Kiemelt bejegyzés

Többé nem frissülő blog

Ez a blog többé nem frissül. Az új cikkek új helyen, a molnarcsaba.wordpress.com címen érhetők el.

2015. július 2.

Kifordított hűtőszekrény

Mindenki hallott már a hőszivattyúról, de kevesen tudják, hogyan is működik ez a fűtőberendezés. Pedig már fejlesztésének kezdeténél is ott bábáskodott egy magyar szakember, és a hazai fejlesztők azóta is a világ élvonalába tartoznak.



Mérsékelt égövi országokban az energia jelentős részét az időjárás viszontagságainak ellensúlyozására fordítják az ott élők. Télen fűtünk, nyáron hűtünk. Emiatt igen jelentős energiamegtakarítást lehet elérni hatékonyabb, kevesebb energiát felhasználó fűtőrendszerek segítségével. A jelenleg használatos fűtőeszközök közül talán az elektromos kályhák fogyasztanak a legtöbbet. Ezt ismerte föl a svájci parlament, amikor az atomenergia használatának 2034-re tervezett befejezéséhez elengedhetetlennek ítélte a hagyományos elektromos fűtés felszámolását. Az indítvány szerint 2025-ig mind a 250 ezer elektromos fűtésű svájci háztartásnak más fűtési módra kell áttérnie.
Talán nem véletlen, hogy az egyik legreményteljesebb fűtési módszer, a hőszivattyú hőskora is Svájchoz – és egy magyar mérnökhöz kötődik. Heller László 1927-től a zürichi műszaki főiskolán tanult, majd ott is doktorált 1948-ban. Kint töltött évei alatt magával ragadta a hőszivattyú sokoldalú alkalmazása, hiszen a zürichi városházát – úttörő módon – már a harmincas évek óta hőszivattyúval fűtik. Hazatérve magával hozta a hőszivattyú hírét, és ő maga is sokat dolgozott fejlesztésén. Már akkor nyilvánvaló volt számára, hogy ezek az eszközök fontos szerepet játszhatnak a jövőben, és javasolta, hogy állítsák át a Budapesti Műszaki Egyetem, illetve az Országház fűtését hőszivattyús rendszerre.
Csalódásra adhat okot, hogy dacára Heller László hatvan évvel ezelőtti fejlesztéseinek, meggyőződésének, a hőszivattyú elterjedése csak néhány évvel ezelőtt kezdődött hazánkban. Ma már szinte mindenki hallotta ezt a szót, de kevesen tudják, miféle eszközt takar a kifejezés. Hogy működik hát a hőszivattyú?
– Sokan úgy gondolkoznak a köznapi értelemben vett hideg levegőről, vízről, kőzetről, hogy az csak hűteni képes környezetét. Pedig a fagypont alatti közeg is tárol energiát, amelyet hőszivattyú segítségével ki lehet nyerni belőle, és az elszállított hőt ehhez képest melegebb helyen lehet leadni – mondja Komlós Ferenc épület-gépészmérnök, a Hőszivattyús rendszerek című könyv társszerzője, miközben az egyik legújabb, magyar fejlesztésű hőszivattyúval felszerelt épület, az M0-s autóút és az M3-as autópálya csomópontjánál lévő Kia-autószalon felé tartunk. – A hőszivattyú fejlődéséhez külső kényszerítő körülmények kellettek. Először a hetvenes évek olajválságai, majd a jelenkor energiaválsága ösztönözte a fejlesztést, amelyhez elengedhetetlen volt a legmodernebb mikroprocesszorok felhasználása is.
Legegyszerűbben megfordított hűtőgépként képzelhetjük el a hőszivattyút. A hűtőszekrénnyel ellentétben a hőszivattyú csőrendszerében áramló, hol folyékony, hol gáz-halmazállapotú úgynevezett munkaközeg nem a hidegebb térből felvett energiát adja le a melegebb helyen, hanem pont fordítva. A legegyszerűbb hőszivattyú zárt csőrendszere négy szerkezeti egységből áll. Az elpárologtatónak nevezett részben a csőben áramló folyékony munkaközeg a nála melegebb környezet (ez lehet a föld mélye, de levegő is) hatására elpárolog, tehát hőt vesz fel onnan. Minthogy a termodinamika második főtétele szerint a hő energiabefektetés nélkül nem áramlik a melegebb hely felé, ezért ezen a ponton munkát kell végezni a munkaközegen. Ezt a csőrendszer második egysége, a kompresszor végzi, ez fogyasztja a legtöbb energiát. Az összesűrített gáz fölmelegszik, és átadja a hőt a fűtőtestekben keringő víznek, amely eljut a fűteni szándékozott térbe, például a szoba falába. Ott átadja a hőt a hidegebb térnek, eközben pedig lecsapódik, újra folyékony lesz. Ez a folyadék áramlik vissza egy szelepen keresztül az elpárologtatóba, miközben csökken a nyomása. A hűtőgép elvével való rokonság sok hőszivattyú esetében a gyakorlatban is érezteti hatását, hiszen számos berendezés nemcsak a téli fűtésre, hanem a nyári légkondicionálásra is használható. Ilyenkor meg kell fordítani a működését.
A munkaközeg gyakorlatilag megegyezik a hűtőkben használatos vegyületekkel. Korábban a hőszivattyúkban is freonokat használtak, de ezek gyártását a kilencvenes években betiltották, minthogy bebizonyosodott, hogy károsak a bolygót védő ózonrétegre. Ettől kezdve helyettesítő vegyületekkel kezdtek kísérletezni, ilyen a tetrafluor-etán vagy a szén-dioxid.
Az autószalon emeletén, a vevőktől elzárt térben találjuk az idén a Magyar Termék Nagydíjjal jutalmazott, hazai fejlesztésű hőszivattyút, a Geowatt Kft. termékét. E hőszivattyú legnagyobb előnye Komlós Ferenc elmondása szerint az, hogy a már meglévő fűtési rendszerekhez, radiátorokhoz is csatlakoztatható. Maga a gép kinézetre egy nagyobb hűtőládaként képzelhető el, ebbe torkollanak az épület kertjében a földbe fúrt hőfelvevő szondákból kiinduló csövek. A gép szinte teljesen önszabályozó módon működik. A termosztát beállítástól függően érzékeli a külső hőmérsékletet, és egyúttal a munkaközeg hőmérsékletét is méri, így télen-nyáron optimális módon képes fűteni és hűteni.
– Magyarországon fűtési szempontból igen jó az úgynevezett geotermikus gradiens, ami azt jelenti, hogy ahogy haladunk lefelé a föld mélyére, gyorsan nő a hőmérséklet. Emiatt a földhőt hasznosító hőszivatytyúk szondáit elegendő lefúrni százméteres mélységbe, ahol már tizenöt Celsius-fok körül van az átlaghőmérséklet – magyarázza Komlós Ferenc. – A hőszivattyúval történő fűtés ezért, a berendezés kisebb energiafogyasztása révén, körülbelül feleannyiba kerül, mint a hagyományos fűtési rendszerek üzemeltetése. Az autószalonban működő berendezés beruházási költsége 22 millió forint volt, ami hétmillió forinttal több, mint ha gázkazánt és hűtőgépet építettek volna be. Az üzemeltetési költség azonban négymillió forinttal kevesebb évente, így az árkülönbözet kevesebb mint két év alatt megtérül.

2013. január 5.