A hőszivattyú a környezet energiájának hasznosítására szolgáló berendezés, mellyel lehet fűteni, hűteni, melegvizet előállítani, medencét fűteni. A hőszivattyú által felhasznált és átalakított energia a föld belsejéből származó geotermikus energia ill. a talaj, a levegő és a víz által tárolt napenergia. Legyszerűsítve hőszivattyú működésének lényege, hogy a környezetből elvont energiát, nem közvetlenül hővé alakítja,hanem külső energia segítségével az elvont hőt egy alacsonyabb hőfokszintről, egy magasabb hőfokszintre emeli.
A hőszivattyú zárt csőrendszerében zajló folyamatok működtetéséhez külső energiát( elektromos) kell a rendszerbe táplálni. A rendszer hatékonyságát az ún. teljesítmény tényezővel (COP) jellemezhetjük.ami azt mutatja,hogy a hőszivattyú egy egységnyi (KWh) elektromos energia felhasználásával, hány egység hőenergiát (KWh) állít elő. Minél magasabb ez az érték annál jobb a hőszivattyú hatékonysága.
A geotermikus energiához használt hőszivattyúk típusai, hőforrás szerint:
- Föld-víz hőszivattyú
- Talajkollektoros kivitellel (horizontális)
- Mélyszondás kivitellel (vertikális)
- Spirálszondás kivitellel
- Víz-víz hőszivattyú
Föld-víz szivattyúk
Talajkollektoros kivitellel:
Ennél a megoldásnál,a talaj felszínközeli rétegeiben tárolt energiát hasznosítja a hőszivattyú. Fő eleme,a vízszintesen 2-2.5m mélyen(fagyhatár alá) telepített csőhálózat,melyből m2-ként 20-30 W energiát nyerhetünk, a talaj hővezetésétől,nedvesség tartalmától, és az esetleges talajvíztől függően.A csőhálózatban fagyálló folyadék kering ,a csövek anyaga KPE ,várható élettartama 100 év. Területigénye nagy, a fűtendő alapterület 2-3-szorosán kell a területet megbontani a csőhálózat lefektetéséhez. Az év egészében állandó COP értéket(4-4,5) biztosít .A ház fűtését-hűtését önállóan megoldja.Nagy tömegű földmunkával jár, ami a beruházás költségét jelentősen megnöveli.Telepítése új építésű házaknál ajánlott inkább ,ahol nem kell kész kerteket megbontani és újraépíteni.A későbbiekben a csőhálózat fölé semmilyen éítményt tenni ,betonozni nem lehet! A kivitelezés nem engedély köteles.
Mélyszondás kivitellel:
Ennél a megoldásnál 60-100m mély furatokba függőlesen elhelyezett műanyag szondák segítségével vonjuk ki a hőt a talajból. A hasznosított hő ebben az esetben már a Föld belsejéből származó geotermikus energia. A szondákban zártrendszerben cirkulál a hőközvetítő fagyálló folyadék. A legmegbízhatóbb megoldás, mivel mélyre telepített zárt rendszer, így nem függ semmilyen környezeti tényezőtöl. Egész évben állandó COP értéket biztosít (4-4,5). Területigénye kicsi, a szondákat lehet akár az építendő épület alá is telepíteni. Előnye még, hogy a kert nem sérül nagymértékben, földmunka csak a talajszondák összekötéséhez kell (2m mély árkokban történik a szondamezők összekötése). A mai hőszigetelési szabványnak megfelelő ház esetén, a fűtendő alapterület minden 100 m2-re, 100m-nyi szondát szükséges telepíteni. A mélyfúrás viszonylag magasabb költséggel jár, speciális gépigénye van. Telepítéséhez bányakapitánysági engedély szükséges.
Spirálszondás kivitellel:
A spirálszondák hasonlóan a vizszintes kollektorokhoz a felszínközeli talajrétegekből gyüjtik össze a hőt. Az 5m hossszú 35cm átmérőjű spirálszonda gyakorlatilag.egy drótkosár köré spirálisan feltekert csőkígyó. Egy 5m-es szonda 60m PEX csövet foglal magába. A spirálszondák kíválóan alkalmasak nagy nedvesség tartalmú,talajvizes talajok hőtartalmának hasznosítására.Szíklás, rendkívüli keménységű, nagy költséggel fúrható talajokon mélyszondák helyett is javasoljuk spirálszondák telepítését. Területigénye nagyobb mint a mélyszondáké, viszont telepítése a kis mélység miatt nem engedély köteles. Speciális gépigénye van.
Víz-víz hőszivattyúk
Telepítésükhöz 2 kútra van szükség egy nyerő és egy nyelő kútra. A két kút távolsága min. 15m. A hőforrás ebben az esetben kútvíz vagy talajvíz. Szivattyúval nyerjük ki a vizet a hőnyerő kútból, ennek hőjét hasznosítjuk, majd a vizet nyelő kútba visszavezetjük. Előnye hogy a víz rendkívül jó hővezető képességgel rendelkezik,így nagyon gazdaságosan üzemeltethető a rendszer (jó COP!) Hátránya viszont, hogy a hőnyerő kút vízhozama ingadozhat vagy el is apadhat, így hosszútávon közel sem olyan megbízható energiaforrás mint pl. a zárt rendszerű mélyszondák.
