Olvasási útmutató
A hőszivattyúk manapság nagyon népszerűek, különösen Európában, ahol egyes országok a fosszilis tüzelőanyaggal működő kályhák és kazánok telepítésének betiltásán dolgoznak a környezetbarátabb alternatívák, köztük az energiatakarékos hőszivattyúk javára. (A kazánok felmelegítik a levegőt, és csöveken keresztül osztják el a házban, míg a kazánok vizet melegítenek, hogy meleg vizet vagy gőzt biztosítsanak.) Idén az Egyesült Államok kormánya adókedvezményeket kezdett kínálni a hőszivattyúk telepítésére, amelyek általában kezdetben többe kerülnek, mint a hagyományos kazánok, de hosszú távon sokkal hatékonyabbak.
Az új energiával működő járművek területén az akkumulátorok kapacitásának korlátozottsága arra is ösztönözte az ipart, hogy a hőszivattyúk felé forduljon. Talán itt az ideje, hogy gyorsan megtanuljuk, mit jelentenek a hőszivattyúk és mire képesek.
Mi a leggyakoribb hőszivattyú típus?
Tekintettel a legutóbbi felhajtásra, meglepődhetsz, ha megtudod, hogy már használsz egyhőszivattyú- valószínűleg több is van otthon, és több az autódban is. Egyszerűen nem hőszivattyúnak hívod őket, hanem a „hűtőszekrény” vagy a „légkondicionáló” kifejezéseket használod.
Valójában ezek a gépek hőszivattyúk, ami azt jelenti, hogy a hőt egy viszonylag hideg helyről egy viszonylag meleg helyre szállítják. A hő spontán módon áramlik a melegből a hidegbe. De ha hidegből melegbe akarjuk alakítani, akkor "szivattyúzni" kell. A legjobb hasonlat itt a víz, amely magától folyik le egy dombról, de fel kell pumpálni a dombra.
Amikor valamilyen hűtőtárolóban (levegő, víz stb.) lévő hőt átszivattyúzol a melegtárolóba, a hidegtároló hidegebbé, a melegtároló pedig melegebbé válik. Tulajdonképpen erről szól a hűtőszekrényed vagy a légkondicionálód – a hőt onnan szállítja, ahol nincs rá szükség, máshová, és nem bánod, ha egy kis plusz hőt pazarolsz.
Hogyan készítsünk praktikus hűtőgépet hőszivattyúval?
A legfontosabb felismerés, amely előidéztehőszivattyúk a 19. század elején jött el, amikor számos feltaláló, köztük Jacob Perkins is, rájött, hogy így hűthetnek valamit anélkül, hogy pazarolnák az illékony folyadékokat, amelyek a hűtés eléréséhez elpárologtak. Ahelyett, hogy ezeket a gőzöket a légkörbe bocsátanák, azzal érveltek, hogy jobb lenne összegyűjteni őket, folyadékká kondenzálni, és ezt a folyadékot hűtőközegként újra felhasználni.
Erre valók a hűtőszekrények és a légkondicionálók. Elpárologtatják a folyékony hűtőközeget, és a hideg gőzt felhasználva hőt vonnak el a hűtőszekrény vagy az autó belsejéből. Ezután összenyomják a gázt, amely visszafolyik folyékony formába. Ez a folyadék most melegebb, mint induláskor, így a benne lévő hő egy része könnyen (esetleg egy ventilátor segítségével) kiáramlik a környező környezetbe – akár a szabadban, akár a konyhában máshol.
Ettől függetlenül: nagyon jól ismered a hőszivattyúkat; csak éppen folyton légkondicionálóként és hűtőszekrényként emlegeted őket.
Most végezzünk egy másik gondolatkísérletet. Ha ablakklímával rendelkezel, akár valódi kísérletként is elvégezheted. Szereld be fordítva. Azaz, szereld fel a vezérlőit az ablakon kívülre. Csináld ezt hűvös, száraz időben. Mi fog történni?
Ahogy az várható, hideg levegőt fúj a hátsó udvarba, és hőt bocsát ki otthonában. Tehát továbbra is szállítja a hőt, így otthona fűtésével kényelmesebbé válik. Persze, lehűti a kinti levegőt, de ez a hatás minimálisra csökken, ha távol van az ablakoktól.
Most már van egy hőszivattyúd az otthonod fűtésére. Lehet, hogy nem a legjobb megoldás.hőszivattyú, de működni fog. Sőt, nyáron fejjel lefelé is fordíthatod, és légkondicionálóként használhatod.
Természetesen ezt ne tedd meg. Ha megpróbálod, kétségtelenül elsőre elromlik, ha esik az eső és víz kerül a vezérlőbe. Ehelyett vehetsz magadnak egy kereskedelmi forgalomban kapható "levegő-víz hőszivattyús" hőszivattyút, amely ugyanazon az elven működik otthonod fűtésére.
A probléma persze az, hogy a vodka drága, és gyorsan elfogy belőle, hogy lehűtsd a bort. Még ha a vodkát olcsóbb alkoholra cseréled is, hamarosan panaszkodni fogsz a költségekre.
Ezen eszközök némelyike úgynevezett váltószelepekkel rendelkezik, amelyek lehetővé teszik, hogy ugyanaz az eszköz kettős szerepet töltsön be: kívülről befelé vagy belülről kifelé pumpálhatják a hőt, így fűtést és légkondicionálást is biztosítanak, az alábbiakban leírtak szerint.
Miért hatékonyabbak a hőszivattyúk, mint az elektromos fűtőberendezések?
A hőszivattyúk hatékonyabbak, mint az elektromos fűtőberendezések, mivel nem igényelnek elektromos áramot a hőtermeléshez. Egyhőszivattyútermel némi hőt, de ami még fontosabb, kívülről pumpálja a hőt az otthonodba. A házba bejutó hő és az elektromos kompresszornak küldött energia arányát teljesítménytényezőnek, vagy COP-nak nevezzük.
Egy egyszerű elektromos hőlégfúvó, amely az elektromos fűtőelem által termelt összes hőt biztosítja, 1-es COP-értékkel rendelkezik. Másrészt egy hőszivattyú COP-értéke nagyságrenddel magasabb lehet.
A hőszivattyú COP-értéke azonban nem egy fix érték. Fordítottan arányos a két hőszivattyúzott tartály közötti hőmérséklet-különbséggel. Ez azt jelenti, hogy ha egy nem túl hideg tartályból egy nem túl meleg épületbe pumpálunk hőt, a COP-érték nagy lesz, ami azt jelenti, hogy a hőszivattyú nagyon hatékonyan használja fel az áramot. De ha egy rendkívül hideg tartályból próbálunk hőt pumpálni egy már meleg épületbe, a COP-érték csökken, ami azt jelenti, hogy a hatékonyság romlik.
Az eredmény az, amire ösztönösen számítasz: a legjobb, ha a legmelegebb dolgot használod kültéri hőtárolóként, amit csak találsz.
A kültéri levegőt hőtárolóként használó levegő-víz hőszivattyúk ebből a szempontból a legrosszabb megoldást jelentik, mivel a téli fűtési szezonban a kültéri levegő nagyon hideg. Még jobbak a talajszondás hőszivattyúk (más néven geotermikus hőszivattyúk), mivel még télen is elég meleg a talaj közepes mélységben.
Mi a legjobb hőforrás a hőszivattyúkhoz?
A földhőforrás problémájahőszivattyúkaz, hogy szükséged van egy módra, amellyel hozzáférhetsz ehhez az eltemetett hőtárolóhoz. Ha van elég helyed a házad körül, árkokat áshatsz, és eláshatsz egy csomó csövet megfelelő mélységben, például néhány méter mélyen. Ezután egy folyadékot (általában víz és fagyálló keverékét) keringtethetsz ezeken a csöveken keresztül, hogy elnyeld a hőt a talajból. Alternatív megoldásként mély lyukakat fúrhatsz a talajba, és függőlegesen csöveket szerelhetsz ezekbe a lyukakba. Mindez azonban költséges lesz.
Egy másik, néhány szerencsés számára elérhető stratégia az, hogy egy közeli víztestből hőt vonnak ki egy cső bizonyos mélységben történő vízbe mártásával. Ezeket víz-víz hőszivattyúknak nevezik. Egyes hőszivattyúk a szokatlanabb stratégiát alkalmazzák, azaz az épületből távozó levegőből vagy napenergiával előállított melegvízből vonják ki a hőt.
Nagyon hideg éghajlaton érdemes talajszondás hőszivattyút telepíteni, ha lehetséges. Valószínűleg ezért van az, hogy Svédországban (ahol az egy főre jutó hőszivattyúk száma az egyik legmagasabb) a legtöbb hőszivattyú ilyen típusú. De még Svédországban is nagy százalékban vannak levegő-víz hőszivattyúk, ami cáfolja azt az általános állítást (legalábbis az Egyesült Államokban), hogy a hőszivattyúk csak enyhe éghajlaton alkalmasak otthonok fűtésére.
Tehát bárhol is legyen, ha megengedheti magának a magasabb előzetes költségeket, legközelebb, amikor döntenie kell otthona fűtéséről, fontolja meg a hőszivattyú használatát a hagyományos kályha vagy kazán helyett.
Közzététel ideje: 2023. október 19.