Geotermikus fűtés: a környezettudatos hőszabályozási rendszer
Az elkövetkező hetekben szeretnénk kedves olvasóinknak olyan környezetbarát, gazdaságos és fenntartható hőszabályozási rendszereket részletesen bemutatni, melyek az elkövetkező évtizedek során mind a felhasználók, mind pedig a környezet számára nagy szolgálatot tehetnek. Sorozatunk első részét a geotermikus fűtés előnyeinek és felhasználási lehetőségeinek szenteljük.
Nemcsak a Napban, de más környezetünkben levő elemekben is van energia, amit felhasználhatunk. Ilyen lehetőséget nyújt a házunk alatti talajrétegben található hő is. A hőszivattyúk ötletes megoldást biztosítanak arra, hogy veszteségmentesen, hatékonyan és biztosan kinyerjük az energiát.
A hőszivattyúk sokféle közegből - levegőből, vízből, talajból - nyerhetik ki az energiát, ami azonban mindig egy helyről, a Nap energiájából származik. A hőszivattyús fűtés során felhasznált energiáról tehát a Nap gondoskodik, és ennek az égitestnek a működése még évmilliárdokig biztosított. Csaknem mindannyian használunk otthon legalább egy hőszivattyút, még ha nem is vagyunk ezzel tisztában - ugyanis a hűtőszekrény ezen az elven működik.
Ismerős lehet a geotermikus energia kifejezés is, ám ez egy másik terület, mivel az a magas hőmérsékletű termálvízben található energiát jelenti. Hazánkban például a termálfürdők működnek ezen az elven.
A geotermikus hőszivattyú egy olyan, a fűtés és hűtés feladatát egyaránt ellátó rendszer, amelynek lényege, hogy működéséhez a talajból vesz fel hőt, vagy oda bocsátja ki. A hőt - a mi éghajlatunkon - fel lehet a talaj felső rétegéből is venni. Ez a réteg magába nyeli a napsugárzás 50%-át, és jellemzően 7-18 C fokos. A rendszer kiszámíthatóan működtethető, mivel a talaj hőmérséklete nagyjából állandónak mondható. Ez nyújt lehetőséget a geotermikus fűtés és légkondicionálás kivitelezésére, hőszivattyú használatával. Amikor fűt, hőforrásként használja a talajt, elvonja tőle a meleget, és ezt használja fel a belső tér fűtésére. A hűtési fázisban a ház belsejéből von el hőt a geotermikus hőszivattyú, majd adja le a talaj felé. A működési költség így - mint látni fogjuk - sokkal kedvezőbben alakul, mint más megoldások esetén.
A megoldás népszerűsége az energiatudatos otthon tulajdonosok körében egyre nagyobb, a kiemelkedő hatékonyságnak köszönhetően. A még inkább környezetbarát működés érdekében a geotermikus hőszivattyú kombinálható napkollektoros rendszerekkel.
A geotermikus hőszivattyúk típusai és működésük
A felhasznált energia - a földhő - lényegében egy korlátlanul rendelkezésre álló közegből, a talajból érkezik. A rendszer a legnagyobb hidegben - mínusz 30-35 fokig -, és melegben is stabilan használható. A hőszivattyú működése, a hő szállítása, a hőleadás többféle módon történhet. Ezek megtervezéséhez szakember közreműködésére van szükség.
Mi az elve a működésnek, és milyen változatok közül választhatunk? Az energiát a talajból szondákkal lehet kinyerni, a szonda vízszintes vagy függőleges elrendezésű lehet.
● A horizontális, vízszintes csőrendszert használó berendezést nevezzük talajkollektoros hőszivattyúnak. Ennek kialakításához a fűtendő épület területéhez képest nagy régióban meg kell bontani a talajt, és lefektetni a csöveket. Épp ezért leginkább új építésű házaknál építik ki. Jól kalkulálható a teljesítménye, 15-30 W/m2 közötti a napsütéses órák számától és más tényezőktől függően.
● A vertikális, függőleges szondával működő rendszer a talajszondás hőszivattyú. Itt egy 50-100 méter mély furatot mélyítenek, ebbe kerül a szonda. Ide tartozik a koaxikális szonda. A mélyben elhelyezkedő szondás megoldás kevésbé érzékeny a szezonális hőmérséklet-változásokra. A függőleges szondás rendszernek jellemzően nagyobb a COP értéke, hatékonysága.
● Víz-víz geotermikus rendszerű hőszivattyú: ez a rendszer a talajban és vízben tárolt napenergiát használja fel. Alkalmazható több módon, kútvizes, talajkollektoros, talajszondás és tó-víz fűtési-hűtési rendszerekhez. Három részből áll: egy víz- és fagyálló csőből - ez a földhurok -, hőszivattyúból és fűtés elosztó rendszerből.
A rendszer lényege, hogy a talaj energiatartalékát mély szondafúrásokkal vagy kollektorokkal ‘megcsapoljuk’. A keringő fűtővíz felveszi a hőt, majd továbbadja a hőcserélőbe. A második, hőszivattyús kör emeli a víz hőmérsékletét. Majd a fűtőkör segít eloszlatni a hőt a lakótérben.
A geotermikus rendszerek előnyei és hátrányai
Ez a rendszer számos egyértelmű előnnyel rendelkezik:
● Gazdaságos működés, alacsony üzemeltetési költség
● Kiemelkedő energiahatékonyság
● Maximálisan környezetbarát
● Csendes, tiszta működés, nagyobb komfortérzet
● Alternatív, zöld megoldás, mégsem befolyásolják külső tényezők, pl. időjárás
Mit jelent mindez részletesebben?
Növekvő népszerűségét kimondottan magas hatékonyságának köszönheti a geotermikus hőszivattyús megoldás. A hatékonyságot az úgynevezett COP - Coefficience of performance, magyarul jósági fok - fokkal mérik, amely azt mutatja meg, hogy az adott berendezés 1 kWh áram elfogyasztásával mennyi hőenergiát tud előállítani. Ez az érték mindig pillanatnyi állapotra vonatkozik, és annál kedvezőbb, minél nagyobb a számérték. A geotermikus hőszivattyúk COP fok értéke jellemzően 2 és 5 közötti. Általában ez a fűtési-hűtési mód 1 egységnyi áramból 3-4 egységnyi hőenergiát tud előállítani.
A geotermikus fűtést végző minden megoldás, azaz a földbe helyezett talajkollektoros-, talajszondás- vagy víz-víz hőszivattyú rendkívül környezetbarát. Nem bocsát ki káros anyagot működése közben. Égéstermék nem keletkezik, a füstgáz elvezetésének problémája sem merül fel. Emellett nem kell a fűtőanyagot a helyszínre szállítani, ami károsanyag-kibocsátással járna - ha például a kamionokra gondolunk -, vagy éppen odavezetni, hiszen az energia helyben megtalálható a földben.
A más típusú hűtési-fűtési megoldásokkal kapcsolatos tennivalók, például a kéményseprői ellenőrzés és ezzel kapcsolatos díj, vagy a fűtőanyag tárolásának megoldása szintén nem jelentenek többet problémát, ha a geotermikus megoldásra állunk át.
A kapcsolódó áramfogyasztás - alacsony mértékű, kedvező díjjal elérhető
A rendszer működtetése áramfogyasztással jár, az alábbiakhoz:
● A keringető rendszer működtetéséhez
● a hőátvivő közegként működő gáz sűrítéséhez és párologtatásához
Külön előny, hogy az áramszolgáltató támogatja a megújuló energiaforrás használatát. Ezért fűtési szezonban - október 15. és április 15. között - úgynevezett H tarifával, kedvezőbb áron működtethető a hőszivattyú és a hozzá kapcsolódó berendezések. Ez a tarifa egy meghatározott COP vagy SCOP érték felett működő hőszivattyúkhoz igényelhető. A szintén kedvező GEO tarifa is elérhető számos helyen. Előnye, hogy egész évben fut, de vannak negatívumai, például, hogy napi 20 órán át áll rendelkezésre.
Napelemes rendszerrel egybekötve hálózati áram felhasználása sem szükséges, így ez a költség nullázható.
Jellemző, hogy egyre fejlődnek a megoldások ezen a téren, a kompresszorok vagy a felhasznált gázkeverékek például fejlesztéseken mentek át, így egyre hatékonyabb és kevesebbet fogyasztó rendszereket találunk a kínálatban.
Hátrányok, amik felmerülhetnek
Negatívuma a rendszernek, hogy fagyok idején a lehűlt földből kevesebb energiát tud kinyerni. Bár a hatékonyság ilyenkor leesik, de még így is jobbnak minősül a fosszilis tüzelőanyagokra jellemzőnél: a jósági fok nem csökken 2-es COP érték alá. Az áramszámla ennek a rendszernek a használatával megemelkedik, mivel itt áramra van szükség a működtetéshez. Ezzel együtt egyértelműen jóval kevesebb a költsége a geotermikus hőszivattyúnak, mint a hagyományos fűtési módoknak.
Ennek a környezetbarát és nagy hatékonyságú rendszernek a kiépítése aránylag költséges más megoldásokhoz képest. A befektetés megtérülésével hosszú távon kell számolnunk – szakértők ezt körülbelül 8 évre teszik -, de ez helyszínenként, megoldásonként változik. Az éves karbantartás költségével is érdemes számolnunk. Rejtett költségei azonban nem jelentkeznek a geotermikus hőszivattyú használatának.
A rendszer kiépítése, szükséges engedélyek és támogatások
A geotermikus hőszivattyú kialakítását mindenképpen előzzék meg vizsgálatok, például arra vonatkozóan, hogy a telken található talaj alkalmas-e a szükséges műveletekre. A járási hivatal, a földtani intézet, illetve szakértő segíthet ezekben a kérdésekben. Jellemzően egyébként a nedves, agyagos és homokos talajokból juthatunk több hőenergiához.
A mélyebb fúrást igénylő talajszondás megoldáshoz előzetesen az illetékes bányakapitányság engedélyére van szükség. A geotermikus fúrások engedélykötelesek: fontos, hogy a rendszer ne tegyen kárt a mélyebben fekvő vízrétegekben.
Az optimális használathoz az is ajánlott, hogy az energia jól hasznosuljon, ennek érdekében pedig, ha nem is új építésű, de kellőképpen korszerű és jól szigetelt legyen az épület. Értelemszerűen egy régebbi épülethez, ahonnan szökik a meleg, nem érdemes egy ilyen komoly beruházást hozzáépíteni. Gyakori kérdés, hogy radiátorral fűtve is érdemes-e hőszivattyút igénybe venni. Igaz, a padló- illetve falfűtés jobban hasznosul ezzel a rendszerrel, de ez a megoldás is abszolút működik, tehát nem kell felületfűtést kialakítani.
Érdemes utánanézni az állami támogatásoknak, mivel otthonteremtő, vissza nem térítendő támogatás is igényelhető erre a célra. Az összes költségre fordítható mindez: a szondafúrás mellett a radiátorok korszerűsítése, vagy padló-, falfűtés kiépítésére, kazánház kiépítésére. Kedvező otthonteremtési kölcsönt is találhatunk állami hozzájárulással.
Az Ariston kínálatában megtalálható levegő-víz hőszivattyúk használatával szintén nagymértékben csökkenthetjük energiafüggőségünket, és még inkább igaz ez, amennyiben napenergiát használunk.