Geotermikus hőszivattyú

A geotermikus hőszivattyú az a rendszer, ami képes a geotermikus energiát hasznosítani. A szondák, a földben elhelyezkedhetnek függőlegesen (függőleges kollektoros rendszer) vagy vízszintesen (vízszintes kollektoros rendszer). A szondák gyűjtik össze a föld hőjét. A szondákból az összegyűjtött hőt szigetelt csővezetékkel elszállítjuk a hőszivattyúhoz. A geotermikus hőszivattyú viszonylag alacsony hőmérsékletű vízből képes meleg vizet előállítani. A földből körülbelül 12-16 C°-os hőt tudunk felszínre hozni és a hőszivattyúba juttatni. A hőszivattyú ebből az alacsony hőmérsékletű folyadékból 45-55 C°-os meleg vizet állít elő. Ezt a meleg vizet fel lehet használni fűtésre, használati meleg vízre, medencék fűtésére, és még hűtésre is. A geotermikus hőszivattyú a lelke az egész rendszernek. Hatalmas előnye a geotermikus hőszivattyúval előállított energia hasznosításának, hogy nincs sem időjáráshoz, sem napszakhoz kötve, mint más alkalmazott alternatív megoldások.

A geotermikus hőszivattyú árammal működik.

A geotermikus hőszivattyúk jósági tényezőjét COP értéknek nevezzük. A COP érték megmutatja, hogy 1 KW villamos energiával mekkora fűtési energiát lehet elérni. A komolyabb hőszivattyúk COP értéke akér 5-ös értékű is lehet. Ez azt jelenti, hogy hatásfoka 500%. Természetesen ez nem egy “perpetuum mobile”, hiszen a villamos energiát egy ajándék energiával látjuk el, amelyért ugyan nem kell fizetni, de attól még energia.
Így, ez azt jelenti, hogy a hagyományos fűtés gázszámlája nem lesz, de helyette az áramszámla emelkedik, mégpedig hozzávetőlegesen, a megspórolt gázszámla értékének felével. Tehát a megtakarítás a hagyományos fűtéshez viszonyítva kb. 50 %. Ezek az adatok természetesen eltérőek lehetnek egy-egy rendszer esetében akár 10-20%-os értékben, mely a gondos tervezés és kivitelezés függvénye. A geotermikus hőszivattyús fűtésrendszer megtérülése akkor a legkedvezőbb, ha a rendszerre nyáron hűtjük az épületünket. A geotermikus rendszerrel medencénket is kedvező áron fűthetjük.

A piacon egyre több cég gyárt geotermikus hőszivattyúkat, melyek bár működésükben hasonlóak, megbízhatóságban, hatásfokban és árban komoly különbségek tapasztalhatók. Nem a legdrágább a legjobb és a legmegbízhatóbb, de az ár egyfajta iránymutatást ad. Mindenképpen olyan gyártó termékét érdemes beépíteni, aki komoly többéves referenciákkal rendelkezik.

Geotermikus és más szondák típusai:

A levegős rendszereken kívül az összes geotermikus hőszivattyú COP értéke napjainkban meghaladja a 4,2-es értéket, de léteznek már 5-ös COP értékkel büszkélkedhető hőszivattyúk is.

Függőleges talaj szonda

Egy 12 cm átmérőjű lyukat fúrnak a talajba, annak összetételétől függően 50-150 m mélyre, s ebbe a lyukba helyezik el a szondát. A fúrást engedélyeztetni kell. Nagy előnye, hogy a kút mindössze kb. 2 m2-es aknát igényel, így a telken nincs szükség kertrombolásra. A kút fölé lehet füvesíteni, tehát a későbbiekben nem jelenik meg láthatóan udvarunkban.

Vízszintes talaj kollektor

A vízszintes szonda előnye, hogy ha nem áll rendelkezésre fúrt kút, nem kell a fúrást megfinanszírozni, mert a vízszintes szondát, mint egy hálót, 1-1,5 m mélyen a kéreg alá be lehet tenni. Valójában itt nem geotermikus hőt veszünk ki a talajból, hanem napsugárzásból adódó felszínhez közeli hőenergiát vesszük ki.
Nagyon nagy tévhit, hogy ezen rendszer fölé lehet akár épületet is építeni, aki ilyet állít, az butaságokat állít, ugyanis a talaj nedvessége a hőátadó közeg a talaj és a csövek között. Ha a talaj kiszárad, akkor a rendszerünk hatásfoka nagymértékben leromlik. Ha a telken kevés hely van ezt a rendszert nem lehet kivitelezni, mivel igen nagy a helyigénye, kb. a fűtött lakás négyzetméter 1,5-2 szerese, a lakás hőszigetelési adottságainak függvényében.

Kút szonda

Viszonylag egyszerű megoldás, ha a közelben van agy fúrt kút, abba helyezik el a szakembereink a szondát. Igen költségkímélő megoldás. Itt mindenképpen két darab kútra van szükség. Az egyik amiből kivesszük a vizet, a másik amelyikbe visszajuttatjuk. Megoldást jelent még, folyó vagy tó vizének a hőjét használjuk fel. Ilyenkor a kollektor szondát kell elhelyezni a vízbe. A lényeg ilyenkor az, hogy egyik se legyen 7 C° alatt, s télen ne fagyjon be.

Levegő szonda

Értelemszerűen, ilyenkor a levegőből vonjuk el a hőt. A levegős rendszerek hatásfoka rosszabb, mert amikor fűteni kell, akkor kint hideg van, ha hűteni kell, akkor pedig meleg.
A hidegből nem könnyű további hőt elvonni, ezért a levegős hőszivattyúk +4 Celsius fokig használhatóak csak önállóan, ha a kinti hőmérséklet ez alá esik, akkor szükség van elektromos, vagy géz rásegítésre.
Ezek a rendszerek, mivel nincs fúrásköltség, lényegesebben olcsóbbak, de hatásfokuk COP értékben kifejezve csak 4 Celsius fok felett éri el a 4,5-ös értéket, 0 Celsius fok alatt pedig hasonló költségekkel számolhatunk, mint gázfűtés esetében.

Hőleadó felületek kialakítása geotermikus fűtés estén:

Nagyon fontos kiemelni, hogy bármelyik geotermikus fűtésrendszert is választjuk, mindenképpen el kell térnünk a megszokott lapradiátoros fűtőtestek gondolatától. A lapradiátorok felülete nem elegendő egy 45Celsius fok körüli fűtési meleg vízzel üzemelő rendszer esetében a lakás felfűtésére, ha hűteni is szeretnénk, akkor még a radiátor felületek túltervezése sem oldaná meg a helyzetünket.
Geotermikus fűtésrendszerekhez csak fűtés esetén kiváló megoldás a padlófűtés, vagy a fal és mennyezetfűtés.
Amennyiben hűteni is szeretnénk a lakást a geotermikus rendszerünkkel, akkor mindenképpen szükség van fal vagy mennyezet hűtés és fűtésre, mely kiválóan kiegészíthető padlófűtéssel.

Amennyiben valaki egy új ingatlant épít és szeretné a geotermikus energiákat felhasználni, (levegős rendszernél nem javasoljuk) a legtöbb esetben javasoljuk a hűtési rendszer kiépítését is, mivel nyáron a Split klíma költségének 1/10-edéért hűthetjük otthonunkat.
Külön ki kell emelni, hogy a gyors megtérülés kizárólag hűtéssel kombinálva érhető el.
A hűtés vizes rendszereknél minimális költséget jelent a nyári hónapokban, mert a földből felhozott hideget keringetjük a falakban, ez gyakorlatilag csak a szivattyúk energiafogyasztását jelenti.