KLÍMAPOLITIKA. Fűtés-hűtés hőszivattyús ingyen energiával. Komlós Ferenc

Átírás

1 KLÍMAPOLITIKA Fűtés-hűtés hőszivattyús ingyen energiával Komlós Ferenc

2 2007. október 1. 1

3 T A R T A L O M J E G Y Z É K Előszó Bevezetés A jogi helyzet hangsúlyai A technológia ismertetése nemzetközi kitekintéssel A működés elve és üzemmódok Épületgépészeti vonatkozások Megújuló energiaforrások és a hőszivattyú Alapfogalmak, kulcsszavak A hőszivattyú elvi alapjai és példák az alkalmazásra Hőszivattyús rendszerek költségei Felhasznált és ajánlott irodalom, internetes források Mellékletek I. Melléklet: energetikai minőségtanúsítvány összefoglaló mintalapja.. 47 II. Melléklet: levegő/víz hőszivattyús ajánlat III. Melléklet: szondás megoldású hőszivattyús ajánlat IV. Melléklet: földgázmotoros klímaberendezés árajánlat V. Melléklet: árokkollektoros hőszivattyús árajánlat VI. Melléklet: kétkutas hőszivattyús árajánlat

4 Előszó Ha azt kérdezik, hogy nem késtünk-e el, hogy visszafordítható-e még az a rombolás, amit az emberiség ejtett a természeten, a válaszom az, hogy nem késtünk el. Amíg él az akarat, addig sosincs késő. Ha pedig az emberek közösen akarnak valamit, akkor azt meg is teszik, ezáltal érvén el céljukat, bármi is legyen az. Teller Ede Kedves Olvasó! A hőszivattyú lakossági tájékoztató kiadvány rendeltetése a hőszivattyús technológia megértetése és elfogadtatása. Jelentősége abban áll, hogy egyrészt segít a lakosság számára rávilágítani az energiahatékonysági programokban és a megújuló energia használatában rejlő lehetőségekre, másrészt segíti megvédeni őket a téves vagy átgondolatlan döntések meghozatalától. A feladat elvégzésében törekedtünk a közérthetőségre, a könnyű olvashatóságra, támaszkodtunk az ábrák nyújtotta szemléletességre, és igyekeztünk tömören fogalmazni. Ennek a tájékoztatónak az a célja, hogy tisztelt olvasóink bepillantást nyerjenek a hőszivattyús technológiával kapcsolatos új kihívásokra, mivel jövőbeli helyzetünket ez is nagymértékben befolyásolhatja. Az ésszerű és hatékony energiagazdálkodás ugyanis minden állampolgárnak, fogyasztónak és felhasználónak közös érdeke. Sajnálatos, hogy a magyar fogyasztó még nem élvezi a versengő energiapiac előnyeit: az áttekinthető kínálatot és a színvonalasabb szolgáltatásokat. Reméljük, hogy ez a kiadvány ezen a területen elősegíti majd a fejlődést. A műszaki tudományokban tájékozatlan olvasóknak készülő anyag csak akkor fejtheti ki hatását, ha tartalmazza a megértéshez szükséges alapvető szakmai ismereteket, alapfogalmakat, és gyakorlati tapasztalatokat is. Az ismertető akkor tekinthető sikeresnek, ha ebből javaslatokat, elképzeléseket, ötleteket lehet kialakítani, úgy, hogy közben az ötletek a realitások talaján maradhatnak. Ezért e tájékoztató elkészítésénél mi is ezeknek az alapelveknek a betartására törekedtük. A hőszivattyús rendszer a megújuló energiát hasznosító technológiák közül az a technológia, amely jelenleg a tájékozatlanok számára egy érthetetlen működésű fekete doboznak tűnik, így e gyanakodó érzés megváltoztatása a működés viszonylag egyszerű alapelveinek ismertetésével tudatosan felvállalt feladatunk. A környezettudatos olvasók figyelmét felkeltve, bemutatjuk a technológia tényleges környezeti hasznosságát, különös tekintettel az energiahasznosítási tényezőre. A tájékoztató kiadvány része a fentieken túl az alapfogalmak tisztázása, a világhálón (az interneten) elérhető hasznos oldalak összefoglalása, illetve a gazdaságossági megfontolások és a megvalósult hazai példák szemléltetése. Tisztelettel: Komlós Ferenc ny. vezető-főtanácsos okl. gépészmérnök, épületgépész 3

5 1. Bevezetés A Központi Statisztikai Hivatal kiadványa szerint a gazdaság, a környezet és a társadalom egyensúlyát kifejező fenntarthatóság szempontjából romlott Magyarország állapota az 1990-es évekhez képest. A környezeti adatsorok szerint a magyarországi energiafelhasználás, ezzel összefüggésben pedig az üvegházhatást okozó gázok kibocsátása európai összehasonlításban viszonylag kedvező, ám az egy főre jutó energiafogyasztás, illetve a gázkibocsátás az elmúlt években növekedett. 1. A fenntartható fejlődés útja: az emberhez méltó környezet létrehozása Jelen kiadvány borítói és ez a rajz Handbauer Magdolna grafikus munkája 1990-ben hazánk szén-dioxid kibocsátása személyenként 6,5 tonna, az Európai Unió régi tagállamaiban 9,1 tonna volt. Országunk szén-dioxid emissziója 2003-ban 5,5 tonna volt, az unióban maradt a korábbi szinten. Ugyanakkor a szén-dioxidnál károsabb globális felmelegedést előidéző gázokból arányaiban többet bocsát ki Magyarország. Amíg Magyarországon metánból (CH 4 ) 2003-ban 44,8 tonna jutott egy főre, addig az EU régi tagállamaiban 41,5 tonna. Dinitrogén-oxidból 4,0 tonna, illetve 2,8 tonna a szennyezés értéke. A fenntartható fejlődés alapján számolt ún. ökológiai lábnyom a természethasználat szintjét fejezi ki. A Természetvédelmi Világalap (WWF) 4

6 vizsgálati jelentése alapján a népesség és a biológiailag produktív földfelszín területére (16%) vetítve ez 1,8 ha/fő, ezt az értéket a világ 2006-ban 25%-kal haladta meg (lásd a 2. ábrát). 2. ábra: Földünk különböző területei Forrás: Ecological Footprints of Nations, How much nature do they use? - How much nature do they have? Centro de Estudios para la Sustenabilidad, Mexico, p. 5. A Föld felszíne 51 billió hektár, ebből 36,3 billió hektár tenger, 14,7 billió hektár szárazföld. Utóbbiból csak 8,3 billió hektár a biológiailag termékeny terület, a maradék 6,4 billió hektár részben vagy egyáltalán nem alkalmas emberi használatra, mivel ez a terület jéggel fedett vagy szikes földterület. 2. A jogi helyzet hangsúlyai Élni akaró nemzetnek vállalnia kell néhány ügyet, amelyek pártérdekek fölött állnak. Széchenyi István Az építés célja, hogy az ember mindennapi életéhez megfelelően komfortos (fűtött, hűtött, szellőztetett) környezetet biztosítson, ezért az ésszerű és hatékony energiagazdálkodás minden fogyasztónak és felhasználónak érdeke. Az épület állagának megóvása a belső légállapotnak is függvénye, tehát a használhatóság, a vagyonmegóvás is kapcsolódik a fűtéshez, hűtéshez, szellőztetéshez. Az ide vonatkozó 2002/91/EK EU-irányelv honosításához, bevezetéséhez több jogszabály tartozik. Eddig csak az első jogszabály jelent meg: az épületek energetikai jellemzőinek meghatározásáról szóló 7/2006. (V. 24.) TNM rendelet. Ez az épületek energiatanúsításához szükséges számításokat és határértékeket tartalmazza. Ebben a rendeletben az 5

7 épület által termelt energia is beszámít, így a hőszivattyús rendszer által bevitt energia is, amely elősegíti a jobb minősítés elérését. Az viszont még egyelőre kérdéses, hogy ennek a jobb minősítésnek mi lesz a későbbiekben a piaci értéke. A fenti irányelv alapján a szén-dioxid-kibocsátás csökkentése érdekében az új épületek 2008-tól csak energiatanúsítvánnyal kaphatnak használatbavételi engedélyt, a meglévő épületek, lakások pedig 2009-től csak energiatanúsítvánnyal adhatók el vagy adhatók bérbe. Ez a minőségtanúsítvány azt rögzíti, hogy rendeltetésszerű használat mellett egy év alatt mekkora az épület vagy lakás energiafelhasználása a hasznos alapterületre vetítve. A rendeletben az irányelvnek megfelelően előírás az épületek energetikai kategóriák szerinti besorolása: A+, A, B, C,...I. Egy új épületnek legalább C kategóriájúnak kell lennie. (lásd az 1. táblázatot és a I. mellékletet), 1. táblázat: Minősítési osztályok A+ < 55 Fokozottan energiatakarékos A Energiatakarékos B Követelménynél jobb C Követelménynek megfelelő D Követelményt megközelítő E Átlagosnál jobb F Átlagos G Átlagost megközelítő H Gyenge I 341 < Rossz Megjegyzés: a táblázat a vizsgált épület, épületrész és a viszonyítási alap összesített energetikai jellemzője arányának százalékban kifejezett értéke alapján a minőségi osztály betűjelét és szöveges jellemzését tartalmazza. A meghatározott új épületek engedélyeztetési eljárása az 1000 m 2 feletti hasznos alapterületű meglévő épület, továbbá ha a változtatás a külső felület 25%-át érinti. Vizsgálni szükséges annak lehetőségét, hogy műszaki és gazdasági szempontból alkalmazható-e megújuló energiaforrás és hőszivattyú stb. Mivel feltűnő, hogy az energiatakarékosság mennyire lényeges szempont lett a magyarországi gázáremelkedések miatt a mindennapi ember számára, meglátásunk szerint egy ilyen jellegű igazolás (lásd az I. mellékletet) tovább javítaná a hőszivattyúk versenyképességét. Fontos, hogy megértsük a tanúsítás környezeti és költségmegtérülési hatását. 6

8 3. ábra: Hőszivattyúzás ha a hőforrás napenergia (pl. a környezeti levegő hője) Forrás: Vetsey Klímatechnikai Kft. A fűtő- és hűtőberendezés egyes részei megjelennek az épület helyiségeiben [pl. gázkészülék (kazán, vízmelegítő, konvektor) radiátor, csőfűtőtest, konvektor, ventilátoros konvektor az ún. fan-coil], ezért a bútorozhatóságot befolyásoló tényezők, és megjelenhetnek épületen kívül is, mint látvány (pl. égéstermék-elvezető, szerelt kémény, osztott ún. split készülék kültéri egysége), így az építészeti és épületgépészeti tervezésnek valamint a jogalkotásnak is egyaránt tárgyai. A lakások lakótereiben elhelyezett nyílt égésterű földgázkészülékek soksok ilyen készülék van hazánkban, szinte mindenütt ez a fajta egyedi fűtési megoldás terjedt el az utóbbi évtizedekben a lakók tudtán kívül, adott körülmények között, balesetveszélyesek. A földgáz égéstermékei érzékszerveinkkel nem vagy alig érzékelhetőek, eltérően a szilárd tüzelés égéstermékeitől, amelyek viszont érzékelhetők. E fűtési és használati meleg víz előállítási eljárások esetén sajnos egyre gyakoribbak a balesetek, és ezt a kockázatot növeli a szagelszívók és egyéb ventilátoros gépek használata, valamint az új, tömörzáró ajtók és ablakok szakszerűtlen, meggondolatlan beépítése is. Az erőltetett földgázprogramhoz kapcsolódó, utólag épített, ún. szerelt kémények rendkívüli mértékben elcsúfítják az épületeket, a családi házakat. Ezek a rossz minőségben gyártott, és a mai méretezés szerint gyakran nem elegendő magasságú, szerelt kémények sajnálatos módon egyre több esetben tragikus baleset okozói, mivel a hozzájuk tartozó nyitott rendszerű gázkészülékek sokszor a lakótérben vannak felszerelve. Be kell látnunk, hogy a környezetvédelmi és a műszaki-technikai fejlődés együttes hatására a füstölő kémények számát nem növelni, hanem csökkenteni szükséges. Már nemcsak a szakemberek előtt ismeretes, hogy 7

9 a fosszilis tüzelőanyagokhoz kapcsolódó kémények károsítják a környezetet. Lehetőség szerint minél kevesebb égéstermék-elvezetőt kell építeni, sőt, minél nagyobb egységnek legyen egy égéstermék-elvezetője. Az energia átalakítását tehát a lehető legjobb hatásfokkal, a legkisebb veszteséggel szükséges megoldani. Életvédelmi szempontból is csökkentenünk kell a kémények számát. Jelentős pénzügyi akadályát jelenti a hőszivattyúk hazai elterjedésének a kémény és a tartalékkémény problémája. Ezeknek anyag- és építési költsége a hőszivattyú árával azonos nagyságrendű. Így jelentősen fékezi a korszerű hőtermelő berendezések elterjedését napjainkban. Magyarországon a hőtermelő eszközök piacán is mielőbb azonos feltételeket kell biztosítani hőtechnikai felzárkózásunk érdekében. A versenyhelyzet megteremtéséhez a földgázár támogatását meg kell szüntetni, ugyanakkor hőszivattyús ártarifával (villanyárral és földgázárral) is ösztönözni szükséges az új technológia elterjesztését. Az ilyen árpolitika a földgázimportot és a pazarlást is jelentősen csökkenti. Vajon szükségszerű-e Németországban, hogy Japánt megelőzve világelsők legyenek a napelemes (fotovoltaikus) villamos áram termelésében? Vajon kényszerűségből működteti Svájcban a központi fűtések nagyobb hányadát kazánok helyett a hőszivattyú? (lásd a 4. ábrát.) Vajon Svédországban a hazánkénál jobb természeti adottságai miatt működik nálunknál lényegesen több napkollektor? Vajon az ország tőkeereje miatt tervezi Románia a szélenergia és napenergia milliárd eurós nagyságrendű fejlesztését és 2020-ra, az ún. zöldenergia 30%-s arányát a villamosenergia-termelésből? Vajon helyes-e hazánknak ezen a területen nem előremutató energiastratégiát elfogadni? Határozottan kijelentjük, hogy nem lenne helyes! Napjaink MTI híre az állam helyes irányú beavatkozásának példájára rögzítjük: a napfényes Olaszország, amely az európai lista élén álló Németország mögött halad, 3000 megawattra kívánja növelni a napelemes (fotovoltaikus) energiatermelő kapacitását 2016-ra a 2006 végén számított körülbelül 50 MW beépített kapacitásáról. Ennek érdekében az olasz állam idén új ösztönzőket vezetett be. Az energiahatékonyság jelentős befolyásolására az államnak jogi, szabályozási eszközei vannak. A hatékonyság javításának ösztönzése tisztán piacpolitikai eszköz, a rászorulók támogatása pedig szociálpolitika. A kettő aránya országonként és időszakonként eltérő. Sajnálatos, hogy jelenleg Magyarországon ez az arány nem jelzi azt, hogy itt az energiahatékonyság ügye a politika és a közgondolkodás homlokterében lenne. Az energiaár-emelést követően az állam a gázár támogatására 100 milliárd forintot fordít, míg az energiahatékonysági beruházások támogatására annak kb. 1/10-ét. Ennek során nincs megkülönböztetve a piacgazdasági ösztönzés és a szociális támogatás. Úgy is mondhatjuk, hogy nagyságrenddel nagyobb a fogyasztás támogatása, mint az 8

10 energiamegtakarításé! Piacgazdasági keretek között a váltást a piaci feltételek kényszerítik ki. A feltételek részbeni meghatározásával az állam befolyásolhatja a piaci szereplők döntéseit. Ezért fontos, hogy a döntéshozók igazságossá tegyék a küzdőteret (a földgázár és gázolajár közötti jelenlegi ellentmondást fel kell számolni). Csökkenjen a fosszilis energiahordozók támogatása, adóztassák meg a környezetszennyezőket, és növekedjen a környezetbarát technológiák bevezetésének támogatása. Mivel a támogatás megvonása bizonyos ágazatoknak, szolgáltatóknak nem előnyös, ezért az érintett cégek valószínűleg ellenállnak. Ez tudjuk, hogy nehezíti a szubvenciók eltörlését, de a jövőnk érdekében szükségszerű ez a döntés. A földgáz úgy tűnik, hogy hosszabb távon túlságosan értékes primerenergia-hordozó ahhoz, hogy elavult vízmelegítőkben vagy kazánokban kizárólag hőtermelés céljából eltüzeljük! A hazai termelése visszaesett, az importár pedig emelkedik, ezáltal a jelenlegi keresztfinanszírozás forrása lehetetlenné válik. Ezért célszerűbb hőszivattyúzásra vagy helyileg egyidejű áram- és hőtermelésre felhasználni a kevesebb veszteség, a jobb hatásfok érdekében [decentralizált, kapcsolt energiatermelés (kogeneráció) és trigeneráció]. Megítélésünk szerint a földgázról, a kőolajról és a szénről az ún. fosszilis energiahordozókról a megújuló energiára történő fokozatos átállás egyik kiemelkedő kulcsa a hőszivattyús technológia: hőszivattyú, a ki nem játszott ütőkártya a globális felmelegedés elleni harcban, amely hazánkban a növekvő energiaár miatt piaci alapon is tért hódít. Földgázkazán vagy hőszivattyú? Célszerű ezt a leegyszerűsített kérdést feltenni. Természetesen nem gondoljuk, hogy erre a kérdésre a tisztelt olvasóink mindannyian ugyanazokat a válaszokat adják, de azt mindenképpen reméljük, hogy a mostani eszmefuttatás végére világosabban fogjuk látni a lényeget. Ami a jövőre nézve sokat segíthet, ugyanis az energiaárakban viszonylag rövid idő alatt olyan jelentős változások is végbemehetnek, ami alapvetően megváltoztatja a jelenlegi energiapiaci helyzetet. A magyarországi levegő szennyezettségéről és káros hatásairól mintegy 170 évvel ezelőtt Széchenyi István ( ) írt Pesti por és sár címmel. A legnagyobb magyar elemezte a rákosi homokra épült Pest város poros levegőjét és tisztátlan voltát és a megoldásra javaslatot tett: fásítsák be, parkosítsák a város utcáit, tereit, építsenek ki a város körül zöld övezetet stb. Feltételezésünk szerint a reformmozgalom egyik meghatározó egyénisége napjainkban a hőszivattyús technológia elterjesztését szorgalmazná nemzeti felemelkedésünkért. 9

11 4. ábra: Jellemző hőszivattyúzás elvi vázlata Forrás: HOVAL cég A hőszivattyús rendszerek jövője megérdemeli, hogy a hőszivattyúzás jogi szabályozással is megtámogatva, az őt megillető, kiemelkedő helyre kerüljön az Országgyűlésünk elé kerülő alábbi előterjesztésekben: - Magyarország energiapolitikája a biztonságos, versenyképes és fenntartható energiaellátás stratégiai keretei (2007. június) és a - Magyarország megújuló energiaforrás felhasználás növelésének stratégiája (2007. július), valamint a - Tájékoztató az energiahatékonysági intézkedésekről és a Cselekvési Terv irányairól (2007. július) című előterjesztés a GKM hatáskörében készül, továbbá a - Nemzeti Éghajlatváltozási Stratégia című előterjesztés a KvVM hatáskörében készül. Különösen fontos hangsúlyozni, hogy a fenti időrendi sorrenden változtatni szükséges úgy, hogy a tisztelt országgyűlési képviselőink először a Nemzeti Éghajlatváltozási Stratégia című anyagról hozzanak döntést! A józan ész is ezt diktálja, és így bölcsebb, használhatóbb új energiapolitikánk lehetne 2020-ig. A hőszivattyús technika és technológia hazánkban adottságaink miatt igen sikeres lehetne, csak jogszabályokkal fel kellene karolni és megvalósulhatna a szakmai körökben már régen várt néphőszivattyú célkitűzés. A hőszivattyú a jelentős mértékű energiamegtakarításhoz olyan megújuló energiahordozót használ fel, ami nem okoz szén-dioxid (CO 2 ) 10

12 kibocsátásának növekedést, sőt, globálisan jelentős CO 2 - és légszennyezés-csökkenést jelent a használata. Könnyen teljesíthetők lennének ezzel a korszerű technológiával a több tervezési ciklusra vonatkozó uniós célkitűzések, és a környezet terhelésének mérsékelésével jelentősen javulhatna a lakosság egészsége, életminősége. Az 1. fejezet megírásához felhasznált forrás: Fritz Péter: Hol tart az energetikai minőségtanúsítvány? (Facility Management [Létesítménygazdálkodás], 2007/3 szám. A folyóirat várhatóan októberben jelenik meg.) 3. A technológia ismertetése nemzetközi kitekintéssel Az angol James Joule és William Thomson (Lord Kelvin) 1852-ben alkotta meg a hőszivattyú elvét (a gázok sűrítés hatására felmelegszenek, kiterjedés [expanzió] során pedig lehűlnek) ben az osztrák Peter Ritter von Rittinger a francia Sadi Carnot termodinamikai írásait tanulmányozva megalkotta a világ első ipari hőszivattyúját ban Zürichben létesült az első tartósan hőszivattyúval fűtött épület (a zürichi városháza). Az épület hőforrása a Limmat folyó vize lett. A hőszivattyú múltjának magyar vonatkozásával kapcsolatban jelezni kell, hogy 1948-tól a Heller László közreműködésével kidolgozott kompresszoros hőszivattyú áttörést jelentett e technológia történetében. Ezek után teljesen új eljárások ipari megvalósítására került sor, amelyek elsősorban a tüzelőanyagok hatékonyabb felhasználását és a környezetet szennyező anyagok mennyiségének csökkentését segítették elő. Dr. Heller László ( ) Megjegyzés: világhírű professzor, akadémikus ban védte meg doktori disszertációját, amelynek témája a hőszivattyúk alkalmazásának technikai, gazdasági feltételei volt. 11

13 A hőszivattyús technika tehát alapvetően nem új, mégis a különböző országok energiaellátási politikájában az első energiaválságig alárendelt szerepet játszott, és számos helyen (hazánkban is) eddig jelentéktelennek tekintették. Napjainkban azonban egyre több országban nő a korszerű hőszivattyúkra és a különböző hőszivattyús rendszerekre alapozó energiaellátási megoldások száma. Az emberek növekvő komfortigényének mind jobb kielégítése mára a fejlődés meghatározója lett, és ez utódaink érdekében megkívánja, hogy a környezetvédelmi szemlélet kulturáltságunk meghatározójává váljék. Az ember akkor óvja legjobban egészségét, az állatokat és a növényeket, ha az ipar, a mezőgazdaság, a kereskedelem, a szolgáltatás stb. területén a környezetet a lehető legkevésbé terheli. Ezzel többé-kevésbé szemben áll a hagyományos energiahordozók felhasználása érdekében szorgoskodók azon érvelése, amely minden megújuló energiahordozót hasznosító eszköz elterjesztésével kapcsolatos kezdeményezést a megtérülés és a versenyképesség szempontjából elemez abban a reményben, hogy nem lehet gyors áttörés ezen a területen, és így a hagyományos hőtermelő eszközök monopolhelyzete sem inoghat meg. Kivétel és állami példamutatás természetesen sok helyen van. Például Svédországban, ahol mind többen fedezik fel a háztulajdonosok között az olcsó és biztonságos hőszivattyúban rejlő előnyöket: kétharmada azoknak, akik fűtőberendezést korszerűsítenek hőszivattyús rendszert választanak, és tíz új családi ház közül kilencbe hőszivattyús rendszert telepítenek ig db hőszivattyú volt üzemben, ezekből db-ot 2006-ban helyeztek üzembe. Jelezzük, hogy Svédországban a fosszilis energiahordozóktól való függés csökkentése nemzeti cél, amelyben minden politikai párt egyetért. Másik példaként említhető napjaink híre: 2006 során hőszivattyús fűtőkészüléket adtak el Németországban. Ez 150%-os növekedést jelent a 2005-ös számokhoz képest. Így összesen hőszivattyús fűtés üzemel ma Németországban, ebből (20%) Észak-Rajna-Vesztfáliában, mondta el Dr. Frank-Michael Baumann, az Észak-Rajna-Vesztfáliai Energiaügynökség üzletvezetője a 6. hőszivattyú szakmai gyűlés megnyitóján Dortmundban. Új épületek esetében a hőszivattyúk piaci részesedése 20%-ra emelkedett ebben a megnevezett tartományban. Harmadik példaként említjük, hogy a Japán Kormány 2010-re 5,2 millió darab háztartási hőszivattyú létesítését tervezi, és ehhez jelentős állami támogatást is ad. Az ún. földhős hőszivattyúk erőteljes növekedése a világon az utóbbi évtizedben következett be (lásd az 5. ábrát). Piaci megfontolások alapján világszerte felismerték: a hőszivattyú egyre inkább megfelel annak a gazdasági követelménynek, hogy egy új berendezés alkalmazása akkor válik gazdaságossá, akkor terjed ilyen mértékben, ha a technológia éves energiafogyasztása a beszerzési költség figyelembevételével kisebb, mint a hagyományos megoldásé. Vagyis az ebből származó energiamegtakarítás eredménye fedezi, vagy meghaladja az új berendezés, a hőszivattyú beruházási költségtöbbletét. 12

14 5. ábra: Fűtés földhővel Forrás: Geowatt Kft. A villamos fűtés jelentős költsége miatt ma nem tekinthető energiahatékony módszernek. A villamos hajtású hőszivattyús fűtéstechnika ezzel szemben a tisztán villamos fűtéshez használandó villamos energia töredékét, harmadát hatodát használja fel arra, hogy a hőt a környezetből beemelje. 6. ábra: Hűtés földhővel Forrás: Geowatt Kft. Igény szerint télen fűteni, nyáron pedig hűteni (lásd a 6. ábrát) lehet az épületet, a lakást hőszivattyúval, továbbá a használati meleg víz (fürdés, zuhanyzás, mosdás, főzés, mosogatás) az egész év során, éjjel-nappal évszaktól és időjárástól függetlenül előállítható vele. A lakások fűtési költségének csökkentése tekintettel a tartós használatra gazdaságilag kiemelten előnyös a család (a lakók) számára. Így a fűtéstől a használati meleg víz készítésén át a klimatizálásig, beleértve a hővisszanyerést is, széles körben alkalmazható, környezetbarát eszköz. 13

15 A hőszivattyú csupán egy eleme a rendszernek, mégis az egészet meghatározza. Amíg ezt nem ismerték fel, a rendszerek hibás kialakítása számos problémát okozott. A műszaki tapasztalat rögzítése nagyban hozzájárult a gyermekbetegségek kinövéséhez. A legsúlyosabb probléma emiatt nem a hőszivattyús kereskedelem hanyatlása volt a fejlett európai országokban kb éve, hanem a közvélemény bizalmának elvesztése a hőszivattyúkban. Vigyázzunk arra, hogy nálunk ebből kevesebb gond származzon. Ennek egyik őre lehet a június 20-án megalakult Építéstudományi Egyesület (ÉTE) Hőszivattyús Szakosztálya. Tekintettel Heller László születésének centenáriumára megemlítjük, hogy mintegy négy éve (2003. november 3-án), a Tudomány Napján felavatták Kő Pál Kossuth-díjas szobrászművész Tudósok fala című alkotását a Nyugati Pályaudvar melletti West End City Center sétányon. A szobron Heller László tudós neve is szerepel, kinek zseniális találmánya: az ún. száraz erőművi hűtőrendszer, a Rubik-kockához hasonlóan meghódította a világot. A hőenergetikával foglalkozó iskolateremtő professzor elképzelései között szerepelt Európa második legnagyobb folyójával Parlamentünk és Műegyetemünk fűtése is. A hőszivattyús technológia komplex elterjesztését, továbbá a decentralizált energiatermelést, valamint az ún. zöldhőt és a hulladékhőt is szorgalmazó Heller László terv, egy munkahelyteremtő kezdeményezés című javaslat, röviden Heller-program novembere óta szakmai műhelyekben (építészeti, energetikai, mezőgazdasági, épületgépészeti és környezetvédelmi), konferenciákon és publikációkon keresztül ismertté vált, és elindult a megvalósítása. Ez a tervjavaslat hangsúlyozza, hogy nem elsősorban a terméket, hanem a szolgáltatást, a technológia megvalósítását kell támogatni, hogy később máshol, pl. a környező országokban versenyképesen forgalmazzuk, kivitelezzük és szervizeljük. A hőszivattyúk világméretű terjedésével napjainkban igazolódnak Heller László gondolatai. Megvalósult példaként említjük a berlini Bundestag épületének fűtését és hűtését. Az itt beépített hőszivattyús berendezést úgy alakították ki, hogy megfelelő átkapcsolással télen fűtő-, nyáron pedig hűtőberendezésként üzemelhessen (a fűtést 300 m-es, a hűtést 60 m-es kutakkal valósították meg). Az USA-ban Idaho állam kapitóliumi épületét, a berlini parlamentéhez hasonlóan oldották meg, a hőszivattyú fűtést és hűtést szükség szerint szolgáltat. Ezekbe a kiemelt fontosságú középületekbe épített hőszivattyús rendszerek a széleskörű elterjesztés érdekében példamutató referenciáknak is tekinthetők. 14

16 7. ábra: Sólé/víz (B/W) hőszivattyúk kollektorelhelyezésének vázlata (a hőszivattyú a pincében látható) Forrás: AWT Absorptions- und Wärmetechnik GmbH cég A geotermikus energia nem áramfejlesztési célú felhasználásai közül napjainkban a leggyakoribb piacképes csúcstechnológia az ún. földhős hőszivattyús energiahasznosítás végére a hőszivattyúzás a közvetlen fűtési célú, földhős energiafelhasználásnak elérte az ⅓ részét. Ez mintegy 71 országban kb. kétmillió hőszivattyús rendszert jelent, az összteljesítmény kb. 27,8 GW th. Rendkívül gyors a technológiai fejlődés ezen a területen. Az összefogás és együttműködés hazánkban is tapasztalható: környezettudatos energiafogyasztók (állampolgárok), önkormányzatok, a bankrendszer, a piaci szereplők aktív szerepvállalása, és komplex új stratégia készül az energia- és klímapolitikában. A gazdaságilag fejlett országokban a hőszivattyús rendszerek nemcsak a rövid és hosszú távon növekvő energiaárak miatt, hanem a környezetvédelem növekvő jelentősége következtében is rendkívüli mértékben terjednek. 8. ábra: Földhőhasznosítás zárt hurkos csövezéssel, vízszintes kollektorral, sólé/víz (B/W) hőszivattyúkkal Forrás: Villavärmepumpar, Energimyndighetens sammanställning av värmepumpar för småhus 15

17 9. ábra: Földhőhasznosítás zárt hurkos csövezéssel, függőleges kollektorral, sólé/víz (B/W) hőszivattyúkkal Forrás: Villavärmepumpar, Energimyndighetens sammanställning av värmepumpar för småhus 10. ábra: Földhőhasznosítás nyitott rendszerű, ún. kétkutas, víz/víz (W/W) hőszivattyúval Forrás: Geowatt Kft. A földhős hőszivattyúk 5 30 C hőmérsékletű talajok, illetve sekély víztartók hőtartalmát hasznosítják általában legfeljebb 60 C-ig. A hőszivattyú földszondái sekély mélységekből, környezetbarát módon, általában közvetett úton, ún. zárt rendszerben, hőcserélővel veszik ki a földkéregből (kőzetből vagy talajból és/vagy a vízből) a hőt (lásd a 8., 9. és 10. ábrát). A függőleges elrendezésű talajkollektor, az ún. földszonda mélysége a felszíntől mérve általában m. Sokszor viszont az ún. nyitott rendszer az előnyösebb pl. megfelelő felszíni és felszín alatti vizek megléte esetén. Magyarországnak a megújuló energia felhasználásának kezdeti elterjedési állapota miatt nincs még statisztikai adata a hőszivattyúk és más napenergia-hasznosító berendezések hazai elterjedtségéről. A létesített 16

18 összes vízszintes és függőleges elrendezésű, földkollektoros hőszivattyús rendszer darabszáma véleményünk szerint lehet. Ennek mintegy fele függőleges szondás talaj-/földhőhasznosító, ún. zárt hurkos hőszivattyú. Az elmúlt évtized második fele elterjedésükben jelentős fejlődést hozott. Így 2006-ban becslésünk szerint mintegy db létesült, amelynek kb %-a függőleges elrendezésű, ún. földszondás hőszivattyús rendszer. 11. ábra: Levegő/víz (A/W) hőszivattyú elhelyezésének vázlata Megjegyzés: hőszivattyú itt nem az épületbe van telepítve, de a pincébe is elhelyezhető Forrás: AWT Absorptions- und Wärmetechnik GmbH 12. ábra: Levegő/levegő (A/A) hőszivattyú Forrás: Villavärmepumpar, Energimyndighetens sammanställning av värmepumpar för småhus Magyarországon a légfűtések kevésbé ismertek. Főleg ez az oka annak, hogy a levegő/levegő hőszivattyú elterjedésének kezdeti szakaszában vagyunk. Ezt a típust az ún. passzívházak térhódítása felgyorsítja (lásd a 33. ábrát). 17

19 13. ábra: Levegő/víz (A/W) hőszivattyú fűtésre és HMV készítésre Megjegyzés: itt a split készülék (levegő/víz hőszivattyú) kültéri egysége a környezeti levegő energiáját hasznosítja, a beltéri hidraulikus modul adja át a hőenergiát a radiátoros padlófűtésnek és a HMV tárolójának. Forrás: DAIKIN cég A földgázgázmotoros hőszivattyú kompresszorát nem a szokványos villamos motor, hanem földgázzal táplált belső égésű motor hajtja. Itt a motor és a kipufogógáz hőtartalma is felhasználható a kondenzátor hője mellett. A hajtóenergia lehet biogáz is. A földgáz ugyanis hosszabb távon túlságosan értékes primerenergia-hordozó ahhoz, hogy elavult konvektorokba vagy hagyományos kazánokban kizárólag hőtermelés céljából eltüzeljük. Az energiahatékonyság növelése miatt hazánkban a földgázmotoros klímaberendezések elterjesztése ugyancsak indokolt. Télen (fűtésre), nyáron (hűtésre) és használati meleg víz előállítására egyaránt alkalmazható. Ezeknél a hőszivattyúknál a kompresszort nem villamos motor, hanem % között fokozatmentesen szabályozható, sajátos belső égésű motor hajtja (pl. a Toyota cégcsoport motorjai). A gázmotoros klímaberendezések hőforrása általában a környezetből vett levegő. A külső levegőnek mint hőforrásnak megvan azaz előnye, hogy mindenütt, a beépítettségtől függetlenül, a városokban is korlátlanul rendelkezésre áll. Ott is költségmentesen használható hőforrás (megújuló energia), ahol hely hiányában egyetlen földszonda sem telepíthető. 18