A levegős hőszivattyúk valós költségei: Több, mint amit a COP érték mutat

Új ház építésénél, de energiamegtakarítási projekteknél is gyakran felmerülő ötlet: levegős hőszivattyút kellene telepíteni! Az ötlet kézenfekvő, a levegős hőszivattyúk telepítése kisebb beruházási költséget jelent, mint a talajhő-víz hőszivattyús rendszer kiépítése a hőnyerő oldallal együtt. Amennyiben a gazdasági-műszaki környezet közel azonos, akkor ez igaz is lehet. Azonban a valós üzemeltetési költségek és a tényleges megtakarítás kiszámításakor számos, a hivatalos minősítések által gyakran figyelmen kívül hagyott tényező merül fel, amelyek jelentősen befolyásolhatják a beruházás gazdaságosságát.

A COP érték és a valóság közötti szakadék

A hőszivattyúk hatékonyságát a COP (Coefficient of Performance) értékkel szokás jellemezni. Ez az érték azt mutatja meg, hogy egységnyi befektetett villamos energia mennyi hőenergiát képes leadni. Azonban mi megyünk akkor a COP értékkel, hiszen abból csak azt tudjuk meg, mekkora a megtakarítás a villamos áramhoz képest? A probléma gyökere abban rejlik, hogy a minősítő intézetek által mért COP értékek nem tartalmazzák a levegős gépek többségébe gyárilag beépített villamos fűtőbetétek fogyasztását, mintha sosem kapcsolódnának be. Ez a gyakorlatban komoly torzítást eredményez, hiszen a kültéri egység lejegesedő elpárologtató felületének leolvasztásához szükséges energiaigényt SEM tartalmazza egyetlen minősítő okirat sem.

Miről is van szó pontosan? Néhányan már biztosan megtapasztalták, mit történik otthon, amikor nyitva felejtik a fagyasztószekrény ajtaját. A helyiség levegőjének páratartalma vastag jégréteget képez a hűtőberendezés elpárologtatójának felületén, amely képtelen ellátni a feladatát, mivel a jégrétegen keresztül nem tudja leadni a hűtőteljesítményt. Hasonló jelenség játszódik le a levegős hőnyerőoldalú hőszivattyúknál (a légkazánokat sem védi meg az átkeresztelés) is. A szabadtéri levegő páratartalma miatt óránként leolvasztásra kényszerülnek a +3°C-nál hidegebb időszakban. Ez a leolvasztási folyamat jelentős energiafogyasztással jár, amely nincs benne a hivatalos COP számításban. Az elvárt fogyasztást „túlteljesítő” berendezéseken végzett mérések az ellenkezőjét bizonyítják.

Hőszivattyú működési diagramja a leolvasztási ciklussal

A kedvezményes áramtarifák és a valós megtakarítás

A hőtárolós kályha nem vehető egy kalap alá a többi említett villamos fogyasztóval. A hőtárolás lényege az, hogy az áramszolgáltatás „völgyidőszakában” olcsóbban lehet villamos áramot vételezni (régen éjszakai áramnak neveztük ezt a tarifát, ma csúcskizárt áramtarifa a hivatalos megnevezés). Ez a tarifa 1,6-szor olcsóbb (-40%) a normál áramtarifánál, nevezhetjük financiális COP-nek is az 1,6-os értéket, hiszen ennyivel olcsóbban fűthetünk ezzel a berendezéssel, mint pl. normál tarifával.

Kedvezményes hőszivattyús áramtarifával és egy korszerű földgázkazán hatásfokával számolva 2,1-es értéket kapunk jelenleg (2011. július), tehát 2,1-szer olcsóbb a gázfűtés, mint a (kedvezményes hőszivattyús áramtarifás) villamos árammal való fűtés. Ez az érték azonban csak egy elméleti becslés, ami nem veszi figyelembe a fent említett leolvasztási veszteségeket, valamint a valós üzemeltetési körülményeket. A hőszivattyús rendszerek tervezésekor a téli átlaghőmérséklethez (kb. -15°C) való alkalmazkodást szokták alapul venni, ami sok esetben téves üzemeltetési költséget eredményez.

A valós működés részletes vizsgálata

A mellékelt ábrák (a szövegben említett, de itt nem megjeleníthető grafikonok) segítenek jobban megérteni a levegős hőszivattyúk valós működését. Az egyik grafikon a gép áramfelvételét mutatja különböző kültéri hőmérsékletek és páratartalom mellett. Geo tarifás áramszünet idején (8-tól 10 óráig) a kültéri hőmérsékletet méri, 2010. dec. 15-én ez -6°C volt. A narancs/zöld/bíbor színek a gép áramfelvételét mutatják. A 4-8 amper közti értékek a kompresszor áramfelvételét jelentik. Ez az érték a hőszivattyú működésének alapját képezi.

A következő mérés a -12 °C alatti időszakot mutatja (relatív páratartalom 80-90% között mozgott). Ebben a hidegben a leolvasztási ciklusok gyakoribbak és hosszabbak lehetnek, ami növeli az energiafogyasztást. Érdemes megvizsgálni egy enyhébb éjszaka mérését is. A kültéri hőmérséklet +1°C és +4°C között változott, a relatív páratartalom 90-95% volt. Meglepő módon a hőszivattyú ebben az esetben óránként mindössze 20-25 percet üzemelt. Ez azt jelenti, hogy a készülék nem tudott hatékonyan hőt kinyerni a hideg, párás levegőből, és a leolvasztási ciklusok miatt többet állt, mint amennyit ténylegesen fűtött. A legalsó piros vonal a gépből távozó levegő hőmérsékletét mutatja, amely a leolvasztási ciklusok során jelentősen megemelkedhet.

Itt pucérkodnak nekünk az ufo-lények? Mi érdekli a földönkívülieket?–Dr. Egely György, Jakab István

A hőszivattyús rendszerek tervezésének buktatói

A hazai viszonyokat figyelembe véve - Európa 2. legszárazabb országa vagyunk, ami a levegős hőszivattyúk szempontjából kedvezőnek tűnhetne, azonban a téli hónapokban a magas páratartalom problémát jelenthet. Azt a tévhitet is el kell oszlatni, hogy a levegős hőszivattyúk minden körülmények között gazdaságosabbak lennének, mint a hagyományos fűtési rendszerek. A valós megtakarítás mértéke nagymértékben függ a készülék minőségétől, a telepítés szakszerűségétől, a ház szigetelésétől, valamint a helyi klíma- és árazási viszonyoktól.

A hőszivattyús rendszerek tervezésekor fontos figyelembe venni a következőket:

Valós körülmények modellezése: A tervezés során nem szabad kizárólag a szabványos COP értékekre hagyatkozni. Figyelembe kell venni a valós téli hőmérsékleteket, a páratartalmat, és a leolvasztási ciklusok energiaigényét.
Ház szigetelése: A hőszivattyú hatékonysága nagymértékben függ a ház hőszigetelésétől. Egy rosszul szigetelt házban a hőszivattyú folyamatosan dolgozni fog, növelve az energiafogyasztást.
Megfelelő méretezés: A hőszivattyút a ház fűtési igényéhez kell méretezni. Egy túlméretezett vagy alulméretezett készülék sem fog optimálisan működni.
Kiegészítő fűtés: Hidegebb időszakokban szükség lehet kiegészítő fűtési rendszerre, amelynek energiafogyasztását is figyelembe kell venni a teljes költségvetésben.
Karbantartás: A hőszivattyú rendszeres karbantartása elengedhetetlen a hatékony működés és a hosszú élettartam érdekében.

A levegős hőszivattyúk telepítése valóban vonzó lehetőség lehet energiamegtakarításra, de csak akkor, ha a potenciális vásárló tisztában van a rendszer valós működésével és azzal járó költségekkel. A hivatalos adatokon túlmutató, alapos tájékozódás és szakértői tanácsadás elengedhetetlen a sikeres és gazdaságos beruházáshoz.