk elő, akkor nagyon alacsony CO2 kibocsátással tudunk fűteni.
De, persze mindig van de, az emberek általában nem a CO2 kibocsát tartják szem előtt, amikor egy fűtési rendszert telepítenek vagy felújítanak, hanem a pénztárcájukat. Az új építésnél nagy valószínűséggel kijön a matek, mert 36%-kal olcsóbb az üzemeltetés a jelenlegi árak mellet (100 Ft a gáz/ m3 és 23,54 Ft a H-tarifa, a fentiek alapján 63,55 Ft-ba kerül ugyanannyi energia előállítása hőszivattyúval). De sajnos egy átlagos gázkazános háznál ha hőszivattyúra szeretnénk cserélni a fűtést, akkor a felújítási költség ezek mellett az árak mellett nagyon lassan térül meg. Az is lehet, hogy soha, így sajnos állami támogatás nélkül a lakosság nagy része nem fogja lecserélni a fűtési rendszerét. De majd egyszer kiszámoljuk, hogy ha mégis megtenné, akkor mi lenne.