Hogyan működik a hőszivattyú? A hőszivattyúk különböző levegő- vagy hőforrások segítségével adják át a hőt egyik helyről a másikra. A léghőszivattyúk a hőt a lakásban lévő levegő és a lakáson kívüli levegő között mozgatják, míg a talajhőszivattyúk (geotermikus hőszivattyúként ismertek) a hőt a lakásban lévő levegő és a lakáson kívüli talaj között adják át. A következőkben a léghőszivattyúkra összpontosítunk, de az alapvető működés mindkettőnél ugyanaz.
Hogyan működik, amikor hűt és fűt a hőszivattyú?
A hőszivattyúk nem termelnek hőt. A levegőből vagy a talajból származó hőt osztják újra, és a hő átadásához a beltéri fan coil (légkezelő) egység és a kültéri kompresszor között keringő hűtőközeget használnak.
Hűtési üzemmódban a hőszivattyú elnyeli a hőt az otthonában, és leadja a kültérre. Fűtési üzemmódban a hőszivattyú a talajból vagy a külső levegőből (akár hideg levegőből is) vesz fel hőt, és azt a beltérben adja le.
Hőszivattyú hűtési üzemmód
Az egyik legfontosabb dolog, amit a hőszivattyú működésével és a hőátadás folyamatával kapcsolatban meg kell érteni, hogy a hőenergia természetesen az alacsonyabb hőmérsékletű és kisebb nyomású területek felé akar áramlani. A hőszivattyúk erre a fizikai tulajdonságra támaszkodnak, a hőt hűvösebb, alacsonyabb nyomású környezetbe juttatják, így a hő természetes módon tud átkerülni. Így működik a hőszivattyú.
1. lépés
Folyékony hűtőközeget szivattyúzunk egy tágulási berendezésen keresztül a beltéri tekercshez, amely elpárologtatóként működik. A ház belsejéből származó levegőt a tekercseken keresztül fújjuk, ahol a hőenergiát a hűtőközeg elnyeli. Az így keletkező hűvös levegőt a ház csatornáin keresztül fújják be. A hőenergia elnyelésének folyamata a folyékony hűtőközeget felmelegítette, és gáz alakban elpárolgott.
2. lépés
A gáznemű hűtőközeg most egy kompresszoron halad át, amely a gázt nyomás alá helyezi. A nyomás alá helyezés folyamata a gáz felmelegedését okozza (a sűrített gázok fizikai tulajdonsága). A forró, nyomás alatt lévő hűtőközeg a rendszeren keresztül a kültéri egységben lévő tekercshez áramlik.
3. lépés
A kültéri egységben lévő ventilátor a külső levegőt mozgatja át a tekercseken, amelyek hűtési üzemmódban kondenzátortekercsként szolgálnak. Mivel a lakáson kívüli levegő hűvösebb, mint a tekercsben lévő forró, sűrített gázzal működő hűtőközeg, a hűtőközegből hő kerül át a külső levegőbe. E folyamat során a hűtőközeg a lehűlés során ismét folyékony állapotba kondenzálódik. A meleg folyékony hűtőközeget a rendszeren keresztül a beltéri egységeknél lévő tágulási szelepekhez szivattyúzzák.
4. lépés
A tágulási szelep csökkenti a meleg folyékony hűtőközeg nyomását, ami jelentősen lehűti azt. Ekkor a hűtőközeg hűvös, folyékony állapotban van, és készen áll arra, hogy visszaszivattyúzzák a beltéri egységben lévő elpárologtatótekercsbe, hogy a ciklus újra kezdődjön.
A Hőszivattyú típusok című cikkben a különböző hőszivattyú típusokat is bemutatjuk.
A hőszivattyú működése fűtési üzemmód esetén
A hőszivattyú fűtési üzemmódban ugyanúgy működik, mint hűtési üzemmódban, azzal a különbséggel, hogy a hűtőközeg áramlását a találóan fordított nevű fordítószelep fordítja meg. Az áramlás megfordítása azt jelenti, hogy a fűtési forrás a külső levegő lesz (még akkor is, ha a külső hőmérséklet alacsony), és a hőenergia a lakásban szabadul fel. A külső tekercs most az elpárologtató, a beltéri tekercs pedig a kondenzátor szerepét tölti be.
A folyamat fizikája ugyanaz. A hőenergiát a kültéri egységben a hideg folyékony hűtőközeg elnyeli, és hideg gázzá alakítja. Ezután a hideg gázra nyomást gyakorolnak, így az forró gázzá alakul. A forró gázt a beltéri egységben levegő átáramoltatásával hűtik, a levegőt felmelegítik, és a gázt meleg folyadékká kondenzálják. A meleg folyadék nyomásmentesítése a kültéri egységbe jutva hideg folyadékká alakul, és a ciklus újraindul.
Fűtés vagy hűtés, amire szükség van
A hőszivattyúk sokoldalú, hatékony hűtési és fűtési rendszerek. A hőszivattyú egy visszafordító szelepnek köszönhetően képes megváltoztatni a hűtőközeg áramlását, és akár fűteni, akár hűteni a lakást. A levegőt egy elpárologtató tekercs fölé fújják, így a levegő hőenergiája átkerül a hűtőközegbe. Ez a hőenergia a hűtőközegben a kondenzátortekercsbe kerül, ahol a ventilátor által a tekercsen átfúvott levegővel felszabadul. Ezzel a folyamattal a hő egyik helyről a másikra szivattyúzódik.
Mi az ideális éghajlat a hőszivattyúk működése számára?
Az új fűtési vagy hűtési rendszerre szoruló háztulajdonosok a hőszivattyús rendszer megvásárlása előtt mérlegelhetik, hogy milyen éghajlaton élnek. A hőszivattyúk inkább az enyhébb éghajlatú területeken terjednek el, ahol a hőmérséklet jellemzően nem süllyed fagypont alá. A hidegebb régiókban kályhákkal is kombinálhatók, így a leghidegebb napok kivételével mindenütt energiatakarékos fűtést biztosítanak. Ha a kinti hőmérséklet túl alacsonyra csökken ahhoz, hogy a hőszivattyú hatékonyan működjön, a rendszer ehelyett a kemencét használja a hőtermeléshez. Ezt a fajta rendszert gyakran nevezik kettős tüzelésű rendszernek – nagyon energiatakarékos és költséghatékony.
Teljesítménye nem romlik jelentősen -5 Celsius fok alatt sem.
A Hőszivattyú megtérülése című cikket is ajánljuk.