Mivel érdemes fűteni ?

Amennyiben fűtési rendszerünket szeretnénk kiépíteni, vagy esetleg annak felújítása előtt állunk, több lehetőség áll rendelkezésünkre, melyekből választani sokszor nehézséget okoz. Cikkünkkel abban szeretnénk segítséget nyújtani, hogy mely szempontokat kell mérlegelni mielőtt döntést, hozunk. Három különböző, és jelenleg gyakran alkalmazott hő termelő készüléket vizsgálunk meg. A gázkazánt, elektromos fűtést, és hőszivattyút.

Elsődleges szempont, amit általában figyelembe veszünk az a várható üzemeltetési költség, tehát magát az energiahordozók hasznosult árát - a hő termelő készülék hatásfokának figyelembe vételével kell mérlegre vetnünk. Az alábbi grafikon szerint - mely ezeket az energia árakat mutatja be különböző hő termelőkkel előállítva - látható, hogy jelenleg Magyarországon a legköltségesebb a villamos energiával történő fűtés, és legolcsóbb a megújuló energiaforrásokat hasznosító és alacsony díjszabású „H” tarifával üzemeltethető hőszivattyús készülékkel fűteni. Ezeknek, a készülékeknek a beruházási összege viszont olyan magas, hogy állami támogatás igénybevétele nélkül csak nagyon kevesen engedhetik meg maguknak.

energiaárak 2011

Gázkazánnal való fűtés

A földgáz széles körű elterjedésében döntő szerepet játszott az a körülmény, hogy a 60 évek után a lakásokban elterjedt olaj és cserépkályhákat, illetve a házaknál a fatüzelésű és széntüzelésű kazánokat szerettük volna lecserélni, és ez által fűtési rendszerünket korszerűsíteni, szabályozhatóvá és komfortossá tenni. Mind ezt lehetővé tette a 80 – as években elterjedt gázosítási program, gázvezetékek kiépítése a lakosság számára.  Kialakult a lakó helységek központi fűtése, és ez által megoldódott az egyéb helyiségek, mint a konyha, fürdőszoba és előszobák hő ellátása is.

Működés szempontjából három különböző gázkazán közül választhat a felhasználó, (kéményes, zárt égésterű és kondenzációs). Ezek különböző hatásfokkal hasznosítják a felhasznált földgázt, amely berendezések hatásfok érékét a táblázatokban az alábbiak szerint vettük figyelembe, (gázkonvektor: 50 %, nyílt égésterű: 70 %, zárt égésterű: 85 %, kondenzációs: 105 %). Leggazdaságosabban az újgenerációs kondenzációs kazánok működnek, melyek a magas hőfokú füstgáz visszahűtése által plusz hőenergiát nyernek.  Ehhez viszont alacsony hőmérsékletű hő leadó rendszerre van szükség, mint a padló és falfűtés. Ennek kiépítése magasabb költséggel jár, mint a hagyományos radiátoros rendszeré. Azon lakásokban ahol nincs radiátoros hő leadó rendszer kiépítve a gázkonvektorok használata terjedt el, melyek nagyon alacsony hatásfokon működnek. Összehasonlítva a kondenzációs kazánnal üzemeltetési költségük kb. 47 % - os többlet költséggel jár. A táblázat  Az egyes készülékek beruházási költsége csak kismértékű eltérést mutat, ha nem vesszük figyelembe a hő leadók kialakítását. Jelentős többlet költséget jelenthet a kéményes készülék használatánál a kémény kiépítése, vagy akár annak felújítása.

energiaárak 2011 hatáfokok figyelembe vételével

A közelmúltban megszületett új kéménytörvény, mely szerint a nyílt égésterű kéményes készülékek lakótérben történő elhelyezése vagy az állandó tartózkodásra szolgáló helységgel szervesen összekapcsolt helységekben tilos. Amennyiben a nyílt égésterű kéményes készüléket leszeretnék cserélni, a kéményt az új törvények szerint minden esetben felülvizsgáltatni kell. Amennyiben az műszakilag nem megfelelő a kéményt ki kell béleltetni, ami magas költségekkel jár. Zárt égésterű kazán alkalmazása esetében viszont a füstgáz elvezetése okozhat problémát. (építésügyi hatóság előírásainak betartása).

Fűtés villamos energiával

A fentiekben leírtakból kifolyólag sok esetben a gázkazános rendszerek korszerűsítése, főleg lakásoknál szinte lehetetlen és az egyetlen megoldást a rendszer villamos áramra való átépítése nyújthatja. Legegyszerűbb megoldása a gázkazán cseréje, központi villamos kazánra, mely 3 fázisról működik nappali árammal. Ez nem csak rendszer felújításnál esetén,  de abban az esetben is fennáll amennyiben nincs a környéken földgáz vagy annak bevezetése magas költséggel, jár az egyetlen megoldást, nyújthatja a villamos energia alkalmazása.  Mivel a villamos energia a legdrágább energiahordozó érdemes olyan készülékeket választani, melyek az alacsony díjszabású úgy nevezett „éjszaki” árammal üzemelnek. Használatukkal a nappali áramot hasznosító készülékekkel szemben kb. 40 % -al olcsóbban üzemeltethetjük fűtési rendszerünket. Ilyenek a hőtárolós villanykályhák. Beépítésükkel egyes helyiségek hő ellátását tökéletesen biztosítani lehet. A gázkonvektorokkal közel azonos üzemeltetési költségen működnek így akár azok kiváltására is szolgálhatnak. A csempézett helyiségekbe, melyek nem állandó tartózkodásra szolgálnak, mint pl. a konyha, fürdőszoba és folyosó elektromos fűtőszálas szőnyeg alkalmazását javasoljuk, mely közvetlen a hidegburkolat alá helyezhető. Mivel hogy az említett helységeket nem folyamatosan használjuk a szőnyeg napi szinten csak pár órát üzemel, és kikapcsolásuk után a padlózat még sokáig megtartja a hőt.

A villamos energia használatával egy tiszta energiahordozót hasznosíthatunk, nincs közvetlen káros anyag kibocsátás, és a rendszer nem robbanás veszélyes. Nem kell drága költségen kéményt kiépíteni, és fűtési rendszerünket teljesen függetlenné tehetjük a földgázszolgáltatótól és a külföldről importált földgáztól.

elektromos tarifák

Hőszivattyús rendszerek

A hőszivattyúk a leadott fűtési teljesítmény nagy részét a környezeti megújuló energiaforrásokból nyerik és csak egy kis hányadát képezi a kompresszor működtetéséhez szükséges, hálózatból felvett villamos energia.

A készülékek hatékonyságosságát a jóságfok értékük határozza meg, ami arra utal, hogy a fogyasztott villamos energia hányszorosát adja le a készülék fűtési teljesítményként. A jóságfok értékét egyrészt a hő leadó rendszer (célszerű felületfűtéssel alkalmazni) másrészt, pedig a hőforrás típusa határozza meg. Hőforrás szempontjából három fő típust különböztetünk meg: levegő - víz, talaj hő - víz és víz - víz hőszivattyút, amely berendezések jóságfok érékét a táblázatokban az alábbiak szerint vettük figyelembe, (levegő-víz: 3,4, talaj hő-víz: 4,4, víz-víz: 5,2) Ezek közül leggazdaságosabban a legmagasabb hőmérsékletű hőforrást hasznosító víz-vizes hőszivattyúk üzemelnek. Ezzel szemben a legalacsonyabb jóságfokkal a levegő-víz hőszivattyúk működnek mivel náluk a hőforrás (külső levegő) hőmérséklete a legalacsonyabb. A levegő-víz hőszivattyúk még akár a -20 ˚C- os levegőből is képesek hőenergiát elvonni, igaz csak nagyon alacsony jóságfok érték mellett, de éves átlagot tekintve még  így is gazdaságosabban üzemelnek, mint a kondenzációs gázkazán (táblázat).

A magasabb jóságfokkal működő talaj hő – víz illetve víz - vizes hőszivattyúk üzemeltetésével további megtakarítást érhetünk el a kondenzációs kazánokkal szemben.

energiaárak jóságfokokkal kor

Ezen rendszerek beruházási összege nem alacsony, több millió forintba kerül. A rendszeresen meghirdetett "vissza nem térítendő támogatások" igénybe vételével már akár néhány év alatt is megtérülnek.

Alkalmazásukkal minimálisra csökkenthetjük fűtési üzemköltségünket, hasznosítjuk a megújuló energiaforrásokat, és így kímélhetjük környezetünket a káros anyag kibocsátásoktól.

Láthajuk hogy az adott rendszer kiválasztásánál  sok lehetőség áll rendelkezésünkre és nem elegendő csak a rendszer üzemeltetési költségét és annak beruházási összegét figyelembe venni, hanem a lakásban, vagy lakóterületen rendelkezésre álló lehetőségeket is, a rendszer kezelhetőségét, időállóságát és magát a rendszert komplex egység ként kell kezelni. Eme cikkben csak a fő kiválasztási szempontokat vettük figyelembe, ezért megtervezésénél érdemes mindenféleképpen egy szakember segítségét is igénybe venni.

A hőszivattyús fűtési rendszerek üzemeltetési és beruházási költségét befolyásoló tényezők

A folyamatosan növekvő energia árak előtérbe helyezik a megújuló energiaforrások felhasználását. A napkollektoros rendszerek mellett az ingyenes környezeti energiát hasznosító hőszivattyúk is egyre inkább előtérbe kerülnek. Alkalmazásukkal nagymértékben csökkenthetőek a fűtési, hűtési és a használati melegvíz előállítására fordított üzemeltetési költségek. Míg 6 - 7 évvel ezelőtt évente csak pár 10 darab hőszivattyús fűtési rendszer valósult meg, mára csak a Stiebel Eltron Kft. több mint 1000 ilyen rendszert valósított meg. A növekvő érdeklődéssel és eladással párhuzamosan a minőségi és megbízható, nyugati gyártók által forgalmazott hőszivattyúk mellet, 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, és magát a gyártási technológiát. A németországi Stiebel Eltron már 1976 óta gyárt és fejleszt hőszivattyúkat. Ez alatt az idő alatt megszerzett gyártási tapasztalat kellő garanciát nyújt a készülékek minőségi követelményeire.

A hőszivattyú által leadott fűtési teljesítmény egy részt a környezetből felvett hőenergiából, más részt, pedig a kompresszor által felvett elektromos energiából áll.

energiaárak összesítve

A hőszivattyú működtetéséhez tehát villamos energiára van szükség. És hogy mennyibe kerül ez a villamos energia ? Az ELMŰ - EMÁSZ területen azon felhasználók, akik hőszivattyúval fűtenek igénybe, vehetik a hőszivattyús GEO illetve a H tarifát, melynek ára kb. 31 Ft (bruttó). A hőszivattyús tarifák használatával a hőszivattyúk üzemeltetése messze a leggazdaságosabb más energiahordozókkal szemben (lasd. táblázatok).

Azt hogy a hőszivattyú mennyire hatékonyan működik a jóságfok értéke határozza meg. Arra utal, hogy a kompresszor által felvett 1 kWh villamos energiával hány kWh fűtési hőenergiát tud a készülék előállítani. Minél magasabb a jóságfok érték annál alacsonyabb a rendszer üzemeltetési költsége.

 

Fűtési teljesítmény (kW)

ε = -------------------------------------------------------------- > 1

Kompresszor által felvett villamos energia

És hogy mi befolyásolja, azt hogy a kompresszor mennyi villamos energiát fogyaszt ? Elsősorban a minőségi alkotó elemek, az alkalmazott hűtőközeg, a gyártási technológia. Másrészt az alkalmazott hő leadó rendszer. Minél alacsonyabb a fűtési előremenő hőmérséklet (30- 35 ˚C) annál kevesebb villamos energiát kell a kompresszornak a rendszerbe betáplálnia, hogy elérjük a kívánt fűtési hőmérsékletet. Célszerű tehát minél alacsonyabb hőmérséklettel igénylő hő leadó rendszert kialakítani, mint a padló és felületfűtés.  Összehasonlítva a radiátoros rendszerrel, alkalmazásukkal közel 38 %-os üzemeltetési költség megtakarítást érhetünk el.

Ezen kívül a hőforrás kiválasztása is a hőszivattyúk fűtési rendszerébe való betervezésének egyik legfontosabb eleme, mert mind a beruházási mind az üzemeltetési költségek jelentős mértékben befolyásolja. A hőszivattyús rendszereknél döntő többségben háromfajta környezeti közeg jöhet számításba, az alábbi várható éves átlag hőmérsékletekkel.

 

Hőforrás Hőforrás alkalmazási lehetőségek Átlag éves hőmérséklet
Levegő Külső, szellőztetett ~ 3 ºC 1)
Talaj Talajszonda, talaj kollektor 0 - 2 ºC
Talajvíz Kútvíz 10 ºC

1) külső levegő átlag hőmérséklet fűtési időszakban

A táblázatból látható, hogy a levegő, mint hőforrás mutatkozik a legmegfelelőbb választásnak a beruházás összegét alapul véve. Ez a hőforrás hőmérséklet viszont éves átlag hőmérséklet (okt. 15 - ápr. 15), tehát a jóságfok értéke ezen hőmérsékletre vetített értéktől eltér. A külső levegővel ellentétben az elszívott szellőztető levegő, melynek hőmérséklete az év minden évszakában 20 ºC  körüli még téli időszakban is kitűnő jóságfokkal hasznosítható.

Ilyen rendszerek kerülnek előtérbe lakás szellőztetéssel egybe integrál kompakt levegő/víz hőszivattyús rendszereknél pl. alacsony energia igényű épületek esetében. (pl. Stiebel Eltron, LWZ 303 – 403 SOL, LWZ 304 – 404 SOL készülékek). Elszívott szellőztető levegő használatától függően (pl. 170 m3 / h) a Stiebel Eltron LWZ 403 SOL típusú levegő / víz hőszivattyú jóságfoka (2 ºC /35 ºC) esetén 3,1 és 3,7 érték közötti. Hő leadó rendszertől függően példaként a Stiebel Eltron WPL 33 típusú levegő/víz hőszivattyú jóságfoka 2,8 és 4,5 érték közötti.

Nagyon fontos szempont a hőszivattyúk jóságfokának vizsgálatánál a hőforrás mozgatásához szükséges energia is amely nagymértékben leronthatja a készülék jóságfokát. Ezt az áram felvételt a gyártók a jóságfok megadásánál nem szokták figyelembe venni.  Értjük alatta a víz – vizes rendszernél a kútvíz kiemeléséhez szükséges búvár szivattyú áram felvételét, a talaj hő – víz rendszeres hőszivattyúknál a szondákban lévő hőhordozó közeg keringtetéséhez szükséges keringtető szivattyú áram felvételét, valamint a levegő – víz hőszivattyúknál a készülékbe beépített ventilátor áram felvételét. A jóságfok képletébe a bevezetett elektromos energiához ezt az áram felvételt minden esetben hozzá kell számolni. A Stiebel - Eltron gyártmányú levegő víz hőszivattyúk gyárilag feltűntetett jóságfoka magában foglalja a hőcserélőn átszívandó nagymennyiségű levegőhöz szükséges ventilátor áram felvételét is.

Az alsó táblázatból látható milyen mértékben befolyásolja a hőforrás mozgatásához szükséges energia a jóságfokot.

Készülék típusa Hőforrás Átl. Hőforrás hőmérséklet Átlag eves jóságfok (te=35 ºC) Hőforrás oldali szivattyúk energia felvétele Átl.év. jóságfok hőforrás oldali szivattyúval együtt (te=35 ºC)
WPF 16 Basis Talaj víz 10 ºC 5,6 ~1,0 kW1) 4,44
WPF 16 Basis Talaj 0 ºC 4,32 ~0,35 kW2) 3,96

A hőszivattyúk  jóságfoka , úgy mint a gázkazánoknál feltüntetett hatásfok érték, csak a készülékben lezajló folyamatok hatékonyságára utal. Gazdaságossági illetve megtérülési számításoknál minden esetben a teljes fűtési rendszer hatásfokát kell vizsgálnunk, mely nem csak a hő termelő berendezésből áll, hanem hozzá tartozik a hő leadó rendszer, a bivalens hő fejlesztő egyéb beépített hőcserélők, szivattyúk, és más szerelvények is. A rendszer hatásfok értéke ez által nem csak a hőszivattyú gyártójától, és jóságfokától függ, de nagymértékben a fűtési rendszertől és annak kivitelezőjétől is.

Természetesen a készülék jóságfokából adódó üzemeltetési 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 üzem biztonságát,  és a  hőszivattyú felhasználási lehetőségeit.

Amennyiben a hőszivattyút nem csak fűtésre használjuk, de egyaránt használati melegvíz készítésre, hűtésre, de még akár medence víz fűtésére is, több területen érhetünk el megtakarítást, így annak mértéke növekszik, míg a beruházás nem jár számottevő többlet költséggel, hiszen egy készüléken belül mindez megoldható egy pár kiegészítő rendszer elem beépítésével.

Kialakíthatók olyan rendszerek is ahol egyazon időben történő hűtést fűtést valósíthatunk meg.(pl. épület hűtés – medence víz fűtés, épület hűtés – használati melegvíz készítés).

A fentiekben leírtak alapján látható, ahhoz hogy a hőszivattyúval a leggazdaságosabb üzemmódot érjük el, kiválasztásuknál több szempontot is szem előtt kell tartani. Ilyen a jóságfokot befolyásoló gyártási technológia, tehát maga a gyártó által biztosított minőség és megbízhatóság, a hőforrás kiválasztása, amit nagymértékben befolyásolnak az építési telek adottságai, és nem utolsó sorban az alkalmazandó hő leadó rendszer típusa. A dokumentációban megadott értékek a valóságban eltérhetnek, tehát mindenkép kifizetődő egy szakértő tanácsát kikérni a beruházási, tervezési folyamat megkezdésekor.

Jelenleg Magyarországon már több ezer hőszivattyús rendszer üzemel. A támogatások igénybe vételével néhány éve, a családi házak szintjén volt nagy mértékű eladás tapasztalható, de mára már előtérbe kerülnek az ipari létesítmények is, akár MW teljesítményű rendszerek, és ez a tendencia növekvőnek mutatkozik.

2011.11.02.

 

 

 

 

 

brown line