Stiebel Eltron: A hőszivattyúk üzemeltetési és beruházási költsége

A folyamatosan növekvõ energiaárak elõtérbe helyezik a megújuló energiaforrások felhasználását. A napkollektoros rendszerek mellett az ingyenes környezeti energiát hasznosító hõszivattyúk is egyre inkább fókuszba kerülnek.

Alkalmazásukkal nagymértékben csökkenthetők a fűtés, hűtés és a használati meleg víz előállítására fordított üzemeltetési költségek. Míg öt-hat évvel ezelőtt évente csak pár tíz darab hőszivattyús fűtési rendszer valósult meg, mára ez az érték már több száz darabra nőtte ki magát. A növekvő érdeklődéssel és eladással párhuzamosan a minőségi és megbízható, nyugati gyártók által forgalmazott hőszivatytyúk mellett a piacon megjelentek az úgymond „olcsó”, Távol-Keleten gyártott hőszivattyúk is. Így a hőszivattyúk egymás közötti értékelésénél gyakran abba a hibába esünk, hogy a készülékeket az áruk, illetve a rendszer beruházási összege alapján válasszuk ki. Értékelésüknél elsősorban a hőszivattyúban alkalmazott fő elemek, mint a kompresszor, elpárologtató és kondenzátor hőcserélő minőségét és az alkalmazott hűtőközeg típusát kell figyelembe venni, tehát magát a gyártási technológiát, melyre a gyártó többéves gyártási tapasztalata nyújt garanciát. A minőségi alkotóelemek azon részei a hőszivattyúnak, melyek a hőszivattyú jóságfokát befolyásolják, ezáltal a hőszivattyús rendszerek üzemeltetési költségét.

A képlet szerint a jóságfok a hasznos hőenergia, illetve a hőszivattyú által leadott teljesítmény értéke (gyártó által megadott érték), osztva a bevezetett energia értékével. Elektromos meghajtású hőszivattyúk esetében ez alatt a kompresszor által felvett villamos energiát értjük.

Az értéke minden esetben 1-nél nagyobb szám, mely nem százalékos érték, és nem is szigorúan vett hatásfok. A német szakirodalom teljesítményszámnak nevezi. A hőszivattyúk egymás közötti értékelésénél jól használható, mert rögtön látszik hogy egy 4,5 jóságfokú gép ugyanakkora leadott hasznos hőenergia esetén 22%-kal gazdaságosabb üzemmódot biztosít, mint egy 3,7 jóságfokú.

A hõszivattyú jóságfokát befolyásoló tényezõk

A hőszivattyú jóságfokát a készülék műszaki felépítésén kívül külső tényezők is befolyásolják. Annál nagyobb a jóságfok, minél kisebb az áthidalandó hőmérsékletkülönbség Δt), tehát a hasznos hőenergia és a környezeti hőforrás közti különbség:

Δt=te-t1

Célszerű tehát minél kisebb előremenő hőmérsékletet (te) igénylő fűtési rendszert választani, és minél melegebb környezeti hőforrást (t1).

Az alacsony hőmérsékletű fűtési rendszer, mint a felületfűtés (padló-, fal-, mennyezetfűtés) ideális megoldást jelentenek a hőszivattyús rendszer alkalmazására. Mivel a felületfűtési rendszer csak 35–40 °C előremenő hőmérsékletet igényel, a hőszivattyúnak kevesebb villamos energiát kell betáplálni, a kívánt fűtési teljesítmény eléréséhez, így a jóságfoka is magasabb lesz, mintha egy radiátoros fűtési rendszerre kötnénk rá. Ha mégis csak radiátoros rendszerhez szeretnénk a hőszivattyút illeszteni, érdemes alacsonyabb fűtési előremenő hőmérsékletet igénylő nagy felületű radiátorokat választani, ezáltal is javítva a készülék jóságfokát.

Ezen kívül a hőforrás kiválasztása is a hőszivattyúk fűtési rendszerbe betervezésének egyik legfontosabb eleme, mert mind a beruházási, mind az üzemeltetési költségeket jelentős mértékben befolyásolja. A hőszivattyús rendszereknél döntő többségben háromfajta környezeti közeg jöhet számításba, az alábbi éves átlag hőmérsékletekkel (1. táblázat).

A táblázatból adódóan a levegő, mint hőforrás mutatkozik a legmegfelelőbb választásnak. Ez a hőforrás-hőmérséklet viszont éves átlag. A fűtési időszak alatt (okt. 15–ápr. 15.) az átlag külső hőmérséklet 3,4 °C, tehát a készülék rosszabb jóságfokkal üzemel, mint az éves átlag jóságfoka. Ebből adódóan a levegős hőszivattyúk optimális kihasználását és energiatakarékos üzemmódját olyan helyeken tudjuk leginkább elérni, ahol a hőszükséglet éves szinten változatlan. Mint például a használati melegvíz-készítés, illetve beltéri medencefűtés.

A külső levegővel ellentétben az elszívott szellőztető levegőt, melynek hőmérséklete az év minden évszakában 20 °C körüli, még téli időszakban is kitűnő jóságfokkal hasznosítható.

Nagyon fontos szempont a hőszivattyúk jóságfokának vizsgálatánál a hőforrás mozgatásához szükséges energia is, amely nagymértékben leronthatja a készülék jóságfokát. Ezt az áramfelvételt a gyártók a jóságfok megadásánál nem szokták figyelembe venni. Értjük alatta a víz–vizes rendszernél a kútvíz kiemeléséhez szükséges búvárszivattyú áramfelvételét, a talajhővíz rendszeres hőszivattyúknál a szondákban lévő hőhordozó közeg keringetéséhez szükséges szivattyúáram felvételét, valamint a levegő–víz hőszivattyúknál a készülékbe beépített ventilátor áramfelvételét. A jóságfok képletébe a bevezetett elektromos energiához ezt az áramfelvételt minden esetben hozzá kell számolni.

A 2. táblázatból látható, milyen mértékben befolyásolja a hőforrás mozgatásához szükséges energia a jóságfokot, különböző fűtési előremenő hőmérsékleteknél, valamint a fűtési előremenő hőmérséklet a jóságfok értékét. A hőszivattyúk jóságfoka, úgy mint a gázkazánoknál feltüntetett hatásfokérték, csak a hőszivattyúval való energia hasznosítására utal. Gazdaságossági, illetve megtérülési számításoknál minden esetben a teljes fűtési rendszer hatásfokát kell vizsgálnunk, mely nem csak a hőtermelő berendezésből áll, hanem hozzá tartozik a hőleadó rendszer, a bivalens hőfejlesztő, egyéb beépített hőcserélők, szivattyúk, és más szerelvények is. A rendszer hatásfokértéke ezáltal nem csak a hőszivattyú gyártójától és jóságfokától függ, de nagymértékben a fűtési rendszertől és annak kivitelezőjétől is.
Hõszivattyús rendszerek beruházási költsége

A jóságfok és a beruházási összeg azon tényezők, melyek alapján az alábbi egyszerűsített képlet szerint a megtérülési időszak számítható. 

Tehát az elsődleges szempont, amely alapján a készüléket kiválasztjuk, maga a jóságfoka, hiszen ez befolyásolja az üzemeltetési költségeket, ezáltal a várható megtakarításokat. Másodlagos szempont a rendszer beruházási és kivitelezési költsége. Nagyságát elsősorban a hőforrás típusa határozza meg. Míg a levegő/víz hőszivatytyúknál nem szükséges hőforrásoldalt kialakítani, a talajhő/víz hőszivattyúknál a hőszivattyú leadott teljesítményéhez méretezett talajszondákat, illetve talajkollektorokat szükséges. Talajszondák esetében a szondafúrás költsége, kb. 5–6000 Ft/folyóméter. A szonda felvett teljesítménye talajtól függően 50–55 W folyóméterenként. A víz/vizes rendszer kialakításánál, amennyiben rendelkezünk hőforrás oldali kúttal, a többletköltséget az elnyelő kút megfúrása, valamint a hőszivattyú elé beépítendő, hőcserélő és a hőforrás (kútvíz) kinyeréséhez szükséges búvárszivattyú jelenti. (Búvárszivattyú: kb. 150 000 Ft + áfa, hőcserélő kb. 200 000 Ft + áfa, nyelőkút kb. 10 000 Ft + áfa/m, munkadíj + egyéb szerelvények kb. 200 000 Ft + áfa).

A fűtési rendszer beruházási költségét az is meghatározza, hogy meglévő, avagy újépítésű családi házról van-e szó. Meglévő fűtési rendszereknél a hőszivattyút puffertároló alkalmazásával csatlakoztatjuk a rendszerre, akár gáz-, szén- vagy vegyestüzelésű hőfejlesztőhöz is illeszthető. Egy 150–200 m2-es családi háznál, mind meglévőnél, mind az új építésűnél is a levegő/víz hőszivattyú telepítése kb. 2,3 MFt + kb. 600 000 Ft szerelési díj, anyagköltséggel együtt. Míg ugyanazzal a házzal számolva egy talajszondás hőszivattyú telepítése kb. 4,5 MFt, amely magába foglalja a szondák megfúrását, a szondákat, valamint feltöltésüket fagyálló folyadékkal. Mivel ebben az esetben a kivitelezési munka a hőforrás oldal kialakításával időigényesebb és körülményesebb, a szerelési díj is magasabb, kb. 1,2 MFt.

A meglévő családi házaknál a hőleadó rendszer már kiépített, és nagy átlagban radiátorokkal valósult meg. Ebben az esetben a hőszivattyú beépítésével bivalens fűtési rendszert alakítunk ki, ahol a bivalens hőforrást a már meglévő hőfejlesztő jelképezi. A hőszivattyúk gyárilag max. 60 °C-os előremenő fűtési víz előállítására alkalmasak. Viszont a meglévő radiátoros fűtési rendszerek nagy átlagban magas fűtési előremenő hőmérsékletre méretezettek (90/70). Amennyiben a fűtési rendszer a 60 °C-nál magasabb előremenő vizet igényel, a már meglévő bivalens hőforrás biztosítja a fűtési előremenő víz további utánfűtését. Habár a meglévő rendszereknél megtakarítást érhetünk el a hőleadók kiépítése miatt, hátrányukra szolgál, hogy a radiátoros rendszer hűtési üzemmódra nem alkalmas. Amenynyiben a hőszivattyút hűtésre is alkalmazni szeretnénk, a hőleadó rendszer teljes átépítése szükséges. Célszerű a felületfűtés kialakítása, amely alacsony 35–40 °C-os előremenő hőmérsékletet igényel, valamint hűtésre ideálisan alkalmazható. Egy 150–200 m2-es családi háznál ennek beruházási, valamint kivitelezési költsége kb. 1,5–2 MFt. A beruházási költségek sajnos nem alacsonyak, de pályázati pénzek támogatásával ezek a költségek nagy mennyiségben csökkenthetők, így a megtérülési időszak is megrövidül. Jelenleg a Gazdasági és Közlekedési Minisztérium által meghirdetett pályázat elnyerésével (NEP 2008–5) 25%-os, max. 1 MFt állami támogatás igényelhető megújuló energiaforrások hasznosítására.

Természetesen a készülék jóságfokából adódó üzemeltetési költség és beruházási költség az elsődleges szempont, mely alapján a megfelelő típusú hőszivattyút kiválaszthatjuk. Ezen kívül még számos más tényezőt is figyelembe kell venni, mint például a telek adottságait, a rendszer üzembiztonságát és a hőszivattyú felhasználási lehetőségeit.