Egy levegő–víz hőszivattyú megfelelő teljesítményének kiválasztása kulcsfontosságú otthona hatékony fűtéséhez. Ha túl kicsi a hőszivattyú, nem fogja tudni kielégíteni a fűtési igényt a leghidegebb napokon. Ha túl nagy, akkor pedig drágább a kelleténél, és gyakori ki-be kapcsolással üzemelhet, ami csökkenti a hatékonyságot és az élettartamot. Cikkünkben közérthetően bemutatjuk az alapelveket, hogyan becsülhető meg az épület hőszükséglete és ezzel a szükséges hőszivattyú teljesítménye. Egyszerű példaszámításokon keresztül szemléltetjük, mire érdemes figyelni. Ezt követően a témát mélyebben is érintjük: szó lesz a hőszükséglet számításáról (W/m² mutatóval), a hőszivattyúk COP és SCOP értékeiről, valamint arról is, miként befolyásolja a tervezést a puffertartály, a használati meleg víz (HMV) igény és a tartalékfűtés. Mindezt a magyarországi éghajlat figyelembevételével tárgyaljuk, hogy Ön magabiztosan kiválaszthassa az otthonához illő hőszivattyút.
Mekkora hőszivattyú kell egy családi házhoz? Az alapok
A szükséges hőszivattyú-teljesítmény elsősorban az épület fűtési hőigényétől függ – vagyis attól, mekkora hőveszteséget kell pótolni a téli hidegben. Ezt számos tényező befolyásolja egyszerre. Az alábbiakban összefoglaljuk a legfontosabb szempontokat, amelyek meghatározzák, mekkora hőszivattyú kell egy családi házhoz:
Épület hőszükséglete (hővesztesége): Minden épületnek van egy becsült hővesztesége, amit Wattban fejezhetünk ki. Ez mutatja meg, hogy a leghidegebb időben mekkora fűtőteljesítmény kell az állandó belső hőmérséklet fenntartásához. Minél nagyobb az épület hővesztesége, annál nagyobb teljesítményű hőszivattyú szükséges a fűtéshez. A hőveszteséget befolyásolja a falak, nyílászárók, födém hőszigetelése és a szellőzés is. Gyakran W/m² vagy W/m³ formában adják meg (négyzetméterenkénti vagy légtérköbméterenkénti igény), így könnyebben becsülhetünk. Például egy átlagos szigetelésű épületnél gyakran 50 W/m² fűtési igénnyel számolhatunk, de rossz szigetelésnél ez lehet 80–100 W/m² is, míg egy korszerű, energiatakarékos háznál akár 30–40 W/m², passzívház esetén pedig csak ~10 W/m². Ez óriási különbség – egy 100 m²-es passzívház fűtési csúcsigénye mindössze ~1 kW, míg egy hasonló méretű, szigeteletlen régi házé akár 8–10 kW is lehet!
Szigetelés és nyílászárók állapota: Az épület hőszükségletét leginkább a hőszigetelés minősége határozza meg. A vastag szigetelésű falak, korszerű ablakok és ajtók kevesebb hőt engednek ki, így kisebb teljesítmény is elegendő lehet a fűtéshez. Ezzel szemben egy régi, szigeteletlen háznál a falakon és ablakokon elszökő hő pótlására jóval nagyobb fűtőteljesítményre lesz szükség. Például egy 1980-as években épült, utólag nem szigetelt családi ház akár kétszer annyi energiát is igényelhet fűtésre, mint egy modern, jól leszigetelt ugyanolyan alapterületű épület.
Fűtött alapterület és belmagasság: Nem mindegy, mekkora teret kell fűteni. Nagyobb alapterületű vagy több szintes házak értelemszerűen több hőt igényelnek. Fontos a belmagasság is: a fűtendő légtérfogat számít. Egy 100 m²-es, normál belmagasságú (2,7 m) ház fűtési igénye jóval kisebb, mint egy ugyanekkora alapterületű, de 4 méteres belmagasságú polgári házé. Ezért a hőszivattyú teljesítményének megválasztásánál a négyzetméter mellett a belső légköbmétert (m³) is figyelembe kell venni. Ökölszabályként gyakran alkalmazzák, hogy 1 m³ légtér felfűtéséhez ~50 Watt szükséges átlagos esetben – ez persze a szigetelés függvényében változik.
Külső és belső hőmérséklet különbsége: Minél hidegebb van kint, az épület annál több hőt veszít a környezet felé. A tervezésnél ezért a méretezési külső hőmérsékletet szoktuk alapul venni – Magyarországon jellemzően -12…-15°C a legalacsonyabb tervezési hőmérséklet (éghajlati zónától függően). A kívánt belső hőmérséklet például +22°C, így a számításnál ~34–37°C hőmérséklet-különbséggel kalkulálunk. Ha kisebb a kinti hideg (pl. csak -5°C), akkor a hőigény is arányosan alacsonyabb; extrém hidegben viszont meredeken nő a szükséges fűtési teljesítmény. A hőszivattyú kiválasztásánál tehát figyelembe kell venni, hogy a készülék a leghidegebb napokon is elegendő kapacitással bírjon – vagy gondoskodni kell kiegészítő fűtésről. (Megjegyzés: A magyarországi telek általában enyhébbek annál, mint amit a -15°C-os tervezés feltételez. Átlagos téli napokon 0 és -5°C között alakul a hőmérséklet, ami kevesebb fűtőenergiát igényel, de a biztonság kedvéért a készüléknek a ritkább hideg napokon is helyt kell állnia.)
A fenti fő tényezőkön túl érdemes megemlíteni a fűtési rendszer típusát is. Ugyanaz az épület alacsony hőmérsékletű padlófűtéssel üzemelve kisebb előremenő vízhőfokot igényel, mint radiátoros fűtésnél. Ez a hőszivattyú hatékonyságát (COP-jét) befolyásolja – de erről később. Maga a szükséges hőteljesítmény a ház hőveszteségétől függ, nem a fűtőtestek típusától. Viszont, ha radiátorok vannak és csak magasabb vízhőmérséklettel tudjuk felfűteni a házat, előfordulhat, hogy a hőszivattyú névleges teljesítménye csökken a magas hőfok miatt (mert a készülék hatásfoka romlik). Ilyenkor egy kissé nagyobb teljesítményű modell választása indokolt lehet, hogy a kívánt hőmérsékletet biztosítani tudja.
Egyszerű példaszámítás egy átlagos házra
Az alapelvek megértéséhez nézzünk egy egyszerű példát. Tegyük fel, hogy van egy 120 m²-es családi házunk. Határozzuk meg hozzávetőlegesen, hány kW fűtési teljesítmény kellhet ennek a háznak a kifűtéséhez különböző szigetelési szinteknél:
- Jól szigetelt, új építésű ház – fajlagos hőigény kb. 40 W/m²: 120 m² x 40 W = 4800 W, vagyis ~4,8 kW fűtési igény.
- Átlagos szigetelésű családi ház – hőigény kb. 60 W/m²: 120 m² x 60 W = 7200 W, azaz ~7,2 kW szükséges.
-
Régebbi, gyenge szigetelésű ház – hőigény kb. 80 W/m²: 120 m² x 80 W = 9600 W, azaz ~9,6 kW a becsült csúcsterhelés.
Látható, hogy ugyanannak a háznak a hőszükséglete a szigetelés minőségétől függően drasztikusan változik (~5 kW vs. ~10 kW). Ez a számítás persze egyszerűsített, de jó közelítést ad. A példából kiindulva elmondhatjuk, hogy egy 120 m² körüli, átlagosan szigetelt magyarországi ház esetén kb. 6–8 kW teljesítményű hőszivattyúra van szükség a fűtéshez. Ha pedig a ház régebbi (nincs vagy minimális a szigetelése), akár 10–12 kW is indokolt lehet. Fontos: mindig hagyjunk némi tartalék kapacitást is a számítások után. Egy kis túlméretezés (például +10-20%) biztosítja, hogy a berendezés nem fog teljesítményhatáron üzemelni a leghidegebb napokon sem. Ugyanakkor a túl nagy túlméretezést érdemes kerülni, mert az a hőszivattyú hatásfokát ronthatja részterhelésen.
Az eddigiekben a fűtési alapigény becslésével foglalkoztunk, leegyszerűsítve. A következőkben lépjünk eggyel tovább, és nézzük meg részletesebben a méretezés szakmai oldalát és további befolyásoló tényezőket.
Hőszükséglet részletes számítása (W/m² alapú megközelítés)
A pontos hőszükséglet számítás alapjaiban megegyezik az épületenergetikai számításokkal: figyelembe veszi az összes lehűlő szerkezet (falak, padló, födém, ablakok) hőátbocsátását és a szellőzési hőveszteséget is. Egy teljes körű számításhoz ismerni kell az egyes szerkezetek U-értékét (W/m²K), felületét, valamint a tervezési hőmérséklet-különbséget. Ezek alapján kiszámítható, hogy adott hőmérsékleti viszonyok mellett hány Watt hő távozik a házból – ezt kell pótolni fűtéssel.
Laikusként azonban ritkán van kéznél ilyen részletes adat. Ezért terjedtek el az egyszerűsített kalkulációk és ökölszabályok, például a már említett Watt per négyzetméter módszer. Ennek lényege, hogy az épület típusából, korából kiindulva megbecsülhető egy fajlagos hőigény érték (W/m²), amivel megszorozva a fűtött alapterületet megkapjuk a hozzávetőleges hőszükségletet. Ilyen becsléshez használhatjuk az alábbi irányszámokat:
- Modern, jól szigetelt ház (2020 utáni építés): ~30–40 W/m² fűtési igény.
- Átlagos szigetelésű ház (2000-es évek vagy utólag szigetelt régebbi): ~50–60 W/m².
- Régi szigeteletlen vagy minimális szigetelésű ház: ~80–100 W/m² (vagy akár még több extrém esetben).
Látható, hogy a legjobb és legrosszabb eset között akár 3x-os különbség is lehet. Ha bizonytalan az épülete hőszigetelési kategóriáját illetően, érdemes szakemberhez fordulni vagy hőszükséglet-kalkulátort használni. Léteznek online kalkulátorok is, amelyek néhány adat (falfajta, szigetelés vastagsága, alapterület stb.) megadásával becslést adnak a szükséges fűtési teljesítményre. Azonban mindig vegyük figyelembe, hogy ezek csak becslések – a pontos tervezéshez részletes számítás szükséges.
A számítás menete röviden: A tervező mérnök meghatározza a tervezési hőmérséklet-különbséget (pl. ΔT = 22°C belső és -15°C külső, azaz 37°C). Ezután összeszámolja az épület lehűlő felületeit és azok hőátbocsátási tényezőit. Minden szerkezetre kiszámítja az adott hőmérséklet-különbségnél fellépő veszteséget (A × U × ΔT). Összeadja a transzmissziós veszteségeket, és hozzáadja a szellőzési veszteséget (ami lehet természetes infiltráció vagy gépi szellőzés hővesztesége). Az eredmény az épület összesített hővesztesége Wattban. Ezt osztva az alapterülettel kapjuk meg a W/m² értéket az adott épületre. Például ha egy 150 m²-es ház számított hővesztesége 9000 W, akkor a fajlagos igény 9000/150 = 60 W/m² – ami egy átlagos szigetelésű háznak felel meg.
Ne feledjük: a hőszükséglet számításakor célszerű tartalékkal tervezni. Általában 10-20% ráhagyást szokás alkalmazni, hogy a hőszivattyú extrém hidegben se maradjon alul. Emellett, ha a hőszivattyú a használati meleg vizet (HMV) is előállítja, ennek igényét is be kell építeni a számításba – erről alább részletesen szólunk. Végül, a kapott teljesítmény alapján választjuk ki a piacon elérhető legközelebbi névleges teljesítményű készüléket (jellemzően a hőszivattyúkat 6 kW, 8 kW, 10 kW stb. kategóriákban kínálják).
COP és SCOP – mit jelentenek és miért fontosak?
A hőszivattyú hatékonyságát a gyártók elsősorban a COP és SCOP értékekkel adják meg. Ezek a számok nem közvetlenül a fűtési teljesítményt befolyásolják, de megértésük fontos a megfelelő készülék kiválasztásához és üzemeltetéséhez.
COP (Coefficient of Performance) – magyarul gyakran jóságfok vagy teljesítmény-tényező: Azt mutatja meg, hogy a hőszivattyú mennyire hatékonyan alakítja át a felvett villamos energiát hőenergiává. Értéke a leadott hasznos hőenergia és a felhasznált villamos energia aránya. Például COP = 4 azt jelenti, hogy 1 kW villamos teljesítménnyel 4 kW fűtési energiát állít elő a gép. Minél magasabb a COP, annál gazdaságosabban működik a hőszivattyú (annál kevesebbet fogyaszt egy adott hőmennyiség előállításához). A COP értéket mindig egy konkrét működési pontra adják meg – általában +7°C külső hőmérséklet és 35°C fűtővíz (padlófűtés) esetén szokták megadni a névleges COP-ot. Figyelem: ha hidegebb az idő vagy magasabb előremenő hőmérséklet kell (pl. radiátoroknál 45-50°C), a pillanatnyi COP ennél alacsonyabb lesz. Tehát a hőszivattyú hatékonysága romlik a kinti hőmérséklet csökkenésével, és ezzel összefüggésben a leadott teljesítménye is csökkenhet.
SCOP (Seasonal COP) – szezonális teljesítmény-tényező: Az SCOP az egész fűtési szezonra vonatkozó átlagos hatásfokot jelenti. Figyelembe veszi, hogy a hőszivattyú az idény során különböző külső hőmérsékleti viszonyok között üzemel. Az SCOP érték egy éves átlagos COP, amely pontosabb képet ad a valós hosszú távú hatékonyságról. Például egy korszerű levegő-víz hőszivattyú SCOP értéke magyarországi éghajlaton lehet ~3,5–4,5 között, ami nagyon jó hatékonyságot jelent (ez függ attól is, hogy padlófűtést vagy radiátort lát el). Az SCOP érték alapján sorolják energetikai osztályokba a hőszivattyúkat (pl. A++, A+++). Praktikusan: a magas SCOP érték alacsony fűtési költséget ígér egész évre vetítve.
Fontos tudni, hogy a megadott névleges fűtőteljesítmény általában egy adott körülményhez tartozik (pl. +7°C külső hőmérséklet esetén). Levegő–víz hőszivattyúknál a külső hőmérséklet csökkenésével a gép fűtőkapacitása is csökken (hacsak nem ún. inverteres teljesítmény szabályzású, ami valamennyire képes kompenzálni, vagy speciális T-CAP technológiájú, ami a teljesítményt szinten tartja -20°C-ig). Tehát érdemes megnézni a készülék teljesítmény-táblázatát is: sok gyártó feltünteti, hogy pl. -7°C-on már csak a névleges teljesítmény ~80-90%-át adja le a hőszivattyú. A COP érték szintén drasztikusan csökken hidegben (pl. -15°C-nál lehet, hogy csak COP 2-2,5 körül teljesít a gép). Emiatt a méretezésnél tanácsos olyan modellt választani, amelynek névleges kapacitása némi tartalékkal fedezi a hőigényt, vagy tisztában lenni azzal, hogy extrém hidegben a készülék kiegészítő fűtésre szorul (bekapcsol a beépített elektromos fűtőpatron). Összefoglalva: a COP/SCOP értékek a hőszivattyú gazdaságosságáról informálnak, de közvetve a teljesítményválasztást is befolyásolják, hiszen ugyanazt a fűtési igényt egy jobb COP-jű gép olcsóbban elégíti ki, és egy magas SCOP-jű modell a magyar télben is hatékony marad.
Puffertartály – kell-e és hogyan befolyásolja a méretezést?
A puffertartály egy víztároló tartály, amelyet gyakran a hőszivattyús fűtési rendszerekbe építenek. Feladata, hogy hőt tároljon és kiegyenlítse a rendszerben a hőmérséklet-ingadozásokat. De milyen hatással van ez a hőszivattyú teljesítményének kiválasztására?
Először is, a puffertartály nem csökkenti az épület hőigényét, tehát a számított kW értékét nem írhatjuk felül vele. Amit viszont tesz: üzemstabilitást ad a rendszernek. Egy hőszivattyú akkor működik a legjobban, ha hosszabb ideig folyamatosan üzemelhet, nem pedig percenként kapcsol ki és be. Kisebb hőigényű időszakokban (pl. enyhébb őszi napokon, vagy éjjel, amikor kint kevésbé hideg van) előfordulhat, hogy a ház pillanatnyi hőigénye a hőszivattyú minimális modulációs teljesítménye alá csökken. Ilyenkor a gép rövid ciklusokban kapcsolgatna. A puffertartály viszont puffereli a felesleges hőt: a hőszivattyú felfűti a tartály vizét, majd kikapcsol, és a fűtési kör ebből a forró vízből veszi ki a hőt, amíg tud. Ezzel csökkenthetők a kapcsolási ciklusok, ami kíméli a kompresszort és javítja a hatásfokot.
Mikor ajánlott a puffertartály? Ha a hőszivattyú túlméretezett a terheléshez képest (például azért, mert a piacon csak nagyobb kapacitású modell érhető el az igényünkhöz, vagy későbbi bővítést tervezünk), akkor mindenképp érdemes beépíteni. Ugyancsak ajánlott padlófűtéses rendszereknél, ahol a víz hőmérséklete alacsony, és a hőszivattyú nagyon magas hatásfokon dolgozik – a puffertartály segít abban, hogy a hőszivattyú hosszabb ideig működhessen optimális állapotban, még ha a termosztát gyakran le is zárná a kört kis hőveszteség mellett. Emellett leolvasztási ciklusoknál is hasznos a puffer: amikor a levegő-víz hőszivattyú a külső egységét leolvasztja (defrosztál), a fűtési rendszerből von el hőt. A puffertartály biztosítja, hogy legyen tartalék hő, és a helyiségek ezt ne érezzék meg hirtelen lehűlésként.
Befolyásolja-e a teljesítményigényt? Közvetlenül nem, hiszen a ház hőigénye adott. Közvetetten azonban annyiban igen, hogy egy puffertartállyal ellátott rendszer elviselhetőbben kezeli a túlméretezést. Azaz, ha mondjuk az Ön számított hőigénye 8 kW, és egy 10 kW-os hőszivattyút választ (mert például az a típus érhető el jó áron), akkor egy puffer segít, hogy a 10 kW-os gép is hatékonyan működjön, ne legyen probléma a minimális teljesítménnyel. Összefoglalva: a puffertartály egy hasznos kiegészítő, mely stabilabb működést és hosszabb élettartamot biztosít a hőszivattyúnak, különösen akkor, ha a készülék mérete nem teljesen ideális a hőigényhez képest. A puffertartály méretét jellemzően a hőszivattyú teljesítményéhez igazítják (például 1–2 liter puffertérfogat per kW fűtési teljesítmény ajánlott minimumként), de sok tervező inkább 50–100 literes vagy még nagyobb puffert alkalmaz a családi házaknál is a jobb hőstabilitás érdekében.
HMV igény (használati meleg víz) figyelembevétele
Amennyiben a levegő-víz hőszivattyú nem csak fűt, hanem a használati meleg vizet (HMV) is előállítja, a tervezéskor ezt is bele kell kalkulálnunk. A HMV készítés plusz terhelést jelent a hőszivattyú számára, hiszen a bojlerben lévő víz felfűtéséhez is energiát kell biztosítani.
Hogyan vegyük ezt figyelembe? Az egyik módszer, ha a fűtési hőigényhez egyszerűen hozzáadunk egy biztonsági százalékot a HMV miatt. Gyakori ajánlás, hogy nagyjából 20-30% extra teljesítményt érdemes rászámolni a melegvíz-készítés miatt. Például ha a ház fűtési hőigénye ~6 kW, akkor egy csak fűtésre elég lenne egy 6 kW-os hőszivattyú; de HMV-vel együtt inkább ~8 kW-os gépet válasszunk, hogy a melegvíz készítés se jelentsen szűk keresztmetszetet. Ez persze nem azt jelenti, hogy a HMV-hez folyamatosan 2 kW plusz kell, hiszen a vízmelegítés nem 24 órában történik. Ám amikor éppen felfűti a tartályt a hőszivattyú (napi néhány alkalommal), akkor erre kapacitást kell fordítania – és ha éppen akkor kint is hideg van, a fűtési igényt és a vízmelegítést együttesen kell kiszolgálnia.
Megoldások a HMV igény kielégítésére: Sok hőszivattyú kombinált üzemmódban működik, azaz időnként átvált fűtésről HMV készítésre, majd vissza. Ezt nevezik váltószelepes megoldásnak, amikor is a berendezés egy háromjáratú szelep segítségével hol a fűtési kört, hol a HMV tartályt fűti. Ilyen esetben fontos, hogy a hőszivattyú viszonylag gyorsan fel tudja fűteni a HMV tartályt (tipikusan 1-2 órán belül), hogy ne hűljenek ki közben a radiátorok/padló. Ezért is indokolt némileg nagyobb teljesítmény, vagy egy kellően nagy puffertartály, amely ez idő alatt is fűti a házat. Alternatív megoldásként néhány rendszernél van lehetőség párhuzamos működésre (ha a vezérlés és a teljesítmény engedi), de jellemzőbb a váltott mód.
HMV tartállyal integrált hőszivattyúk: A piacon kaphatók olyan monoblokk vagy split hőszivattyúk, amelyek beépített HMV tartállyal (pl. 180–300 liter) rendelkeznek. Ezek általában gyárilag összehangolt rendszerek, és a nevleges teljesítményüket eleve úgy adják meg, hogy a HMV igényt is figyelembe veszik. Ha Ön ilyen all-in-one megoldást választ, érdemes megnézni a gyártó ajánlását, hogy mekkora alapterületű vagy hány fős háztartáshoz tervezték azt a modellt.
Legionella védelem és magas vízhőmérséklet: A HMV tartályokat időnként fel kell fűteni magas hőmérsékletre (60°C fölé) a legionella baktériumok elpusztítása érdekében. A hőszivattyúk többsége 50-55°C-ig hatékony, a fölött hatásfokuk romlik. Ilyenkor gyakran elektromos fűtőbetét segít rá a víz felfűtésére. Ezt is vegyük figyelembe: a beépített fűtőbetét teljesítménye (pl. 3-6 kW) lényegében a tartalékfűtés része, és a villamos hálózatunk terhelését növeli, ha működik. A méretezésnél úgy számoljunk, hogy ideális esetben a hőszivattyú főleg önmaga fűti fel a HMV-t, de legyen tartalék a fűtőpatronnal a csúcsokhoz vagy hiba esetére.
Összegzés: Ha a hőszivattyú a fűtés mellett a meleg vizet is biztosítja, válasszunk egy picit nagyobb teljesítményű modellt, vagy olyat, amelyik kifejezetten kombinált üzemre van tervezve. Így biztosak lehetünk benne, hogy egy hideg téli estén, amikor fürdéshez tele a kád meleg vízzel és kint is -10°C van, a berendezés gond nélkül tudja mindkét feladatot teljesíteni.
Tartalékfűtés és rásegítés – miért lehet szükség plusz fűtőforrásra?
Tartalékfűtésnek (avagy kiegészítő fűtésnek) nevezzük azt a pótlólagos hőforrást, amely akkor lép működésbe, ha a hőszivattyú egyedül nem tudja biztosítani a szükséges fűtőteljesítményt. Ez többféle formában létezhet:
- A leggyakoribb a hőszivattyú beépített elektromos fűtőpatronja. Szinte minden levegő-víz hőszivattyú beltéri egységében van egy elektromos fűtőszál (jellemzően 3, 6 vagy akár 9 kW teljesítménnyel), ami automatikusan bekapcsol, ha a hőszivattyú kompresszora maximálisan megy, mégis elmarad a kívánt hőmérséklettől a fűtés. Ezt hívják bivalens vagy monoenergiás üzemnek is, amikor részben hőszivattyú, részben elektromos fűtés adja össze a teljesítményt a hideg időben.
- Lehet tartalék egy másik fűtési rendszer is, például ha megmarad a régi gázkazán vagy van egy kandalló. Ezek rásegíthetnek a nagyon hideg napokon.
- Akár egy elektromos kazán vagy infrapanelek is szolgálhatnak vésztartalékként, ha úgy adódik.
Miért van minderre szükség? Ahogy korábban említettük, extrém hidegben a hőszivattyú hatásfoka és teljesítménye csökken. Eljöhet egy pont (pl. -20°C-nál), ahol a gép már nem tud több hőt kivonni a kinti levegőből, vagy nem gazdaságos tovább erőltetni. Ilyenkor a beépített fűtőpatron automatikusan besegít. Ez biztosítja, hogy minden időjárási helyzetben meleg legyen a házban, legfeljebb ilyenkor a fűtés költsége átmenetileg magasabb lesz (mert a patron COP=1 hatásfokkal, kvázi sima elektromos fűtőként üzemel).
Méretezési stratégia: Felmerül a kérdés, hogy akkor érdemes-e a hőszivattyút akkorára méretezni, hogy tartalékfűtésre sose legyen szükség? Két megközelítés létezik:
-
Teljes hőigényre méretezés tartalék nélkül: Ilyenkor a hőszivattyú a leghidegebb, mondjuk -15°C-ban fellépő hőigényt is egyedül képes leadni. Ennek előnye, hogy elvileg sosem kell a drágább villamos patronhoz nyúlni, a hőszivattyú mindig elég. Hátránya, hogy a készülék ilyen esetben az év 90%-ában alulterhelt lesz, mert a csúcsteljesítményét csak ritkán kell leadnia. Ez magasabb beruházási költséget és potenciálisan több ki-be kapcsolást jelenthet, hacsak nincs puffer.
- Optimalizált méretezés tartalékfűtéssel: Itt úgy választjuk meg a hőszivattyú kapacitását, hogy mondjuk a hőigény 70-80%-át önállóan fedezze, és csak a leghidegebb órákban segítsen be a patron. Ez azt jelenti, hogy a berendezés gyakrabban üzemel a hatékonysági tartományában, nem túl nagy, viszont pár napot esetleg részben ellenállásos fűtéssel kell átvészelni. Mivel ezek a nagyon hideg időszakok a fűtési szezon üzemidejének kis százalékát teszik ki, a teljes éves hatékonyságot (SCOP-ot) alig rontja, ha néha besegít a patron. Cserébe kisebb (olcsóbb) gépet vásárolhatunk.
Magyarországon az utóbbi megoldás is népszerű, hiszen itt extrém hideg (pl. -20°C alatti) nagyon ritkán fordul elő. Ha egy hőszivattyú mondjuk -7°C-ig teljes mértékben fedezi a ház fűtését, alatta pedig kapcsol a fűtőpatron, az egy ésszerű kompromisszum lehet. A lényeg, hogy a vezérlés megfelelően legyen beállítva, és a fűtőpatron csak akkor menjen, amikor valóban muszáj. Jó tervezéssel a tartalékfűtés éves szinten a fogyasztás kis hányadát fogja adni.
Tartalékfűtés a gyakorlatban: A modern hőszivattyúk vezérlése intelligens – be lehet állítani például, hogy hány °C külső hőmérséklet alatt engedélyezzük a villamos rásegítést. Továbbá figyeli a rendszer, hogy eléri-e a beállított szobahőmérsékletet a hőszivattyú önmagában. Ha nem, bizonyos idő után bekapcsolja a kiegészítő fűtést. Önnek felhasználóként igazából nincs is teendője ezzel, csak tudni kell, hogy létezik ez a mechanizmus. Érdemes azonban azt is ellenőrizni, hogy a villamos hálózata elbírja-e, amikor a hőszivattyú és a patron egyszerre megy (pl. egy ~8 kW-os hőszivattyú kompresszor kb. 2 kW villamos teljesítményt fogyaszt csúcsban, a 6 kW patron meg pluszban – vagyis összesen 8 kW is felléphet, ami 35 Amper feletti áramfelvétel 230 V-on). Ha napelemrendszerrel kombinálja a hőszivattyút, a tartalékfűtés fogyasztását részben kiválthatja saját termelésből, de pont a nagyon hideg, borús téli napokon erre ne alapozzon túlzottan.
Példák különböző méretű házakra
Végül nézzünk néhány konkrét példát arra, hogy különböző méretű és tulajdonságú ingatlanokhoz jellemzően mekkora hőszivattyú ajánlott. Ezek feltételezik, hogy a hőszivattyú a fűtést és a HMV-t is biztosítja, és a magyarországi átlagos klímára (min. -12..-15°C) méretezzük őket.
100 m²-es, új építésű családi ház (korszerű szigeteléssel): A fűtési hőigény kb. 4–5 kW. Ehhez egy 6 kW körüli hőszivattyú elegendő, amely a melegvíz-készítést is megoldja. (Például egy 5 kW névleges teljesítményű gép is elbírhatja, de a 6 kW-os nyújt némi tartalékot.) A kisebb teljesítmény azért is jobb, mert jobban modulál alacsony terhelésnél – egy 6 kW-os gép egy jól szigetelt házban
150 m²-es, átlagos szigetelésű ház: A hőigény körülbelül 9–10 kW csúcsteljesítményre tehető. Ide egy 10 vagy 12 kW-os hőszivattyú javasolt. Például egy 10 kW névleges teljesítményű modell a fűtési idény nagy részében ~5-8 kW-on üzemel majd, a hideg napokon pedig bekapcsolhat a fűtőpatron. Ha fontos a tartalék nélküliség, választhatunk 12 kW-os típust is, így biztosan nem lesz gond a legnagyobb hidegben sem.
200 m²-es, régebbi építésű családi ház (utólagos szigeteléssel): Itt a hőigény elérheti a 15 kW-ot is a leghidegebb időszakban. Egy ekkora igényhez általában a legnagyobb teljesítményű monoblokk vagy split hőszivattyúk (16 kW körüliek) kellenek. Gyakran ezek már 3 fázisú gépek a nagy áramfelvétel miatt. Egy 16 kW-os hőszivattyú normál téli napokon csak részterhelésen fog menni, de a hideg órákban szükség lesz a teljes kapacitására. Ennél nagyobb hőigénynél (~20 kW felett) már érdemes elgondolkodni két hőszivattyú párhuzamos kapcsolásán (kaskád rendszer), vagy más fűtési mód bevonásán, mert a levegő-víz hőszivattyúk egy egységben ritkán mennek 16-18 kW fölé a lakossági szegmensben.
Társasházi lakás, kis alapterület (50 m² körüli): Itt jellemzően 2–3 kW fűtési igény adódik jó szigetelés esetén. Levegő-víz hőszivattyút ilyen kis teljesítményigényre is lehet alkalmazni (akár 3-5 kW-os készüléket), de sokszor gazdaságosabb lehet más megoldás (pl. elektromos fűtés, levegő-levegő hőszivattyú/klíma) a beruházási költségek miatt. Ha azonban több kis lakás vagy egy többlakásos ház központi fűtésére keresünk megoldást, egy ~8-10 kW-os hőszivattyú több lakást is elláthat, amennyiben a hőleadó rendszer és a vezérlés meg van tervezve hozzá.
Természetesen minden ingatlan egyedi. A fenti példák tájékoztató jellegűek. Mindig vegyük figyelembe a saját házunk paramétereit és lehetőség szerint konzultáljunk szakértővel a pontos méretezésről. Magyarországon a legtöbb átlagos méretű családi ház (100-150 m²) hőigénye 5 és 10 kW között van, ezért a leggyakoribb hőszivattyú-modellek 6, 8, 10 kW-os kategóriák. Nagyobb, rosszabbul szigetelt házaknál a 12-16 kW-os berendezések jöhetnek szóba. Ezen tartomány felett ipari vagy speciális megoldások kellenek.
A magyarországi klíma figyelembevétele
A hőszivattyú méretezésénél nem lehet elvonatkoztatni az éghajlati adottságoktól. Magyarország mérsékelt kontinentális klímája viszonylag hideg telekkel és meleg nyarakkal jár, de szerencsére extrém szélsőségek ritkán fordulnak elő. Mit jelent ez a gyakorlatban a hőszivattyú kiválasztásánál?
Téli viszonyok: Ahogy már utaltunk rá, hazánk területén a méretezési külső hőmérséklet zömmel -11 és -15°C között van. Ez azt jelenti, hogy a tervezők általában -15°C-ra számolják ki a szükséges fűtőteljesítményt (ezzel biztosra megyünk, hiszen ennél hidegebb alig akad). Budapesten például nagyjából -13°C, míg mondjuk az Északi-középhegység völgyeiben akár -15°C alatt is lehet a tervezési érték. A hőszivattyú kiválasztásakor tehát célszerű megnézni, mekkora teljesítményt tud a készülék leadni -15°C-ban. Sok modern készülék -15°C-on a névleges kapacitásának ~70-80%-át még biztosítani tudja. Léteznek kimondottan hidegklímás modellek (pl. Mitsubishi Zubadan, Panasonic T-CAP széria), amelyek -20°C-on is tartják a névleges teljesítményt, de ezek általában drágábbak. Fontos, hogy a magyar télben átlagosan inkább -5 és +5°C közötti hőmérsékletek dominálnak a fűtési szezonban, ahol a hőszivattyúk hatékonysága kiváló. A magas SCOP értékek (4 körül) is erre az átlagos klímára vetítve adódnak.
Nyári viszonyok (hűtés): A levegő-víz hőszivattyúk többsége képes hűtési üzemmódban is működni, hideg vizet keringtetve (például fan-coil-okba vagy padlóba, mennyezetbe vezetve). Magyarországon nyáron 35-38°C-os kánikulák is előfordulnak, de egy fűtésre méretezett hőszivattyú számára a hűtési feladat általában nem jelent gondot. Ennek oka, hogy a hűtési terhelés jellemzően kisebb, mint a fűtési (főleg jól szigetelt házaknál). Például egy 120 m²-es ház fűtésre igényelhet 8 kW-ot, de hűtésre nyáron lehet, hogy csak 4-5 kW-ot (mivel a nyári hőterhelést részben az árnyékolás, éjszakai szellőztetés csökkenti, és a belső hőtermelés sem akkora). Tehát egy megfelelően kiválasztott hőszivattyú a hűtést gond nélkül kiszolgálja. Inkább arra érdemes figyelni, hogy hűtésnél a pára lecsapódás kezelése és a szabályozás megfelelő legyen (fan-coil esetén evidens, padlóhűtésnél pedig termosztatikus szabályozás szükséges a harmatpont elkerülésére).
Üzemeltetési tapasztalatok Magyarországon: Itthoni viszonyok között a levegő-víz hőszivattyút használók arról számolnak be, hogy a gépek az év 97-99%-ában gond nélkül egyedül fűtenek, csak néhány nagyon hideg éjszaka vagy hajnal során kapcsol be a kiegészítő fűtés, ha egyáltalán. A villamosenergia-fogyasztás nagymértékű csökkenése a hagyományos fűtéshez képest szintén jellemző, főleg ha a rendszer jól van méretezve és beállítva. A magyar klímát az EU-ban "Average" (átlagos) zónába sorolják energetikai számításoknál – egy itt jónak számító SCOP érték mondjuk 4, ugyanaz a hőszivattyú egy hidegebb északi országban csak 3 körüli SCOP-ot érne el, délebbi éghajlaton pedig akár 5 felettit. Ebből is látszik, hogy a mi éghajlatunk ideális terep a hőszivattyúk alkalmazására: a telek hidegek, de nem sarkvidéki hidegek, a nyarak melegek, ahol a készülék hűtési funkciója kihasználható.
Összefoglaló tanács a klímára szabva: Válasszon olyan hőszivattyút, amelynek a gyártó által megadott működési tartománya lefedi a -20°C...+35°C kinti hőmérsékletet. Ez garantálja, hogy sem télen, sem nyáron nem éri meglepetés. Nézze meg a teljesítmény-görbéket: sok prospektusban szerepel, mekkora kapacitása van a gépnek -7°C-on vagy -15°C-on. Ha ezek az értékek kielégítik az Ön épületének igényét (esetleg kis rásegítéssel), akkor a hőszivattyú megfelelő lesz a magyar viszonyokra. Ha nagyon pengeélen mozog a kapacitás, inkább lépjen egy mérettel feljebb vagy készüljön tartalékfűtéssel. Szerencsére a mai korszerű készülékek többsége már fajlagosan túl van méretezve a régebbiekhez képest – azaz egy 8 kW-os mai gép gyakran 10+ kW-ot is tud leadni kedvezőbb hőmérsékleti viszonyok között, és csak a legvégén esik vissza a nominálisra.
Ajánlott levegő–víz hőszivattyú modellek (példák)
Miután meghatározta a szükséges teljesítményt, érdemes körülnézni a konkrét termékek között. Az Energiamegújítás webshop kínálatában számos neves gyártó levegő-víz hőszivattyúja elérhető. Íme néhány példa különböző méretű igényekre szabva:
Gree Versati IV Monoblokk 6 kW – Egy megfizethető, kompakt monoblokk hőszivattyú, amely kb. 80–110 m² alapterületű, jól szigetelt családi házak fűtéséhez ideális. Fűtésre és hűtésre is képes, HMV-tartály csatlakoztatható hozzá. Csendes működésű és egyszerűen telepíthető egység, kiváló ár-érték aránnyal.
Daikin Altherma 3 Split 8 kW – Prémium kategóriás, osztott rendszerű hőszivattyú a Daikin-tól, mely 100–150 m² közepes méretű ingatlanokhoz ajánlott. Magas hatékonyságú (A+++ energiaosztály), intelligens vezérléssel és időjáráskövető szabályozással. Megbízható japán technológia, mely -20°C-ban is bizonyítottan működőképes. Beépített 6 kW-os tartalék elektromos fűtéssel rendelkezik a szélsőséges hideg napokra.
Panasonic Aquarea High Performance 9 kW (Split kivitel) – A Panasonic Aquarea sorozat hőszivattyúi híresek megbízhatóságukról és magas COP értékükről. Ez a 9 kW-os modell 120–170 m² területű, átlagos szigetelésű családi házakhoz kiváló választás. Kapható akár T-CAP változatban is, amely garantálja a névleges 9 kW fűtőteljesítményt még -15°C külső hőmérsékletnél is. Lehetőség van integrált 185 literes HMV tartállyal szerelt beltéri egység választására, így a használati meleg víz ellátás teljes mértékben megoldott egyetlen kompakt rendszerben.
LG Therma V Monoblokk 12 kW – Modern megjelenésű és okos vezérléssel ellátott monoblokk hőszivattyú az LG-től. 150–200 m² alapterületű, nagyobb vagy kevésbé jól szigetelt házak fő fűtési rendszereként ideális. Előnye a beépített Wi-Fi alapú távvezérlés és monitoring, valamint a rendkívül csendes üzemmód (éjszakai csökkentett zajszinttel). Hűtési üzemben is hatékonyan működik, így nyáron is hasznos. Az LG Therma V sorozat ismert a megbízható kompresszoráról és a hosszú élettartamáról, ami fontos szempont egy nagyberendezésnél.
A fenti modellek csak ízelítőt adnak a választékból. Az Energiamegújítás webshopban további márkák (pl. Mitsubishi, Fisher, Fujitsu, Cascade) és teljesítmény-kategóriák közül is válogathat. Minden esetben javasolt szakértőinkkel egyeztetni a végleges döntés előtt, hiszen figyelembe kell venni a villamos hálózat kapacitását, a meglévő fűtési rendszert, a telepítési lehetőségeket (pl. helyigény, zajszint) is. Egy jó választással a hőszivattyú hosszú évekig képes lesz komfortosan, gazdaságosan és környezetbarát módon fűteni otthonát.