Lapszámok

Ma már nem újdonság, hogy a főként fűtési célú hőenergiát ne fosszilis energiahordozó égetésével, hanem a környezetből, hőszivattyúval nyerjük. A mai elterjedt technológiák már igen jó hatásfokkal képesek ellátni a feladatukat, bizonyos határok között. Talán a legfájóbb korlát az előállított melegvíz hőmérsékletének felső korlátja, amely a hagyományos hőszivattyúk elterjedését jelentősen gátolja. Nem kell messze menni, gondoljunk csak akár a radiátoros fűtési rendszerek relatív magas hőmérséklet-igényére, akár a használati melegvíz magasabb hőmérsékletszintjére, amely a hagyományos hőszivattyúknak jellemzően már a véghőmérséklete, így ebben a tartományban az üzemi hatásfokuk (COP értékük) már leromlik, illetve folyamatos „csúcsrajáratásuk” nem javasolt.

A „hagyományos” megnevezés némi magyarázatra szorul, mivel ez e cikk témájának az alapja. A hőszivattyú a külső környezetben / talajban / vízben lévő hőenergiát nyeri ki, s teszi azt számunkra felhasználhatóvá. Ennek megvalósításához közvetítő közegre van szükség, amin keresztül a két hőcsere végbemegy. A hagyományosként aposztrofált berendezésekben valamilyen freon (HFC) közeg kering, jellemzően R407c, R410a vagy R134a, mely gázok kondenzációja (hőleadása) viszonylag alacsony nyomáson, illetve hőmérsékleten megy végbe.

Ugyan a ma használatos, elterjedt, „korszerű” freonos hűtőközegek (HFC-k) ózonlebontó képessége már nulla, azonban az üvegházhatást okozó tényezőjük még több mint ezerszerese a szén-dioxidénak. Napjainkra a környezettudatos gondolkodás eredményeként a freonok egyre kevésbé felelnek meg a hűtőközegekkel szemben támasztott környezetvédelmi szempontoknak, ezért ezeket időnként újabbak váltják fel. Nem csoda hát, hogy a CO₂ – mint régi-új hűtőközeg, amely a természetben is megtalálható, nem toxikus, nem éghető, és környezetkárosító hatása is minimális – ismét előtérbe került. Azonban azt sem szabad elfelejteni, hogy ez a hűtőközeg – köszönhetően fizikai jellemzőinek – a hűtési körfolyamatban más módon viselkedik, mint a freonok. Lényegesen magasabb nyomásszintek tartoznak a megszokott hőfelvételi és hőleadási hőmérsékletszintekhez. A CO₂ kritikus pontja (31 °C, 74 bar), igen alacsony. Ha a nyomás és/vagy a hőmérséklet tovább emelkedik, a közeg úgynevezett transzkritikus állapotba kerül, ahol a halmazállapota már se nem folyadék, se nem gáz, leginkább a túlhevített gőz állapotához hasonlítható.

A CO₂ a kompressziómunkának köszönhetően ebbe a tartományba igen magas hőmérsékleten kerül, ami ideálissá teszi arra, hogy ezt a hőt ugyancsak nagy hőmérsékleten leadja, úgy, hogy a körfolyamat hatásfoka közben jelentősen ne csökkenjen. Ez teszi a CO₂-ot napjaink egyik ideális hűtőközegévé a magas vízhőmérsékletet igénylő hőszivattyús alkalmazásokban, mely technológiának általános, gyártófüggetlen elnevezése az EcoCute. E cikkben a szén-dioxid hűtőközeggel üzemelő hőszivattyú berendezéseket, azon belül is az Enex EcoCute hőszivattyút vesszük górcső alá.