A mûszaki fejlõdés lehetõvé tette, hogy az ember a növekvõ komfortigényét egyre tökéletesebben kielégíthesse. A jobb életminõséghez, a jobb munkakörülményekhez nemcsak a téli, hanem a nyári hõkomfort is szükségessé vált. Az ASHRAE 55-81 (1981) szabvány szerint: „… a kellemes hõérzet az a tudati állapot, amely a termikus környezettel kapcsolatos elégedettséget fejez ki…” és egy dr. Bánhidi László professzor emeritustól származó gondolat: „az emberek közérzete a hõérzetük (fûtés-hûtés) alapján alakul ki”.
Az energiaárak piaci emelkedésével egyre inkább elõtérbe kerül az energiatakarékosság, illetve az üzemeltetési költség csökkentésére irányuló törekvés. Ez lakóépületeknél elsõsorban a fûtési megoldás és a hõtermelõ kiválasztásában jelent elméleti és gyakorlati feladatot (1. ábra).


Amikor a hõszivattyú hõt termel (pl. térfûtésre vagy vízmelegítésre) fûtõ üzemmódban, amikor hõt von el (pl. helyiséghûtésre), akkor pedig hûtõ üzemmódban üzemel. Jelenleg a hõszivattyúk leginkább elterjedt típusa a gõznemû  munkaközeges, villamos motorral hajtott kompresszoros változat, amelynek rendszerbe helyezett elvi rajza az 2. ábrán látható.


A hõszivattyúzás világszerte elismerten energetikailag a leghatékonyabb fûtési-hûtési technológia, így az energiatakarékosság, a globális CO2-kibocsátás és a helyi (lokális) egészségre káros légszennyezés csökkentésének egyik kulcseleme.

2013-tól a hõszivattyús rendszerek megújuló energia felhasználásának elszámolása a 2008. év végén kiadott EU-irányelv az ún. RES (megújuló energia) direktíva VII. melléklete b) része szerint:
ERES = Qhasznos × (1 ─ 1/SPF)
ahol:
Qhasznos: a hõszivattyúból származó teljes becsült hasznos hõenergia.
Csak az SPF  > 1,15 (1/η) hõszivattyúk vehetõk figyelembe;
SPF: a becsült átlagos szezonálisteljesítmény-tényezõ (angol nyelven: Seasonal Performance Factor [kWh/kWh]);
η: a teljes (bruttó) villamosenergia-termelés és a villamosenergia-termeléshez felhasznált elsõdleges (primer) energia aránya. Az EUROSTAT (Statistical Office of the European Communities: az Európai Közösségek Statisztikai Hivatala) adatai alapján megállapított EU átlaggal kell kiszámolni.
A Bizottság a számítás bevezetéséig még iránymutatásokat készít, hogy a tagállamok megbecsülhessék Qhasznos és SPF értékeit különbözõ hõszivattyúzási technológiák
esetében.
Magyarországon jelenleg η = ηerõmû × ηhálózat = 0,35 × 0,9 = 31,5%,
vagyis SPF > 3,2 szükséges (a hõszivattyúzási technológiától függetlenül).  

Nemcsak Magyarországon, hanem Európai Uniós, sõt világszinten szükség lenne hõszivattyús fogyasztói tarifa bevezetésére. A technika mai szintjén nyomás- és hõmérséklet-érzékelõket lehetne a hõszivattyús rendszer megfelelõ helyeire beépíteni évenkénti mérés, leolvasás, a fogyasztás elszámolásának céljából. A számítás az éves mért adatok alapján elvégezhetõ: a hõszivattyús rendszer hõleadása osztva a hõszivattyú által felvett villamos energiával. A szezonálisteljesítmény-tényezõ (rövidítve SPF) értékek függvényében osztályozható az engedményes tarifa. Összehasonlításra valós alapot csak az SPF értékek adnak, hiszen pl. fûtés közben a pillanatnyi teljesítmény-sokszorozási tényezõ  (rövidítve COP) [kW/kW]-értékek a puffertartály, a talaj és a fûtési elõremenõ víz hõmérsékletétõl függõen változhatnak. Ha a kialakított hõszivattyús tarifa kisebb lenne a villamos energia jelenlegi tarifájánál, akkor a fogyasztók bejelentenék nemcsak az új, hanem minden meglévõ megújulóenergia-felhasználású hõszivattyús rendszerüket, mert ez az elszámolási forma anyagilag kedvezõbb lenne számukra.

Az alkalmazás indoklása
Uniós összehasonlításban Magyarországon a villanyáram évek óta drágának számít (ez az, ami sajnos rontja a hazai vállalkozások versenyképességét), ellenben a földgáz átlagos ára még mindig olcsónak számít (politikai okból). Várhatóan a földgáz és a villamos áram ára egymáshoz egyre közelebb kerül. Ennek oka, hogy a földgázszállítás monopolhelyzetben van, az áramszolgáltatás viszont már tõzsdei versenyre kényszerült. Mivel a lehetséges vásárlók többsége elsõsorban gazdasági szempontból ítéli meg a hõszivattyút, ezért a használati és környezeti elõnyökön túl be kell bizonyítani számára a gazdaságosságot, az esetleges többlet beruházási költségek megtérülését. Magyarországon napjainkban családi házaknál a szondás földhõszivattyús rendszer beruházási költsége nagyobb, mint a széleskörûen elterjedt földgázfûtésé. Családi házaknál a megtérülési idõ a jelenlegi árak alapján beruházási támogatás nélkül a meglévõ fûtési rendszer átalakításával 5─8 év, új építés esetén 3─6 év. Ezek tájékoztató jellegû értékek. A megtérülési idõ minden hõszivattyús rendszernél más és más, ezért egyedileg minden konkrét esetre ki kell számolni. Hangsúlyozom, hogy amennyiben a rendszerek megtérülésérõl beszélünk, külön kell választanunk az újonnan épülõ és az átalakításra, fûtéskorszerûsítésre szoruló épületeket, ezen kívül külön kell vizsgálni a családi lakóházakat a nagyobb rendszerektõl. A hosszú élettartam (kb. 30 év) és a kisebb üzemeltetési költség miatt a beruházási többletköltség a berendezés mûködési ideje alatt többszörösen megtérül szakszerû tervezés-kivitelezés és üzemeltetés esetén.

A hõszivattyús rendszerek gazdaságosságát alapjaiban meghatározza az adott rendszerrel elérhetõ szezonálisteljesítmény-tényezõ (SPF) értékének alakulása. A földhõforrású zárt hurkos, ún. földszondás korszerû hõszivattyús rendszereket sugárzó fûtésnél ill. hûtésnél jelenleg SPF = 4,5 értékre célszerû tervezni. Ennek az értéknek a megvalósulása azonban számos tényezõ függvénye, mert pl. az üzemeltetés is jelentõs odafigyelést igényel. Az egyre korszerûbb automatikák beépítésével csökken a beavatkozás lehetõsége és így csökken a negatív tényezõk szerepe is. Az említett érték a vezérelt és a nappali áram 70/30 arányú igénybevétele segítségével 45%−50% megtakarítást hozott a megrendelõnek.

Hangsúlyozni kell, hogy a megfelelõ minõségû hõszivattyú csak szükséges, de nem elégséges feltétel ahhoz, hogy a kivitelezett hõszivattyús rendszer SPF értéke is elvárható értékû legyen! A villamos hõszivattyú alkalmazásának környezetvédelmi, energetikai és gazdaságossági indokoltsági tartománya, valamint a hasznos hõtermelésre vetített CO2-kibocsátás és az SPF kapcsolata látható a 3. ábrán.


Irodalom

Komlós Ferenc − Fodor Zoltán − Kapros Zoltán − dr. Vajda József − Vaszil Lajos: Hõszivattyús rendszerek. Heller László születésének centenáriumára.
Kiadó: Komlós F., Dunaharaszti, 2009., www.komlosferenc.info

Az eredeti cikk (itt részleteket közöltünk) megjelent az ELEKTROTECHNIKA címû lapban.