Műszaki alternatívák
Aszerint, hogy honnan nyeri a hőt, csoportosíthatjuk őket. Vannak levegő/víz típusok, melyek a környezeti levegőből nyerik a hőt. Ezek a berendezések lehetnek a szabadban felállítva,, vagy az épületben is, de akkor légcsatornával kell a levegőt hozzá és tőle elvezetni. Egyes speciális kivitelűek képesek hasznosítani a mosókonyha hőjét is. Ez úgy működik, hogy a száradó ruhák miatt szellőztetni kell és ebből a levegőből nyeri vissza a hőt.
Alkalmazhatunk szondákat is a hőforrásaként. Ezek a szonda/víz hőszivattyúk. A szondák lehetnek vízszintesen elásva a talajba (kollektor), függőlegesen fúrva (szonda). Ritkán alkalmazott megoldás, amikor egy tóba van a kollektocső befektetve. Ehhez kell egy minimális tómélység, ellenkező esetben képes megfagyasztani annak vizét a hőelvonás.
Népszerű a kútvízből hőt elvonó kialakítás az olcsó beruházás és magas hatásfoka miatt. Ez a víz/víz hőszivattyú. Ennél a megoldásnál kútból szivattyúzott vízből vonjuk el a hőt és egy másik kútba (kutakba) engedjük, rosszabb esetben sajtoljuk vissza a vizet.
A hőszivattyúkat egy nagyon fontos szám jellemzi, a munkaszám, másképp COP. Ez a szám mutatja meg, hogy a kompresszor által felhasznált egységnyi elektromos energiával mennyi egység hőteljesítményt tud leadni.
A levegős hőszivattyúk rendelkeznek a legkisebb munkaszámmal, mert a levegő fajhője lényegesen kisebb, mint a folyadékoké. Nagy térfogatárammal lehet pótolni az elvonható hőt, de ez a beépített ventilátor áramfelvételével rontja a munkaszámot. További rontó tényező, hogy 0°C alatti hőcserélő hőmérsékleten a levegő páratartalma ráfagy magára a hőcserélőre, amivel leszigeteli azt, és ekkor pl. elektromos fűtéssel le kell olvasztani. Van még egy nagyon fontos, forrásoldali hőmérséklettől függő dolog. A hőszivattyúknak nemcsak a hatásfoka, hanem a teljesítménye is csökken a forrásoldali hőmérséklet csökkenésével. Tehát minél hidegebb van kint, annál jobban csökken a leadott teljesítménye is! Jellemző COP: 3,5 (7°C levegő hőmérséklet és 35°C fűtővíz hőmérséklet mellett)
A szondás rendszerek lényege, hogy a földbe ásott, vagy furatba helyezett zárt csőrendszerben keringtetünk fagyállóval kevert vizet. A fagyállós keverék segítségével vonjuk el a talajból a hőt. A keveréket sokkal nehezebb keringtetni, mint a tiszta vizet a viszkozitása és nyúlóssága miatt, a fajhője is kisebb a vízénél. Fagyállóra azért van mégis szükség, mert a talajból nem lehet olyan intenzív hőelvonást elérni, hogy a hőszivattyú forrásoldali (elpárologtató) hőcserélőjét garantáltan megvédhessük a tönkremenetelét jelentő elfagyástól. Jellemző COP: 4,5 (0°C fagyálló és 35°C fűtővíz hőmérséklet mellett)
A nyíltvizes, vagy kutas rendszerek rendelkeznek a legmagasabb munkaszámmal, mert a primer és szekunder oldal hőmérsékletei között itt a legkisebb a hőmérséklet-különbség és a kompresszor hozzáadott energiája ezért a legkisebb. Hátránya lehet a rendszernek, hogy a kutak vízhozama, amiből a vizet nyerjük csak 2 év után áll be a végleges mennyiségre, illetve a nyelő kutak, amibe visszatápláljuk a lehűtött vizet, eldugulhatnak, időszakosan regenerálni kell, rosszabb esetben pedig új kutat fúrni. Jellemző COP: 5,5-6,0 (10°C kút és 35°C fűtővíz hőmérséklet mellett).
Vannak „rokonai”, mint hűtő, folyadékfűtő. Ezek szintén hőt szivattyúznak, vonnak el egy zárt környezetből. A hőszivattyúk hűtő-fűtő típusai képesek a hőt szivattyúzni mindkét irányba, külső eszközök nélkül, vagyis folyadékhűtőként is tudnak működni.
Ezek motoros szelepek segítségével a gázkörben felcserélik a két hőcserélőt a kompresszor szívó és nyomó csonkján, ezzel a hő szivattyúzási iránya megfordul. Erre a lehetőségre, funkcióra azért van szükség, hogy nyáron hőt vonhassunk el az épületből a hőszivattyú segítségével, amit eddig télen fűtöttünk. Minden eszköz, berendezés marad a helyén, nem kell szelepeket nyitni-zárni, hanem mindez automatikusan, emberi beavatkozás nélkül történik.
Ez különösen szezonváltáskor lehet fontos, amikor reggel még fűteni kell, de később, amikor a Nap melegítő hatása érvényesül, már a hűtési igény is felmerül. Természetesen van erre egyszerűbb, de nem minden esetben alkalmazható megoldás. A hőszivattyú forrás oldalán, a hőforrás közegére építhetünk egy egyszerű hőcserélőt a hőszivattyúval párhuzamosan.
2. ábra
Hűtési igény esetén a forrás kör (a téli használattal lehűtött szondarendszer, vagy a viszonylag stabil, alacsony hőmérsékletű kútvíz) hidegebb közegének adjuk át a belső hűtési-fűtési rendszerben felhalmozódott hőt. Ezzel jelentős energiát tudunk megspórolni, ugyanis ehhez a hőtranszporthoz csak a primer- és szekunderköri szivattyút kell működtetni, a hőszivattyút nem kell bekapcsolni ehhez. A váltás lehet kézi, vagy távirányítású egy motoros váltószeleppel.
