A hőszivattyúk a fűtéshez szükséges hő nagy részét valamilyen környezeti közegből  nyerik ki. Ez a közeg lehet a levegő, a talajvíz vagy akár maga a talaj is. Ezekben a közegekben működnek az ún. kollektorok, melyek a környezeti energia kinyerésért felelnek.  Minden kollektortípusnak megvannak az előnyei és a hátrányai is.

Kezdjük a levegővel: ez mindenhol rendelkezésünkre áll, a hűtőközeg egy hőcserélőn keresztül  közvetlenül  tud hőt kivonni a beszívott levegőből. A levegő nem a legideálisabb választás, mert  hőmérséklete nagyon ingadozó és akkor nyerhető ki belőle a legnehezebben energia, amikor a legynagyobb az épület fűtési igénye, a téli fűtési szezonban. Ennek következtében a rendszer hatásfoka viszonylag alacsony lesz és megnőnek az üzemeltetési költségek is.

A talajvíz, természetes rétegvíz nem áll mindenhol a  rendelkezésünkre, pedig a közeg ideális hőforrásként üzemelhet, hiszen hőmérséklete legtöbbször állandő, 10-14 °C körüli. Ez a stabilitás nem csak a fűtésnél de a hűtésnél is igen jelentős megtakarításokat eredményezhet.  A rendszer hátránya , hogy a víz földből való kinyerésére és a  földrétegbe visszajuttatására egy plusz szivattyú üzemeltetése szükséges.

Harmadik hőforrásunk a talaj. Itt megkülönböztethetünk két esetet. Az első amikor a föld felső – nap által egész évben felmelegített – rétegeiben eltárolt hőt vonjuk el. Ebben a mélységben (~1m) ugyan a hőmérséklet ingadozik a levegő hőmérsékletének változásával, ám az ingadozás mértéke jóval kisebb mint a levegőé és átlaghőmérséklete is jócskán felülmúlja azt.

A másik megoldás a föld „belső” hőjéből táplálkozik. Ilyenkor a felhasznált hőt a föld belső magja szolgáltatja. 60-100 méteres mélységbe lefúrva a hőmérséklet már állandó és nagysága az úgynevezett geotermikus gradienstől függ. A gradiens azt mutatja meg, hogy ha a föld magja felé haladva hány fokkal nő a hőmérséklet . Ilyen mélységben már állandó a hőmérséklet, így a hőszivattyú egyenletes, magas hatásfokkal tud üzemelni egész évben. Ezekben a függőleges szondák hőátadó közeggel vannak feltöltve, melyet keringető szivattyúk tartanak folyamatosan mozgásban.

A hőszivattyúk hatásfokának meghatározásánál nem csak a hőforrás típusa, de a hő kinyerésének módja is sokat számít.  A hőelvonás lehet közvetlen – mint például a levegős hőszivattyúk esetében – vagy alkalmazhatunk valamilyen közvetítőt, például glikolt vagy valamilyen más hőátadó közeget.

A közvetítő közegek szerepéről és működéséről bővebben következő blogbejegyzésünkben fogunk írni.

A következő bejegyzésben aktuális projektünkkel fogunk foglalkozni. A fűtendő épületet egy Termeo CAP’ típusú, 18kW maximális teljesítményű hőszivattyúval fogjuk felszerelni. Érdekesség, hogy a hőszivattyú a fűtés mellett a hűtési és melegvíz készítési feladatokat is el fogja látni.

Jelenleg a fűtési rendszer kollektorhálózatának kialakítása folyik. A Termeo CAP’ típusú hőszivattyúkat jellemzően vertikális talajszondával szereljük fel, melyekben glikolos hőátadó közeg kering. Az optimális működés érdekében a kollektorhálózatot itt 4 darab 80 m hosszú függőlegesen lefúrt KPE csőpár fogja alkotni.

A vertikális talajszondákat a föld fölött közös csőhálózatba kötjük, majd elvezetjük a hőszivattyú keringető szivattyújához, illetve a hőcserélőhöz. A hőátadással és a glikolos közeg áramoltatásával a későbbiekben fogunk foglalkozni.

Lássuk hogyan néz ki egy ilyen szonda lefúrása a gyakorlatban:

[Show as slideshow]