Fűts a hideggel!
Két héttel ezelőtt a kül- és beltéri egységből álló split (osztott) klímaberendezésekkel kapcsolatban megjegyeztük, hogy azok fűteni is tudnak. Ezt a hőszivattyú elvén teszik, és az egyszerűbb változatok addig működnek, míg a kinti hőmérséklet plusz öt Celsius-fok alá nem süllyed. A változtatható kompresszorteljesítményű inverteres split klímák a mínusz 20 fokos kinti levegőből is képesek a lakást fűteni. Kérdés, hogy miképpen teszik ezt?
A levegős hőszivattyú működését leginkább a hűtőgép példájával lehet megvilágítani. Adott két csőkígyó, amit némi leegyszerűsítéssel radiátornak is tekinthetünk, csakhogy a témában nem járatos olvasó előtt is valami ismert eszköz képe jelenjen meg. A két radiátor csővezetékkel van összekötve, de ebbe a vezetékbe egy kompresszort építenek. A csőben alacsony forráspontú gáz kering, amit csak nagy nyomáson lehet cseppfolyósítani (ez a kompresszor feladata). Miután ez megtörténik, a cseppfolyós gáz bekerül abba a radiátorba, amely a hűtőgép belsejében található. Miután a gáz nyomása hirtelen lecsökken, hőt von el a környezetétől, így lehűti a hűtőgép belsejét. Újra működésbe lép a kompresszor, elszívja, és összesűríti a gázt (majd a folyamat újra kezdődik). A sűrítés közben hő keletkezik (felmelegszik a gáz), amit a hűtőgép hátuljára szerelt másik radiátor vezet el és ad át a környezetnek, ami nem más, mint a helyiségben lévő levegő. (Ezért nem szabad a hűtőgépet szorosan a falhoz tolni, hiszen ilyenkor lecsökken a külső radiátor (csőkígyó) hőleadása.
A hűtőgépnek - amit most már nevezhetünk akár hőszivattyúnak is - van tehát egy hideg és egy meleg radiátora. Tőlünk függ, hogy melyiket hasznosítjuk. Amennyiben hűteni akarunk, akkor a hideg radiátort, míg ha fűteni, akkor a meleg radiátort tesszük be a lakásba. Az ilyen hőszivattyú a "levegős" jelzőt kapta, mivel a levegő hőjét hasznosítja.
Tegyünk egy kísérletet! A hűtőgépről szereljük le a hátulján lévő radiátort, a gépet pedig vigyük ki az udvarra. Ezután kössük össze hőszigetelt vezetékkel a gépet és a benti radiátort, majd nyissuk ki a hűtőgép ajtaját és indítsuk el a szerkezetet. A hűtőgép a kinti levegőből - legyen az akár fagypont alatti - a belé szerelt radiátorral még hidegebbet készít, míg a belső radiátor fűteni fog. (Nyáron viszont meg kell fordítani a rendszert, hogy bent hűtsön, és kint fűtsön.)
Minden hőszivattyúnak van egy jósági (hatékonysági) foka, amit COP-értéknek neveznek. Ez azt mutatja, hogy egységnyi felhasznált áramból hány egységnyi hőt tud a szivattyú elvonni a környezetéből. A legmodernebb levegős hőszivatytyúknál ez a szám négy, vagyis a felhasznált energia négyszerese fordítódik fűtésre. A hőszivattyúkat többnyire fűtésre használják, de vannak hűtésre is alkalmas készülékek. (A split klímáknál is megcserélhető a két radiátor funkciója egy váltószeleppel). A levegős hőszivattyúnak két változata van, az egyiket a ház mellé telepítik, míg a másikat a házon belül - leginkább a pincébe - szerelik fel. A hőszivattyúknak vannak jobb hatásfokú változatai is. Ezek a talajból, vagy a talajvízből - netán mélyfúrású kútból, avagy folyóból, patakból - nyerik a fűtési energiát. A "földes" hőszivattyúnál a hideg oldali csőkígyót általában 1,5 méter mélyen fektetik le a kertbe, mivel itt a talaj hőmérséklete állandóan 12-14 Celsius-fokos. A földbe helyezett csöveket szokás földkollektornak is hívni. Ha vastagabb csövet fektetünk le, akkor abban levegő, míg ha vékonyabbat, akkor folyadék kering, de a hőszivattyú mindkettőből hőt állít elő. A levegős és a folyadékos hőkollektor egyaránt hűti a földet.
A talajban lévő vízből is előállítható hőszivattyú közbeiktatásával a fűtési energia. Ilyenkor két kutat kell ásni. Az egyikből nyerjük a fűtéshez szükséges vizet, míg a másikba a lehűtött vizet tápláljuk viszsza. Ettől jobb hatásfok érhető el az olyan fúrt kúttal, amelybe kifejezetten hőelvonás céljára készített csőköteget engednek le. Mélysége általában 50 méter. A "földes" és "vizes" hőszivattyúk hatásfoka jobb, mint a levegősöké, a legkorszerűbbek már hat egységnyi fűtőenergiát képesek előállítani egységnyi villamos energiából.
A hőszivattyúk elterjedése garantáltnak látszik, hiszen bármivel is állítsák elő az áramot, biztos, hogy négyszer-hatszor kevesebb szennyeződés kerül egy ház kifűtése során a környezetbe, mintha a lakás kazánházában égetnék el a gázt, az olajat vagy akár a biomasszát. Ma egy korszerű levegős hőszivattyú egy alsó-középkategóriás autó árába kerül, mire felszerelik a ház mellé. Ha millió szám vennék, nyilván töredékére esne az ára.
