Hőszivattyúk: melegedünk a hidegben
Mik azok az okok, amelyek megakadályozzák, hogy hulladékhőt használjunk fel otthonok fűtésére? A világon elterjedt hőszivattyúk példáján figyelembe vesszük a FÁK-országokban való bevezetésük nehézségeit.
Ahhoz, hogy megbizonyosodjon a hőszivattyúk létezéséről és hatékony működéséről, nem kell messzire mennie. Elég, ha ellátogat a konyhába és megnézi a hűtőszekrényt. Nulla alatti hőmérséklet uralkodik belül, és a hátoldalon lévő forró hőcserélő rács jelzi a termékeiből a sikeres hőkivonást.
A hőszivattyúkat gyakran fordított hűtőknek is nevezik. Ez az analógia nem teljesen pontos. A hűtőszekrény és a hőszivattyú fizikai működési elve megegyezik, csak a kialakításban és a rendeltetésben térnek el egymástól: a hűtőszekrény zárt térfogatból vonja ki a hőt, "kidobja" azt a környezetbe. Éppen ellenkezőleg, a hőszivattyú az alacsony hőmérsékletű hőt kívülről, nyílt környezetből vonja ki, és végül a helyiség zárt térfogatának adja át.
A hőgépek működési elvei már a 19. század első felében igazolódtak, de a hűtőgépek szerencsésebbek voltak: az élelmiszerek tárolásának szükségessége égetőbb problémának bizonyult, mint a lakások fűtése, főleg, hogy az üzemanyaggal nem volt gond. akkoriban fűtésre.
A hőszivattyúk iránti érdeklődés először a háború utáni Európában kelt fel, amikor a romok és az alapvető szükségletek hiánya arra kényszerítette a lakások fűtésének nem szabványos módjait. De a hőszivattyúk fejlesztésének legerőteljesebb lendülete az 1970-es évek energiaválsága volt. Az energiaforrások árának meredek emelkedése gazdaságilag jövedelmezővé tette az alacsony hőmérsékletű hőhordozók használatát: víz a tározókban, geotermikus hő, a városok meleg szennyvize.
Az ipar addigra már kifejlesztett és gyártott megbízható és környezetbarát rendszereket különféle alkalmazásokhoz: az alacsony teljesítményű házaktól az épületegyüttesek nagy teljesítményű fűtési rendszeréig.
A piacon már elérhetőek a sokféle közeggel (levegő, víz, talaj) működő hőszivattyúk, amelyek automatizált szivattyúvezérléssel és vezérléssel rendelkeznek. De a legmodernebb technológia nem hozza meg a kívánt eredményt, ha hibákat követnek el a hőszivattyú teljesítményének megválasztásakor vagy a fűtési rendszer telepítésekor.
Ehhez több kulcsfontosságú jellemzőben kell tájékozódni, amelyek meghatározzák a hőszivattyú hatékony működését. Közülük a legfontosabb a "fűtési együttható", azaz. a megtermelt hőenergia mennyiségének az elfogyasztott villamos energiához viszonyított aránya. A modern rendszerek esetében ez 3,5 és 4 között mozog.
És itt kezdődnek az árnyalatok.A gyártó ezt az értéket a hőszivattyú legkedvezőbb üzemmódjára adja meg, pl. minimális hőmérséklet-különbségre a külső fűtőközeg és a fűtőkör között. Például 10 Celsius fokos külső hőmérsékleten (150 m mélységben lévő talaj) és 40 fokos fűtőkör hőmérsékleten (meleg padló) az együttható valóban körülbelül 4 lesz. De már 60 fokon 2-re csökken, 80 fokon pedig 1. V Ebben az esetben egyszerűbb és olcsóbb a hagyományos elektromos fűtőtestek vagy kazánok használata.
A második fő probléma a hőszivattyú kollektorának (hőelszívó körének) számítása, a talaj összetételétől függően a hőelvonás homokcsövek esetén 10 W/m-től nedves agyagos talajon 35 W/m-ig terjed. Ez a kollektor vízszintes elhelyezése esetén érvényes. Függőleges tározó esetén ismerni kell a rétegek geológiai összetételét, hiszen vagy egy mély (több mint 100 m) kutat, vagy több tíz méter mély kútrendszert kell fúrni.
Innen a következtetés: egyszerűen lehetetlen egy olyan szakosodott szervezet vagy cég részvétele nélkül, amely tanulmányt készít, projektet készít és meghatározza a fűtési rendszer összetételét. A vízszintes kollektor nem igényel fúrást, de több száz méteres csövek lefektetéséhez ugyanannyi árkot kell ásni akár 2,5 méter mélységig, így a jól karbantartott terület a munka végeztével bombatelepnek fog kinézni.
A függőleges tartály felszereléséhez több mint 10 méteres mélységig kell fúrni, és ez a kutatási és tervezési munkák mellett különféle szervezetektől származó engedélyek megszerzéséhez kapcsolódik.A föld altalaj ma már az állam tulajdona, és a hivatalnokokkal szemben komolyabb akadály lehet, mint a berendezések és a hőszivattyúk bevezetési munkáinak ára.
Végül egy becslés a hőszivattyú működési költségéről. Egy 200 m2-es fűtőfelületű villához körülbelül 18 kWh hőenergia kapacitású hőszivattyúra lesz szükség. A kollektorcsövek körülbelül 400 méter hosszúak lesznek, optimista 50 W/m hőelvonási sebességgel. A vezető német cégek ilyen kapacitású berendezései a konfigurációtól függően körülbelül 6000-7000 euróba kerülnek. Fúrási vagy ásatási munkák - 3000 eurón belül. Adjuk hozzá a projektet, a jóváhagyásokat, és kapjuk meg a 10 000-et.Ez egy kritérium annak megítéléséhez, hogy megéri-e ma egy hétköznapi lakosnak hőszivattyút szerelni, és mikor térül meg.
Az új helyiségeket építő szervezetek és vállalkozások számára most már lehetőség van hőszivattyús fűtésre. Az ilyen költségek az energiatarifák folyamatos emelése mellett 3-5 év alatt megtérülhetnek. De azon lakosság számára, akik számára az állam kedvezményes tarifákat vagy támogatott energiaköltségeket állapított meg, a hőszivattyúk használata sokáig veszteséges lesz.