Fűtési rendszerek – Hőszivattyú

A 100%-ban megújulókra támaszkodó energiaellátásban az energiahordozók energetikai megítélése és a primerenergia-átalakítási tényezők átalakulnak, így a fűtési rendszer gáz alapú energiaellátása is háttérbe szorul (bár a biogáz és a szintetikus metán lehet megújuló). Helyette a villamos energia válik a leggazdaságosabban és energetikailag is legkedvezőbben felhasználható fűtési primer energiává. A “kimeríthetetlen” környezeti energia kihasználatlansága ésszerűtlen lépés lenne, így a legoptimálisabb megoldásnak a hőszivattyús fűtési rendszerek tűnnek…

Levegő-víz hőszivattyú napelemes villanyról – avagy az út a zéró energiás ház felé

Mielőtt a levegő-víz hőszivattyú elemzésébe kezdenénk, tisztázzuk, hogy a fűtési rendszerek összehasonlításakor nem kihagyható szempont a beruházási és üzemviteli költségeken kívül a rendszer által eredményezett komfort szintje és az, hogy beleillik-e egy olyan rendszerbe, amelyet hosszútávon elfogadhatónak, fenntarthatónak gondolunk, mivel épületeink műszaki megoldásainál akár 20 évre előre tervezünk.
Így például egy biomassza fűtés, melynek üzemeltetése olykor mindennapi fáradságos munkát jelent, komfortban nem versenyez egy az ágyból is vezérelhető, vagy akár tudtunk nélkül a napelemes rendszerünket figyelő intelligens fűtési rendszerrel, mely egyszerre tartja szem előtt a felhasználó és a környezet érdekeit (hozzátéve, hogy ez utóbbi akár hűtési igényeink fedezésére is alkalmas).

A fenntarthatóság már összetettebb kérdés, ebben a fosszilis energiahordozókat zárhatjuk ki a versenyből míg a biomassza a közvélekedés szerint kérdés nélkül benn marad a kalapban. Azok számára akik – a lentebb tárgyalt – alacsony fűtési energiaigényű házban élnek, és rendelkeznek 500 m2 szabad telekkel, melyen megtermelhető a számukra szükséges fa mennyiség minden évben, mellyel fűthetik épületüket, ez tényleg így van. 1 hektár területen kb. 20 tonna 18 MJ/kg fűtőértékű fa termelhető ki évente, ezt fajlagosítva jutottunk az 500 m2-re, mely kizárólag tudatos erdőgazdálkodás esetén hoz minden évben elegendő fa mennyiséget, úgy hogy azt fenntarthatónak is tekinthetjük.

David J. C. MacKay óta tudjuk, hogy a megújulók energiasűrűsége és az adott térség népsűrűsége kihagyhatatlan szempont az energiatermelő kiválasztásakor. Az átlag magyar ember sajnos nem tartozik ebbe a kategóriába, a teljes ország nem látható el biomassza alapú energiával:

hőszivattyú

forrás: David J.C. MacKay – Fenntartható energia mellébeszélés nélkül

Magyarországon látható, hogy a népsűrűséggel is összeegyeztethető egy megújuló energiaforrás, ha fajlagosítva energiatermelését éves szinten folyamatosan 1 W/m2-re képes. A biomassza fűtés kb. 1,14 W/ m2 energiasűrűségre képes, tehát ez csak akkor lenne életképes megoldás, ha mindenkinek egyenlően jutna energiaerdő nevelésére terület. Összehasonlításképp ez a szám egy napelemes rendszernél, 1 100 kWh/kWp fajlagos hozammal és az ehhez szükséges 7 m2-el számolva kb. 18 W/m2
Az EU direktívák és a közeljövőben érvénybe lépő épületenergetikai elvárások szerint hamarosan csak „közel nulla energiaigényű épületek” épülhetnek majd, melyekhez elengedhetetlen a megfelelő fűtési és használati meleg víz előállító rendszer megválasztása és megújuló energiaforrások alkalmazása.
A megújuló energiaforrások közül családi ház méretben a napenergia a legköltséghatékonyabban hasznosítható energia. Azt is inkább villamos energia termelésre érdemes fordítani, mivel a napkollektorok fajlagos költsége és energiatermelése alul marad a versenyben a napelemes rendszerek villamos energia termeléséhez képest.
A napelemes rendszerek által termelt villamos energia elszámolási rendszere lehetővé teszi háztartási méretben, hogy egy jól méretezett rendszer a teljes fűtési energiaigényünket is fedezze, ehhez azonban valamilyen villamos energia alapú fűtési rendszer szükséges.
Első körben szóba jöhetne az elektromos radiátor, infrapanel vagy akár az elektromos padlófűtés is. Ezeket a megoldásokat azonban gyorsan ki is rakhatjuk a kalapból, mivel a negyedik megoldástól, a hőszivattyús rendszertől gazdaságosságban, energetikában és környezeti lábnyomban is messze elmaradnak (a hőszivattyús fűtés energiaigényének fedezéséhez kb. negyed annyi napelemet kell a tetőre telepíteni).
Úgy tűnik tehát, hogy a napelemes + hőszivattyú rendszer közös alkalmazása jó eszköznek tűnik a zéró energiás ház eléréséhez.

A passzív házak energiaigényéből kiindulva (15 kWh/m2a fűtési energiaigény) egy energiatudatosan tervezett, új építésű 100 m2-es családi ház fűtési energiaigényét 30 kWh/m2a, a használati meleg víz előállítás energiaigényét 20 kWh/m2a, teljes energiaszükségletét pedig 100 kWh/m2a-ra becsüljük.

Lássuk, mi kell ahhoz, hogy ezeket az igényeket fedezni tudjuk:
A levegő-víz hőszivattyú rendszerek hatékonyságát gyakran a C.O.P értékkel próbáljuk jellemezni, ez azonban az adott térség meteorológiai viszonyainak ismerete nélkül téves képet adhat. Az összehasonlítás alapja, sokkal inkább az SPF kell, hogy legyen, mivel ez egy teljes évre/fűtési szezonra érvényes érték, melyből a rendszer energiaigénye is kalkulálható.

Hazai meteorológiai viszonyok mellett egy átlagos hőszivattyú SPF értéke kb. 3,2-3,5 körül mozog. Ehhez persze a megfelelő hőleadó oldali kialakítás, azaz alacsony hőmérsékletű fűtési rendszer is szükséges.


Leave a Reply