Milyen hőforrásokat lehet „szivattyúzni”

Hőforrások

Talajkollektoros rendszer tekintetében több száz méteres rendhagyó kemény PVC köpennyel ellátott rézcsöveket, vagy polietilén csöveket fektetnek le 1-2 méter mélyen. Hátránya, hogy terjedelmes felületen (a fűtött alapterület 1,5-3-szorosán) kell megbontani a telket a csövek lefektetésekor, így leginkább új építésű házak során jöhet szóba.

Támogatásával négyzetméterenként 20-30 wattnyi energiát nyerhetünk. Ennek nagysága függ a talaj hővezetésétől, nedvességtartalmától, és a lehetőség szerinti talajvíztől.

Talajszondás rendszer során kb. 15 cm átmérőjű, 50-200 méteres lyukat fúrnak a földbe leginkább függőlegesen. Ebbe helyezik az U alakú szondát, amiben zárt rendszerben cirkulál a hűtőközeg. 200 méteres mélység során kb. 17 C-os a talaj.

Lehet két- vagy háromkörös rendszer, attól függően, hogy a szondában közvetlenül a hűtőközeg áramlik, vagy fagyálló folyadék nyújtja át közvetetten hőjét a hűtőközegnek. A szondák egyedi esete az energiakaró: több szondát egymás mellé helyezve nyári hónapokban raktározzák a hőenergiát a földben, melyet télen hasznosítanak. Különösen nyári hűtési ilyen irányú elvárás során, ill. ipari méretekben gazdaságos.

Nagyságrendekkel mélyebb szondák során (1000-2000 méter) már nem a talajrétegekben raktározott napenergia kerül közvetetten hasznosításra, hanem elsődlegesen a geotermikus energia. A Föld középpontjában lejátszódó reakciók hője a felszín felé áramlik, így mennél mélyebb a fúrt kút, annál nagyobb a kúttalp körüli réteg hőmérséklete. Ez a hőmérséklet a geotermikus gradienstől függ. (egy kilométerrel mélyebben mennyivel melegebb a földkéreg) Ez hazánkban 60 C/km körüli érték, szemben a 30 C/km-es európai átlaggal.

Erős abszorber (beton építmény) föld alatti vagy föld feletti beton- vagy téglafalban betonlemezben műanyag csőkígyót helyeznek el. Külön e célra épített szoborszerű elemek, vagy támfalak, homlokzati betonfelületek is felhasználhatóak.

A működés elve hasonló a talajkollektorokhoz: A beton jól vezeti a hőt, tömege alkalmas a hő tárolására. Nyújt támogatást a levegő, talaj, esővíz hőjének átvételében, a napsugárzást közvetlen is hasznosíthatja.

Talajvíz. A talajvíz-kútból búvárszivattyúval nyert víz hőjének elvonása után a vizet vagy egy másik kútba, vagy felszíni vízbe (patak, tó, folyó) vezetik, vagy elszivárogtatják földbe fektetett dréncsöveken keresztül. Nagyobb, EHPA díjazású példa Újszilvás Község négy intézményének – a polgármesteri hivatal, a helyi közösségi ház, óvoda es általános iskola fűtésének ellátása egy talajvizes rendszerrel.

A talajvíz állandó hőmérséklete (7-12 C) és jó hővezető-képessége révén ideális hőforrás. Újabb különleges alkalmazás, mikor is hőforrásként egy tó szolgál. Ebbe helyezik el körkörösen a kollektorként szolgáló csöveket.

Levegő (levegőkazán). A külső levegőt ventilátor(ok) szívják be, és a hőszivattyú hűti le. Pozitív tulajdonsága, hogy bármilyen talajszerkezet és telekadottság során telepíthető, hátránya ezzel szemben a külső levegőtől való függés, aminek a hőmérséklete nem állandó. Így a rendszer hatékonysága és hőteljesítménye előnytelenül változó. Újabb problémát jelenthet a ventilátor(ok) által keltett zaj.

Felhasználásra kerülhet még a ház pincéjének levegője is. Központi szellőztető rendszerrel ellátott, légmentesen szigetelt ház során a kifújásra kerülő elhasznált levegő is hasznavehető hőforrásként, vagy a befúvásra kerülő levegőt melegítve, vagy a fűtési rendszerre (melegvíz-készítésre) rásegítve. (Ennél egyszerűbb megoldás a hőcserélők használata, ahol a kifújt meleg és a beszívott hideg levegő egy tekintélyes felületű berendezésen keresztül nyújtja át a hőt, nélküle, hogy keveredne.)

Hulladékhő. Számításba jöhet hőforrásként a szennyvíz, az elhasznált termálvíz, hűtendő elektromos berendezések és ipari szerkezetek. Szennyvíz hőjének a hasznosítására magyarországi példa a szekszárdi húskombinát, ahol a 22 C-os szennyvíz a hőforrás; elfolyó termálvíz fölhasználására ugyanakkor a harkányi gyógyfürdő, melynek 32-35 C-os elfolyó vizét használják fel két egyenként 1100 kW-os hőszivattyúval. Példának okáért a MOM Park fűtési igényét is szennyvíz hőtartalmát hasznosító hőszivattyúval elégítik ki. Elektromos berendezések hűtésére telefonközpontokat lehet mondani (Budapesten kettő, Győrben egy ilyen telefonközpont üzemel a Telekomnál). Szervertermek hője is hasznosítható ilyen célból, melyre példa az UNITEF irodaház szimultán hűtő-fűtő hőszivattyús rendszere.

Szezonális tároló. A nyári évszakban a hűtésből származó hőt a talajnak nyújtják át, a tárolás magában az erre kialakított számottevő térfogatú rétegben történik, ezt követően télen a fűtési üzemben ebből a rétegből, tárolóból veszik a hőt. Valamelyest low-tech szezonális tároló alacsony talajvízmozgás során a talajszonda is. Erre példa Vecsésen a CBA áruház, ahol a 2 db 160 kW-os hőszivattyú részére nem hőforrás, hanem puffertároló a parkoló alá lefúrt 30 db 100 m mély szonda. Hőforrás a hűtőházak, a hűtőládák és a nyári klimatizálás hulladékhője. A nyári meleget „elteszik télire”.

Az egyik első nagyméretű kivitelezett vegyített (hűtő-fűtő) hőszivattyú a zürichi városháza részére lett kifejlesztve. Itt hőforrásul a Limmat folyó vizét használták.