Igaz, hogy minden háztartás használ hőszivattyút? A válasz igen, szinte minden háztartásban használnak, hőszivattyút csak sokan nem tudják, hogy mi az. A hőszivattyú szó hallatán a legtöbben arra gondolnak, hogy a földbe mélyen le kell fúrni vagy csöveket fektetni, természetesen van ilyen megoldás is. De ez nem olyan bonyolult dolog, mert a legegyszerűbb hőszivattyú az a háztartási hűtő szekrény, és az alapvető működésében a legkomolyabb hőszivattyú sem tér el. A kompresszoros hűtők, hőszivattyúk fő alkotó elemei: kompresszor (hermetikusan zárt villany kompresszor) elpárologtató (ez a hűtőszekrény belsejében található hűtőborda) kondenzátor (ez a hűtőszekrény hátulján található fekete rács) fojtószelep (nagyon vékony átmérőjű kapilláris cső vagy adagoló szelep, ami lehet mechanikus vagy elektromechanikus) Minden hőszivattyú, klíma, hűtőszekrény és minden hűtésre vagy fűtésre alkalmazható készülék, kivéve az abszorpciós elven működő készülékeket a fent említett főbb alkotó elemekből áll. Hűtő, klíma vagy hőszivattyú? A kompresszoros hűtés attól függően, hogy a benne áramló (hűtő-fűtő gáz) közeg milyen irányban áramlik, vagyis az alkalmazást hűtésre vagy fűtésre használjuk, nevezzük hűtőnek vagy hőszivattyúnak. Lényegében alapvetően minden kompresszoros hűtő berendezés egy hőszivattyú csak a hő áramlási iránya adja meg a nevét a készüléknek.
Mi is az a hőszivattyú? A hőszivattyú egyszerűen megfogalmazva, olyan berendezés, mely arra szolgál, hogy az alacsonyabb hőmérsékletű környezetből hőt vonjon ki és azt magasabb hőmérsékletű helyre szállítsa. A hőszivattyú kint hűt, hőt von el a környezettől ezt a hőt egy magasabb nyomásra és hőmérsékletre emeli és az épületbe szállítja ahol leadja azt tehát fűt. A hő leadás történhet közvetlenül a levegőbe vagy közvetve víznek. A hő forrás lehet a levegő, víz, föld, tó, patak, kút, talajvíz, stb. A hőszivattyú a nap tárolt hőjét hasznosítja. Teljesen mindegy, hogy a hőszivattyú honnan nyeri az energiát levegőből, vízből, talajból mégis mindig a nap tárolt hőjéről van szó. A hőszivattyú ebből a tárolt hőből nyer energiát. A nap állandóan gondoskodik a megfelelő energia utántöltéséről, aminek kimerülése több milliárd évre tehető. A hőszivattyú mára a jelen alapvető fűtési rendszere. Európa számos országában, elsősorban Svájcban az új építkezések esetén a hőszivattyúk alkalmazása meghaladja a 40%-ot éves átlagban. Az igazán környezet tudatos régiókban akár a 80%-os arányt is eléri a hőszivattyút telepítők aránya. A hőszivattyúk alkalmazása nélkülözhetetlen az iparban az járművek, épületek, hűtésében, fűtésében és használati melegvíz előállításában egyaránt.
A hőszivattyú működési elve A hőszivattyú működése a kompresszortól elindulva a következő. A kompresszor a hűtőközeget összenyomja, ezáltal annak nyomását és hőmérsékletét is jelentősen megemeli. A kompresszor ezt a forró gázt a kondenzátorba nyomja, ez a hűtő szekrény esetén a hátulján található fekete rács. A hőszivattyú esetén attól függően, hogy a hőt minek adja át, levegőnek vagy víznek különböző kialakítású lehet. A lényeg, hogy a kompresszor a kondenzátorba nyomja bele a forró gázt, ami alkalmas egy hőcserélőn keresztül a hőt leadni, vagyis fűteni. A kondenzátor végén található egy fojtó szelep, ami jelentős akadályt jelent a kompresszornak ezért alakul ki a nagy nyomás és hőmérséklet. A forró gáz a kondenzátorban a nagy nyomás és hőelvonás következtében cseppfolyósodik, majd ez a cseppfolyós közeg a fojtáson keresztül áthalad, ami után belekerül az elpárologtatóba. Az elpárologtató vége a kompresszor szívó csövéhez csatlakozik, ezért az elpárologtatóban mindig sokkal alacsonyabb a nyomás, mint a kondenzátorban. Az elpárologtatóba beérkező közeg az alacsony nyomás következtében elpárolog és hőt von el a környezettől. Ez a hűtőszekrény esetén a belsejében játszódik le, a hőszivattyú esetén attól függően, hogy honnan nyerjük a hőt, lehet a levegő, víz, talaj stb. A hő nyereség, vagyis a fűtési teljesítmény annál jobb minél magasabb hőmérséklettől nyerjük a hőt, vagyis minél magasabb a közeg elpárolgási hőmérséklete. Az elpárolgott gőz állapotú közeg ismét a kompresszorba kerül, és a folyamat kezdődik elölről. A működés lényege, hogy a kültéri egységben hűtőközeg párolog el mindig alacsonyabb hőmérsékleten, mint a külső hőmérséklet. A hőszivattyú folyamatosan képes hőt felvenni a környezetből. A felvett hőmennyiséget a kompresszor, magasabb nyomásra és magasabb hőmérsékletre emeli, és szállítja a beltéri egység felé, ahol az a hőt leadja, tehát fűt. A hőszivattyús fűtési és használati melegvíz készítés 1919-1950 között vált hatékony és már gazdaságos, versenyképes iparággá. Az európai hőszivattyú fejlődésnek egyik központja Svájc volt az első világháború előtti és utáni években, mivel köztudottan fosszilis energiában szegény, de vízi erőművekben gazdag volt ezért jelentős volt a villamos energiatermelés. Ennek eredményeként 1938- 1945 között már 35 db nagyteljesítményű hőszivattyút üzemeltek be Svájc területén. A hőszivattyúk alkalmazása Magyarországon az 1930-as években kezdődött a Ganz gyár saját fejlesztésű hőszivattyús klímaberendezéseket fejlesztett, melyeket vonatok hűtésére és fűtésére terveztek. Ezeket először Egyiptomba majd később Olaszországba majd Dél Amerikába exportálták.
Levegő-víz hőszivattyúk, más néven hőszivattyús kazán A levegő víz hőszivattyúk a hőt a külső levegőből nyerik és a meleget pedig víznek adják át. A kültéri egysége nagyon hasonlít a split klímaberendezésekre, sok esetben teljesen azonos, csak a vezérlés némileg módosul, valamint ki van egészítve néhány olyan alkatrésszel, ami lehetővé teszi a stabil állandó fűtést. A beltéri egysége úgy néz ki, mint egy fali kazán talán innen a hőszivattyús kazán elnevezés. A beltéri egységben található a gáz-víz hőcserélő, ami nem közvetlenül a levegőt melegíti, mint a split klíma, hanem a megtermelt hőenergiát a víznek adja át. A felmelegített vagy adott esetben lehűtött vizet a készülékbe épített szivattyú szállítja el a hő leadó felületekhez. A hőszivattyú beltéri egységből kilépő vizet gyakorlatilag bármilyen fűtési rendszerre rá lehet kötni, sőt használati meleg vizet is elő lehet állítani vele. A készülék viszont annál hatékonyabb minél alacsonyabb a belőle kilépő víz hőmérséklete. A gyártók a készülékek névleges fűtési teljesítményét 35 fokos előre menő víz esetén határozzák meg. Tehát a hőszivattyúk gazdaságosságát és energia felhasználását nagymértékben befolyásolja a rákapcsolt fűtési hálózat kialakítása. A hőszivattyúk főként alacsony hőmérsékletű felületfűtési rendszerek (padló, fal , mennyezetfűtés) esetén nagyon gazdaságosak. Radiátorok hő termelőjeként is alkalmazhatóak, de fontos itt is a minél alacsonyabb előremenő hőmérséklet elérése. Ezt emelt felületű túlméretezett radiátorokkal el lehet érni, vagy megoldást nyújthatnak a ventilátorral ellátott úgynevezett fan-coil berendezések alkalmazása is. Levegő- víz hőszivattyú előnyök: - gyorsan és egyszerűen telepíthető - nem igényel költséges földmunkát, fúrást, kutat stb. - egyszerű karbantartás - viszonylag olcsó bekerülési és kivitelezési költség a víz-víz geotermikus hőszivattyúkkal szemben - egy készülékkel megoldható a fűtés-hűtés, HMV termelés