ábra: Hőszivattyú lehetséges hőforrásai

Az 5.1 ábra többféle hőhordozót illetve hőforrást csoportosítva mutat be. A hőszivattyús rendszerek alkalmazhatóságát jelentősen meghatározzák a primer oldal (elérhető hőforrás) és a szekunder oldal (hőigény és az ehhez tartozó hőleadó rendszer) helyi körülményei. [75]

Adott alkalmazási helyen mindig részletesen vizsgáljuk meg, hogy melyik hőforrást válasszuk a helyi lehetőségek közül. Pl. a Genfi-tónál hőszivattyúval szállodákat és egyéb épületeket fűtenek. Érdemes felfigyelni a csoportosításban szereplő, légkört melegítő hulladékhőforrások jelentős mennyiségének felhasználási lehetőségére. Ezeknek ahulladék hőforrásoknak a hasznosítása hőszivattyúval sok esetben megoldható lenne.

[75]

Erre utalt Rybach László is az előadásában; „A Föld belseje óriási hőmennyiséget tárol; a földi hőáram globálisan 40 millió MW, ami használatlanul kilép a világűrbe."[75] A hőszivattyú energiatakarékos és környezetbarát gép, beépítése megteremti az épület és a környezet harmóniáját, továbbá az építmények forgalmi értékének emelkedésével növeli a nemzeti vagyont. A megújuló energiaforrások az épületgépészet területén is egyre nagyobb szerepet kapnak. Az épületgépészet műszaki berendezései Magyarországon a nemzeti vagyon kb. 20-25%-át képezik, és éves előállítási értékükkel ugyanekkora arányban vannak jelen a megtermelt GDP-ben. [75]

A magyar épületgépészet szakemberei szorgalmazzák a hőszivattyús rendszerek elterjesztését. Ezt alátámasztja az a tény, hogy 2007. június 20-án megalakult az Építéstudományi Egyesület (ÉTE) Hőszivattyús Szakosztálya és 2007. november 21-én a Magyar Napenergia Társaság (MNT) Szoláris hőszivattyús rendszerek munkacsoportja.

[75]

5.2. A hőszivattyú története

Az angol James Joule és William Thomson (Lord Kelvin) 1852-ben alkotta meg a hőszivattyú elvét. Az osztrák Péter Ritter von Rittinger a francia Nicolas Leonard Sadi Carnot termodinamikai írásait tanulmányozva megalkotta a világ első ipari hőszivattyúját. 1938-ban, Zürichben létesült az első tartósan hőszivattyúval fűtött épület (a zürichi városháza). Az épület hőforrása a Limmat folyó vize volt. [75]

A hőszivattyú múltjának magyar vonatkozása, hogy 1948-tól a Heller László közreműködésével kidolgozott kompresszoros hőszivattyú áttörést jelentett e technológia

történetében. A világhírű műegyetemi professzor, akadémikus. 1948-ban védte meg doktori disszertációját Zürichben, amelynek témája a hőszivattyúk alkalmazásának technikai, gazdasági feltételei volt (Heller L.: Die Bedeutung der Wärmepumpe bei thermischer Elektrizitätserzeugung. Universitätsdruckerei, Budapest, 1948).

Nagyváradon született. 1931-ben szerzett gépészmérnöki diplomát a zürichi Eidgenössische Technische Hochschule-n, majd két évig volt kutató az egyetemen, szilárdságtannal foglalkozott. [75]

Magyarországra hazatérve gépipari és energetikai feladatokat kapott. Az 1940-os években az ő tervei alapján épült az első nagynyomású ipari hőerőmű Ajkán. Ekkor dolgozta ki a világhírű ún. „Heller-system" eljárást, amely az ipari megvalósításban tevékenyen közreműködő Forgó László neve alapján Heller–

Forgó-rendszerként ismert. A környezetbarát eljárás biztosítja az erőművek víztakarékos, levegővel való hűtését. [75]

A II. világháború után megalapította az Egart Rt.-t, amely az államosítás után az ő vezetése alatt előbb Hőterv, majd Energiagazdálkodási Intézet (EGI) néven ma is ismert irodává fejlődött. 1951-től a Budapesti Műszaki Egyetem tanára lett, ahol megszervezte az energiagazdálkodási tanszéket. Jelentős tevékenységet fejtett ki az entrópia fogalmának technikai-tervezői gyakorlatban való bevezetése kapcsán. 1954-ben megválasztották a Magyar Tudományos Akadémia levelező-, majd 1962-től rendes tagjává. 1951-ben Kossuth-díjjal tüntették ki. [75]

A hőenergetikával foglalkozó iskolateremtő professzor elképzelései között szerepelt Európa második legnagyobb folyójával, a Dunával Parlamentünk és Műegyetemünk fűtése is. A hőszivattyúk világméretű terjedésével napjainkban igazolódnak gondolatai.

Példa erre a berlini Bundestag új épületének hőszivattyús fűtése és hűtése. [75]

2003. november 3-án, a Magyar Tudomány Napján felavatták Kő Pál Kossuth-díjas szobrászművész „Tudósok fala" című alkotását Budapesten a Nyugati pályaudvar melletti WestEnd City Center sétányon. A szobron közel háromszáz olyan magyar tudós neve van kőbe vésve, akik a világ fejlődéséhez jelentősen hozzájárultak. Közöttük szerepel Heller László is. [75]

1973. az első olajválság után a Heller László által is fejlesztett hőszivattyús rendszerekhez teljesen új eljárások ipari megvalósítására került sor, amelyek elsősorban a tüzelőanyagok hatékonyabb felhasználását és a környezetet szennyező anyagok mennyiségének csökkentését segítették elő. A hőszivattyús technika tehát alapvetően nem új, mégis a különböző országok energiaellátási politikájában az első energiaválságig alárendelt szerepet játszott, és számos helyen (hazánkban is) eddig jelentéktelennek tekintették. Napjainkban azonban egyre több országban nő a korszerű hőszivattyúkra és a különböző hőszivattyús rendszerekre alapozó energiaellátási megoldások száma. [75]

A hőszivattyú csupán egy eleme a hőszivattyús hőellátás rendszerének, mégis az egészet meghatározza. Amíg ezt nem ismerték fel, a rendszerek hibás kialakítása számos problémát okozott. A műszaki tapasztalat nagyban hozzájárult a „gyermekbetegségek"

kinövéséhez. A legsúlyosabb probléma nem a hőszivattyús kereskedelem hanyatlása volt kb. 20-25 éve, hanem a szakértelem hiányosságából (gyártási, kivitelezési, szerviz) adódóan a közvélemény bizalmának elvesztése a hőszivattyúkban, és az olajválságok után ehhez hozzákapcsolódott az olajár rendeződése is. [75]

A földhőszivattyúk számának erőteljes növekedése a világon az utóbbi évtizedben következett be. Bizonyára piaci megfontolások alapján, világszerte felismerték: a

hőszivattyú egyre inkább megfelel annak a gazdasági követelménynek, hogy egy új berendezés alkalmazása akkor válik gazdaságossá, akkor terjedhet el, ha a technológia éves energiaköltsége a beszerzési költség figyelembevételével kisebb, mint a hagyományos megoldásé. Vagyis az energiamegtakarítás eredménye fedezi vagy meghaladja az új berendezés, a hőszivattyú beruházási többletköltségét. Az utóbbi évtizedben a fenti okok hatására a hőszivattyúk beépített kapacitása hatszorosára növekedett a világon. „A világon üzemben lévő összes hőszivattyú száma meghaladja a 100 milliót." (Dr. Vajda György: Energiahasznosítás, Akadémia Kiadó, Budapest, 2004.).

[75]

A hőbányászattal foglalkozó hazai szakértők európai szintű elismerését jelenti, hogy 2003. május 25-30. között Magyarországon, Szegeden tartották az Európai Geotermikus Konferenciát (European Geothermal Conference 2003), ahol külön hőszivattyús szekció (Heat pump application) foglalkozott ezzel az utóbbi évtizedben rendkívül gyorsan fejlődő, környezetbarát technikával. Megvalósult példaként bemutattak a berlini Bundestag épületének fűtését és hűtését. Az itt beépített hőszivattyús berendezést úgy alakították ki, hogy megfelelő átkapcsolással télen fűtő-, nyáron pedig hűtőberendezésként üzemelhessen. Az USA-ban Idaho állam kapitólium épületének hőellátásat a berlini parlamentéhez hasonlóan oldották meg. a hőszivattyús fűtést és hűtést szükség szerint szolgáltat. Ezekbe a kiemelt fontosságú középületekbe épített hőszivattyús rendszerek példamutató referenciának tekinthetők. [75]

5.2.1. Nemzetközi és magyar helyzetkép a hőszivattyúk elterjedéséről 60 000 hőszivattyús rendszer évenkénti üzembe helyezésével a legnagyobb hőszivattyúpiac ma az Egyesült Államokban van. Jelenleg a hőszivattyúk leginkább elterjedt típusa a gőznemű munkaközeges, villamos motorral hajtott kompresszoros változata. Az Európai Unió országaiban különböző célokra eladott hőszivattyúinak statisztikáját szemlélteti az 5.2 ábra. Az 5.3 ábra szintén az EU országaira vonatkozik, és a különböző hőszivattyúk hőforrásainak, a „zöldhő" felhasználásának növekedését szemlélteti. Látható, hogy az időjárási körülményektől alig függő, földhő hőforrású fűtési hőszivattyúk száma volt a legnagyobb 2007-ben. [75]

5.2 ábra: Hőszivattyú-eladások az EU országaiban