Fűtés Hogyan?

Melyik fűtési rendszert válasszuk passzívházhoz? - Energiakulcs®

Én a Kardos Ferenc értekezését ajánlom minden építőnek, hiszen a passzívház lelke az épületgépészet

Talajszondás hőszivattyú körfolyamat

Már az elején, mondhatja néhány olvasó – aki előtanulmányokat folytatott már az interneten – egy passzívházba kell fűtés?

Sajnos igen, a hazai éghajlat mellett mindenképpen. Egy nem lakott passzívházban a fagymentesen tartáshoz valóban nem szükséges fűtés, ebben is jelentősen különbözik egy hagyományos építésű háztól.

De aki passzívházat épít, az általában lakni is kíván benne, így el kell fogadni, hogy a komfortérzéshez minimálisan szükséges hőmérséklet biztosításához sajnos fűteni kell, bár sokkal kevesebbet, mint más épületeknél megszokhattuk.

Általános szabályként elmondható, hogy a passzívház fűtési energiaigényének 1/3-át a nyílászárókon át érkező napenergia, 1/3-át a személyek és berendezések hőleadása, 1/3-át pedig valamilyen hagyományos hőtermelő fogja biztosítani.

Milyen hőleadókat használnak egy passzívházban?

-         A légkezelő berendezés elosztó csőrendszerén keresztül a fűtési energia egy része szétosztható az épületben, de szükséges lesz kiegészítő fűtés a tartózkodási célú helyiségekben. Ezt a megoldást akkor alkalmazzák, ha tisztán villamos fűtéssel működtetik az épületet. Két előnye van mindössze, a fajlagosan alacsony bekerülési költség és a karbantartás-mentesség, hátrányát – a relatíve magas fűtési számlát – viszont évtizedekig „élvezhetjük”.

-         Az előző megoldás kiegészítőjeként elektromos fűtőpanelek, amelyek „viszonylag” olcsóak (jogos kérdés a mihez képest?), üzemeltetésük viszont magasan a legdrágább.

-         Alkalmazhatóak radiátorok – szokatlanul kis méretek szükségesek –, de nem feltétlenül kell egy passzívházban az ablakok alá építeni őket, bárhol elhelyezhetőek. Hűtési feladatot a radiátorokkal nem tudunk ellátni, erre más megoldást kell választani (árnyékolástechnika, frisslevegő előtemperálás).

-         Padlófűtés, amelynek hűtési célú felhasználása sem szentségtörés egy passzívházban.

-         Falfűtés, amely tökéletesen megfelel a fűtési és a hűtési feladatokra is, bár sosem fogunk merni jó érzéssel egy tiplinek lyukat fúrni a falba. Későbbi lakás átrendezésnél az eltakarás egy szekrénnyel az adott rész kiiktatását jelenti a fűtési rendszerből.

-         Mennyezetfűtés (födémtemperálás), amely a passzívházak minimális fűtési/hűtési energiaigényét bőségesen fedezi a legkellemesebb sugárzó hőátadással. Óriási előnye, hogy a lakás átrendezésekor sem kerül takarásba, biztosan nem helyezünk rá új bútort, és igen ritkán akarunk bármilyen célból újabb lyukakat fúrni a mennyezetbe. A monolit betonfödém építési fázisában minimális költséggel kialakítható. 

Milyen hőtermelők közül választhatunk?

Zárójelben egy 130 m²-es passzívháznál várható éves fűtési költség (20°C-os belső hőmérsékletnél) a 2010-ben érvényes energiaárak figyelembevételével.

      A.  Elektromos fűtőpanelek, villamos fűtőbetét a légkezelő gépben (91 600 Ft)

      B. Passzívház kompaktkészülék (levegős hőszivattyú, 50.000 Ft)

      C. Pelletkazán vagy vízteres pelletkandalló (27 500 Ft pellet, plusz 5 500 Ft elektromos áram)

      D. Kondenzációs földgázkazán felületfűtéssel (26 000 Ft gáz, plusz 3 500 Ft elektromos áram)

      E. Talajszondás hőszivattyú (20 200 Ft)

A hőszivattyú a talajhőből veszi ki azt az energiát, melyet működése közben átalakít és a belső vizes hőcserélőnek adja át.

A folyamat egyszerű hétköznapi nyelven egy fordított hűtőszekrény.

Ahhoz hogy a körfolyamat ne szakadjon meg, a primer oldali lehűlt fagyálló folyadékot levezetik a 100 méter mélyrefúrt talajszondába, és mire körbefordúl a folyadék - 200 méter - a sokszor -12 °C-os folyadék visszamelegszik + 17 °C fokra. A talajszonda a fűtési szezonban fokozatosan hűl, ezért a nyári ciklusban az épület hűtésekor a szondák visszamelegítése is megtörténik.

Ez azért fontos, mert így a szonda hőegyensúlya hosszabb távon fenntartható.

A talajszondás hőszivattyú COP érték - 4,5 -  egyenletesebb mint a levegő/víz hőszivattyúnál, a téli negatív csúcsoknál is költséghatékonyan működtethető.

A körfolyamatot a kompresszor végzi, villamos segédenergia igényét egy méretezett napkollektoros kiserőmű megtermeli. 

Egy 100 méteres szondából cca 5 kw energiát lehet kinyerni, a szonda fúrási és telepítési költsége 350 - 400 eFt/db, talajszerkezettől függően.

A szonda Bányakapitánysági engedélyhez kötött, ezért szaktervezőnek kell megtervezni.

A napkollektoros fűtésrásegítés nem véletlenül maradt ki a felsorolásból. A passzívház ö

nmagában is egy méretezett napenergia hasznosító eszköz („a passzívház fűtési energiaigényének 1/3-át a nyílászárókon át érkező napenergia, 1/3-át a személyek és berendezések hőleadása, 1/3-át pedig valamilyen hagyományos hőtermelő fogja…”), így a fűtési szezon átmeneti, naposabb időszakában eleve nem igényel fűtést, amikor a napkollektorok be tudnának segíteni a fűtésbe. Az épület déli frontján lévő ablakok együttes hőnyeresége egy azonos felületű napkollektoros rendszerével közel megegyezik. 

-         Az elektromos fűtőpanelekről csak annyit, hogy ezek az olajradiátor mai karcsú kivitelű leszármazottai, kialakításuknál inkább a sugárzó hőleadásra törekednek, gyakran időprogramos elektronikával is rendelkeznek. A sugárzó hőleadásból származó megtakarítás vélhetően elmarad a túlreklámozott ígéretektől.

-         Földgázkazán, passzívházhoz illő, néhány kW teljesítményű, nálunk még nem került forgalomba, a nagyobbak azért alkalmazhatóak. A földgázellátás jövőjét figyelembevéve nem biztos, hogy ez a fűtési mód a legjobb választás.

-         A pellet használatával csökkenthetjük az ökológiai lábnyomunkat, és elérhető a földgáztól való függetlenség. A fűtőanyag költsége előre finanszírozandó, megoldandó feladat a tárolás száraz helyen. A pelletkazán használható lehet a meleg víz előállítására is, de ha vízteres pelletkandallót választunk, akkor annak a nyári bekapcsolása elkerülendő a melegvíz-termelés miatt. Mindkét készülék fajtánál teljesen zárt égésterű készülék szükséges, amelynél az égési levegőt külön vezetik be a készülékbe a külső térből. Ha a kazánt az épület hővédő burkán kívüli helyiségben helyezik el, akkor lehet szokványos nyitott égésterű is, ha a levegő-beáramlás biztosított.

-         A kompaktkészülék egy passzívházakhoz kifejlesztett berendezés, amely tartalmazza a légkezelő gépet, és egy levegős hőszivattyút fűtés és melegvíz-termelés céljára. Ezek a szerkezetek rendelkeznek még egy nagyteljesítményű villamos fűtőbetéttel is. Ennek oka, hogy nagy hidegben a szellőztető levegőből kinyerhető hőenergia nem elegendő a hőszivattyúnak, a gép a szabadtérből is „vételez” hideg levegőt (egyes gyártmányok nem „vételeznek” külön külső levegőt, ezeknél a villamos fűtőbetét magasabb üzemóraszámot kénytelen vállalni).

Ha a kettő együttesen sem tudja kielégíteni a fűtési energiaigényt, akkor bekapcsol a villamos fűtőbetét is. Az együttes üzem alatt az energetikai együttes hatásfok érték (COP) rendkívül alacsony. A kompaktkészüléknek is szüksége van még a szellőztető levegő előtemperálására, vagyis kell még egy levegő/talaj hőcserélő, vagy egy talajszondás kalorifer egység a korrekt működéshez. A kompaktkészülékhez tartozik még egy puffertároló, amelyből kinyerhető a meleg víz, és a fűtési célú fűtő víz is innen kerül elvételre. Ezen eszközök együttes bekerülési költsége viszonylag magas. A hőszivattyú optimális hatásfoka ezzel a módszerrel nem érhető el, mivel a felületfűtésekhez szükséges 30-35°C-os fűtővizet is a magas hőfokú tárolóból keveréssel állítják elő. Így a fűtési COP éppen olyan alacsony, mint a HMV (használati meleg víz) előállításhoz tartozó COP érték. A kompakt készülékek jellemzően német gyártóktól származnak, így nincsenek ellátva hűtési funkcióval, csak a beszívott levegő előtemperálásával juthatunk némi hűtési energiához (ismerjük el, erre a szolgáltatásra hazai pályán, a németországi időjárás mellett kevésbé is van szükség). Használatuknál ugyanúgy fokozott figyelmet kell fordítani a klimatikus árnyékolástechnikára, mintha kazánnal szereltük volna fel a házat. Ezt azért emelném ki, mert egy szondás (vagy kútpáros) hőszivattyúnál adott a hűtési lehetőség, kétféle módon is. Bővebben a következő bekezdésben.

A teljesség kedvéért megemlítendő, hogy bár kevésbé ismertek nálunk, de léteznek talajhőt hasznosító kompaktkészülékek is. Ezekre természetesen a következő bekezdésben ismertetésre kerülő hőszivattyús rendszerek ismérvei vonatkoznak.

Fontos még megemlíteni, hogy azok a kereskedői kijelentések – melyek szerint a kompaktkészülékek akár 80%-kal jobb hatásfokúak, mint a külön-külön beépítésre kerülő szellőztetőgép + hőszivattyú kombináció – minden műszaki érvet mellőző ígérgetések mindössze. Az ilyen egybedobozolt készülékek valóban kevesebb helyet foglalnak el a gépházban, de a szervizelésnél vagy javításnál ezért súlyos árat fizethetünk. A közös elektronika azt is okozhatja, hogy ha elromlik a szellőztető gép, akkor a hőszivattyúnk sem fog működni. Ebben az esetben a helymegtakarítás szűkös vigasznak tűnik majd.  

-         A talajszondás hőszivattyú előtérbe helyezésén 3 éve jómagam is felhördültem volna, hiszen egy kútpáros üzemű géppel jobb COP értékek érhetők el legtöbb esetben. Ez eddig igaz is, de az éremnek van még néhány másik oldala is.

Az egyik az, hogy a kútpárok engedélyeztetési procedúrája és annak költségei az elmúlt években oly mértékben megnőttek – a hőszivattyús szakma tiltakozása ellenére – mintha a hőszivattyúk képesek lennének valamilyen mérgező anyagot juttatni a talajvízbe. De néha jó dolgok is történnek hazánkban és a megújuló ágazatban, a 20 méternél nem mélyebb hőnyerő szondák és talajkollektorok kikerültek az engedélyeztetés köréből, létesítésük illetékmentes. Így aztán a mérleg nyelve a szondás hőszivattyús rendszerek felé billent, különösen egy alacsony energiaigényű passzívház esetén, ahol ugyanakkora engedélyeztetési költséget fizethetnénk, mint egy tízszeres méretű kútpáros hőszivattyús rendszernél.

A másik, még jobb hír, hogy 2010-ben bevezetésre került az egész országban elérhető „H” tarifa, amely alapján a hőszivattyúk a fűtési idényben csúcskizárt áram tarifán (régen éjszakai áramnak neveztük) kaphatnak villamos energiát a nap 24 órájában, folyamatosan. Miért érdemes egy szondás hőszivattyús rendszert választani, hiszen a fűtési költség százalékosan ugyan jóval alacsonyabb, mint egy földgázkazánnál, de összegszerűen a megtakarítás soha meg nem térülő beruházásnak tűnik? Több oka is van. Egy készülékkel lefedhetjük a fűtési/HMV előállítási/hűtési feladatokat, és egy szolgáltatóval kevesebbel állunk majd kapcsolatban.

A hőszivattyúk hűtő/fűtő modelljei belső ciklusfordítással képesek fűtő módból hűtő módba kapcsolni. Ez a kompresszor járatása miatt egy költségesebb hűtési üzemet jelent. Free-cooling, magyarul szabadhűtés az az üzemmód, ahol csak a hőnyerő oldal (talajkör) hűtőhatását használjuk ki, mindössze kis fogyasztású keringető szivattyúk bekapcsolásával. Ez a szolgáltatás a levegős hőnyerő oldallal működő hőszivattyúknál nem elérhető.

Ezen az úton haladva később tovább fejleszthetjük a passzívházunkat egy igazi ZéróEnergia házzá, hiszen villamos áramot napelemekkel egyszerűbben tudunk otthon előállítani a hőszivattyú ellátására, mint a gázkazán ingyenes üzemeltetéséhez biogázt.

Igen, és a lényeg: az Energiakulcs® legfontosabb része a hőszivattyú talajszondája, négy különböző feladatot fog ellátni, később részletesen taglalom ezeket.

Az Energiakulcs® épületgépészeti rendszer előnyei tehát a hagyományos megoldásokhoz képest a fűtés tekintetében:

-         Semmilyen többletköltséget nem jelent, hogy egy fillérekből üzemeltethető hűtési rendszert is létrehoztunk.

-         A legendásan olcsó üzemű faelgázosító kazánokkal egyező fűtési költség érhető el, semmilyen kezelési feladattal, emberi beavatkozásra nincsen szükség.

-         Előre beprogramozott téli és nyári parancsolt hőmérsékletekkel nem is észlelhető, hogy működik a fűtés, vagy a hűtés. Úgy szolgálja ki a tulajdonost, hogy észre sem veszi a berendezés működését, egyszerűen tartja a komfortérzéshez tartozó hőmérsékletet és légállapotot.

-         Bármelyik hőszivattyú típussal kiváló szimbiózisban fog működni, de nem okoz észrevehető különbséget egy olcsó, csak alapszolgáltatásokkal rendelkező gép beépítése sem.

 Kardos Ferenc

Kardos Labor Kft.

www.energiakulcs.hu