Föld-víz rendszerű hőszivattyúk

A föld-víz rendszerű hőszivattyúk a talajban eltárolt hőenergiát használják fel a munkafolyadék (legtöbbször víz) hűtésére, illetve fűtésére. A talajban az év egész időszakában viszonylag egyenletes hőmérsékleteket mérhetünk, 1,5 - 2 méteres mélységben például +7 és +13 fok között változik a talaj hőmérséklete. Ez nagyon előnyös a hőszivattyúk számára, mert viszonylag stabil bemeneti hőmérséklettel dolgozhatnak, így közel azonos hatásfokkal működhetnek egész évben, a levegő hőmérséklete nem befolyásolja őket.

A hőszivattyúk működésének jellemzésére általánosan elfogadott mérőszám a CoP (Coefficient of Performance - Teljesítmény együttható), amely azt mutatja meg, hogy egy egységnyi betáplált villamos energia hatására hány egységnyi fűtési (vagy hűtési) energiát biztosít a berendezés. A CoP értéke minden berendezésnél nagyban függ attól, hogy mekkora hőmérséklet-különbséget kell áthidalnunk. Mivel a föld-víz rendszerű hőszivattyúk esetében ez a hőmérséklet különbség alig változik, ezért ezek a berendezések egész évben maximális hatékonysággal üzemeltethetőek (a +7 fokos talajhőmérséklet már bőven elegendő ehhez). Az általunk forgalamazott berendezések esetén 35 fokos előremenő vízhőfok mellett ez az érték 4,5, - 4,6 azaz 1 Watti betáplált villamos energia felhasználásával 4,5 - 4,6 Watt fűtési teljesítményt kapunk. 50 fokos előremenő vízhőfok esetén a CoP érték már csak 3,15-3,25 közötti, ezért a hőszivattyúkat ún. alacsony hőmérsékletű fűtési módok mellett érdemes használni. ilyen fűtési módok például a talaj -, falfűtés, vagy a fan coil-os fűtés.

A föld-víz rendszerű hőszivattyúkhoz külső hőgyűjtő rendszer telepítése is szükséges. Leggyakrabban talajszondákat, vagy talajkollektorokat szokás alkalmazni, amelyek a kezdeti beruházási költségeket jelentősen megdrágítják, de ezért cserébe folyamatosan magas hatásfokot érhetünk el.

Talajkollektor

A talajkollektor tulajdonképpen egy 1,5 - 2 méter mélységben vízszintesen elhelyezett csőrendszer. A talajkollekorok az év melegebb időszakában a talajban eltárolt hőenergiát nyerik ki. Éppen ezért, az így kinyerhető energia nem végtelen, nagyon fontos, hogy megfelelő nagyságú talajfelületen helyezzünk el csöveket. A felszínközeli talajból csak annyi energiát szabad elvonni, amennyit a természet a fűtési időszakon túl pótolni tud, azaz biztosítani kell a talaj regenerálódását. Amennyiben ezt figyelmen kívül hagyjuk, és az ajánlott teljesítménynél többet próbálunk elvonni, akkor a talaj eljegesedik, akér összefüggő jégréteg is kialakulhat. Ez - amellett, hogy jelentősen rontja a hőszivattyú hatásfokát - gátolja a tavaszi eső és olvadékvíz felszívódását, és a talaj nem tud regenerálódni. A hőszivattyú működési költsége emiatt évről-évre nőhet, és ráadásul a talajkollektor környezetében kipusztulhat a növényzet. Ezért fontos, hogy a talajkollektort - főleg nagy teljesítményű rendszerek esetén - szakember méretezze. Kisebb rendszerek esetén jó hasznát vehetjük az alábbi táblázatnak is:

Amennyiben nem áll rendelkezésre megfelelő nagyságú földterület, akkor inkább talajszondás, vagy levegő-víz rendszerű hőszivattyúkat alakalmazzunk.

Talajszonda

A talajszonda működési elvében nagyon hasonló a talajkollektorhoz, de ebben az esetben nem vízszintesen, hanem függőlegesen helyezünk el hőgyűjtő csöveket. Maga a szonda általában 50-200 méter hosszú. Ebben a mélységben már állandó, 17 fok körüli hőméreséklet uralkodik, ami nagyon jó hatásfokkal hasznosítható hűtéshez és fűtéshez is. A méretezésnél itt is figyelembe kell vennünk a talaj minőségét, és biztosítanunk kell a talajnak a regenerálódás lehetőségét.

 
Előnyeik:
Hátrányaik:
Javasolt felhasználás :