Hıszivattyúk épületgépészeti szerepe a megújuló energiaforrások használati arányának növeléséért

HungaroTherm Kiállítás és Konferencia, Hőtı- és Klímatechnika Vállalkozások Szövetsége Hőtı-, Légkondicionáló-, Hıszivattyú (HLH) ágazat kapcsolódása az alternatív energia stratégiához 2011. április 7. Hungexpo, G-pavilon, VIP elıadóterem

Hıszivattyúk épületgépészeti szerepe a megújuló energiaforrások használati arányának növeléséért Elıadó: Komlós Ferenc Magyar Napenergia Társaság (ISES-Hungary) Szoláris hıszivattyúk munkacsoport vezetı Elektronikus elérhetıség: [email protected] illetve www.komlosferenc.info

1

Komlós Ferenc: Hıszivattyúk épületgépészeti szerepe a megújuló energiaforrások használati arányának növeléséért

Mottók ■ „Ha azt kérdezik, hogy nem késtünk-e el, hogy visszafordítható-e még az a rombolás, amit az emberiség ejtett a természeten, a válaszom az, hogy nem késtünk el. Amíg él az akarat, addig sosincs késı. Ha pedig az emberek közösen akarnak valamit, akkor azt meg is teszik, ezáltal érvén el céljukat, bármi is legyen az.” (Teller Ede) ■ „Tılünk függ minden, csak akarjunk!” (Széchenyi István) 2


Megújuló energiaforrások (napenergia és földenergia) Forrás: Dr. Mádlné Szınyi Judit: A geotermikus energia készletek, kutatás, hasznosítás. Grafon Kiadó, Nagykovácsi, 2006. (Ajánlott irodalom 1.27. ábra)

Az EU RES megújuló energia direktíva végrehajtása a tagországokban 2013tól kötelezı. Részlet a direktívából: 2. cikkely (megújuló forrásokból elıállított energia). Fogalommeghatározások ■ „légtermikus energia”: hı formájában a környezeti levegıben tárolt energia; ■ „geotermikus energia”: a szilárd talaj felszíne alatt hı formájában található energia; ■ „hidrotermikus energia”: a felszíni vizekben hı formájában tárolt energia.

3


Célunk legyen, hogy az energiahatékonyságunkat mielıbb jelentısen növeljük ■ Kevesebb „légkondit”, folyadékhőtıt és hőtıberendezést építsünk be hıszivattyúzási feladatra, valamint készüljünk a vonatkozó EPBD recast 31/2010/EU direktíva hazai bevezetésére, és ezáltal minıségi hıszivattyús rendszerek épüljenek a magyarországi energiafogyasztók érdekében! Részlet a fenti direktívából: □ A költségoptimalizált minimumkövetelményeket meg kell határozni a határolószerkezetekre és az épületgépészeti rendszerre. □ 2018. december 31. után épülı új középületeknek, valamint minden 2020. december 31. után épülı új épületnek közel nulla energiaigényő épületnek kell lennie. □ Hatályba lépés: legkésıbb 2012. július 19-ig, nemzeti szabályozással. □ Alkalmazás: 2013. január 9-tıl kötelezı.

■ A 82%-os importot jelentı földgáz nemzetgazdaságilag túl értékes Primerenergia-hordozó ahhoz, hogy elavult vízmelegítıkben vagy kazánokban 30─65 °C h ımérséklethez hıtermelés céljából eltüzeljük.4


MEHCsT (Magyarország Megújuló Energia Hasznosítási Cselekvési Terve) ─ Hıszivattyú „Ez Magyarországon a legszélesebb körben alkalmazható… …a hıszivattyú területén gyors fejlıdés várható, a beépített teljesítmény 2020-ra a jelenlegi érték 38-szorosára növekedhet.” (MEHCsT) A hıszivattyú szó a MEHCsT dokumentumban 32 helyen szerepel. Magyarország MEHCsT-ével összefüggı egyes feladatokról szóló 1002/2011. (I.14.) Korm. határozat ─ Intézkedési terveket tartalmaz (felelısök, határidık).

5


MEHCsT ─ Új Széchenyi Terv (ÚSZT) ■ Ezeknek a korszerő termékeknek és az Új Széchenyi Terv (amely szintén 10 évre elıretekintı gazdaságfejlesztési program) segítségével kitörési ponttá válhat gazdaságunk egészének a dinamizálására, ill. jelentısen hozzájárulhat építıiparunk beindításához, a kis- és középvállalkozások fellendítéséhez, új munkahelyek létesítéséhez. ■ Az Új Széchenyi Terv 2011. január 17-én indult, a második lépcsıje új konstrukciókkal 2011. március 1-jén. ■ Sok év után most megelégedéssel mondhatom, hogy minden feltétel megvan és megteremthetı, hogy Magyarországon is elterjedjen az építmények főtésének és hőtésének energetikailag leghatékonyabb módszere, a hıszivattyús 6 technológia.


Termálvizes fürdı bıvítése hıszivattyús rendszerő épületgépészettel Forrás: Geowatt. Kft.

■ Széles körben ismert szlogen, hogy „Magyarország Európa fürdı nagyhatalma”. A földgáz kiváltása és a termálvíz energiatakarékos felhasználása, nevezetesen az ésszerő és hatékony energiagazdálkodás minden önkormányzatnak, fogyasztónak, felhasználónak illetve üzemeltetınek közös érdeke. ■ Az Új Széchenyi Terv 1. programja a „Gyógyító Magyarország – Egészségipari Program”. Ennek része fürdıfejlesztéseink energiahatékony folytatása. ■ A nagykırösi strandfürdı bıvítésének beruházása egy újonnan épített 25 méteres úszómedence építésével, egy fedett, egész idényben üzemelı tanuszoda és meleg vizes termálfürdıs medence építésével, valamint egyéb gyógyászati tevékenység céljára kialakított helyiségekkel várhatóan idén tavasszal megvalósul. □ Ezek hıtermelı berendezései (főtés + hmv) magyar fejlesztéső villamos hıszivattyúk termálvizes hıforrással. □ A medenceteret energiatakarékos módon szintén (speciális) villamos hıszivattyúk párátlanítják.

7


Dániában (Lystrup) látható a világ elsı aktív, energiatermelı családi háza Forrás: www.epiteszforum.hu

■ A 200 m2 hasznos alapterülető családi ház CO2-semleges épület, amely alapvetıen a Nap energiáját használja fel. A tetıablakok és a függıleges üvegfelületek együttes területe a padlófelület 40%-a. ■ Az energiaigények csökkentését 7,0 m2 napkollektor, 50,0 m2 napelem és hıszivattyú biztosítja. ■ A lakóépületet úgy tervezték egészséges és kellemes komfortra, hogy élete során több energiát termeljen, mint amennyit elfogyaszt. ■ 9,0 kWh/m2-re becsült évi fajlagos energiatöbblettel számolva, kb. 40 év alatt a ház annyi energiát állít majd elı, mint amennyit felhasználtak az építıanyagainak elıállításához, így a mérleg ezen a ponton fog kiegyenlítıdni, ezután pedig már csak 8 energianyereség fog keletkezni.


Magyar fejlesztés (2007–2009): Air2Floor Néphıszivattyú (3) Prototípusa Keszthelyen egy zöldtetıs gerendaházban Szabadalmi bejelentés száma (Patent pending): 0802227-9 Forrás: HungLogHome Kft. (Prof. Török Vilmos)

9


Magyar fejlesztés: Air2Floor Néphıszivattyú (1) Szabadalmi bejelentés száma (Patent pending): 0802227-9 Forrás: HungLogHome Kft. (Prof. Török Vilmos)

10


Magyar fejlesztés: Air2Floor Néphıszivattyú (2) Kiegészítı egység kapcsolási vázlata Szabadalmi bejelentés száma (Patent pending): 0802227-9 Forrás: HungLogHome Kft. (Prof. Török Vilmos)

11


Felszíni vizek energetikai hasznosítása Komlós Ferenc – Fodor Zoltán: Elfolyó hidrotermikus energia hasznosítása hıszivattyúval távfőtési rendszerekhez. 2011. 3. I Hőtı-, Klíma- és Légtechnikai Épületgépészeti szaklap (70-74 oldal) VÍZ-, GÁZ-, FŐTÉSTECHNIKA ÉPÜLETGÉPÉSZETI SZAKLAP HKL MELLÉKLETE

Elvi vázlat. Távfőtés a Dunával (vagy más felszíni vizekkel) és hulladékhıvel (távfőtés földgáz nélkül) Alapelv: a felhasználási helyre kis hımérséklető tápvizet kell szállítani kis veszteséggel, és a felhasználási helyen hıszivattyúval hasznosítani. Főtés a Duna vizével: a folyóvíz felhasználása során az elıkészítési (pl. ülepítés, szőrés, lágyítás, gáztalanítás) módszerek azon megoldásai kerüljenek alkalmazásra, amelyek feltétlenül szükségesek, és az adott cél elérésére a legalkalmasabbak.

12


Ismeretes, hogy a világ talán legtöbb országát összekötı folyama a Duna. Mellékfolyóival együtt húsz ország területérıl győjti össze a vizet. Ezért is ajánljuk az Európai Unió Duna Régió Stratégia projektek közé a hıszivattyús rendszerek alkalmazásának elterjesztési feladatát. Célunk a hıszivattyúipar megteremtésével új munkahelyek létrehozása.

13


Az EUDRS-ba javasoljuk a Heller-projektet (hıszivattyú-projektet) ■ A Duna menti városoknak kiemelkedı hidrológiai adottságaik vannak. E környezeti erıforrás hıszivattyús hasznosítása a Duna melletti városok (Duna menti országok és fıvárosaik: Bécs, Pozsony, Budapest, Belgrád) levegıjét és környezetét élhetıbbé, egészségesebbé teheti. ■ Csökkenthetjük energiafüggıségünket, és ha idejében fejlesztjük az ehhez szükséges korszerő technikát, új exporttermékek gyártásával térségünkben vezetı szerephez is juthatunk. ■ Minden lehetséges és ígéretes különféle megújuló energiahasznosító eszköznél képesek vagyunk arra, hogy el tudjuk kerülni az ún. „import dömpinget”. 14


Országunkban még „fehér folt” a növényházak meleg vizes főtése/hőtése- vagy légfőtése/léghőtése hıszivattyúval Forrás: Mary H. Dickson and Mario Fanelli: What is Geothermal Energy?

15


Hıszivattyús rendszerek szezonálisteljesítménytényezıinek (SPF [kWh/kWh]) fejlıdése különféle hıszivattyú típusokra (2001─2006) Forrás: Fanninger, European Heat Pump Association. Version 1.1-2008, p.5

16


Növelt hımérséklető hıszivattyúk radiátoros hıleadójú központi főtésekhez (1) ■ A hıszivattyús technika kiemelkedı minıségi elınyei: - nincs helyi károsanyag-kibocsátása, - megújuló energiát hasznosít, és - használata az energiahatékonyság növekedését jelenti. ■ A meglévı épületek hıszigetelésének és tömörségének fokozása már a radiátoros központi főtéseknél is lehetıvé teszik a hıszivattyúk gazdaságos alkalmazását. ■ A gazdaságosság mindenekelıtt a méretezési külsı hımérséklethez tartozó, jóval kisebb főtési elıremenı hımérsékletbıl és az ún. „növelt hımérséklető hıszivattyúk” kifejlesztésébıl adódik (9 kW-tól 96 kW-ig tízféle teljesítményre és különbözı felhasználói igényre kifejlesztett Vaporline® 17 GBI(x)-HACW hıszivattyúcsalád).


Növelt hımérséklető hıszivattyúk radiátoros hıleadójú központi főtésekhez (2) Forrás: Geowatt Kft.

■ Ezen növelt hımérséklető hıszivattyú család esetében az elérhetı főtıvíz-hımérséklet 62 °C, és emelt h ıfokszintő hıleadók esetén primer oldali keringetı szivattyúval számolva a várható SPF = 4,1–4,5 a jelenlegi SPF = 3,0–3,5 alacsony hıfokszintő hıleadókkal tervezett átlagos érték helyett. ■ Ezt alapvetıen a hıszivattyús körfolyamatban gızbefecskendezéssel, közbensı elıhőtéssel lehet elérni (Copeland EVI kompresszorral). ■ Fontos, hogy a körfolyamat teljesítményszabályzását nem termosztatikus szelep, hanem egy kisebb lengéső, elektronikusan vezérelt expanziós szelep és – a teljesítményváltozás miatt – változó áramú munkaközeg kiegyenlítését egy beépített munkaközegtartály biztosítja.

18


Növelt hımérséklető hıszivattyúk radiátoros hıleadójú központi főtésekhez (3) Forrás: Geowatt Kft.

9 kW-tól 96 kW-ig tízféle teljesítményre és különbözı felhasználói igényre: főtés; főtés és passzív hőtés; főtés és elınykapcsolással hmv készítés; főtés és aktív hőtés, valamint elsıdleges hmv-hıcserélı angolul „desuperheater”, valamint a különféle hıhordozókra (földhı, felszíni víz, levegı, hulladékhı) kifejlesztett hıszivattyúcsalád egyik tagjának a beépítés helyén készített fotóját láthatjuk a következı ábrán. 19


A Vaporline® GBI13-HACW folyadék/víz (B/W) hıszivattyú prototípusának bukaresti beépítése (2009.) (A 180 m2-es családi ház homlokzata és hıközpontja; a rendszerhez 3 db 100 m hosszú, U-hurkos földszonda csatlakozik) Forrás: Geowatt Kft.

20


A Vaporline® GBI(x)-HACW sólé-víz (B/W) magyar fejlesztéső és gyártású hıszivattyú típuscsalád GBI13-HACW jelzető tagjának burkolat nélküli fotója Befoglaló méretek: szélesség: 720 mm, mélység: 955 mm, magasság: 775 mm Forrás: Geowatt Kft.

21


Budakalászi meglévı lakóépület radiátoros rendszerő központi főtésének hıtermelı cseréje Forrás: Geowatt Kft.

A radiátoros rendszeren és az épületen semmilyen átalakítás nem történt. A hıszivattyú a pincében került elhelyezésre a gázkazán helyébe ■ Főtött alapterület: 180 m2 ■ A főtésiteljesítmény-igény: 12 kW ■ A hmv-igény: 60 °C-on 240 liter/nap ■ A beépített hıszivattyú tipusa: Vaporline® GBI13-HDW Főtési teljesítménye: 12,4 kW; COP = 4,6 (B0/W35) Új típusú kétkondenzátoros készülék, nagy hmv teljesítményigény kielégítésére (6 tagú család) ■ HMV teljesítmény: 12 kW

■ Szondamélység: 100 m ■ Szondák száma: 2 db ■ Max. főtıvízhımérséklet: 50 °C ■ A tervezett SPF = 4,4 (a földoldali keringetı szivattyúval) ■ Elızetes számítás szerint ezen épület fogyasztása a növelt hmv funkcióval: 6900 kWh/főtési idıszak SPF = 4,5 (a földoldali cirkulációs szivattyúval) ■ Jelezzük, hogy a budakalászi nagycsaládos felhasználó az elmúlt évben gázfogyasztás támogatással a főtés és hmv fogyasztási költség 300 ezer forint volt. Jelenleg 125– 135 ezer forint között várható a hıszivattyúra való áttérés miatt. 22


A megújuló energiaforrások használata az épületgépészet területén egyre nagyobb szerepet kap például a ■ Mélyszegénység (hıszivattyús épület, csoport és távfőtés); ■ Meglévı épületeknél (növelt hımérséklető hıszivattyúk alkalmazása); ■ Új bérlakásoknál a rezsiköltség radikális csökkentése miatt; ■ Passzívházak terjedése; ■ CO2 semleges épületek (EU-direktiva); ■ Aktívházak (fejlıdési irány); ■ Hıkomfort-igény magyarországi fejlıdése; ■ Nyári villamos-energiacsúcs (már nagyobb, mint a téli csúcs); ■ A Japán természeti és nukleáris katasztrófa és hatása a földgázárváltozásra;

23


Ajánlott irodalom Komlós Ferenc − Fodor Zoltán − Kapros Zoltán − Dr. Vajda József − Vaszil Lajos:

Hıszivattyús rendszerek. Heller László születésének centenáriumára Magánkiadás: Komlós F., Dunaharaszti, 2009. A lektorált, 215 oldalas, A4-es formátumú, színes kivitelő szakkönyv 27 táblázatot és 152 ábrát tartalmaz.

24

Hıszivattyúk épületgépészeti szerepe a megújuló energiaforrások használati arányának növeléséért

Recommend Documents