EGY VÍZSZINTES TALAJKOLLEKTOROS HŐSZIVATTYÚS RENDSZER TERVEZÉSE IRODALMI ÉS MONITORING ADATOK FELHASZNÁLÁSÁVAL Mayer Petra Környezettudomány M.Sc. Környezetfizika Témavezetők:
Mádlné Szőnyi Judit Tóth László Konzulens:
Pulay Eszter
CÉLKITŰZÉS
Tanulmányaim során tanultak gyakorlatba történő átvitele A környezettudatosság előmozdítása A hazai megújuló energiahasznosítás egy lehetőségének bemutatása Egy vízszintes talajkollektoros hőszivattyús rendszer tervezési lépéseinek bemutatása
VÁLTOZTATNI KELL!
Az épületek energiafelhasználásának 90%-át fűtésre és HMV-re fordítják Az igényelt energiát fa, szén, olaj, gáz, hulladék eltüzelésével, illetve ezekből, valamint az atomenergiából, vízenergiából előállított villamos energiával fedezik Ez nagy mennyiségű CO2 kibocsátást eredményez a fosszilis tüzelőanyag égetés miatt →Globális
klímaváltozás
EU 2020-as célok:
20% CO2 kibocsátás csökkenés (1990-hez képest) 20% megújuló energiaforrás hasznosítás
Fűtési energia 25%-át megújuló energiaforrásból fedezni
20% energiahatékonyság javítás
EU STATISZTIKÁK
Megújuló energiaforrások hasznosítása az EU-ban 2012-ben beépített hőszivattyúk az EU országokban
Tarek, 2013.
TERÜLET
TERVEZÉS LÉPÉSEI
Területi információk (80+24kW igény, 22670m² rendelkezésre álló földterület)
Mintavétel (hővezetőképesség) Hőmérsékleti adatok Csőhálózat méretezése Elrendezés kialakítása
MINTAVÉTEL
2012. 05. 16-án 2 pontban 5m mélységig került feltárásra a talajszelvény 3 és 5 m-ről mintavétel (hővezetőképesség méréshez) Minták mérése MFGI laborban, needle probe hővezetőképesség mérővel
1. mintavételi pont
Hővezetőképesség (λ; W/(mK)) 1. minta
3,0 m (sárgásbarna agyag, homokos agyag)
1,33
3,0-3,5 m (sóder)
0,21
5,0 m (szürke agyag)
1,22
2. mintavételi pont
átlag
2. minta 1,33
-
1,67
1,57
1,48
-
-
1,51
1,53
1,51
1,88
szórás 0,17
0,27
Hővezetőképesség (λ; W/(mK)) 1. minta
2. minta
átlag
szórás
Oktoklíma, 2007.
3,0 m (világossárga, szürke agyagos homok)
0,93
1,11
1,02
0,13
5,0 m (világossárga homok)
0,87
0,94
0,91
0,05
TALAJHŐMÉRSÉKLET Talajhőmérséklet éves menete a jelölt Talajhőmérséklet éves menete
mélységekben a monutoring rendszer szélén
TT [°C]
18,0 DUF – talajhőmérséklet monitoring rendszer 25,0 16,0 0,5-5 m mélységig 0,5 m-es sűrűségben 14,0 20,0 12,0 15,0 10,0
8,0 10,0 Oktoklíma, 2007. 6,0 5,0 4,0 2,0 0,0 0,0
1 1
°C
2 2
3 3
4 4
5 6 7 8 5 Hónapok 6 7 8 Hónapok
°C
°C
°C
9 10 11 12 9 10 11 12
0,5 m 1m 3 1,5 m (F) m
52 mm (F) m 3 2,5 m (G) 53 mm (G) 3,5 m °C 4 m °C 4,5 m 5m
TALAJKOLLEKTOR MEZŐ ELRENDEZÉSE Kétkörös rendszer Párhuzamos elrendezés 3 m mélységben 10 db 100 m hosszú 1,5 m széles árkok Összesen 4000 m talajkollektor cső Árkok távolsága 2,4 m
ENGEDÉLYEZÉS
Bányakapitánysági engedély nem szükséges (<20m) Környezetvédelmi, Természetvédelmi és Vízügyi Felügyelőség engedélye sem kell a csömöri terület esetén Bányajáradék fizetési kötelezettség jelenleg nincs Jelen jogszabályok mellett nem engedélyköteles a tervezett rendszer telepítése Javaslat: egy bejelentési kötelezettség valamelyik felügyelőszervhez, a nyilvántartásba kerülés érdekében
MEGTÉRÜLÉSI IDŐ gázkazán+ folyadék hűtés
hőszivattyús rendszer
Telepítési költség (nettó)
5 500 000
12 980 000
Telepítési költség (bruttó)
6 985 000
16 484 600
Üzemeltetési költség (Ft/év)
2 876 584
1 359 191
Karbantartási költség (Ft/év)
100 000
100 000
Lehetséges pályázati támogatás, 30% (Ft)
-
3 894 000
Támogatás nélkül 4,9 év alatt térül meg a hőszivattyús rendszer telepítési költsége egy gázkazános és folyadékhűtéses rendszerrel szemben Támogatással 2,4 év alatt térül meg a kezdeti többletköltség
SZÉN-DIOXID KIBOCSÁTÁS
Energiafogyasztás (kWh/év) CO2 kibocsátás (kg/kWh) Épület CO2 kibocsátása (kg/év)
Gázkazán + Folyadékhűtés
Hőszivattyús rendszer
183948,76
46074,3
0,21 (gáz) és 0,36 (áram)
0,36 (áram)
39128,22
16586,7
Évente 22542,5 kg szén-dioxiddal kevesebbet bocsát ki az épület hőszivattyús rendszerrel Átlagos 1 főre jutó CO2 kibocsátás Magyarországon (2010-ben): 6037 kg/fő
ÖSSZEFOGLALÁS
Egy vízszintes talajkollektoros hőszivattyús rendszer - ha elegendő terület áll a rendelkezésre – belátható időn belül megtérül A szén – dioxid kibocsátás több mint felére csökkenthető Környezeti/társadalmi költségeket figyelembe véve célszerű lenne a lehető legtöbb épületet ilyen, vagy más módon földhőt nyerő hőszivattyús rendszerrel ellátni
KÖSZÖNÖM A MEGTISZTELŐ FIGYELMET! Köszönetnyilvánítás: Köszönet Tóth Lászlónak a lelkiismeretes munkájáért és segítségért! Továbbá köszönöm Mádlné Dr. Szőnyi Judit és hallgatója Pulay Eszter segítségét!
