KLÍMAPOLITIKA. A hőszivattyú technológia szerepe a klímapolitikában

KLÍMAPOLITIKA

A hőszivattyú technológia szerepe a klímapolitikában

Handbauer Magdolna „Az energia velünk van, fűtés/hűtés földhővel” című grafikája

NÉS szakvélemény, a hőszivattyú technológia szerepe a klímapolitikában 2007–2025

Dunaharaszti, 2007. augusztus 25.

Komlós Ferenc

ny. vezető-főtanácsos okl. gépészmérnök, épületgépész

TARTALOMJEGYZÉK ÖSSZEFOGLALÁS............................................................................. 2 NÉS VÉLEMÉNYEZÉSE A HŐSZIVATTYÚK ALKALMAZHATÓSÁGÁNAK SZEMPONTJÁBÓL ........................................................................ 6 1. BEVEZETÉS................................................................................ 12 2. „HELLER LÁSZLÓ TERV, EGY MUNKAHELYTEREMTŐ KEZDEMÉNYEZÉS” CÍMŰ JAVASLAT .......................................... 15 3. A HELLER LÁSZLÓ TERV LÉNYEGE ............................................. 19 4. „HELLER LÁSZLÓ TERV, EGY MUNKAHELYTEREMTŐ KEZDEMÉNYEZÉS” CÍMŰ JAVASLAT CSELEKVÉSI TERVE ........... 25 5. FÖLDGÁZKAZÁN VAGY HŐSZIVATTYÚ? ..................................... 27 6. MEGÚJULÓ ENERGIAFORRÁSOK ÉS A HŐSZIVATTYÚ................. 34 7. KÖRNYEZETI ÉS TÁRSADALMI HASZNOSSÁG ............................ 36 MELLÉKLETEK ................................................................................. 0 I. MELLÉKLET: HŐSZIVATTYÚZÁS ................................................... 1 1. A HŐSZIVATTYÚ TÖRTÉNETE ...................................................... 1 2. KORSZERŰ MELEGVÍZÜZEMŰ KÖZPONTI FŰTÉSEK ...................... 3 3. ALAPFOGALMAK, KULCSSZAVAK ................................................. 7 4. A HŐSZIVATTYÚ MŰKÖDÉSI ELVE ............................................. 12 5. A HŐSZIVATTYÚK JELLEMZŐ TÍPUSAI ...................................... 14 6. KOMBINÁLT HŐSZIVATTYÚS RENDSZEREK ............................... 26 7. ÖSSZEHASONLÍTÓ ENERGETIKAI ÉS VÁRHATÓ MEGTÉRÜLÉSI SZÁMÍTÁSOK EGY MEGLÉVŐ ÉPÜLETNÉL .................................. 32 8. HŐSZIVATTYÚS BERUHÁZÁSRA JELLEMZŐ PÉLDÁK .................. 34 9. JOGSZABÁLYOK, SZABVÁNYOK ................................................. 38 II. MELLÉKLET: AZ ATIKÖFE SZEGEDI IRODAHÁZA GEOTERMIKUS HŐSZIVATTYÚS RENDSZERÉNEK MŰSZAKI LEÍRÁSA (GEOWATT Kft. anyaga)

1

Komlós Ferenc – Kapros Zoltán: NÉS szakvélemény, a hőszivattyú technológia szerepe a klímapolitikában

A Nemzeti Éghajlatváltozási Stratégiához kapcsolódó „Heller László terv, egy munkahelyteremtő kezdeményezés” című projekt hangsúlyai „Az ember nem alkotója a természetnek, hanem felhasználja a természet dolgait munkálkodásának és erényeinek a műveiben a saját használatára. Következésképpen az emberi gondoskodás nem terjed ki azokra a szükséges dolgokra, amelyekről a természet maga gondoskodik.” Aquinói Szent Tamás

Összefoglalás

Földünk űrhajóból készült fotója Forrás: NASA felvétel

Figyelemmel a „Magyarország energiapolitikája 2007–2020 − a biztonságos, versenyképes és fenntartható energiaellátás stratégiai keretei (2007. június)” és a „Magyarország megújuló energiaforrás felhasználás növelésének stratégiája 2007–2020 (2007. július)”, valamint a „Tájékoztató az energiahatékonysági intézkedésekről és a Cselekvési Terv irányairól (2007. július)” című GKM által, továbbá a „Nemzeti Éghajlatváltozási Stratégia 2007-2025” a KvVM hatáskörében készült tervezetekre, ezekhez szorosan kapcsolódóan „A hőszivattyú technológiai szerepe a klímapolitikában (2007–2025)” című iránymutató szakvéleményt készítettük. Az emberi fejlődés természetátalakítással jár, a természet a rajta képzett ún. sebeket, amíg az ember harmóniában élt vele, regenerálni tudta. Viszont az ipari forradalom óta bekövetkezett természeti erőforrások

2


pazarlása, a fokozódó környezetszennyezés globális katasztrófákhoz vezet! Jászai Tamás műegyetemi professzor, mondta egykor: „Az embereknek nem kilowattórákra, fára, szénre, olajra vagy gázra van szüksége, hanem fűtésre, hűtésre, higiéniára!” Mai életünkben nemcsak a hideg víz, a használati meleg víz (HMV) is természetes szükségletté vált. A magyar fogyasztó jelenleg még nem élvezi a versengő energiapiac előnyeit: az áttekinthető kínálatot és a színvonalasabb szolgáltatásokat. A megújuló energia hasznosításának különös eszközei a hőszivattyúk nagy „családja”, amelyeknek mai generációja már a jelenlegi épületeknél létesített hőszivattyús rendszereknél képes felhasználni az adott körülményekhez kiválasztott megújuló energiaforrást és/vagy hulladékhőt. Napjainkban már mondható, hogy belátható időn belül az épületgépészet nélkülözhetetlen technikai eszközévé válik a fűtésre, hűtésre és HMV készítésére is alkalmazható környezetbarát gép: a hőszivattyú. Az építményekben (épületekben, növényházakban) felhasznált hőenergia mennyiségének csökkentése elengedhetetlen Magyarország energiamérlegének szükségszerű javításához, valamint településeink, elsősorban városaik légszennyezés-csökkentéséhez. A különféle hőszivattyúk és hőszivattyús rendszerek világszerte elismerten energetikailag a leghatékonyabb fűtési-hűtési technológiák még a távfűtéseknél (távhűtéseknél) is, az energiatakarékosság és a CO2kibocsátás csökkentésének hosszú távú kulcselemei! Ismeretes továbbá, hogy a hőszivattyús technológia úgy tud megújuló energiahordozót hasznosítani, hogy a jelenlegi nukleáris villamosenergiatermelésből származó olcsóbb áram és a kiépített földgázhálózat előnyeit is ötvözni képes a megújuló energia hatékony hasznosításával, ezáltal ennek a két területnek a híveit némileg közelíteni tudja egymáshoz, különösen az ún. hőszivattyús kedvezményes áramtarifák illetve a földgáztarifák bevezetésével, elterjesztésével. A fenti kedvezményes hőszivattyús tarifák külön előnyei, hogy statisztikailag kimutatható, és ezáltal bizonyítható lesz a hőszivattyúkkal elért nemzeti eredmény minden statisztikai évben. A technológia elterjesztésével az „energiatározás” országos gondjai is csökkennek, mivel épületeink a leghatékonyabban használhatóak fel energiatározásra a komfort egy adott tartományon belüli csökkenése nélkül. A szélenergia hasznosíthatóságának növelését, az országos villamosenergia-rendszerbe illeszthetőségét a villamos hőszivattyúk elterjesztése jelentősen javíthatja, különös tekintettel a technológia hűtési célú felhasználására is. Írásunk célja, hogy a döntéshozók elé kerülő új energiastratégiában az atomenergiánál is erősebb hangsúllyal kiemelten szerepeljen a hőszivattyús rendszerek magyarországi elterjesztésének a felvállalása. 3


Nem a termék importját, hanem a szolgáltatást, a technológia hazai megvalósítását és innovációját kell támogatni, hogy később más országokban is versenyképesen forgalmazhassuk ezeket a rendszereket. A józan ész, a különböző szakterületek és az energiapolitikánk megcsúfolásának tartanánk, ha a hőszivattyús technológia, nevezetesen a megújuló energiahordózók és a hulladékhők hasznosítása hőszivattyús eszközökkel kimaradna Magyarország hosszú távú energiapolitikájából. Ez rendkívül súlyos kárt okozna országunknak, mivel e területen a mintegy 25 éves elmaradásunk felszámolásának megkezdése elmaradna! A hőszivattyú energiatakarékos és környezetbarát gép, beépítése megteremti az építés és a környezet harmóniáját, továbbá az építmények forgalmi értékének emelkedésével növeli a nemzeti vagyont. Tekintettel a fentiekre is, az atomenergia felhasználásához és a villamos rendszerünk frekvenciaszabályozásához is jól illeszkedő korszerű technológiáról van szó. Megfelelő nagyságú hőszivattyús tarifák bevezetésével a beruházási támogatás is megszüntethető a javasolt technika széleskörű elterjedése esetén. A versenyhelyzet megteremtéséhez a földgázár támogatását meg kell szüntetni, a fosszilis energiahordozók használatát adókivetéssel célszerű visszaszorítani. Ugyanakkor hőszivattyús ártarifával (villanyárral és földgázárral egyaránt) is ösztönözni szükséges az új technológia elterjesztését. Az ilyen árpolitika az energiaimportot és a pazarlást is jelentősen csökkenti. Így a környezet terhelésének mérsékelésével javulhat a lakosság egészsége, életminősége és hosszú távon fokozatosan a mai terveknél jelentősebben csökkenne CO2-kibocsátásunk. Javaslatunk lényege, hogy a döntéshozók hosszú távra hozzanak megfelelő szintű stratégiai döntést arról, hogy a földgáztüzelésű kazánokat és vízmelegítőket, a villanybojlereket, valamint az ún. „energiafaló klímagépeket” fokozatosan váltsák fel a tömegigényeket kielégítő, különböző kivitelű és üzemmódú hőszivattyúk. Magyarországon kell gyártani, és magyar munkaerővel kell az adott helyszínekre betervezni, telepíteni, majd szervizelni, elsősorban hazánkban és KözépKelet-Európában. A későbbiekben a hőszivattyúk és a hőszivattyús rendszerek továbbfejlesztése is itthon történne. Nem terméket, hanem a szolgáltatást, a technológia megvalósítását kell támogatni, hogy később máshol, pl. a környező országokban versenyképesen forgalmazzuk, kivitelezzük és szervizeljük. Az előzőekben ismertetett célok a K+F területén is hiányoznak. Magyarország kiemelkedő adottságai lehetővé teszik elsősorban a hidrogeológiai potenciálunk kiaknázását, a Föld hőtartalmának jelentősen nagyobb mértékű felhasználását. Ide kell vonzani egy vagy több hőszivattyúgyártót, akik Európa belső piacán képesek értékesíteni! Sok-sok hazai beszállítóval, szerelésanyaggyártóval, és a létesítéseknél, szervizelésnél mindenütt magyar 4


munkaerővel! Minél tovább halasztjuk a döntés meghozatalát, annál több EU-támogatástól eshetnek el a magyar gazdaság szereplői, és így jelentős hátrány éri az országot. Tudomásul kell venni, hogy új szemléletre és új tudásanyagra van szükségünk energiaszükségletünk ésszerű kielégítéséhez. Ennek elindításához, illetve kezdésnek javasoljuk a Magyar Energiahivatal (MEH) áthelyezését a GKM-től a KvVM-hoz! Kitörést hozhat országunk fejlődésében megújuló energiahordozóink ésszerű felhasználásának eszköze a hőszivattyúk, illetve a hőszivattyús technológiák elterjesztése. Akkor örülnénk igazán, ha országunk zászlóvivője lenne a hőszivattyús technológia közép-európai elterjesztésének, egy nemzetközi méretekben kibontakozó, sikerre vihető és megvalósítható elképzelésnek Heller László nemzetközi hírű akadémikusunk születésének centenáriumi évében.

1. ábra: A fenntartható fejlődés útja: az emberhez méltó környezet létrehozása Forrás: Ecological Footprints of Nations, How much nature do they use? - How much nature do they have? Centro de Estudios para la Sustenabilidad, Mexico, 1997. 03. 10. p. 19.

5


A NÉS véleményezése a hőszivattyúk alkalmazhatóságának szempontjából A Nemzeti Éghajlatváltozási Stratégia tervezet szerint 2020-ig az Uniós vállalások miatt évi 9,004–17,485 millió tonna CO2 egyenértékű kibocsátást kell az országnak teljesítenie abban az esetben, ha az EU önálló vállalása marad érvényben. Ha a remélt globális kibocsátási keretrendszer létrejön, az EU keretén belül hazánkra rótt kényszer évi 19,370–25,988 millió tonna CO2 egység kiváltás. Figyelembe véve, hogy a dokumentum is megfogalmazza, hogy az éghajlatváltozás napjaink egyik legjelentősebb globális kihívása, a stratégiának a valójában optimális második megoldásra kell elsősorban útmutatást adni (optimista stratégia), míg az első esetre pesszimista stratégia adható. A kisebb kibocsátási kötelezettség egyoldalú vállalása az EU szempontjából a versenyképességét tekintve várhatóan olyan negatív hatásokkal jár, aminek az elkerülésére a közösség természetszerűen törekszik. Az optimista megoldás így Magyarország számára átmenetileg nagyobb terheket és költségeket jelent, de távlatilag alapvetően kedvezőbb eredményre vezet a tisztességes verseny nemzetközi kereteinek megtartása mellett. Ezzel szemben, amint azt a NÉS-tervezet is kiemeli, a kibocsátásért döntő részben felelős energetikai szektorban a jelenlegi tervek és pénzügyi keretek szerint mindösszesen 8 millió tonna CO2 kibocsátás érhető el. A NÉS nem ad egyértelmű útmutatást ahhoz, hogy a fenti kiváltás dupláját, esetleg tripláját milyen módszerekkel és milyen áldozatokkal, költségekkel lehet elérni. Legkésőbb a NÉS elsődleges felülvizsgálata során erre szükség lesz. A NÉS-tervezet a hőszivattyú alkalmazását prioritásnak jelöli meg, de valószínű, hogy a fenti 8 millió tonna mennyiségben a hőszivattyú által kiváltott megtakarítás nincs beleértve. A jelenleg reálisan elképzelhetőnek tartott hazai kiváltáscsökkentéseken túl tehát már jelenleg indokolt megalapozni, beindítani azokat a megoldásokat, amelyek a jelenlegi tervekben kiaknázandónak vélt technológiai potenciálon túlmutatnak. Nyíltan fel kellene vállalni, hogy a jelenleg elfogadott országos jelentőségű fejlesztési tervek jelenlegi formájukban nem elégségesek a várható kibocsátáscsökkentési kötelezettségeink eléréséhez. A NÉS-tervezet erénye azonban, hogy mégis megjelöl a jövőbe mutatóan néhány módot, amelyek nélkülözhetetlenek lesznek, ideértve például a virtuális grid illetve intelligens rendszerek megvalósítását, amelyek azonban a leírtaknál nagyobb teljesítményű egységek esetében is elképzelhetők lehetnének (például városi erőmű télen a távhőigények szerint kapcsoltan működik, míg a többi időszakban szélerőműtelepekkel vgrid rendszerben menetrendet tart kisebb kogenerációs (HMV-termelés)

6


részarány biztosítása mellett). Természetesen ebbe a feltétlenül szükséges körbe kell sorolni a hőszivattyús rendszerek széles körű elterjesztését is. A NÉS-tervezet jelzi, hogy várhatóan szükségessé válik Magyarország számára a Kyotó-protokoll szerinti rugalmassági mechanizmusokba való aktív részvétel is. Nem jelenti ki azonban, hogy fontos lenne ehhez, hogy olyan technológia transzferekkel valósítsuk meg a részvételünket a más országokban megvalósuló JI (Joint Implementation) vagy CDM (Clean Development Mechanism)-jellegű projektekben, amelyek magyar know-hown, technológián és magyar munkahelyeken alapulnak. Ezeket a technológiákat azonban már most el kell programszerűen fejleszteni azokon a területeken, ahol reális esély van a versenyképesség elérésére. A nanotechnológia például, mint jelenleg már kiemelt fejlesztési terület például az újgenerációs fotovillamos hasznosítás technológiatranszferét is megalapozhatja, míg az intelligens hálózatok kialakítása, méretezési módszertana eszközrendszer szintén. De ebben a körben feltétlenül szükséges kiemelni a hőszivattyús technológia hazai fejlesztésének fontosságát is. A hőszivattyú olyan innovatív technológia, amelynek magyar viszonyokra adaptálása, különösen a szondás hőszivattyús berendezések esetében többségében még hiányzik. A nyugati fejlett technológiák hazai átvétele nem biztosítja önmagában a hatásos működést, így piaci lehetőség van a hazai viszonyokra méretezett rendszerek kifejlesztésével versenyképes technológiákat, rendszereket kialakítani, tesztelni, amelyeket az előző módon leírtak szerint akár a rugalmassági mechanizmus keretében transzferálni is lehet. A technológia területén már ma is vannak magyar szabadalmak és Heller Lászlóra utalva, a magyar szakmai tudás és hírnév történelmileg is megalapozott. A Szabadalmi Hivatalnál például már bejegyzett a GEOWATT Kft. szabadalma (U0600213). A NÉS-tervezet kiváló megállapítása, hogy „a kibocsátás-csökkentési lehetőségek kihasználásának elmaradása azt eredményezi, hogy a távolabbi jövőben aránytalanul nagyobb kibocsátás-csökkentési terheket kell a társadalomnak és a gazdaságnak viselni.” Ez különösen így van, ha ezek a terhek nem magyar szabadalmak felhasználásával és magyar munkahelyek megteremtésével párhuzamosan lesznek a társadalomra kiróva. A stratégiában a mezőgazdasági szektor a megújuló energia termelésével tölt be fontos szerepet. A fentieken túl azonban a rugalmassági mechanizmusok keretében történő technológiatranszferek legfontosabb közvetítő eszköze is lehet a mezőgazdasági szektor. A hőszivattyú több, a mezőgazdasági szektorhoz köthető technológia kiegészítő elemévé tehető: így például az állattartó létesítmények szellőzéséhez köthető energiahasznosító berendezés, a geotermikus vízhasznosítás visszasajtolás előtti utolsó hasznosítási lépcsője (kaszkád rendszerű 7


hasznosítás), illetve a legkülönbözőbb egyéb önálló hasznosítási lehetőségeket lehet még említeni. A hőszivattyú jól összekapcsolható a mezőgazdaság energiahordozó-termelő új funkciójával, hiszen a berendezés működtetésének munkaigénye nemcsak villamos energiából, hanem biogázból, növényi olajból, alkoholból is fedezhető. Így akár külön közüzemi ellátottság nélkül is biztosítható az energiaellátás (fűtés, hűtés, szárítás) jellemző mezőgazdasági igénye. Villamos hőszivattyús berendezések esetén teljesen tiszta, helyi káros emissziók nélküli területek jöhetnek létre. A magyar mezőgazdasági gépgyártásnak áttörési pontot jelenthet, ha a különböző agrártechnológiákhoz (szárítóberendezések, állattartó gazdaságok, üvegházak stb.) szervesen illeszkedik a hőszivattyús hasznosítási lehetőség. Ezen technológiák exportja során (pl. Orosz Föderáció, Bulgária, Kína, Vietnám stb.) szerves részt képezve lehet a hőszivattyús technológiákat adaptáltatni, így akár közüzemi energiaellátó vezetékek kiépítése nélkül is, de mindenképpen üvegházhatás-csökkentő módon biztosítható az energiaellátás, segítve az alaptechnológia „zöld” jellegű megítélését. Az egész technológia eladhatóságát még inkább növelheti, ha az energiaellátó rendszer rugalmassági mechanizmusok keretében lesz telepítve. A NÉS-tervezet előnye, hogy kiemelt prioritásként jelöli a hőszivattyút, de hibásan, kizárólag a geotermiához köti, és kizárólag villamos energiát használó berendezéseket említi. A hőszivattyú nem csak geotermikus-hő hasznosítására alkalmas, hanem bármilyen hőtartalom hasznosítására, így különösen a levegő (például épületek használt [fűtött illetve nyáron hűtött] levegője megújuló hőtartamának), a Nap által felmelegített talaj és talajvíz, esővíz, vagy levegő hőtartamának, de egyéb hulladékhőtartalmak hasznosítására is kiválóan alkalmas. A hőszivattyús rendszerbe befektetett munka sem csak villamos energia felhasználásából származhat (habár ma ez a legelterjedtebb), például a biogázzal is működtethető gázmotoros hőszivattyúk a kapcsolt energiatermelés előnyeit is megvalósítják. Továbbá természetesen a technológia nagy előnye, hogy hidegben fűtésre, melegben klimatizálásra egyaránt hatékonyan használható, így a fosszilis tüzelésű kazánok, és a megújuló energiát közvetlenül nem hasznosító klímaberendezések egy berendezéssel kiválthatók. A fentiek miatt a NÉS-tervezet 43. oldalán leírtak javítása, kiegészítése szükséges, sőt a hőszivattyút, mint technológiát a stratégiában önálló fejezetként nevesítve célszerű illetve szükséges szerepeltetni. A NÉS-stratégia helyesen szerepelteti az intelligens, kombinált energiatermelő rendszerek között a hőszivattyút, fontos volna azonban a villamosenergia-termelő technológiáktól megkülönböztetni (a napkollektorral együtt). A megjelölt technológiák közé a STIRLING-motor felvétele indokolt lenne. A Stirling-motor két közeg hőmérsékletkülönbsége kiegyenlítése közben villamos energia termelésére képes olyan technológia, amely szintén jól összeilleszthető más rendszerekkel.

8


Összefoglalva a NÉS-tervezet előnye, hogy prioritást ad a hőszivattyús technológiáknak, de fontos volna, hogy ne csak a megszokott beruházási támogatások keretében legyen erre a területre egy elkülönített ablak, hanem átgondolt, a kutatásra, fejlesztésre is kiterjedő önálló program (Heller-program) megnevezésére van szükség. „Látni, amit már mindenki látott – és azt gondolni róla, mire még senki nem gondolt!” Szent-Györgyi Albert

2. ábra: A Lindal-diagram a geotermikusenergia-hasznosítás, illetve a földhőhasznosítás különböző tartományait foglalja össze Forrás: Lindal, 1973

A Lindal-diagram két fontos szempontra hívja fel a figyelmet, nevezetesen a kombinált hasznosítás elősegíti a geotermikus projektek megvalósíthatóságát, ugyanakkor a készlethőmérséklet korlátozza a lehetséges hasznosítást. Ismeretes, hogy Magyarország kiemelkedő geotermikus potenciállal rendelkezik és azt is tudjuk, hogy a Nemzeti Vidékfejlesztési Terv 2013-ig a növényházak alapterületét közel duplázni kívánjuk. Fel kell figyelnünk

9


arra, hogy hazánkban is egyre több építménynek (az állattartás épületeinek, a növényháznak) mezőgazdasági létesítménynek a hűtési költsége ma már megközelíti vagy esetleg meghaladja a fűtési költségét.

10


3. ábra: Növényházak fűtése, hűtése, szellőztetése Forrás: Mary H. Dickson and Mario Fanelli: What is Geothermal Energy?

Az energiatakarékosság leghatékonyabban pénzügyi eszközökkel szabályozható. (A „szennyező fizet” elv kiterjesztése is ezt szolgálná.) Az ilyen árpolitika megvalósítása az energiaimportot és a pazarlást is jelentősen csökkentené. A mezőgazdasági termeléshez, termesztéshez alkalmazott hőszivattyús technika és technológia hazánkban is sikeres lehetne, csak megfelelő jogi szabályokkal fel kellene karolni.

11


1. Bevezetés

4. ábra: Jellemző hőszivattyúzás Forrás: HOVAL cég

A XXI. század az energiatermelési technológiák versenye. Megítélésünk szerint energiapolitikánk hőszivattyús szempontból további átgondolást igényel a technika mai vívmányainak ismeretében, az elméleti és gyakorlati szakismereteink birtokában, meglévő és rendelkezésünkre álló erőforrásaink hasznosítása érdekében. Ismeretes, hogy a jelenlegi villamos energia és szénhidrogénáraink nem reálisak, és az inflációval közel azonos nagyságrendű, fokozatos áremelkedés nem ösztönöz kellően energiatakarékosságra. Még több éven keresztül továbbra is hasonló áremelés várható, ezért a magyar energiapolitika egyik fő kérdése marad az energiatakarékosság támogatása, ösztönzése és fokozatos szélesítése. Nyilvánvaló, hogy a pénzügyi támogatás nem elég. Hazánk energetikai fejlődését a hagyományos technikához ragaszkodó gazdasági érdekcsoportok meghatározó ereje is gátolja! Már az 1970-es években elkezdődött és a napjainkban is tartó folyamat, hogy a fejlett országokban előtérbe került és felgyorsult az alábbiakban felsorolt területek kutatása, majd az eredmények gyakorlati alkalmazása: - a komfortelmélet (pl. a mikroklíma meghatározása),

12


-

az építmény hőszigetelésének növelése (külső fal, födém, külső nyílászáró, tető), az építmények hőveszteségének csökkentése (Rankeydiagrammal való vizsgálata), az energiahatékonyság (blokkfűtőmű, kapcsolt energiatermelés, hőszivattyú, kondenzációs kazán, szabályozás, vezérlés…), a megújuló energiák (nap-, bio-, és geotermikus energiák) eszközeinek és a kishőmérsékletű fűtések (például a sugárzó hipokauszt fűtés modern kivitele).

A fosszilis energiaforrások belátható időn belüli csökkenése és káros környezetszennyező hatása, a szénhidrogének árának további emelkedése, az 1986. évi csernobili technikai katasztrófa (az atomenergia népszerűtlenné vált) és a 2001. szeptember 11-i new yorki terrortámadás (a World Trade Center ellen, amely korábban elképzelhetetlen volt), ezt a fentiekben leírt irányzatot tovább erősítette. Napjaink híréből kiemeljük; „Tom Lantos rámutatott: reméli, hogy Magyarország – akárcsak a világ más országai – hosszabb távon az alternatív energiák felhasználásával képes lesz megszabadulni a külföldi energiaforrásoktól való függőségtől, rövid távon pedig változtat jelenlegi egyedüli forrásán: Oroszországon.” [Forrás: metro újság 2007. augusztus 17. péntek (budapesti kiadás) 3. oldal, Tom Lantos: A vízum egyelőre szükséges” című interjú] Felhívjuk a szíves figyelmet arra, hogy a földgáz hosszabb távon túlságosan értékes primerenergia-hordozó ahhoz, hogy elavult konvektorokban vagy hagyományos kazánokban és bojlerokban kizárólag hőtermelés céljából eltüzeljük! Amikor egy energetikai rendszer hasznosságát értékeljük, ma már elsődleges fontossággal kell figyelembe venni a környezetvédelmi hatást. Napjainkban már elsősorban a klímavédelemhez való kapcsolódás került a figyelem központjába, de hasonlóan fontos a lokális környezetvédelem is, a helyi levegőszennyeződés csökkentése. Különösen az intenzíven növekvő gépjárműforgalom és az egyre gyakrabban előforduló, lakossági földgázkészülékekhez kapcsolódó szén-monoxid-mérgezések miatt. Ezért az ésszerű és hatékony energiagazdálkodás minden vállalkozásnak, állami intézménynek, önkormányzatnak, fogyasztónak, felhasználónak egyaránt közös érdeke. A szakvéleményünk egyik fő célja, hogy Önök bepillantást nyerjenek a hőszivattyús technológiával kapcsolatos új kihívásokra, hiszen jövőbeli helyzetünket ez nagymértékben befolyásolja. A hőszivattyús technológia szakmai szempontból is nagy kihívást jelent. Adott esetre egyedi igénynek kell megfelelni, a konkrét helyszínhez, az épülethez, a rendelkezésre álló energiahordozóhoz, és a beruházó, az üzemeltető egyedi igényeihez igazodó, optimális megoldást kell találni. Az 13


épületfűtés, az épülethűtés, a használati meleg víz előállítás, a szellőzés, a klimatizálás megoldását a természetes (napenergia, földhő), vagy az értékes hulladékenergia-forrás oldalától a hőleadás oldaláig teljes körben, rendszerszemléletben kell átgondolni, mérlegelni, és utána megtervezni, kivitelezni, beszabályozni, üzemeltetni, karbantartani és szervizelni. A szűk terjedelemi korláton belül igyekeztünk ismertetni a Magyarországra is hatást gyakorló hőszivattyús technikát. Ezt a hőszivattyús rendszerek elterjedéshez szükséges példamutatás végett is célravezetőnek tartjuk.

5. ábra: Kompresszoros hőszivattyú elvi vázlata Forrás: Vaillant cég

6. ábra: Abszorpciós sűrítésű hőszivattyú elvi vázlata Megjegyzés: a hőszivattyúnak az a változata, amelyik a hőhordozó alacsony, fűtési célra hasznosíthatatlan hőmérsékletszintjéről magasabb, fűtésre hasznosítható

14


hőmérsékletszintjére való szállításához hőenergiát használ fel (szemben a kompresszoros hőszivattyúkhoz használt mechanikai energiával). Forrás: AWT Absoprtions und Wärmetechnik Gmbh

2. Heller László terv, egy munkahelyteremtő kezdeményezés Földünk, s így hazánk súlyos problémáinak egyike a levegő minőségének fokozódó romlása, és a veszélyessé vált éghajlatváltozás óriási károkat okozó hatása, a természeti katasztrófák létrejötte és növekvő száma. Kitörést hozhat országunk fejlődésében értékes energiahordozóink ésszerű felhasználásának eszköze: a hőszivattyú. A hőszivattyú a fűtéshez és a hűtéshez olyan természetes energiahordozókat használ fel, amelyek segítségével a légköri CO2-kibocsátás és az egyéb légszennyezéseket csökkenteni lehet. A legnagyobb energiamegtakarítást az energiatermelés és -felhasználás ésszerűsítésével, az építmények hőveszteségének csökkentésével, valamint a fűtő- és hűtőberendezések optimális, európai értékrend szerinti kiválasztásával és üzemeltetésével érhetjük el. Így a környezet terhelésének mérsékelésével javulhat mindannyiunk egészsége, életminősége. A magyarországi energiapolitika meghatározásában a „szennyező fizet” elv látszólag felbukkan, de az energiapolitikai programok, törvények és jogszabályok igen csalókán tükrözik ezt vissza. A programok legfőbb elemét a különféle támogatások jelentik, amelyek leginkább állami költségvetésből, külföldi támogatásból esetleg segélyekből származnak, csak kis mértékben támaszkodnak szennyezésre kivetett adó-, illetve díjbevételekre. A környezeti megfontolásokat csak az energiamegtakarítás és az energiahatékonyság mértékéig veszik figyelembe. Ezek környezeti szempontból ugyan fontos tényezők, de az energiafogyasztás abszolút szintjének problémája és az energiaforrások kérdése egyaránt figyelmen kívül marad. A magyar energiapolitika ennek eredményeként nem biztosít kellő súlyt a megújuló energiaforrásoknak. Fontos feladat a helyi szinten felmerülő energiaügyekre való nagyobb összpontosítás, az energiarendszer decentralizálásának előmozdítása. A nap-, a szél- és a vízenergia hasznosításának lehetősége országunk egyes területein különböző, ugyanúgy, mint a biomassza, a geotermikus energia és a kommunális hulladékok hasznosításának lehetősége. Azonban megfelelő közgazdasági feltételek kialakításával ezen energiaforrások előnyösen hasznosíthatók az ott élő emberek javára. Adott területen, térségben ezek közül bármelyik meglévő megújuló energiahordozó hasznosításának lehetőségét meg kell vizsgálni, és el kell bírálni az ott lévő körülmények figyelembevételével. Szükséges, hogy e célok

15


megvalósítását az energia-, a környezetvédelmi és a közgazdasági szabályozás, valamint a pénzügyi támogatások segítsék elő. A Föld gigantikus mennyiségű hőenergia forrása. Benne hazánk geotermikus energiaforrásai is nagyok, érdekeltek vagyunk a geotermikus energiaforrások minél jobb megismerésében, beleértve a kiaknázására irányuló kutatásokat is. A Kárpát-medence, benne hazánk, kiemelkedően gazdag földhőben (geotermikus energiában). E kincset nem hagyhatjuk figyelmen kívül ebben a témakörben. Szükséges a meglévő termálkinccsel összefüggő törvényt mielőbb megalkotni. Álláspontom szerint ez az egész ország jelentős érdeke, gyorsítani kell az ezzel kapcsolatos munkát minden területen. Sürgeti e feladat végrehajtását a kőolajár növekedése, illetve a klimatizálás (légkondicionálás), elháríthatatlan igénye! Mi szakmailag felkészült értelmiségiek segítsük ezt, ahol csak tudjuk, és ne engedjük meg az elmaradottságunkból adódó hibás hazai gyakorlatra való hivatkozást, a tétovázást, az elindult fejlesztő munka lassítását, elodázását! Jelenünk és jövőnk előre látható energiahelyzete döntést és cselekvést igénylő választ vár energiahordozóink ésszerű felhasználása kérdésére. A rendszerelvű elemzés csak rendszerszemléletű intézkedések sorozatával valósítható meg, amelyek nem akadályozzák meg az ember komfortigényének egyre színvonalasabb kielégítését. Lényegre törően meg kell állapítani, hogy az embereknek nem kilowattórákra, fára, szénre, olajra vagy gázra van szüksége, hanem fűtésre, hűtésre, higiéniára. Ezeket a közvetlen szükségleteket pedig a hőenergiával kapcsolatos szolgáltatások jelentik. A természetből vett hőenergia eszköz a jobb létfeltételek, az emberibb élet megteremtéséhez. Az ismétlődő olajválságok hatására olyan környezetbarát új eljárásokat fejlesztettek ki, amelyek elsősorban a tüzelőanyagok hatékonyabb felhasználását és a környezetet szennyező anyagok csökkentését segítik elő. Ezek közé tartozik a hőszivattyús technika is, ami nem új, mégis az első energiaválságig alárendelt szerepet játszott, és számos helyen jelentéktelenek tekintették, így hazánkban is. Attól kezdve, és napjainkban, egyre több országban jelentősen növekszik a korszerű hőszivattyúkra és hőszivattyús rendszerekre alapozó energiaellátási megoldások száma. A komfortigények növekedése és a nem hagyományos építési anyagok, építési technológiák elterjedése következtében új jelenség, hogy emelkedik a nyári hűtési energiafelhasználásunk is. Igen kedvezőtlen a nyári csúcs, ami a klímagépek energiaigénye miatt lép fel, túlnyomóan a nagy létesítményeknél: a bevásárlóközpontokban, az irodaházakban, a közintézményekben, az állattartó telepeken stb. Az emberek növekvő komfortigényének mind jobb kielégítése mára a fejlődés meghatározója lett és ez utódaink érdekében megkívánja, hogy a 16


környezetvédelmi szemlélet kulturáltságunk meghatározójává váljék. Az ember akkor óvja legjobban egészségét, az állatokat és a növényeket, ha az ipar, a mezőgazdaság, a kereskedelem, a szolgáltatás stb. területén a környezetet a lehető legkevésbé terheli. Ezzel többé-kevésbé szemben áll a hagyományos energiahordozók felhasználása érdekében szorgoskodók azon érvelése, amely minden megújuló energiahordozót hasznosító eszköz elterjesztésével kapcsolatos kezdeményezést a megtérülés és a versenyképesség szempontjából elemez abban a reményben, hogy nem lehet gyors áttörés ezen a területen, és így a hagyományos hőtermelő eszközök monopolhelyzete sem inoghat meg. Kivétel és állami példamutatás természetesen van. Például Svédországban, ahol mind többen fedezik fel a háztulajdonosok között az olcsó és biztonságos hőszivattyúban rejlő előnyöket: kétharmada azoknak, akik fűtőberendezést korszerűsítenek hőszivattyút választanak, és tíz új családi ház közül kilencbe hőszivattyús rendszert telepítenek! Igény szerint télen fűteni, nyáron pedig hűteni lehet a lakást hőszivattyúval, továbbá a használati meleg víz az egész év során előállítható vele. A lakások fűtési költségének radikális csökkentése – tekintettel a tartós használatra − gazdaságilag kiemelten előnyös a lakók (a család) számára. EU-s és világtendencia is a megújuló energia hőhordozóihoz való visszatérés. A nem áramfejlesztési célú felhasználások közül napjainkban a leggyakoribb technológia az ún. geotermikus hőszivattyús energiahasznosítás. Mára elérte a közvetlen fűtési célú energiafelhasználásnak az ⅓ részét (1995 és 2000 között (12−13)% volt a geotermikus hőszivattyú részaránya). A geotermikus energia vízemeléses kinyerése mindinkább háttérbe szorul, és a hőszivattyúk térnyerése várható. Ez a jövőben fontos szerepet játszhat országunk energiaellátásában, és lakossági (társadalmi) méretekben segítheti a Kiotói Jegyzőkönyvben és a magyar országgyűlés által elfogadott EUalkotmány energiafejezetében foglaltak megvalósítását. A geotermikus hőszivattyúk erőteljes növekedése leginkább az utóbbi öt év alatt következett be. Bizonyára piaci megfontolások alapján, világszerte felismerték: a geotermikus hőszivattyú egyre inkább megfelel annak a gazdasági követelménynek, hogy egy új berendezés alkalmazása akkor válik gazdaságossá, akkor terjed ilyen mértékben, ha a technológia éves energiafogyasztása, vagyis annak beszerzési költsége kisebb, mint a hagyományos megoldás primerenergia-fogyasztása. Az ebből származó energiamegtakarítás eredménye fedezi, vagy esetleg meghaladja az új berendezés, nevezetesen a geotermikus hőszivattyú beruházási költségtöbbletét. A hőszivattyú, mivel a hűtőgépből „származtatható”, a kivitelétől függően alkalmazható hűtésre is, ez korunkban szintén nagy előnyére vált! A fűtésre és hűtésre egyaránt alkalmas hőszivattyút „többcélú” 17


berendezésnek nevezzük. A hőszivattyús technika és technológia a földgázprogramhoz hasonlóan sikeres lehet, azzal versenyben lehet, és végül átveheti a vezető szerepet az energetikailag kedvezőbb megoldás.

18


3. A Heller László terv lényege A hőszivattyúk elterjedése a fejlett országokban felgyorsult. Olyan berendezéseket fejlesztettek ki, amelyek az energiatermelésben, az iparban, a mezőgazdaságban és a családi otthonokban is használhatók, az épületben és azon kívül is elhelyezhetők. Működésük csendes, méreteik nagyjából a hűtőgépek nagyságát követik, és élettartamuk is a hűtőgépekével azonos. A jövő technikáját képviselik, márpedig napjainkban szükség van a jövő technikájához kapcsolódó lépésváltásra, a fosszilis tüzelőanyagokból származó energia termelése hatékonyságának növelésére és az alternatív, megújuló (tiszta) energiaforrások rövid időn belüli elterjesztésére. A megújuló energia hőhordozóját és a hulladékhőt hasznosító, a műszaki fejlődés mai szintjét képviselő, új generációs hőszivattyúk elterjesztése országos érdek. Ez a korszerű technika a kelet-európai országokban is gyorsabban elterjedhetne. Magyarország lehetne a „hőszivattyús rendszer gazdája” − egy kormányszinten indított kiemelt hőszivattyús program, a Heller László terv Hőszivattyús Rendszerek Nemzeti Célprogram keretében, amely hosszútávon újabb munkahelyeket teremthet, ha az elkövetkező időszakokra vonatkozó Országos Fejlesztéspolitikai Koncepcióba (OFK), majd a II. Európa Tervbe kerülne. A Heller László-terv az oktatástól, a lakossági elfogadtatástól kezdve a létesítést is beleértve, komplex módon „gyártástól a szervizig”, figyelemmel arra is, hogy a hazai hagyományokkal rendelkező hűtőgép a hőszivattyú rokonterméke. Jelzem, hogy Svédország nemcsak a hűtőgépek területén, hanem a hőszivattyúk fejlesztésben is példamutatóan kiemelkedik, így átfogó gyártási és piaci ismeretei nagy segítségünkre lehetnek a stratégiai akcióprogramunk eléréséhez vezető, kihívásokkal teli úton. A hűtőbútoroknál sikeres volt a piaci alapon nyújtott beruházásuk, és az új hűtőgépgyár számottevően enyhítette a keleti országtérség munkaerőgondjait. Ide kell telepíteni egy hőszivattyúgyártót, aki egész Európa belső piacán képes értékesíteni! Sok-sok hazai beszállítóval, szerelésanyag-gyártóval, és a létesítéseknél, szervizelésnél mindenütt magyar munkaerővel! Minél tovább halasztjuk a döntés meghozatalát, annál több EU-támogatástól eshetnek el a magyar gazdaság szereplői, és így hátrány éri az országot. (Úgy vélem, itt az ideje, hogy az állam ne hódoljon be az energiatermelők és -szolgáltatók hatalmának!) Következtetések, javasolt lépések A hőszivattyús rendszerek jól alkalmazhatók lakó- vagy más szállásépületekhez, középületekhez, ipari és mezőgazdasági épületekhez: növényházakhoz, állattartási épületekhez; öntözővíz-temperáláshoz; szárításhoz. Vagy élelmiszeripari célokra: pasztőrözésre, aszalásra, bepárlásra, fagyasztásra, folyadékhűtésre, hűtvetárolásra. Továbbá a 19


veszélyes útszakaszok, kocsibehajtók, repülőterek téli csúszásmentesítésére is előnyösebb a hagyományos módszerekhez képest. Országunk adottságai, termálenergia-készletei és a széles értelemben vett biomassza-potenciálja, valamint magas színvonalú szellemi tőkéje kedvez a hőszivattyúval kapcsolatos energetikai és épületgépészeti technológiáknak, amelyek kulcsai a tisztább környezetnek. Ezt a megállapítást nemcsak a szakemberek és a politikusok, hanem egyre több állampolgár is felismerte, elfogadja. Az energiával kapcsolatos emberi magatartásnak a természet szempontjából előnyös változását az állami, jogi előírások, a növekvő társadalmi, fogyasztói igények és a gazdaságossági, piaci megfontolások egyaránt ösztönzik. Ugyanakkor illúzió lenne a profitérdekeltségről, a környezetkíméléssel kapcsolatos ellenérdekeltségről, közöttük a fogyasztók szegényebb rétegeinek olcsóbb, de a környezetet jobban terhelő hőtermelő eszközök iránti igényét nem figyelembe venni. Az állampolgár elsősorban gazdasági szempontból ítéli meg a hőszivattyút, ezért be kell bizonyítani számára a gazdaságosságot, az esetleges többletberuházási költségek megtérülését: pl. nem kell kémény, nincs szükség tüzelőanyag-tárolóra, nem kell gázvezeték, biztonságos, nincs szén-monoxid (CO) -mérgezési és robbanásveszély, higiénikus stb. Nyilvánvaló, hogy a beruházási támogatás nem elég, de kezdetben nem nélkülözhető. A beruházási döntések meghozatalánál nem szabad, hogy a berendezések pillanatnyi, rövidtávú gazdaságossága legyen az egyedüli, döntő tényező! Hazánk energetikai fejlődését a hagyományos technikához ragaszkodó szakemberek és a gazdasági érdekcsoportok meghatározó ereje akadályozza! A programot a jelenlegi és a jövőbeli kihívásoknak megfelelően el kell indítani, tekintetbe kell venni a hagyományos energiahordozók valódi (externális) költségeit, a környezetkárosítás és az egészségügyi károsítás költségeit. Figyelemmel kell lenni energetikai adottságainkra, a távhő, a földgáz és a villamos energia jelenlegi tarifarendszerére, az egymáshoz, valamint az EU átlagáraihoz viszonyított arányaira, továbbá elemezni kell árképzési módszerünket és ártámogatásunk rövid és hosszan tartó hatásait. A nyári kánikula időszakában a lakáshűtés, illetve a lakossági távhűtés a fizetőképes igénnyel még nem kellőképpen alátámasztott. De energiapolitikai érdekünk a villamos hálózat csúcsterheléseit mérsékelni. A céltudatos tarifapolitika, a Heller László terv szerint az országos terhelési görbe kedvezőbb alakulását eredményezné. A többfajta primer energiára alapozott energiatermelés nemcsak az állampolgárnak, hanem a helyi önkormányzatnak, a település 20


erőművének, illetve a hőszolgáltatójának is előnyős. Váltani tud a számára kedvezőbb energiahordozóra bármikor, így a piaci verseny számára előnyösebb helyzetet teremt. A hőszivattyús rendszerrel összekapcsolt decentralizált, kapcsolt energiatermelés a megújuló energia hőhordozóinak és a hulladékhő felhasználásának növekedése még a nagy időállandójú energiaszerkezetünkben is kedvező irányú változást hozhat azáltal, hogy az országos eredő hatásfok nagyobb, a veszteség pedig kisebb lesz. Gyors fejlődésre, hirtelen és alapvető fordulatra sajnos itt, a tőkeigényes energetika és környezetvédelem területén nem lehet számítani, de az elmaradásunkat a fejlett országokhoz képest erőteljes, határozott stratégiával és ösztönzéssel fokozatosan csökkenteni lehet. A hőszivattyús technika és technológia fő célja, hogy a kisebb hőmérsékletű, közvetlenül nem hasznosítható hőfokszintű hőenergiát nagyobb hőmérsékletű, hasznosítható szintű hővé alakítsa. A hőszivattyúk nagy részben megújuló energiahordozókat hasznosítanak, így segítik az emberiség számára igen fontossá vált éghajlatvédelmet. A hőszivattyúk egy 1997-es felmérés szerint globálisan 6% CO2-csökkenést eredményeztek. A felmérést végző hőszivattyús nemzetközi szervezet programjában 2010-re már 16%-os várható érték szerepel. Tekintettel mindezekre javasolható, hogy országunk mihamarabb a hőszivattyús technológia, a hőszivattyús rendszerek továbbfejlesztése, az összeszerelés (gyártás kifejlesztett és bevált csúcstermékekből: hőcserélő, kompresszor, motor, elektronika stb.) a minél több, fokozatosan növekvő, hazai beszállítóval − az EU különböző pénzügyi forrásait kihasználva − a térség meghatározó területévé váljon. Ennek további halogatása fejlődésünket jelentősen hátráltatja! A hőszivattyús technika és technológia a földgázprogramhoz hasonlóan sikeres lehet, azzal fokozatos versenyben lehet, és győzhet a jobb technológia. A kondenzációs kazán a hőszivattyúhoz harmonikusan illeszthető. A kondenzációs gáz- és olajtüzelésű kazánok hatásfok szempontjából legkedvezőbb fűtési hőmérséklet-tartománya azonos a hőszivattyúkéval, és ez az épületek fokozott hőszigetelésével elérhető. Ha már az épületeket a szokásos módon, sem fűteni sem hűteni nem kell, szellőztetésre akkor is szükség lesz, ami levegő-levegő hőszivattyú felhasználásával energiatakarékosan megoldható. Az ambiciózus és költségigényes stratégia hozzájárulhat a piaci követelmények és a piaci verseny alapján az induló biomassza-program segítségével életminőségünk, versenyképességünk fellendüléséhez. Ennek következtében nem a terméket, hanem a szolgáltatást, a technológia megvalósítását kell támogatni, hogy később más, pl. a környező országokban is jó pénzért forgalmazhassuk! 21


A hőszivattyús technológia szakmai szempontból nagy kihívást jelent. Adott esetben egyedi igénynek kell megfelelni, a konkrét helyszínhez, a rendelkezésre álló energiahordozóhoz, az épület és az építtető egyedi igényeihez igazodó, optimális megoldást kell találni. Az épületfűtés, az épülethűtés, a használatimelegvíz-előállítás, a szellőzés, a klimatizálás megoldását a természetes (napenergia, geotermális energia), vagy az értékes hulladékenergia-forrás oldalától a hőleadás oldaláig teljes körben, rendszerszemléletben kell átgondolni, mérlegelni, és utána megtervezni, kivitelezni, beszabályozni, üzemeltetni, karbantartani és szervizelni. Az emberiség nem mond le a műszaki fejlődés áldásairól, illetve a kényelemről (a komfortról). Ugyanis a nagy részéről nem is mondhat le. De a káros mellékhatásokat fokozatosan csökkenteni kell, és amennyire lehet, kiváltással meg kell szüntetni. Jelentős követelmény: az energiahatékonyság növelése az energiatermelés és az energiafelhasználás minden fázisában. A decentralizált energiatermeléssel és a korszerű fűtéstechnikával jelentős javulás érhető el hazánk energiagazdálkodásában és környezeti állapotában. Ha meg akarunk maradni egészségesen élő közösségi lényeknek, akkor ökológiailag érzékeny gondolkodásra van szükségünk. Változtatni szükséges a környezetet kizsákmányoló magatartásunkon, és ne higgyük, hogy pénz nélkül semmire sem mehetünk. Ne feledkezzünk meg arról, hogy az EU a klímavédelem élharcosának számít, és könnyen igazolható, hogy nemcsak szavakban kötelezte el magát a megújuló energiaforrások mellett, több milliárd eurót szánnak a nagyra törő célok elérésére, amit a tagországok saját forrásaikból természetesen kiegészítenek. A hőszivattyú energiatakarékos és környezetbarát gép: beépítése megteremti az építés és a környezet harmóniáját, csökkenti a káros légszennyezést, alkalmazásukkal emberbarát fűtési rendszerek valósíthatók meg! A megújuló energiahordozók használatának eszközei decentralizálhatók, üzemeltetési költségük jelentősen kevesebb a hagyományosnál, használatukkal fokozatos lesz az „átmenet” a kimerülő és az új energiaforrások hasznosítása között. Magyarország alapvető érdeke, hogy átfogó stratégiával rendelkezzen (Heller László Terv) az épületek fűtő/hűtő berendezéseiről. A természet erőforrásait takarékosan és hatékonyan szükséges felhasználnunk, világméretekben pedig versenyképesen. Az európai integrációnak kezdeményező, aktív tagjai legyünk, és a magyar energetikai prioritások alapján vegyünk részt az európai uniós döntéshozatalban és ezen a területen, lehetünk még példamutatóak is, és nem kullogók, mint napjainkban. Megítélésem szerint számunkra ez lenne az előnyös magatartás. (Lehet, hogy személycserékre is szükség van, javasolom

22


vizsgálatát, de az érdekviszonyokat nemzetgazdasági szinten.)

át

kell

gondolni

mielőbb,

Egy új műszaki megoldás meggyökerezéséhez, elterjedéséhez persze sohasem elég a szakemberek elszántsága. Ehhez olyan társadalmigazdasági környezet kell, amely kedvez a progresszív kezdeményezéseknek. Olyan környezet kell, ahol ezeket felkarolják, és gazdaságpolitikai, pénzügyi eszközökkel is segítik. A mai kormányzat gazdaságpolitikájában látható az a szándék, hogy a műszaki fejlesztés, energiatermelés, -szolgáltatás és a környezetvédelem stratégiai fontosságú területeit pénzügyileg is támogassa. E támogatások között a hőszivattyús technikának jelentős helyet kell szorítani. Egyrészt a hőszivattyús rendszerek adaptációjának nagyobb pénzügyi támogatásával, másrészt alkalmazásuk népszerűsítésével. A másik átgondolást igénylő kérdéskör az új technikai eszközök gazdasági hatékonysága. Ellene szólhat, hogy a műszaki fejlődés mai magyarországi színvonalán és a mai árviszonyok mellett a hőszivattyús fűtőberendezéses hőszolgáltatás nagyobb egyszeri ráfordítást (beruházási költséget) igényel, mint a már meghonosodott eljárások. Mellette szól viszont, hogy élettartama hosszú (30–40 év), üzemeltetési költségei lényegesen alacsonyabbak, mint a megszokott hőszolgáltató berendezéseké és sorozatgyártás bevezetésével az ára is jelentősen mérsékelhető. Állítható, hogy jelenleg is a beruházási költség a berendezés működési ideje alatt többször megtérül! A nyugat–európai országok hőszivattyús rendszerű fűtéssel szerzett eddigi tapasztalatai, legtöbb esetben hátrányosabb természeti adottságok melletti eredményei azonban bátorítást jelentenek számunkra ahhoz, hogy a várható siker tudatában elindíthassuk a hőszivattyú komplex hasznosításának programját. Egy új, rendszerelvű hőszivattyúcsaláddal, globális kelet–európai értékesítésével, a konkrét installációt és egyéb szolgáltatásokat is magában foglalva, ebből kifolyólag fizetőképes keresletre építkezve a költségek hamar megtérülnek, így az ún. „nullszaldó” létrejöhet. Ismerni kell e megfontolások mögött a fejlett országok (pl. Dánia, Svédország, Izland, Olaszország, Svájc, Németország, Ausztria) energiapolitikáját, a környezetvédelmi, az építési, a hőszigetelési műszaki előírásait és pénzügyi ösztönzéseit. Látni kell adottságainkat, hinni kell lehetőségeinkben, fizikai és szellemi felkészültségünkben, hogy a hőszivattyús programot, a Heller László tervet komplexen, körültekintően, szakszerűen el tudjuk készíteni, majd megfelelő ösztönzéssel, következetesen végre is tudjuk hajtani, de mindenekelőtt döntést kell hozni, hogy induljon a felvázolt munka! A vázoltak alapján javasolom elkészíteni a geotermikus energiáról szóló törvényt, kiemelt hangsúlyt helyezve a hőszivattyús hőtermelésre (fűtés, 23


hűtés), tekintettel arra, hogy a hőszivattyú egy olyan gép, amely fűteni és hűteni is tud, valamint figyelemmel a természeti adottságainkra, a hőfogyasztás dominanciájára, energiaimport-függőségünk csökkentésére, a környezetvédelem és a munkanélküliség gondjaira!

Záradék: „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 késő. Ha pedig az emberek közösen akarnak valamit, akkor azt meg is teszik, ezáltal érvén el céljukat, bármi is legyen az.” Teller Ede

7. ábra: A hazai importfüggőség 2003-ban (%-ban)

Megjegyzések: *nettó villamos energia a bruttó villamos energia-igényre vetítve **a nukleáris fűtőelemeket is importnak tekintve Forrás: Dr. Molnár László Az EU új energiapolitikája Hírlevél 2005. XII évf. 12. sz.

24


8. ábra: Földszonda -- kiviteli részletek Megjegyzés: a hőszivattyú szondái sekély mélységekből, általában a földfelszíntől párszáz méternél nem mélyebbről, környezetbarát módon, általában közvetett úton, ún. zárt hurkos rendszerben, azaz hőcserélővel veszik fel a földhőt Forrás: FRANK cég

4. „Heller László terv, egy munkahelyteremtő kezdeményezés” című javaslat cselekvési terve Figyelemmel a megújuló energiahordozók elterjesztésének hatékonyabbá tételére, az energiatakarékosságra és az energiahatékonyság növelésére, az EU energiapolitikájában és energiastratégiájában foglaltakra, a klimatizálás (légkondicionálás, hűtés) elháríthatatlan igényére, a munkahelyteremtésre, az adottságainkra, az energiaimportunk csökkentésére, az exportképességünk fokozására és a fenntartható fejlődésre gyakorolt hatásra, kormányunk részére a következőkben felsorolt intézkedések végrehajtását javaslom (1−9.). 1. Készítse el a geotermikus energiáról szóló törvény tervezetét, kiemelt hangsúlyt helyezve a hőszivattyús hőtermelésre (fűtés, hűtés), valamint figyelemmel a természeti adottságainkra, a hőfogyasztás dominanciájára, energiaimport-függőségünk csökkentésére, a környezetvédelem és a munkanélküliség gondjaira; 2. Készítse el a földgázzal párhuzamosan versenyző, majd a földgáztüzelésű kazánokat és az energiapazarló klimatizáló gépeket fokozatosan felváltó hőszivattyús rendszerek nemzeti célprogramját, a „Heller László terv, egy munkahelyteremtő kezdeményezés” című javaslatot, építse be az Országos Fejlesztéspolitikai Koncepcióba, majd az ÚMFT-be és az ÚMVT-be (kétéves akcióprogramokba). Ezzel egyidőben vizsgálja meg, hogy Magyarország mely feltételekkel lehet a hőszivattyús (fűtő, hűtő) rendszerek elterjesztésének egyik központja, valamint a mikro-, kis- és középvállalkozások mely feltételekkel kapcsolhatók be a programba, enyhítve ezzel a munkanélküliség mértékét; 3. Készítsen előterjesztést arra vonatkozóan, hogy a geotermikus energia hasznosítása mely költségvetési forrásokból finanszírozható; 4. Készítsen megvalósíthatósági tervet a közintézmények (különösen a minisztériumok és országos hatáskörű szervek részére) környezetbarát és energiatakarékos hőszivattyús (fűtő, hűtő) rendszerrel összekapcsolt hőés villamosenergia-ellátásáról; 5. Dolgozza ki az önkormányzatok, a kistérségek, a régiók geotermikus energiahasznosításával kapcsolatos feladatait (beleértve a hőszivattyú telepítéssel kapcsolatos engedélyezési és ellenőrzési feladatokat);

25


6. Vizsgálja meg annak feltételeit, hogy a távfűtéses övezetekben hogyan valósítható meg a hőszivattyús (fűtő, hűtő) rendszerrel összekapcsolt hatékonyabb hő- és villamos-energiatermelés, és hogyan csökkenthető a környezetszennyező egyedi lakásfűtések száma országos viszonylatban; 7. Vizsgálja meg annak feltételeit, hogy a bevásárlóközpontokhoz, nagy irodaházakhoz, nagy állattartó épületekhez hogyan lehet ösztönözni a hőszivattyús (fűtő, hűtő) rendszerrel összekapcsolt hőés villamosenergia-ellátás létesítését; 8. Készítsen előterjesztést arra vonatkozóan, hogy legalább a középiskolai színtű oktatástól kezdődően kötelező tantárgyként oktassák az energiatakarékosságot és az energiahatékonyságot a környezet védelme érdekében; 9. Készítsen megvalósíthatósági tervet annak érdekében, hogy a közcélú rádió- és televíziós csatornákon, főműsoridőben az energiatakarékosságot és az energiahatékonyság-növelést rendszeresen hirdessék a jó példák bemutatásával.

9. ábra: A Kárpát-medence hőáramtérképe [mW/m2].

26


A Föld belsejében sokkal nagyobb a hőmérséklet, mint a felszínen, ezért a belső energia állandóan áramlik a felszín felé (ún. földi hőáram [mW/m2]) Forrás: Dr. Dövényi Péter docens, ELTE Geofizikai Tanszék

5. Földgázkazán vagy hőszivattyú?

10. ábra: Kazánjaink hatásfokának fejlődése 1960-tól Forrás: HOVAL cég

11. ábra: Különböző hőtermelések primerenergetikai hatásfoka

*Primerenergia: a rendelkezésre álló és az energiaátalakításra felhasználható elsődleges energiaforrások gyűjtőneve (pl. kőszén, olaj, gáz a földben) Forrás: Joós Lajos: Energiamegtakarítás a háztartások földgázfelhasználásában. Magyar Épületgépészet, XLI. évf. 2002/4. szám

A fűtésre vonatkozó németországi tapasztalatokat mutatja a 11. ábra, amely hazánkra is értelmezhető a hőtermelés megoldásainak energetikai 27


összehasonlítására, az üzemeltetéshez szükséges (primer) energiára vonatkoztatott hasznos hőáram szemléltetésére. Az oszlopdiagram nem tartalmazza teljes körűen a lehetséges összes fűtési rendszereket pl. az egyedi fűtések berendezéseit, az Ausztriában már elterjedt ún. biokazánokat, a faelgázosító és a pellettüzelésű kazánokat. A 11. ábra oszlopdiagramjából egyértelműen kiolvasható a különféle hőszivattyúk (a jobb oldali három oszlop) használatának energetikai előnyei mellett az elavult hőtermelő eszközök cseréjének szükségszerűsége is! A fűtéskorszerűsítés a lakások komfortosítása mellett a nem korszerű, veszélyes (nyitott rendszerű) földgáztüzelésű készülékek illetve berendezések és a szintén korszerűtlen, lakótérben elhelyezett téglakémények miatt élet- és vagyonvédelmi szempontok alapján is kiemelt feladatunk. A 11. ábra kapcsán azt is jelezni kell, hogy a földgáz árát alapjában a kőolaj ára határozza meg, ezért Németországban az olajkazán, hasonlóan a gázkazánhoz, még mindig elterjedten használatos, hiszen a létesítési és üzemeltetési költségük is közel azonos. Az EU belső piacán van olajtüzelésű kondenzációs kazán is. A kondenzációs technika alkalmazása a gyakorlatban végrehajtott környezetvédelem egyik eleme. A hőszivattyús bivalens, alternatív üzemű berendezéshez, kis hőmérsékletű fűtésekhez jól illeszthető a gáz- illetve az olajtüzelésű kondenzációs kazán. A 11. ábrát elemezve kiolvasható a hőszivattyúk fő jellemzője: üzemeltetése során a bevezetett munkát megtöbbszörözve (3–6 szorosan) ad le hőt! A különféle hőszivattyúk és hőszivattyús rendszerek világszerte elismerten energetikailag a leghatékonyabb fűtési-hűtési technológiák, az energiatakarékosság és a CO2-kibocsátás csökkentésének kulcselemei. Tekintettel a fentiekre is, az atomenergia felhasználásához és a villamos rendszerünk frekvenciaszabályozásához is jól illeszkedő technológiáról van szó! Időszerű, illetve célszerű ezt a leegyszerűsített kérdést feltenni. Természetesen nem gondoljuk, hogy erre a kérdésre a tisztelt olvasóink mindannyian ugyanazokat a válaszokat adják, de azt mindenképpen reméljük, hogy a mostani eszmefuttatás végére világosabban fogjuk látni a kérdés lényegét. Ami a jövőre nézve sokat segíthet, ugyanis az energiaárakban viszonylag rövid idő alatt olyan jelentős változások is végbemehetnek, ami alapvetően megváltoztatja a jelenlegi energiapiaci helyzetet. Az építés célja, hogy az ember mindennapi életéhez megfelelően komfortos (fűtött, hűtött, szellőztetett) környezetet biztosítson. Sose feledjük, hogy Charles J. Kibert megfogalmazása szerint:

28


„A fenntartható építés: egészséges épített környezet létrehozása és felelősségteljes működtetése, ökológiai alapelvekre támaszkodva, és az energiaforrások hatékony felhasználására törekedve.”

12. ábra: Hagyományos kazános olajfűtés, és különböző üzemmódú villamos hőszivattyúk globális károsanyagkibocsátásának oszlopdiagramja

Forrás: Horst Kruse – Rudolf Heidelck: Heizen mit Wärmepumpen TÜV.Verlag GMBH, Untermehmensgruppe TÜV Rheinland/Berlin-Brandenburg, Köln 1997

29


13. ábra: Fosszilis energiahordozók elégetésekor keletkező szén-dioxid [kg CO2/kWhE]

Forrás: Horst Kruse – Rudolf Heidelck: Heizen mit Wärmepumpen TÜV.Verlag GMBH, Untermehmensgruppe TÜV Rheinland/Berlin-Brandenburg, Köln 1997

14. ábra: Globális károsanyag-kibocsátások kg-ban éves szinten villamos hőszivattyúnál és olajkazánnál

Megjegyzés: a *CO2 értéke 1000 szeresen értendő. VOC, Volatile Organic Compounds: illékony szerves vegyületek Forrás: IDM cég

30


15. ábra: Épületfajták fajlagos energiaigényei [kWh/m2,év]

Megjegyzés: az épületállományunk többségének 200 kWh/m2év fölötti az energiaigénye Forrás: HOVAL cég

A legnagyobb energiamegtakarítást az energiatermelés és az energiafelhasználás ésszerűsítésével, az építmények hőveszteségének csökkentésével, valamint a hőtemelő berendezések optimális, európai értékrend szerinti kiválasztásával és üzemeltetésével érhetjük el. A műszaki fejlődés lehetővé tette, hogy az ember a növekvő komfortigényét egyre tökéletesebben kielégíthesse. Például a hűtés alkalmazásának elterjedése jóléti vívmány. A hűtőgépek nagyobbik része villamos energia felhasználásával működik. Alapvető érdekünk a hűtés villamosenergia-fogyasztásának csökkentése, az „energiafaló klímagépek” kiváltása! Fel kell figyelnünk arra is, hogy hazánkban egyre több irodaépületnek (középületnek) a hűtési költsége meghaladja a fűtési költséget. (Az erőműépítés a nagyberuházások közé tartozik, költséges és időigényes.)

31


16. ábra: Szellőzési rendszer hőszivattyúja Forrás: ÉTK TS

Az energia megtakarításának több lehetősége van, jellemzően: • végenergia-csökkentés (pl. födém, padló és homlokzat hőszigetelése, nyílászáró cseréje), • hatásfokjavítás (pl. régi, elavult kazán cseréje), • kapcsolt energiatermelés (villany és hő egyidejű termelése), • megújuló energiák hasznosítása (pl. hőszivattyúval). A megújuló energiaforrásokkal a fosszilis energiahordozók (jellemzően az importált földgáz, kőolaj és szén – lásd az 1. táblázatot) felhasználását csökkentjük, elősegítve ezzel szűkebb környezetünk tisztaságának megőrzését, és globálisan mérsékeljük az üvegházhatást kiváltó gázok kibocsátásának további növekedését, hozzájárulva ezzel a kiotói célok eléréséhez. 1. táblázat: A hőszivattyú szerepe az energiahatékonyság növelésében VÉGENERGIA–FELHASZNÁLÁS 1. Hő

2. Villany

3. Tüzelőanyag

4. Üzemanyag

HATÉKONYSÁGNÖVELÉS 1. Hatásfokjavítás

2. Kapcsolt energiatermelés

PRIMERENERGIA-FELHASZNÁLÁS 1. Földgáz

2. Kőolaj

3. Szén

4. Atom

32

3. H ő s z i v a t t y ú k MEGÚJULÓ ENERGIAHORDOZÓK


Forrás: Dr. Büki Gergely: „A biomassza energetikai értékelése” című vetített képes előadása, Budapest, 2007. június 11.

17. ábra: Olajkazánhoz viszonyított globális CO2-kibocsátás (a villamos hőszivattyúk lokális CO2-kibocsátása nulla)

Megjegyzés: kitörést hozhat fejlődésünkben az energia ésszerű felhasználásának eszköze: a hőszivattyú. Az energiamegtakarításhoz olyan energiahordozót használhat fel, ami nem okoz szén-dioxid (CO2) -növekedést! Sőt globálisan CO2- és légszennyezéscsökkenést jelent a használata! Forrás: Nemzetközi Energia Ügynökség (IEA)

A termodinamika I. főtétele szerint energiát sem előállítani, sem megsemmisíteni nem lehet, csupán egyik formájából a másikba átalakítani. Az „energiatermelés” (fűtés-hűtés stb.) kifejezés ennek ellenére elterjedt a szóhasználatunkban. Az energia átalakítását tehát a lehető legjobb hatásfokkal, a legkisebb veszteséggel szükséges megoldani.

33


6. Megújuló energiaforrások és a hőszivattyú Megújuló energiaforrások alatt azokat az energiahordozókat értjük, amelyek felhasználása során azok forrása nem szűnik meg, hanem folyamatosan újratermelődnek. Ezért primer energiahordózoknak is tekinthetők.

18. ábra: Európa napenergia térképe: Magyarország felszínét évente 300–400 EJ napsugárzás éri

Megjegyzés: látható, hogy pl. Ausztriánál és Németországnál is kedvezőbb felszíni napsugárzással rendelkezünk

A közismert három ún. "megújuló nagy" a nap-, a szél- és a vízenergia mellett a jövőben meghatározó szerep juthat hazánkban is a (környezeti) levegő hőtartalmára és a Föld hőtartalmára, amelyek jelentős részben szintén a napenergia végtelen nagyságú hőtárolói. Ezek a környezetünkben lévő – természetesen ugyancsak – megújuló energiahordozók a hőszivattyú, mint eszköz segítségével gazdaságosan hasznosíthatók. Unios és világtendencia a megújuló energia hőhordozóihoz való visszatérés. A nem áramfejlesztési célú felhasználások közül napjainkban a leggyakoribb piacképes csúcstechnológia az ún. földhős hőszivattyús energiahasznosítás. 2004. végére a hőszivattyúzás a közvetlen fűtési célú, földhős energiafelhasználásnak elérte az ⅓ részét. 34


Ez mintegy 71 országban kb. kétmillió hőszivattyús rendszert jelent, az összteljesítmény kb. 27,8 GWth. A hőszivattyú energiatakarékos és környezetbarát gép, beépítése megteremti az építés és a környezet harmóniáját, továbbá az építmények forgalmi értékének emelkedésével növeli a nemzeti vagyont. A megújuló energiaforrások és –hordozók az épületgépészet területén is egyre nagyobb szerepet kapnak. Azt is jelezni kell, hogy az épületgépészet műszaki berendezései a nemzeti vagyon 20–25%-át képezik, és éves előállítási értékükkel ugyanekkora arányban vannak jelen a megtermelt GDP-ben. 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. Jelezzük, illetve javasoljuk a következő háttéranyagokat a részletesebb tájékozódáshoz: a BM Önkormányzati Tájékoztató XV. évfolyam 2005/01., 02. és 03. száma három részletben közöl egy dolgozatot (e folyóirat az internetről is letölthető: http://www.otm.gov.hu/belugy/belsajt.nsf/onkorm), az Építésügyi Szemle XLVI. évfolyam 2004/01., /02., /04., a XLVII. évfolyam 2005/04., valamint a XLVIII. évfolyam 2006/01. számai, a Magyar Épületgépészet LVI. évfolyam, 2007/6., továbbá a Magyar Installateur 17. évfolyam 2007/június-júliusi számában számos cikk jelent meg a hőszivattyúzásról. A fentiek alapján mondható, hogy a hőszivattyús technológia potenciálja nagyságrendileg azonos a fosszilis hőenergia-termelés, jellemzően földgázkazán és földgázbojler által megtermelt hasznos hő potenciáljával.

35


7. KÖRNYEZETI ÉS TÁRSADALMI HASZNOSSÁG A légszennyezés-csökkentés egészségügyi igénye Az elmúlt évszázadban az energiaárak országunkban mérsékeltek voltak, és nem tükrözték az energia valós értékét, így az energia hatékony felhasználására nem ösztönözték a felhasználókat, a tulajdonosokat, a beruházókat. A dráguló energia viszont megemeli a megtakarítás értékét, és megrövidíti a beruházások megtérülési idejét. A szokványos, hagyományos hőszolgáltató berendezésekhez képest az új technika más, mint a megszokott, de ez is szakszerű tervezést, kivitelezést, üzemeltetést kíván. Nem kell félelmetes földgázkazán, illetve környezetszennyező (füstölő), drága kémény. Nincs szükség szintén helyfoglaló és további árnövelő tüzelőanyag-tárolóra, nem kell földgázvezeték, és biztonságos, mert nincs szén-monoxid-mérgezési és robbanásveszély, különös tekintettel a minden évben növekvő balesetek számára. Városaink levegőszennyezettségének káros hatását pénzben igen nehéz meghatározni. A földgáztüzelésre való áttérés ellenére így ma reflektorfénybe kerül a hőszivattyúk alkalmazása. Ismeretes, hogy a széntüzelés idejében pl. Budapest épületeit a rárakódott por, korom „patinássá” tette, vagyis jól befüstölte. Az emberiség nem mond le a műszaki fejlődés áldásairól ill. a kényelemről (a komfortról), ugyanis a nagy részéről nem is mondhat le, de a káros mellékhatásokat fokozatosan csökkenteni kell, és amennyire lehet, kiváltással megszüntetni. Jelentős követelmény: az energiahatékonyság növelése az energiatermelés és az energiafelhasználás minden fázisában. A korszerű hőszivattyús (villamos és gázüzemű) rendszer szinte minden meglévő meleg vizes központi fűtéshez csatlakozható. Figyelemmel a hőszigetelés fontosságára, a monovalens, a bivalens és a multivalens hőszivattyús rendszerekre. Alkalmazásával emberbarát ún. sugárzó fűtési és hűtési rendszerek (pl. 30 Celsius-fok alatti fűtésielőremenővízhőmérséklettel!) valósíthatók meg! Így a környezet terhelésének mérsékelésével javulhat a lakosság egészsége, életminősége. Ha meg akarunk maradni egészségesen élő közösségi lényeknek, akkor ökológiailag érzékeny gondolkodásra van szükségünk. Változtatni szükséges a környezetet kizsákmányoló magatartásunkon, és ne higgyük, hogy pénz nélkül semmire sem mehetünk.

36


A hőszivattyúk és a klímaváltozás Amikor egy energetikai rendszer hasznosságát értékeljük, ma már elsődleges fontossággal kell figyelembe venni a környezetvédelmi hatást. Ezért ma elsősorban a klímavédelemhez való kapcsolódás került a figyelem központjába, de hasonlóan fontos a lokális környezetvédelem is, a helyi levegőszennyeződés csökkentése (különösen az intenzíven növekvő gépjárműforgalom és az egyre gyakrabban előforduló szénmonoxid-mérgezések miatt). További fontos, energiastratégiailag értékelendő szempont az energiaimport-függőség csökkentése, a fosszilis biztonsági készletezési szükségletek csökkentése, a kiegyensúlyozottabb hatékony hasznosítással kombinált villamosenergia-fogyasztási igény megteremtése. Önkormányzati szinten a helyi energiaforrások hatékonyabb felhasználása, a jövedelmek megőrzése, a tiszta környezet mindenütt kiemelt szempont. A társadalmi hatások közül fontos megvizsgálni, hogy az új technológia üzemeltethetősége, fenntarthatósága mennyire költséges, illetve mennyire biztosítható. Továbbá lényeges szempontként jelentkezik a helyi munkahelyteremtések, a kistérségi szinten meghatározó innovatív vállalkozások sikeressége. A fentiek elérését országos szinten a Hellerterv, önkormányzati szinten a tudatos és hatásos energetikai fejlesztések és helyi programok segíthetik. A hőszivattyús berendezés által kiváltott szén-dioxid meghatározásánál egyrészt a közvetlenül kiváltott fosszilis tüzelőanyag révén megtakarított kibocsátás elkerülését kell figyelembe venni, másrészt a hőszivattyú körfolyamat munkavégzéséhez szükséges befektetett energia fosszilis energiatartamát kell értékelni. Abban az esetben, ha ehhez a munkához villamos energia szükséges, általában az országos energiamérlegekben villamosenergia-termelésre felhasznált primer energiahordozók arányából kiindulva szokták értékelni a energiaegységre jutó CO2-terhelést. Természetesen a munkavégzéshez (kompresszióhoz) szükséges energiát helyi autonóm megújuló energiatermelő rendszerekből (szél, nap, Stirlingmotor, biogázmotor, növényiolaj-motor stb.) nyerve CO2-semleges rendszereket is létre lehet hozni. A hőszivattyút működtető energia lehet: ● Fosszilis eredetű ● Atomenergia ● Megújuló energia (nap-, szél-, geotermikus-, bioenergia…) A hőszivattyú hajtására felhasznált energia, illetve üzemanyag (pl. motorhajtóanyag) biomassza eredetű is lehet:

37


• gáz halmazállapotú: pl. biogáz biomassza hulladékból anaerob lebontással előállítva • folyékony halmazállapotú: pl. biodízel illetve növényi olajok pl. repceolaj átészterezésével, vagy bioetanol keményítő- és cukortartalmú növényekből, cellulóztartalmú hulladékanyagokból előállítva • szilárd halmazállapotú: pl. pellet, biobrikett A motorhajtó alkoholok alkalmazását a növekvő környezetvédelmi elvárások és az energetikai szempontok mellett agrárgazdasági megfontolások miatt is célszerű elősegíteni.

Az alábbiakban egy tipikus villamos hőszivattyú CO2-kibocsátáscsökkentő hatását szemléltetjük: A tüzelőanyag 1 kg széntartamából a mólsúlyok ismeretéből adódik, hogy 3,67 kgCO2/kgC keletkezik. 2005-ben a villamosenergia-termelés részaránya primer energiahordozók szerint a következő volt (2. táblázat).

38


2. táblázat: Országos erőművi adatok (2005)

Tüzelőanyag neve Jellemző karbontartalom, átlagos [kgkarbon / kgtüzelő] Jellemző fűtőérték [MJ / kgtüzelő] Jellemző fűtőérték [kWh / kgtüzelő] Fajlagos szén-dioxid kibocsátás [kgCO2 / kgtüzelő] Fűtőértékre eső CO2kibocsátás [kgCO2 / kWh] Villamosenergia-termelés 2005-ben [GWh/év]* Erőművi tüzelőanyagfelhasználás 2005-ben [GWh/év]* Erőművi tüzelőanyagfelhasználás aránya 2005ben [%] Erőművi termelés átlagos hatásfoka [%] Termelt villamos-energiára jutó CO2-kibocsátás 2005ben [kgCO2/kWh]

Szén

Folyékony

Földgáz

Urán

Megújulóból és hulladékb ól

0,3

0,5

0,85

0,75

0

0

9

18

42

44 (34 MJ/m3)

2,5

5

11,7

12,2

1,1

1,83

3,12

(2,1 kgCO2/m3)

0

0

0,44

0,366

0,267

0,225

0

0

6 977

466

12 337

13 834

2 131

23 200

1 734

36 726

40 936

8 968

19,5

1,3

34,5

38,7

6,0

30,1

26,9

33,6

33,8

23,8

1,395 (0,42/0,301)

0,993

0,670

0

0

Lignit

2,75

Megjegyzés: *a Magyar Energiahivatal 2005-re vonatkozó éves jelentése szerint (www.eh.gov.hu )

Az átlagos erőművi összhatásfok: ηerőmű = 30,1 × 19,5% + 26,9 × 1,3% + 33,6 × 34,5% + 33,8 × 38,7% + 23,8 × 6,0 = = 32,3 % Az erőművi átlagos szén-dioxid-kibocsátás a termelt villamos energiára tekintve tehát: 1,395 × 19,5% + 0,993 × 1,3% + 0,670 × 34,5% ≈ 0,516 [kgCO2/kWh] A villamos hálózati hatásfok 90%-ra becsülhető. Az elfogyasztott villamos energia egységére jutó CO2-kibocsátás tehát átlagosan: 0,516 / 0,90 = 0,573 [kgCO2/kWh] A mostanában lezajlott illetve zajló fejlesztéseket (Mátrai Erőmű hatásfoknövelése, Paksi Erőmű kapacitásbővítése, biogázmotorok számának jelentős gyarapodása stb.) tekintve a fenti fajlagos érték még további javulása várható, ami a hőszivattyúk környezeti megítélésének és hasznának további javulását eredményezi.

39


A konkrét környezeti hasznot egy földszondás hőszivattyús berendezésre jellemző összetett átlagos COP = 4,5 [kWhhő/kWhel] értékű hőszivattyúval szemléltetjük. Eszerint a berendezés fajlagos szén-dioxid-kibocsátása: 0,573 [kgCO2 / kWhel] / 4,5 [kWhhő/kWhel] = 0,127 [kgCO2 / kWhhő]; A hőszivattyúval azonos hőteljesítményű földgáztüzelésű hőenergiatermelés esetén a kibocsátott szén-dioxid fajlagos mennyisége a következő módon számolható. Alapadatok: Éves tüzelőanyag fűtőértékére vonatkoztatott kazánhatásfok: 85%; Földgáz fűtőérték: 9,44 kWh/m3; Az 1 kWh fűtési hőmennyiség előállításának földgázigénye: 1 / (9,44 × 0,85) = 0,125 [m3/kWh] 1 kWh földgázkazánnal történő fűtési hőtermelés fajlagos CO2-kibocsátás értéke: Eg = 2,1 [kgCO2 /m3] × 0,125 [m3/kWh] = 0,263 [kgCO2 / kWh] A fűtési célú hőszivattyú a fenti példa esetén, az alternatív kazán villamos segédenergia igényét elhanyagolva: ΔEfűtés = 0,127 – 0,263 = –0,136 [kgCO2/ kWh] Tehát 0,079 kgCO2/ kWh kibocsátás kiváltás érhető el. Abban az esetben, ha a fűtési rendszer a technológiának megfelelően megváltozik, tehát padló illetve fali sugárzó fűtések kerülnek kiépítésre a hagyományos radiátorok helyett, a technológiaváltás miatt a hőigény is csökken, ami további megtakarítást eredményez. A hűtési célú felhasználás esetén az alternatív légkondicionáló berendezések fajlagos energiaigényével is össze kell hasonlítani a hőszivattyús rendszer összes energiaigényét és az EER értékét (a COP tényezővel ekvivalens a hűtésre vonatkoztatva). Például ha 30%-kal több a hőszivattyús rendszer teljes energiaigénye (hulladékhő vagy hidegenergia + villamos energia együtt) és a hűtésre – EER tényező 3,5; akkor a hűtési folyamat kibocsátásának kiváltása a következő: ΔEhűtés = 0,573 / 3,5 – 0,573 / 1,3= –0,277 [kgCO2 / kWhhideg] Minden projekt esetén megállapítható az a kritikus COP érték, amely fölött CO2-csökkentés érhető el. A fenti példa esetén, ha csak fűtési célú felhasználás van, akkor a

40


ΔEfűtés = Ehősziv – Egáz = E0 / COP – Egáz Az egyenletet ΔEfűtés=0-ra felírva és rendezve a kritikus COP érték az általános esetekre: COPkrit,1 = E0 / Eg = 0,573 [kgCO2/kWhel] / 0,263 [kgCO2/ kWh] = 2,179 tehát 2,179-es COP érték esetén a mai valóságban már szén-dioxidkibocsátás kiváltásra képes a hőszivattyús technológia, csak fűtési célú hasznosítás esetén is. Környezetvédelmi szempontból tehát, már ekkor megtérül a hőszivattyú alkalmazása. Energetikai szempontból akkor indokolt alkalmazása, ha a COP tényező értéke:

a

villamos

hőszivattyú

COPkrit,2 ≥ 1 / (ηerőmű × ηhálózat) = 1 / (0,323 × 0,90) = 3,44 A COP harmadik kritikus értéke a gazdaságosság szempontjából fontos. Talán előbb-utóbb a Heller-tervnek köszönhetően kialakul egy olyan támogatási struktúra, ami a költséghatékony és minősített megvalósítások esetén a gazdaságilag kritikus COPkrit,3 tényezőt legalább olyan értékre leviszi, hogy az a COPkrit,2 értékkel megegyező legyen, de a klímavédelem miatt, akár nagyobb mértékű támogatás is indokolt lenne. Támogatás nélkül a COPkrit,3 gazdasági megtérülést is biztosító érték a technológia fajtájától (levegős, szondás), felhasználás módjától (hűtés?), a telepítés jellegétől (új épület, régi rendszer kiváltása), a tőkeelvárásoktól is jelentősen függő érték, konkrét értéke csak aktuálisan dönthető el. Általában a nyári-téli folyamatos üzemű szondás hőszivattyúk esetén ez a kritikus tényező 4,5–5-re becsülhető. A fajlagos szén-dioxid-kibocsátást a hőszivattyú COP tényezője függvényében az alábbi görbén ábrázoljuk, melyen a földgázzal és a villamos energiával történő fűtés kibocsátás hatását is jelöljük. Egyértelműen leolvasható, hogy az adott COP tényező függvényében mekkora CO2 emisszióra lehet számítani, amit összehasonlítva a gázkazán jellemző emissziós mennyiségéből kiadódik az elérhető kibocsátásmegtakarítás. Látható, hogy a lakossági-intézményi szektor fűtési energiához köthető fajlagos kibocsátás a felére redukálható elméletileg. A hőszivattyú alkalmazása a lokális szennyezés mértékét is jelentősen csökkenti. Villamos hőszivattyú esetén a lokális szennyezés (NOx, CO, por, SO2, PAH, stb.) mértéke nullára csökkenthető, míg gáztüzeléses hőszivattyú esetén a kapcsolt jellegű termelés előnyei és a hőszivattyú komplex előnyei miatt érhető el a lokális szennyezettség csökkentése. Ezzel párhuzamosan az épületek biztonságosabbá válnak, a szén-monoxid okozta mérgezések esélyei, a gyakran lakótérbe visszajutó füstgáz káros hatásai (asztma) megszüntethetők.

41


Villamos fűtés: 0,573 kg/kWh

EHSZ - Fajlagos CO2 kibocsátás [kgCO2 / kWh]

0,6 0,573 0,5

EHSZ = 0,573 / COP Gazdaságilag előnyös hőszivattyú 0,4

COPkrit 3 0,3

Hagyományos földgáz-tüzelés: 0,26 kg/kWh

0,287

0,2

0,191 Energetikailag előnyös hőszivattyú

0,143 0,1

0,115

COPkrit,1 = 2,18 COPkrit,2 = 3,44

0,096

0,082

Környezetvédelmileg előnyös hőszivattyú 0,0 1

2

3

4

5

6

7

COPéves - tényező értéke 19. ábra: A CO2-kibocsátás lehetséges értékei villamos hőszivattyús rendszerek alkalmazása esetén 42

MELLÉKLETEK

Komlós Ferenc: Hőszivattyúzás

I. Melléklet

I. Melléklet: HŐSZIVATTYÚZÁS 1. A hőszivattyú története Forrás: Csináljuk Jól! energiahatékonysági sorozat 22. szám: A hőszivattyú (Szerzők: Komlós Ferenc, Fodor Zoltán, Kapros Zoltán, Vaszil Lajos). Készült az Energia Központ Kht. megbízásából, UNDG/GEF projekt keretében, Budapest, 2007. szeptember (várható megjelenés)

Az angol James Joule és William Thomson (Lord Kelvin) 1852-ben alkotta meg a hőszivattyú elvét. Az osztrák Peter Ritter von Rittinger a francia 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 lett. A hőszivattyú múltjának magyar vonatkozásával kapcsolatban jelezni kell, hogy 1948-tól a Heller László közreműködésével kidolgozott kompresszoros hőszivattyú áttörést jelentett e technológia történetében. Ezek után 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.

Dr. Heller László (1907–1980) A „Heller László terv, egy munkahelyteremtő kezdeményezés” című javaslat névadója, világhírű professzor, akadémikus. 1948-ban védte meg doktori disszertációját, amelynek témája a hőszivattyúk alkalmazásának technikai, gazdasági feltételei volt (Heller L.: Die Bedeutung der Warmequmpe bei thermischer Elektrizitadserzeugung Universitaetsdruckerei, Budapest, 1948.)

A hőszivattyú csupán egy eleme a rendszernek, mégis az egészet meghatározza. Amíg ezt nem ismerték fel, a rendszerek hibás kialakítása számos problémát okozott. A műszaki tapasztalat rögzítése nagyban hozzájárult a „gyermekbetegségek” kinövéséhez. A legsúlyosabb probléma 1


I. Melléklet

nem a hőszivattyús kereskedelem hanyatlása volt kb. 15–25 éve, hanem a közvélemény bizalmának elvesztése a hőszivattyúkban. Az ún. földhős hőszivattyúk 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 terjed ilyen mértékben, ha a technológia éves energiafogyasztása a beszerzési költség figyelembevételével kisebb, mint a hagyományos megoldásé. Vagyis az ebből származó energiamegtakarítás eredménye fedezi vagy meghaladja az új berendezés, a hőszivattyú beruházási költségtöbbletét. Hőbányászattal foglalkozó hazai szakértőink európai színtű elismerését jelenti, hogy 2003. május 25–30. között Szegeden tartották az Európai Geotermikus Konferenciát (EGC–2003: European Geothermal Conference 2003), ahol külön hőszivattyús szekció (Heat pump application) foglalkozott ezzel az utóbbi évtizedben rendkívül gyorsan fejlődő, környezetbarát technikával. Megvalósult példaként bemutatták a berlini Bundestag épületének fűtését és hűtését (lásd a 20. ábrát). Az itt beépített hőszivattyús berendezést úgy alakították ki, hogy megfelelő átkapcsolással télen fűtő-, nyáron pedig hűtőberendezésként üzemelhessen.

20. ábra: A berlini Bundestag épületének fűtése és hűtése Forrás: Justus Liebig Universitäte, Graphik GTN

Az USA-ban Idaho állam kapitóliumi épületét, a berlini parlamentéhez hasonlóan oldották meg, a hőszivattyú fűtést és hűtést szükség szerint szolgáltat. Ezekbe a kiemelt fontosságú középületekbe épített hőszivattyús rendszerek a széleskörű elterjesztés érdekében példamutató referenciának is tekinthetők. „A világon üzemben lévő összes hőszivattyú száma meghaladja a 100 milliót.” (Dr. Vajda György: Energiahasznosítás, Akadémia Kiadó, Budapest, 2004) 2


I. Melléklet

2. Korszerű melegvízüzemű központi fűtések Forrás: Csináljuk Jól! energiahatékonysági sorozat 22. szám: A hőszivattyú (Szerzők: Komlós Ferenc, Fodor Zoltán, Kapros Zoltán, Vaszil Lajos). Készült az Energia Központ Kht. megbízásából, UNDG/GEF projekt keretében, Budapest, 2007. szeptember (várható megjelenés)

Az energiaválság a fejlett országokban már korábban kikényszeríttette az energiatakarékos hőszivattyú alkalmazását, és az emberközpontú, kis hőmérsékletű, melegvíz-üzemű központi fűtéseket. Nevezetesen az ún. felületfűtéseket: a nagy felületű radiátoros fűtést (a radiátor hőmérsékletlépcsői: 55/45 °C, majd 40/30 °C, a korábbi 90/70 °C, és 75/60 °C helyett), valamint a padló-, a fal- és a mennyezetfűtést, az épületszerkezet temperálását. Ennek oka, hogy a fűtési energiaszükséglet csökkentésének egyik műszaki lehetősége az ún. sugárzó fűtés (illetve hűtés). A hőszigetelés jelentős javítására az épület hőforgalma csökken (hatására „nyáron nem jön be, télen nem megy ki a meleg”), ami a hűtés, a fűtés, a környezet terhelése szempontjából is hasznos, lerövidíti a hűtési és fűtési időszakot (az üzemeltetési idő csökken). Kellemesebbé teszi a hőérzetet télen és nyáron egyaránt. A külső határoló- felületek belső hőmérsékletének változtatott értékei, a hőérzetet javítják. 3. táblázat: Fűtési megoldások sugárzásos és konvekciós hőleadásának megoszlása. Tájékoztató értékek Fűtési megoldás

Sugárzás Konvekció [%] [%] Infravörös sugárzó fűtés 90 10 Mennyezetfűtés 75 25 Falfűtés 50 50 Padlófűtés 30 70 Hagyományos radiátoros fűtés 15 85 Légfűtés 0 100 Forrás: Macskásy Árpád – Bánhidi László: Sugárzó fűtések, Akadémiai Kiadó, Budapest, 1985.

Az ún. felületfűtések, felülethűtések sugárzó fűtések (hűtések), így a belső léghőmérséklet csökkentése (illetve növelése) révén 10–15%-os energia megtakarítást érhetünk el ugyanolyan hőkomfort (hőérzet) mellett. Központi fűtéseink általában víz hőhordozóval működnek, a hőleadók pedig főleg radiátorok. A hagyományos hőlépcsőjű, ablak alá szerelt radiátorok hőátadása nagy részben hőáramlásos (konvekciós) (lásd a 21. és 22. ábrát). 3 °C-nál nagyobb hőmérséklet-eltérés a fej- és a bokamagasság között komforthiányt okoz, ezért lényeges, hogy a falak és a helyiség hőmérséklete között se legyen nagyobb a különbség. A kevéssé hőszigetelt épületekben, ahol a külsőfal belső falfelülete hideg, ez az érték általában nagyobb 3 °C-nál. A helyiség-hőmérsékletet növelik ilyenkor a megfelelő hőkomfort elérése 3


I. Melléklet

érdekében, ami még nagyobb hőmérséklet-különbséget és még nagyobb energiaveszteséget okoz. A padlófűtések, a falfűtések (hűtések) és a mennyezetfűtések (hűtések) sugárzó fűtések, amelyek alkalmazásakor a helyiségben a fűtésből, illetve a hűtésből (épületszerkezet temperálásnál) származó légmozgás minimális, és mellette az ember számára kedvezőbb a hőmérséklet-eloszlás is. Az emberi szervezet bizonyos határok között képes szabályozni a test hőleadását: változtatja a bőrbe jutó vérmennyiséget, szélsőséges esetben pedig borzong, illetve fokozottan izzad. A helyiségben lehetnek olyan térrészek, ahol az egyes hőérzeti paraméterek egyenlőtlen térbeli eloszlása helyi diszkomfortot okoz. A helyi diszkomfortérzet általában nem az egész emberi testre, hanem annak egyes részeire van hatással. Oka lehet a légmozgásból keletkezett huzat, valamint a felületi hőmérséklet és a léghőmérséklet egyenlőtlen eloszlása.

21. ábra: Fűtési megoldások függőleges irányú hőmérsékleteloszlása (pontvonallal jelölve a boka- és a fejmagasság) Forrás: Dr. Ing. A. Kollmar

22. ábra: Hagyományos hőlépcsőjű (pl. 90/70 °C-os) radiátoros fűtéseknél és természetesen a gázkonvektoros fűtéseknél is 4


I. Melléklet

kialakul a helyiségben a hőleadó által gerjesztett légáram, az allergiás megbetegedést okozó ún. porhenger A hőérzet annál kedvezőbb, minél kisebbek az eltérések az egyes határolófelületek hőmérsékletei és a helyiség levegő-hőmérséklete között. Az ember mindig a tényleges térhőmérsékletet érzékeli, amely a levegő hőmérsékletéből és határolófelületek közepes sugárzási hőmérsékletéből adódik. Ergonómiai és energiatakarékossági okból is célszerű az emberi test legnagyobb arányú hőleadását, a sugárzással leadott hőt csökkenteni úgy, hogy a határolófelületek közepes sugárzási hőmérsékletét megemeljük. Az emberi hőérzet is kellemesebb, ha a helyiségben a padló és/vagy a fal hőmérséklete magasabb, mint a levegő hőmérséklete (lásd a 23. és a 24. ábrát).

23. ábra: Padlófűtés hőeloszlása

24. ábra: Padló- és falfűtés hőeloszlása Ha a levegő hőmérséklete csökken, az emberi szervezet a bőrfelület hőmérsékletének csökkentésével próbálja a hőérzet különbségét fenntartani, amely mellett az elfogadható mértékűnél több hő még nem távozik az emberi szervezetből, és az ember hőérzete továbbra is megfelelő marad. Ma már az 55/45 °C és a 40/30 °C hőlépcsőjű radiátoros fűtések terjednek, amihez a radiátorok szerkezeti kialakítását is meg kellett változtatni (lásd a 25. ábrát).

5


I. Melléklet

25. ábra: Radiátorszerkezetek fejlődése Forrás: JAGA cég

Az épületek hőtechnikai követelményeire vonatkozó jogszabály következményeként létrejövő jó hőszigetelés, a korábbiakhoz képest lecsökkent fűtési hőigény lehetővé teszi a kis hőmérsékletű felületfűtések elterjedését (lásd a 26. ábrát). E radiátoros fűtéseknél kialakul az egyenletes térhőmérséklet függőlegesen, vízszintesen, és a légsebesség 0,15–0,20 m/s alá csökken, valamint megszűnik a hagyományos radiátoros fűtésekre jellemző, helyiségen belüli poráram, vagyis egy egészséges fűtés jön létre (lásd a 27. ábrát).

26. ábra: Régi és új épületek melegvízüzemű fűtésének szabályozási jelleggörbéi Megjegyzés: folytonos vonal a fűtési előremenő, szaggatott a fűtési visszatérő hőmérséklet Forrás: Dr. Kontra Jenő Ph.D egyetemi docens, tanszékvezető 2005.

27. ábra: Hőeloszlás hagyományos és korszerű radiátoros fűtésnél 6


I. Melléklet

Forrás: JAGA cég

A modern radiátoros fűtések esetében a fűtővíz előremenő hőmérséklete 45–50 °C, és egy körön belül kétcsöves fűtés esetében ez a hőmérséklet minden radiátoron azonos. A hőlépcső a különböző helyiségekben általában változó, mivel a radiátort a hőérzeti és a belsőépítészeti szempontok figyelembevételével kell kiválasztani. A hőszivattyú kishőmérsékletű rendszerekhez kapcsolható gazdaságosan, ezért célszerű a hőszivattyús rendszert ún. épületszerkezet-temperálás, padlófűtés, falés mennyezetfűtés (ill. -hűtés), esetleg nagy felületű radiátoros fűtés keretében megvalósítani. Ezeknek a javaslatoknak az alkalmazása esetén nagy teljesítménytényezőt és megfelelő gazdaságosságot érhetünk el.

28. ábra: Különböző fűtési megoldások éves üzemeltetési költsége (€) Ausztriában Forrás: IDM cég

A hőszivattyú kishőmérsékletű rendszerekhez kapcsolható gazdaságosan, ezért célszerű a hőszivattyús rendszert ún. épületszerkezet-temperálás, padlófűtés, fal- és mennyezetfűtés (ill. –hűtés), esetleg nagy felületű radiátoros fűtés keretében megvalósítani. Ezeknek a javaslatoknak az alkalmazása esetén nagy teljesítménytényezőt (ε ill.COP) és megfelelő gazdaságosságot érhetünk el. 4.

Alapfogalmak, kulcsszavak

Forrás: Csináljuk Jól! Energiahatékonysági sorozat 22. szám: A hőszivattyú (Szerzők: Komlós Ferenc, Fodor Zoltán, Kapros Zoltán, Vaszil Lajos). Készült az Energia Központ Kht. megbízásából, UNDG/GEF projekt keretében, Budapest, 2007. szeptember (várható megjelenés)

Hő A hő az energia egyik formája. Ha egy anyag hőtartalom-változása hőmérséklet-változásban nyilvánul meg, akkor a hőt érzékelhető hőnek 7


I. Melléklet

nevezzük. Ha pedig a halmazállapot-változás úgy megy végbe, hogy nincs érzékelhető hőmérséklet-változás (pl. folyadékból gázba, vagy fordítva gázból folyadékba alakul át), akkor ezt a hőt rejtett (látens) hőnek nevezzük. A hő tehát átadható érzékelhető vagy rejtett hő formájában is. MEGJEGYZÉS: a gázhalmazállapotot gőzállapotnak is nevezik.

Hőszivattyú Olyan berendezés, amely bizonyos hőmérsékleten megnövelve azt egy nagyobb hőmérsékleten adja le.

hőt

vesz

fel

és

Amikor a hőszivattyú hőt termel (pl. helyiségfűtésre vagy vízmelegítésre) fűtő üzemmódban, amikor hőt von el (pl. helyiséghűtésre), akkor pedig hűtő üzemmódban üzemel. A kompresszoros hőszivattyú elvi felépítése A hőszivattyú elvi felépítését az alábbi kompresszoros sűrítésű hőszivattyús rendszer rajzon mutatjuk be (lásd a 29. ábrát):

Hajtás

M

Villamos vagy belső égésű motor

(energiabevitel) Kompresszor Munkaközeg

Kisebb hőmérséklet

Nagyobb hőmérséklet Kondenzátor

Elgőzölögtető

Környezet

Hőforrás (energiabevitel )

Lakás vagy iroda

Expanziós szelep

Hőleadás (hasznos energia)

29. ábra: Kompresszoros sűrítésű hőszivattyús rendszer elvi vázlata két hőcserélő (rekuperátorok): • elpárologtató (elgőzölögtető), • kondenzátor (cseppfolyósító), kompresszor, expanziós szelep (adagoló szelep). 8


I. Melléklet

Hőszivattyú esetén a hűtőközeg neve nem hűtőközeg, hanem munkaközeg (környezetbarát anyagból). A körfolyamat megegyezik a hűtőgép körfolyamatával, de itt nem az elpárologtatóval elvont, hanem a kondenzátorban leadott hőmennyiséget hasznosítjuk. Munkaközeg Azt az anyagot nevezzük munkaközegnek, amely a hőszivattyú körfolyamatában kis hőmérséklet és kis nyomás mellett hőt vesz fel az elpárologtatóban, majd nagyobb hőmérsékleten és nagyobb nyomás mellett hőt ad le a kondenzátorban [az egyik hőátadó felületen párolgás (forrás) a másikon pedig kondenzáció (cseppfolyósodás) lép fel]. Hőszivattyús rendszer Hőszivattyús rendszeren a bevezetett energiát, a kompresszor energiaellátását és a hőforráshoz kapcsolódó berendezéseket (elpárologtatóoldal), valamint a hő hasznosításához kapcsolódó berendezéseket (kondenzátoroldal) együttesen értjük (lásd a 30. ábrát). Hőszivattyú (hőelvonás és hőleadás)

Hőforrás (megújuló energia és/vagy hulladékhő)

Hasznos energia (pl. fűtés, hűtés, használati melegvíz)

Bevezetett energia (pl. földgáz, gőz, biogáz, növényi olaj, elektromos áram)

30. ábra: A hőszivattyús rendszer elvi vázlata Megújuló energiaforrások Megújuló energiaforrások alatt jellemzően azokat az energiahordozókat értjük, amelyek felhasználása során az energiahordozó forrása nem fogy el, mert az energiahordozó folyamatosan újratermelődik. Ezért primer energiahordózoknak is tekinthetők. A hőszivattyús berendezések megnevezése A berendezések megnevezésekor először az épületen kívüli hőcserélő hőátadó közegét, majd az épületen belüli hőcserélő hőátadó közegét kell feltüntetni (lásd a 4. táblázatot).

9


I. Melléklet

4. táblázat: A hőszivattyúk legáltalánosabb típusai A hőátadó közeg Hőforrásoldali Hőleadóoldali levegő (A) levegő (A) víz (W)

levegő (A)

sólé (B) levegő (A) víz (W) sólé (B)

levegő (A) víz (W) víz (W) víz (W)

A hőszivattyúk megnevezése (a rövidítéssel) levegő/levegő hőszivattyú (A/A) vagy légkondicionáló berendezés víz/levegő hőszivattyú (W/A) vagy légkondicionáló berendezés sólé/levegő hőszivattyú (B/A) levegő/víz hőszivattyú (A/W) víz/víz hőszivattyú (W/W) sólé/víz hőszivattyú (B/W)

Fűtőenergia A fűtő üzemmódban üzemelő hőszivattyú által a hőátadó közegnek leadott hasznosítható hőmennyiség meghatározott időtartam alatt. MEGJEGYZÉS: Ha az épületen belüli hőcserélő a leolvasztáshoz hőt von el, azt megfelelően számításba kell venni.

Fűtőteljesítmény Meghatározott időegységre jutó fűtőenergia. Effektív teljesítményfelvétel A hőszivattyú meghatározott időtartamú átlagos villamos teljesítményfelvétele, amely a következőket tartalmazza: • a kompresszor teljesítményfelvételét és a leolvasztáshoz bevezetett teljesítményt; • a hőszivattyú összes szabályozó- és biztonsági berendezésének teljesítményfelvételét; • a hőátadó közeget mozgató eszközök (pl. ventilátor, szivattyú) teljesítményfelvételének a hőátadó közeg szállítására eső része a hőszivattyún belül. Teljes teljesítményfelvétel A hőszivattyú összes tartozékának teljesítményfelvétele. Teljesítménytényező (COP, coefficient of performance) A hőszivattyú fűtőteljesítményének és effektív teljesítményfelvételének az aránya. [Korábban ε (görög epszilon) volt a jele. Szószerinti fordítása: teljesítménytényező, teljesítményszámnak vagy munkaszámnak is nevezik]. Működési tartomány A hőszivattyú gyártó által megadott működési tartománya, amelyet a felső és az alsó alkalmazási határok korlátoznak (pl. hőmérsékletek, légnedvesség, feszültség), amelyen belül a hőszivattyú rendeltetésszerűen használható és megadott jellemzői elvárhatók.

10


I. Melléklet

Alkalmazási tartomány A készülékgyártó által megadott működési tartomány, amelyet felső és alsó alkalmazási határok (pl. hőmérséklet, légnedvesség, villamos feszültség) korlátoznak, amelyen belül a készülék rendeltetésszerűen használható és elvárhatók a megadott jellemzői. Leolvasztási állapot A fűtő üzemmódban működő hőszivattyú módosított vagy fordított irányú működése a külső (kültéri) hőcserélő dérmentesítésére. Leolvasztási idő Az az idő, amely alatt a hőszivattyú leolvasztási állapotban működik. Hőátadó közeg Olyan folyadék vagy gáz (általában víz vagy levegő), amely szállítja a hőt a hőszivattyúhoz vagy a hőszivattyútól. Névleges feltételek A hőszivattyú jellemző adatai, elsősorban a fűtőteljesítmény, a teljesítményfelvétel és a COP meghatározásához szükséges szabványosított feltételek. Légkondicionáló berendezés Olyan csatlakozásra kész burkolattal ellátott szerkezeti egység vagy egységek, amely(ek) a kezelt levegőt egy zárt térbe (pl. szobába, iroda), vagy területre szállítja(-ják). A egység(ek) villamos üzemű hűtőberendezést tartalmaz(nak) a levegő hűtésére, esetleg szárítására. A légkondicionáló berendezés alkalmas lehet fűtésre, valamint a levegő keringtetésére, tisztítására és nedvesítésére. A fűtési üzem a hűtőkörfolyamat átkapcsolása révén érhető el úgy mint egy hőszivattyúnál. Osztott („split”) készülék Olyan készülék, amelynél a hűtési rendszer szerkezeti egységei gyárilag egy vagy több egységre vannak felosztva úgy, hogy azok különállóan telepíthető szerkezeti egységekből álló berendezést alkotnak. Beltéri és kültéri egységből állnak, amelyeket réz csővezetékkel és elektromos kábelekkel kötnek össze. Hűtésre és fűtésre is alkalmazzák. Alap kivitelben egy kültéri egységhez egy beltéri egység tartozik, de vannak multi rendszerű készülékek, amelyeknél egy kültéri egységhez 2–5 beltéri rész tartozhat. Ez lehetővé teszi, hogy több helyiséget fűtsünk/hűtsünk egy kültéri géppel. Az osztott („split”) klímakészülék beltéri egységét a klímatizálandó helyiségbe szerelik. A kültéri egységet legtöbbször az épület homlokzatán, tartókonzolra szerelve helyezik el, de jobb, ha a tetőre kerül. Ennek a szétválasztási módnak óriási előnye, hogy a zajosnak számító részek (ventilátor, kompresszor) a kültéri egységben helyezkednek el, így a beltéri egység csöndessé válik. A beltéri egységet általában az oldalfalra szerelik, de megkülönböztetünk elhelyezés szempontjából álmennyezetbe süllyeszthető (kazettás), mennyezet alá szerelhető és parapetre szerelhető készüléket is. 11


I. Melléklet

Ventilátoros konvektor („fan-coil”) Olyan fűtő/hűtő készülék, amelynél a hőátadás elősegítésére ventilátort használnak. Klímakonvektornak is nevezik. A hőcserélője rézcsőre erősített sűrűn elhelyezett apró bordákból áll, ezáltal többszörösére növekedik a hőleadó felület egy hagyományos radiátorhoz képest. A levegőoldali nagy hőcserélő-felület és a ventilátorral segített hőátadás miatt a készülék nemcsak fűtésre használható, hanem hűtésre is, ha a meleg víz helyett hideg vizet keringtetünk a hőcserélő vízoldalán. Teljes hűtőteljesítmény Az összes elvont hő és a hőelvonás időtartamának hányadosa. MEGJEGYZÉS: Ez a fogalom a helyi légkondicionáló berendezéseknél nem használatos, mivel ebben az esetben nem értelmezhető. E készülékek teljesítményeit a térfogatáram és a száraz hőmérséklet segítségével fejezzük ki.

Fajlagos hűtőteljesítmény (EER, energy efficiency ratio) A készülék teljes hűtőteljesítményének és effektív teljesítményfelvételének aránya.

4. A hőszivattyú működési elve Forrás: Csináljuk Jól! energiahatékonysági sorozat 22. szám: A hőszivattyú (Szerzők: Komlós Ferenc, Fodor Zoltán, Kapros Zoltán, Vaszil Lajos). Készült az Energia Központ Kht. megbízásából, UNDG/GEF projekt keretében, Budapest, 2007. szeptember (várható megjelenés)

A villamos fűtés jelentős költsége miatt ma nem tekinthető energiahatékony módszernek. A villamos hajtású hőszivattyús fűtéstechnika ezzel szemben a tisztán villamos fűtéshez használandó villamos energia töredékét használja fel arra, hogy a hőt a környezetből „beemelje”. A hőszivattyús technika és technológia fő célja, hogy a kisebb hőmérsékletű, közvetlenül nem hasznosítható hőmérsékletű hőenergiát nagyobb hőmérsékletű, hasznosítható hővé alakítsa. A hőszivattyúk így megújuló energiahordozókat hasznosíthatnak, segítve ezzel a klímavédelmet, tekintettel arra, hogy a környezetből „beemelt” résznek nincs helyi (lokális) szén-dioxid (CO2) és károsanyag-kibocsátása. A hőszivattyú a következő energetikai feladatot végzi: az kis hőmérsékletű környezetből (levegőből, vízből vagy földből) hőt von el, és azt egy nagyobb hőmérsékleten teszi felhasználhatóvá, pl. egy épületben. Így mondhatjuk: a környezetből a hőt – külső energia befektetése árán – „szivattyúzza” a hasznosítható hőmérsékletre. Szinte mindenütt van alkalmas környezeti hőforrás, amelyet csak hőszivattyúval lehet energetikailag kedvezően hasznosítani, ráadásul a hőhordozóját sem kell megvásárolni. A hőszivattyú elvi alapjai a termodinamika második főtételéhez kapcsolódnak. A második főtétel kimondja, hogy a hő és a mechanikai 12


I. Melléklet

munka átalakításának a feltétele, hogy a hő két különböző hőmérsékleten álljon rendelkezésre, vagyis a hőnek mechanikai munkára való átalakításához hőmérséklet-különbségre van szükség. A hőszivattyú az átalakítás fordítottját hajtja végre: mechanikai energia befektetésével hőt termel, a hőtermelés kapcsán pedig olyan hőmérséklet-különbséget hoz létre, amelynél az alsó hőmérsékletet a környezet – a „hőforrás” – a nagyobb hőmérsékletet pedig az ún. hasznosítható hő képviseli. Hőszivattyú alkalmazásakor nagyobb energiát (QC) kapunk a felső hőfokszinten mint amennyit mechanikai munka (W) formájában befektetünk: QC = W + QO Ez az egyenlet nem mond ellent az energiamegmaradás elvének, mert a Qo energiatöbbletet nem átalakítani kell, hanem egy magasabb hőmérsékleti szintre emelni (lásd a 31. ábrát, hőmérséklet-entrópia diagram). A hőszivattyúk elméleti működését a Carnot-féle termodinamikai körfolyamat (a körfolyamat az óramutató járásával ellentétes irányú) ábrázolja, amely négy megfordítható (reverzíbilis) állapotváltozásból áll.

TC

W

Abszolút hőmérséklet, T T0

Q0

Entrópia, S

31. ábra: A Carnot-féle körfolyamat [Két izotermikus (elpárolgás, kondenzáció) és két izentrópikus (expanzió, kompresszió) állapotváltozás] Forrás: MSZ EN 255, MSZ EN 14511

Ha a körfolyamat ideális, akkor adott hőmérséklethatárok között (pl.: TC és TO) a Carnot-féle körfolyamatnak van a legnagyobb hatásfoka (η), ill. teljesítménytényezője (COP). Azonos hőteljesítmény eléréséhez ez a körfolyamat használja fel a legkevesebb energiát. Az ideális (Carnot-) körfolyamat hatásfoka, illetve teljesítménytényezője csupán az ún. két hőtartály (hőforrás és hőelnyelő, illetve a hőszolgáltatás) abszolút hőmérsékletétől (TC és TO) függ, ahol T [K] = t [°C] + 273 13


I. Melléklet

A hőszivattyúra jellemző elméleti (reverzíbilis) ún. CARNOTCOP a kondenzátor és az elpárologtató hőmérséklet-adataiból kiszámolható: CARNOTCOP = TKONDENZATOR / (TKONDENZATOR – TELPÁROLOGTATÓ) Illetve a 31. ábra jelölésével: CARNOTCOP = TC / (TC – TO) A gyakorlati érték kb. az elméletinek a 45–65%-a, de ez elsősorban a kompresszorok rohamos fejlődése miatt állandóan javul. A kisebb értékek kisebb berendezésekre és nagyobb hőmérséklet-különbségekre, a nagyobb értékek pedig a nagyobb berendezésekre és kisebb hőmérsékletkülönbségekre vonatkoznak. A gyakorlatban elérhető teljesítménytényező értékére függ: az elpárolgási hőmérséklettől, amelyet a hőforrás hőmérséklete határoz meg, a véges hőmérséklet-különbségek nagyságától az elpárologtatónál és a kondenzátornál, az alkalmazott gép hatásfokától, a segédberendezések energiaszükségletétől stb. Természetesen az elpárolgás feltétele, hogy a hőforrás hőmérséklete a munkaközeg forráspontjánál nagyobb legyen. A hőszivattyús rendszerek így jól alkalmazhatók önkormányzati létesítményekhez, uszodákhoz, fürdőkhöz, középületekhez, műemlékeknél, lakó- vagy más szállásépületekhez (nyugdíjasházaknál, garzonházaknál, utak-, járdák-, kocsi-lehajtók jégmentesítésére, ipari és mezőgazdasági épületekhez: növényházakhoz, állattartási épületekhez; öntözővíztemperáláshoz; szárításhoz, élelmiszeripari célokra, távfűtésre és távhűtésre egyaránt. A hőszivattyúk nagy előnye, hogy hűtésre is kedvezően alkalmazhatók. A hűtés korunkban már elengedhetetlen komfortszükségletté vált. A földhős hőszivattyús rendszerek hűtéskor sokkal kevesebb hajtóenergiát használnak fel a hagyományos klímaberendezésekhez képest. Magyarország áramfogyasztásának már a 10%-át a klímaberendezések okozzák! Nemcsak a fejlett országokban de már nálunk is egyre nagyobb problémát jelent a nyári villamos csúcsfogyasztás, ami az egyre nagyobb számú „energiafaló légkondiknak” köszönhető.

5. A hőszivattyúk jellemző típusai Forrás: Csináljuk Jól! energiahatékonysági sorozat 22. szám: A hőszivattyú (Szerzők: Komlós Ferenc, Fodor Zoltán, Kapros Zoltán, Vaszil Lajos). Készült az Energia Központ Kht. megbízásából, UNDG/GEF projekt keretében, Budapest, 2007. szeptember (várható megjelenés)

A hőszivattyú napjaink leghatékonyabb műszaki eszköze annak, hogy jelentős energiát takarítsunk meg fűtéskor és hűtéskor, valamint a széndioxid- és károsanyag-kibocsátást csökkentsünk. Fő jellemzője, hogy a működésére bevezetett villamos energiát – a megújuló energia felhasználásával – megtöbbszörözi. Napenergiából, földhőből (földhős 14


I. Melléklet

energiából) ésszerű eszközökkel általában 35–55 °C-os víz nyerhető ki, a felhasznált energia jelentős részét ilyen hőmérsékletű fűtési igényhez hasznosítjuk. Hőszivattyúzással a fűtésre nem alkalmas hőmérsékletű hőforrás illetve hőhordozó hőmérsékletét emeljük magasabb, fűtési célra alkalmas hőmérsékletre (lásd a 32., 33. és 34. ábrákat). A hőszivattyú földszondái a sekély mélységekből, környezetbarát módon, általában közvetett úton, ún. zárt rendszerben, azaz hőcserélővel veszik ki a földkéregből a hőt. (Mobil kútfúrógép és a hidrogeológiai hőtani jellemzők helyszíni kimérésére szolgáló mobil laboratórium fotói a következő oldalakon megtalálhatók.) A függőleges elrendezésű talajkollektor (ún. földszonda) mélysége a talajfelszíntől mérve általában 50−240 m. A helyi adottságoktól és teljesítménytől függ a darabszáma, ami épületcsoportok esetén akár több száz is lehet. Ezek 5–30 °C hőmérsékletű talajok, illetve sekély víztartók hőtartalmát hasznosítják, a Lindal-diagram szerint legfeljebb 60 °C-ig. Sokszor viszont az ún. nyitott rendszer az előnyösebb, pl. megfelelő felszíni és felszín alatti vizek megléte esetén. Ilyen esetekben a vízhőmérsékletet a következő módon határozzuk meg: • felszíni víznél, folyó vagy állóvíznél a parttól 1,00 m távolságban, a vízfelszín alatt 0,30 m-re; • talajvíznél a kúttalp felett 0,30 m-re; • kutakból kifolyó víznél a kútfejtől számítva 5,00 m-en belül.

15


I. Melléklet

Sólé/víz (B/W) földhős, zárt rendszerű hőszivattyú elvi rajza

Talajvíz áramlás

Víz/víz (W/W) nyitott rendszerű hőszivattyú elvi rajz

Levegő/víz (A/W) hőszivattyú elvi rajza 32. ábra: Hőszivattyú típusok vázlatrajzai

16


I. Melléklet

33. ábra: Földhős hőszivattyúval (B/W) fűtött/hűtött többszintes épület ún. zárt hurkos csővezeték-rendszerei Forrás: ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE (EPRI)

A zárt hurkos rendszer élettartama minimum 50 év, gyakorlatilag bárhol megvalósítható, ahol általában 50–100 m mélységű fúrásokra engedélyt ad az illetékes Bányakapitányság. A keringtető szivattyú teljesítményigényét lehetőleg minél kisebbre szükséges megválasztani, ezért a gerincvezetéket az 33. ábra bal oldalán látható módon, a „Tichelmann-elv” alapján célszerű megvalósítani, valamint ügyelni kell a megfelelő csőátmérőkre, és csatlakozásoknál a minimális ellenállásokra. A Tichelmann-féle elvű csővezetékrendszer lényege, hogy a vezeték elrendezése nyomáskiegyenlítésre is szolgál, az azonos vezetékhosszúság azonos nyomáskülönbséget eredményez. 17


I. Melléklet

Mobil kútfúrógép Forrás: GEOWATT Kft.

Két szondacső párhuzamos hurokba kötve a bentonitos kitöltéssel Forrás: GEOWATT Kft.

18


I. Melléklet

Földszonda mérése mobil laboratóriummal Forrás: GEOWATT Kft.

Helyigénye új épületeknél gyakorlatilag nincs, hiszen ebben az esetben a fúrások illetve a függőleges kollektorok telepítése az épület alatt is kivitelezhető. A Kárpát-medence geológiai sajátosságai miatt energetikai szempontból – precíz tervezés mellett – a ma használatos földhős hőszivattyúkkal COPéves = 4,0–4,5 érhető el, amelyben már szerepel a primer oldali keringtető szivattyú teljesítményszükséglete is. Hátránya a nyitott rendszerrel (lásd a 34. ábrát) az ún. kétkutas rendszerrel szemben, hogy tervezése nagyobb hozzáértést, tervezői tapasztalatot igényel, a kivitelezése eszközigényes, beruházási költsége pedig ezek miatt nagyobb.

34. ábra: Nyitott rendszerű földhős hőszivattyú fűtésre/hűtésre Forrás: GEOWATT Kft.

A kétkutas rendszer alkalmazása megfelelő hőmérsékletű, minőségű és tömegáramú víz esetén a hőszivattyú COP értékében jobb is lehet, mint a 19


I. Melléklet

zárt hurkos rendszer, de a víz kiemeléséhez, visszajuttatásához lényegesen nagyobb szivattyúzási munka szükséges, amely a COPéves értéket ronthatja. Alkalmazásának egyrészről korlátot szab az, hogy csak olyan területeken jöhet szóba az alkalmazása, ahol 30–100 m-en belül megfelelő mennyiségű és kémiai összetételében nem agresszív víz áll rendelkezésre. Másrészről a rendszer COP értékét erősen befolyásoló tényező, hogy a statikus vízszint a kútban mekkora mélységben van, hiszen ez a szivattyúzáshoz szükséges teljesítményfelvételt lényegesen befolyásolja. A gazdaságosság további befolyásoló tényezője, ha a hőszivattyún átengedett víz egy részét ivóvíz céljára is fel szándékoznak használni, akkor a rendszerbe egy közbenső hőcserélő beépítése is szükséges, hogy havária esetén a hűtőközeg az ivóvízzel közvetlenül ne érintkezhessen. Ez a megoldás a rendelkezésre álló hőmérsékletet legalább 3–5 °C-kal csökkenti. – Természetesen viszonylag nagy, 20 °C feletti vízhőmérséklet esetén ennek nagy jelentősége nincs, csak a kút tömegáram-szükséglete növekszik. Kisebb hőmérsékleteknél azonban egyértelműen csökken az elérhető COPéves érték. Szükség van a kétkutas rendszerek alkalmazhatósági lehetőségeit minden esetben megvizsgálni. Olyan helyeken például, ahol természetes vízfolyás, tó van, és partjától nem messze hőszivattyús rendszert kívánunk telepíteni, és számolni lehet 15–30 m mélységű, parti szűrésű kutak kialakításával, valamint ha az illetékes vízügyi hatóság is engedélyezi, megoldható a kinyert víz visszaengedése a természetes vízfolyásba (a 30 °C alatti, környezetre nem ártalmas víz visszaengedhető). Ezzel a módszerrel is hatékony, nagy COPéves értékű hőszivattyús rendszert alakíthatunk ki. Kétkutas rendszereknél a kút élettartama korlátozott lehet. A vízminőségből adódóan a rendszernél karbantartási költségek merülhetnek fel, a kút vízadó képessége változhat, amely újabb karbantartási költségekkel járhat. Hőigény (pl. HMV-igény) esetén a vízműveknek is lehetősége van az ivóvíz hőjének hasznosítására, ha ennek a szolgáltatott ivóvíz-hőmérsékletre nincs kedvezőtlen hatása! Felhívjuk a figyelmet arra, hogy nem szabad elfeledkezni a hulladékhőhasznosítás lehetőségéről, hiszen ez a leghatékonyabb hőnyerési mód, de csak egyedi esetekben alkalmazható (pl. fürdők esetében). A vázolt hőnyerési módok környezetvédelmi, gazdaságossági, műszaki összehasonlítása alapján megítélhető, hogy hazánk földhős adottságait figyelembe véve melyik hőnyerési mód hozza a legmegfelelőbb eredményt az adott konkrét esetben. A mi viszonyaink között, a legtöbb esetben – kis és közepes rendszerek esetén – minden szempontot figyelembe véve, a zárt hurkos rendszer adja környezetvédelmi és energetikai szempontból a 20


I. Melléklet

legjobb eredményt! Új építéseknél általában a zárt hurkos rendszerek kiépítését tartjuk a legjobb megoldásnak. Ha cél a rendszer jelentős energiamegtakarítással és környezeti előnyökkel járó átalakítása, és emellett a hőszivattyú az egész épület hűtését is biztosítja a hőkomfort növelésével –, mindenképpen a vázolt földhős hőszivattyús rendszer előnyei emelkednek ki! Jelezni kívánjuk, hogy javítani fogja a hőszivattyús rendszerek helyzetét a villamos energiapiac szabaddá tétele (liberalizációja) is, amely segítheti a hőszivattyús tarifa kidolgozását. A kezdeményezés már megindult, ígéret szerint az áramszolgáltatók részéről már folyamatban van egy kéttarifás rendszer kialakítása. Meglévő épületek esetben is szükség van a helyszín ismeretében elemzésre a hőnyerési mód meghatározásához. Elképzelhetőek olyan körülmények, hogy a nyitott kutas rendszer objektív okok (pl. vízhiány) miatt nem valósítható meg, és helyszűke miatt nincs elég hely a függőleges zárt kollektorok kiépítéséhez a szükséges fűtési teljesítményszükséglet 80–100%-os kielégítésére. Ilyen esetben a tervezőnek meg kell határozni a gazdaságosan megvalósítható hőnyerési lehetőséget, és azt, hogy ezzel egy bivalens (földhős hőszivattyú + földgáztüzelés) rendszert energiamegtakarítási és környezeti hatásokat vizsgálva érdemes-e kialakítani. A hőszivattyúkat új épületeknél célszerű általában monovalens üzemmódú berendezésre tervezni (lásd a 35. ábrát). Ilyenkor a külső falak, a padló, a mennyezet jó hőszigetelése, a hőszigetelt üvegezés és a kishőmérsékletű fűtési rendszer alkalmazhatósága jelenti a kedvező építési adottságokat. A monovalens rendszerrel (A/) ellentétben a bivalens rendszerek a csúcshőigények különálló biztosítására terjedtek el. Bivalens alternatív (B/) változat esetén nagy hőigény (nagy hideg) esetén a hőszivattyú leáll, és egy másik hőtermelő adja önállóan a teljes hőigényt. Bivalens parallel (C/) módszer esetén nagy hőigény (nagy hideg) esetén a hőszivattyú nem kapcsol ki, hanem a másodlagos hőtermelő berendezés rásegít a hőtermelésre. A gazdaságilag optimális külső hőmérséklet felett a hőszivattyú mind a három esetben önállóan, egyedül üzemel.

21


I. Melléklet

A/

B/

C/

35. ábra: Hőszivattyús rendszerek üzemmódjai A/: monovalens; B/: bivalens alternatív; C/: bivalens parallel A 36. ábrán a hőszivattyú kompresszorát nem a szokványos villamos motor, hanem földgázzal táplált belső égésű motor hajtja. Itt a motor és a kipufogógáz hőtartalma is felhasználható a kondenzátor hője mellett. A 36. ábrán (Sankey-diagram) a hőforrás és a hőszolgáltatás, ill. a hasznos hő oldalaival azonosítható a két hőtartály. 22


I. Melléklet

5. táblázat: Kompresszoros hőszivattyú motorhajtásának energiaforrásai A kompresszormotor hajtása A működtető energia Fosszilis eredetű Villamos motor

Atomenergia Megújuló energia Fosszilis eredetű

Belső égésű motor

Megújuló energia Fosszilis eredetű

Külső égésű motor (Stirling-motor, gőzmotor)

Megújuló energia

Jelezzük, hogy a hajtóenergia lehet biogáz is. A hőszivattyúk a megújuló és a hulladékenergiák hasznosításával elősegítik a fosszilis tüzelőanyagok gazdaságosabb felhasználását, így jelentősen mérsékelik az építmények energiaellátásának üzemeltetési költségeit.

36. ábra: Gázmotoros hőszivattyú energiahasznosítása Forrás: Ruhrgas AG

23


I. Melléklet

37. ábra: Gázmotoros levegő-víz hőszivattyús rendszer A hőszivattyú működési elvét a 37. ábra felhasználásával szemléltetjük. Az elvi kapcsolási rajz jobb oldalán jól látható a hőszivattyú négy fő része (4, 2, 5, 12): - a környezeti levegőt hőforrásként hasznosító elpárologtató (4), - az elpárologtatott munkaközeget a kompresszor (2) nagyobb nyomásra sűríti, a nyomás növekedésével a kondenzációs hőmérséklet is emelkedik, - a munkaközeg nagy nyomású gőze a kondenzátorba (5) jut, itt a munkaközeg átadja hőjét a nála alacsonyabb hőmérsékletű hőfelvevő közegnek, miközben lecsapódik, - a munkaközeg az expanziós szelepen (12) keresztül a kondenzátorból az elpárologtatóba kerül. Az expanziós szelepben a munkaközeg nyomása a kondenzátor-nyomásról az elpárologtató nyomására csökken. Eközben a munkaközeg folyadék halmazállapotú kis része elgőzölög, az ehhez szükséges párolgási hőt a folyadék halmazállapotú résztől vonja el, ezáltal a munkaközeg jelentősen lehűl. A munkaközeg elpárologtatóba áramlásával a körfolyamat pedig ismétlődik. A hőszivattyú fő részeit csővezetékek kötik össze, amelyben a munkaközeg zárt rendszerben áramlik. A munkaközeg újabban már csak ózonbarát ún. alternatív hűtőközeg lehet. 24


I. Melléklet

A hévizi 2db 56 kW hűtési teljesítményű földgázmotoros klímaberendezés távoli fotója Forrás: Regale Klímatechnika Kft.

A hévizi 2db 56 kW hűtési teljesítményű földgázmotoros klímaberendezés közeli fotója Forrás: Regale Klímatechnika Kft.

A jelenleg kiépített földgázvezeték-hálózati rendszerünk a települések száma tekintetében már kb. 95%-nál tart, a háztartásoknak pedig kb. 75%-a rendelkezik vezetékes gázzal. Az energiahatékonyság növelése miatt hazánkban a földgázmotoros klímaberendezések elterjesztése indokolt. Télen (fűtésre), nyáron (hűtésre) és használati melegvíz előállítására egyaránt alkalmazható. Ezeknél a hőszivattyúknál a 25


I. Melléklet

kompresszort nem villamos motor, hanem 10–100% között fokozatmentesen szabályozható, sajátos belső égésű motor hajtja (pl. a Toyota cégcsoport motorjai). A gázmotoros klímaberendezések hőforrása általában a környezetből vett levegő. A külső levegőnek mint hőforrásnak megvan az az előnye, hogy mindenütt, a beépítettségtől függetlenül, a városokban is korlátlanul rendelkezésre áll. Ott is költségmentesen használható hőforrás (megújuló energia), ahol hely hiányában egyetlen földszonda sem telepíthető. Ha a külső levegő hőmérséklete jelentősen csökken, pl. +7 ºC-ról –10 ºC-ra, a gázmotoros klímaberendezés teljesítménye csak 5%-al csökken, miközben a szintén kompresszoros, de villamos hőszivattyúnak 45%-al csökken a teljesítménye. A kültéri egységnek kis zaj- és károsanyag-kibocsátása van. Freon-víz modul beépítésével a gázmotoros klímaberendezéshez légkezelő berendezések, fan-coil készülékek, például falfűtési, illetve falhűtési rendszerek is csatlakoztathatók. A gázmotoros hőszivattyús klímaberendezések egyaránt alkalmasak nyári és téli légkondicionálásra. A villamos üzemű klímaberendezésekkel előállított hűtési energia költsége jelenleg több mint a duplája a földgázmotoros klímaberendezésekkel előállított hűtési energia költségének. A földgázmotoros klímaberendezés fűtési energiaköltsége kisebb a földgáztüzelésű kazánénál. Az új, korszerű hőszivattyús (villamos és gáz) rendszerek szinte minden meglévő melegvízüzemű központi fűtéshez csatlakozhatóak.

6. Kombinált hőszivattyús rendszerek Forrás: Csináljuk Jól! energiahatékonysági sorozat 22. szám: A hőszivattyú (Szerzők: Komlós Ferenc, Fodor Zoltán, Kapros Zoltán, Vaszil Lajos). Készült az Energia Központ Kht. megbízásából, UNDG/GEF projekt keretében, Budapest, 2007. szeptember (várható megjelenés)

38. ábra: Hőszivattyúk lehetséges hőhordozóinak illetve hőforrásainak csoportosítása

26


I. Melléklet

A 38. ábra többféle hőhordozót illetve hőforrást csoportosítva mutat be. Adott alkalmazási helyen mindig részletesen meg vizsgálni, hogy melyik hőforrást célszerű választani a helyi lehetőségek közül. Pl. a Genfi-tónál hőszivattyúval szállodákat és egyéb épületeket fűtenek. Felhívjuk a szíves figyelmet a csoportosításban szereplő jelentős mennyiségű hulladékhőre, amelyek hagyományosan a légkört melegítik, pedig hasznosításuk sok esetben hőszivattyúval megoldható. „A Föld belseje óriási hőmennyiséget tárol; a földi hőáram globálisan 40 millió MW, ami ’használatlanul’ kilép a világűrbe.” (Dr. Rybach László előadása, Budapest, 2005. április 5.) „A harkányi gyógyfürdő 32–35 °C-os elfolyó vizét két 1100 kW-os hőszivattyúval a távhőszolgáltatás hasznosítja.” (Dr. Mádlné Szőnyi Judit: A geotermikus energiakészletek, kutatás, hasznosítás. Grafon Kiadó, Nagykovácsi, 2006)

39. ábra: Kompresszoros hőszivattyús rendszer napkollektorral társítva Megjegyzés: Az ábra jobb oldali felső részében napjainkban egy átlagos hőszivattyús rendszer energiafolyam-ábrája (egy egységet fizet, de négy egységet kap a fogyasztó)

A helyi energiaforrások hasznosításának növelése iránti igénynek köszönhetően a decentralizált energiatermelés térhódítása várható, amely jelentős változásokat eredményez a hőellátással és a villamos energia 27


I. Melléklet

előállítással foglalkozó szolgáltató ágazatokban. A hőszivattyú központi szerepet tud betölteni az optimálist közelítő decentralizáció-centralizáció kérdéskörben (lásd a 40. ábrát). Külső villamos hálózat Elektronika, kommunikáció, mechanikai energia, mesterséges világítás

Kapcsolt hő- és villamos energiatermelés

Napelem (pv)

Hőszivattyú

Tüzelőanyag cellák

Napkollektorok

Meleg víz

Szolár homlokzatok (korszerű ablakok)

Fűtés Hűtés Tartós üzemű tárolók

40. ábra: Épületekben kialakuló energiafolyam Megjegyzés: az igények az ábra bal oldalán, az előnyben részesülő megújuló energiaforrások az ábra jobb oldalán láthatók Forrás: Andreas Bühring ─ Angelika Heinzel ─ Joachim Luther ─ Hans-Lorenz Fritz: A kis energia-felhaználású épületek energiaellátása. A napelemmel segített, távozó levegő hőszivattyútól a tüzelőanyag-cellás fűtőberendezésekig. Magyar Épületgépészet, LI. évfolyam, 2002/7. szám

A hőszivattyús rendszereknél alkalmazható megújuló energiaforrásokat az 6. táblázat tartalmazza. Napjaink és a jövő technikájával kapcsolatban arra is fontos felhívni a figyelmet, hogy nemcsak a hőforrás, hanem a hőszivattyút működtető energia is származhat megújuló (kifogyhatatlanul rendelkezésre álló) energiahordozótól.

28


I. Melléklet

600 m2-es növényház levegő-víz hőszivattyús hőellátása Megjegyzés: a bal oldali fénykép közelről mutatja a hőszivattyú elpárologtatóját és a gépházat. A középső képen látható a növényház és mögötte a szélerőmű (szélcsend esetén a hőszivattyú kompresszorát a hálózati árammal működtetik). A jobb oldali képen az írországi létesítmény látható Forrás: No 81, European Community Demonstration projects for energy saving and alternative energy sources

6. táblázat: A hőszivattyús energiaforrások

rendszerekhez

köthető

megújuló

MEGÚJULÓ ENERGIAFORRÁSOK ÉS –HORDOZÓK Nap

beleértve a felmelegített földi légkör és a földfelszín (környezeti levegő, talaj, felszíni víz, talajvíz) hőtartalmának, valamint a sugárzási energia közvetlen és naperőművi felhasználását

Szél

beleértve a szélerőművi (mozgási energia átalakítás) felhasználását

Víz

beleértve a vízerőművi (helyzeti és/vagy mozgási energia átalakítás) felhasználását

Biomassza

(szilárd, folyékony és gázfázisú tüzelőanyag) beleértve a villamos erőművi felhasználását

Földhő

(geotermikus energia: a Föld belső részének hőtartaléka, amely túlnyomórészt a földkéreg és a köpeny hosszú felezési idejű radioaktív elemeinek bomlási hőjéből származik) beleértve a hévízben (felszín alatti víz) és a kőzetben tárolt hő, valamint a geotermikus erőművi felhasználását

Biomassza

beleértve az előállított folyékony vagy gáz-halmazállapotú üzemanyag (bioetanol, biodízel, biogáz, biometanol, bio-dimetil-éter, bio-ETBE*, bio-MTBE**, szintetikus bioüzemanyagok, biohidrogén, tiszta növényi olaj) felhasználását *bio-ETBE (etil-tercier-butil-éter): bioetanol alapon előállított etil-tercier-butil-éter, amelynek térfogat-százalékos bioüzemanyag-hányada 47% **bio-MTBE (metil-tercier-butil-éter): biometanol alapon előállított üzemanyag, amelynek térfogat-százalékos bioüzemanyag-hányada 36%

29


I. Melléklet

A komplex fűtési rendszerek közül kiemelt, hogy a távhőszolgáltatáshoz is jól illeszthetők hőszivattyús rendszerek (lásd a 41. ábrát). Előnyös lehet a biomassza-tüzelésű csúcskazán alkalmazása. „Stockholmban egy 260 MW-os hőszivattyús távfűtőmű gépei a tenger vizéből nyerik az energia 60%-át, és egy másik 150 MW-os távfűtőmű pedig a városi szennyvíz-telepből nyeri az energia 80%-át. … Kanadában az új lakások 95%-át már hőszivattyús fűtéssel tervezik.” (Dr. Göőz Lajos: Energetika jövőidőben, Magyarország megújuló energiaforrásai, lehetőségek – és valóság. Bessenyei György Könyvkiadó, Nyíregyháza, 2007) „A svédországi Lundban, a magyarországinál kedvezőtlenebb geotermikus adottságok mellett (800 m mély kútból 23 °C-os víz) épült ki egy kommunális, hőszivattyús fűtési rendszer. 47 MW hőszivattyúkapacitással, hideg napokon gáz-ráfűtéssel és a gázturbinás erőmű hulladékhőjének hasznosításával a 90 000 lakosú város fűtési hőigényének 80%-át elégíti ki.” (Dr. Bobok Elemé r– dr.Tóth Anikó: Megújuló energiák. Miskolci Egyetemi Kiadó, 2005) Ismeretes, hogy az olajválságok hatására a távhőellátás fejlődése általában azon országokban volt jelentős, ahol a viszonylag nagy fűtési hőigényeken felül az ország energiahordozókban szegény volt és a szénhidrogént importálni kellett. Tekintettel arra, hogy a központosított távhőellátás esetén pl. a tüzelőanyag-csere végrehajtása könnyebben és gyorsabban megoldható. A távhőellátás segítheti az önkormányzatokat energiapolitikai programjuk megvalósulásában, a számukra előnyös energiahordozó-struktúra kialakításában.

41. ábra: Távhőellátás kapcsolási vázlata termelő és visszasajtoló kúttal, hőszivattyúval, valamint csúcskazánnal

Forrás: Dr. Kontra Jenő: Hévízhasznosítás. Műegyetemi Kiadó, 2004

30


I. Melléklet

31


I. Melléklet

7. Összehasonlító energetikai és várható megtérülési számítások egy meglévő épületnél Forrás: Csináljuk Jól! Energiahatékonysági sorozat 22. szám: A hőszivattyú (Szerzők: Komlós Ferenc, Fodor Zoltán, Kapros Zoltán, Vaszil Lajos). Készült az Energia Központ Kht. megbízásából, UNDG/GEF projekt keretében, Budapest, 2007. szeptember (várható megjelenés)

A becsülhető beruházási költségek kondenzációs gázkazán esetében Kazánház és kémény átalakítása, szivattyú csere: 13 000 000,- Ft + ÁFA - Fan-coil rendszerre átalakítás: 10 000 000,- Ft + ÁFA - Folyadékhűtés szerelvényei 200 kW: 20 000 000,- Ft + ÁFA - Strangszabályozók: 6 000 000,- Ft + ÁFA - Tartalék keret 2 000 000,- Ft + ÁFA - Tervezés és mérnöki szolgáltatások: 1 000 000,- Ft + ÁFA Összesen: 52 000 000,- Ft + ÁFA -

A becsülhető beruházási költségek földhős hőszivattyús fűtő-hűtő rendszer esetében - Hőszivattyús hőközpont: - Villamos beruházási költségek: - Fan-coil rendszerre átalakítás: - Strangszabályozók: - Tartalék keret - Tervezés és mérnökszolgáltatások: Összesen:

64 356 000,- Ft + ÁFA 2 000 000,- Ft + ÁFA 10 000 000,- Ft + ÁFA 6 000 000,- Ft+ ÁFA 2 000 000,- Ft + ÁFA 1 000 000,- Ft + ÁFA 85 356 000,- Ft + ÁFA

A megtérülési idők meghatározása kondenzációs gázkazán esetében Kondenzációs gázkazán hatásfoka: A meglevő kazános rendszer hatásfoka: Éves gázfogyasztása:

200 000 Nm3/év

Költségmegtakarítás A jelenlegi éves fűtési energiaköltség A kondenzációs gázkazán éves fűtési energiaköltsége Fűtési energia megtakarítás: A hűtési energia várható éves költsége: (a megtakarítás nem jelentkezik) A kondenzációs gázkazán kiépítésének megtérülési ideje A beruházás teljes költsége: 52 000 000,- Ft Évenkénti megtakarítás: 7 904 853,- Ft Megtérülési idő: 6,58 év 32

ηkond = 104% η = 60%

18 684 198,- Ft 10 779 345,- Ft 7 904 853,- Ft 3 127 633,- Ft


I. Melléklet

A megtérülési idők alakulása földhős hőszivattyús rendszer esetében A földhős hőszivattyú teljesítménytényezője

COPéves = 4,6

(új típusú hőszivattyú esetén COPéves = 5,5 – fejlesztése jelenleg folyamatban van) A meglevő kazános rendszer hatásfoka: Az éves gázfogyasztás:

η = 60% 200 000 Nm3/év

Költségmegtakarítás földhős hőszivattyú alkalmazásakor A jelenlegi éves fűtési/hűtési energiaköltség 21 811 831,- Ft Földhős hőszivattyús rendszer éves energiaköltsége 7 570 998,- Ft Fűtési/hűtési energia megtakarítás 14 240 833,- Ft A hőszivattyús beruházás megtérülési ideje A beruházás teljes költsége: 85 356 000,- Ft Évenkénti megtakarítás: 14 240 833,- Ft Megtérülési idő: 5,99 év (új típusú hőszivattyú esetén 5,57 – fejlesztése még folyamatban van). Következtetések Amennyiben a hőszivattyús rendszer alkalmazását összességében a szennyezőanyagkibocsátás-csökkenés figyelembevételével vizsgáljuk, akkor a rendszer előnyei még szembeötlőbbek. Amellett, hogy a helyi károsanyag-kibocsátás „0” – amely egyáltalán nem elhanyagolható szempont egy város levegőminőségében – az erőművi kibocsátás is jelentősen csökken! A fenti csökkenés, mint azt az előzőekben kifejtettük, a minimális érték, hiszen a technika fejlődésével az erőművi hatásfok várhatóan nálunk is növekedni fog (pl. kapcsolt energiatermelés) és a csúcson kívüli energia felhasználása tovább csökkenti a számított kibocsátást. Látható, hogy a megfelelő szinten tervezett és kivitelezett, jó COP értékű hőszivattyús rendszerek nemcsak helyi, hanem nemzetgazdasági szinten is jelentős primer energiahordozó megtakarítást, és ezzel párhuzamosan jelentős károsanyagkibocsátás-csökkenést hoznak létre, ezért elterjesztésük nemzetgazdasági érdekből is mindenképpen indokolt.

33


I. Melléklet

8. Hőszivattyús beruházásra jellemző példák Forrás: Csináljuk Jól! Energiahatékonysági sorozat 22. szám: A hőszivattyú (Szerzők: Komlós Ferenc, Fodor Zoltán, Kapros Zoltán, Vaszil Lajos). Készült az Energia Központ Kht. megbízásából, UNDG/GEF projekt keretében, Budapest, 2007. szeptember (várható megjelenés)

Budapesti társasház (Eszterház) hőszivattyús rendszere (7. és 8. kép) Cím: Budapest, VII. kerület Az Eszterházba 4 db IDM TERRA MAX 100 kW-os, 2 db IDM TERRA 45 KW-os hőszivattyú, és 4 db 2000 l-es Hygienik tartály lett beszerelve. A társasház lakásainak száma: 88 + 10 üzlet Szintek száma: 6 Lépcsőházak száma: 3 Lakások alapterülete: 50–100 m2 Fűtési teljesítmény: 400 kW-ig HMV: ~90 kW HMV átfolyós rendszer: Hygienik Puffertartály: használati meleg vízre 8000 l, fűtésre 4000 l

Budapesti 88 lakásos társasház homlokzatai Forrás: HÉV-Sugár Kft.

34


I. Melléklet

Budapesti 88 lakásos társasház hőszivattyús hőközpontja Forrás: HÉV-Sugár Kft.

Sátoraljaújhelyi Betegellátási és Prevenciós Központ hőszivattyús rendszere Cím: Sátoraljaújhely, Mártirok u. 9. A tervezett létesítmény földszint + két emelet + egy tetőtér kialakításban épült hagyományos falazott szerkezettel, magastetős kivitelben. A belső hőleadó rendszer ún. „GeoWall” falfűtés, amely az épület hűtési igényét is biztosítja a léghűtés egészségügyi kockázata nélkül. A létesítményben a fűtési/hűtési és a HMV igényt egy Nordic WEC-175HACW és egy WEC-175-HW típusú hőszivattyú biztosítja a 42/35 °C-os fűtési rendszerben.

Sátoraljaújhelyi Betegellátási és Prevenciós Központ homlokzatai Forrás: Geowatt Kft.

35


I. Melléklet

Sátoraljaújhelyi Betegellátási és Prevenciós Központ hőszivattyús hőközpontja Forrás: Geowatt Kft.

Ipari épület földgázmotoros klímaberendezései láthatók a fotó bal felső részén Forrás: Regale Kft.

36


I. Melléklet

Magyarország legnagyobb földhős hőszivattyús referenciája Cím: Budapest, Raiffeisen Bank Késmárk utcai irodaháza Az épület teljes hűtését és fűtését kizárólag földhős hőszivattyúkkal oldották meg, a telephelyen nem is használnak gázt. Zárt hurkú, függőleges szondarendszer szolgálja ki a hőszivattyúkat. Itt az irodaház igényeire méretezve 3 db nagy teljesítményű, AERMEC NLW multi-scroll kompresszoros hőszivattyú üzemel. Összes fűtőteljesítményük 854 kW, míg hűtőteljesítményük 776 kW. A hűtőteljesítmény-igény határozta meg a hőszivattyúk teljesítményét. Ez a beruházás is – amelyet gondos előkészítés, tervezés és gazdaságossági számítások előztek meg – azt bizonyítja, hogy eljött az ideje a földhős hőszivattyúk alkalmazásának, nemcsak műszaki kuriózumként, hanem valós gazdasági előnyöket hordozó beruházásként is kell rájuk gondolni. Tervező és kivitelező: HGD Kft.

Magyarország második legnagyobb földhős hőszivattyús referenciája Cím: Páty, Monicomp Kft. logisztikai központ A beépített teljesítményt tekintve a második legnagyobb geotermikus hőközpontban 4 db AERMEC NW csavarkompresszoros hőszivattyú üzemel, összes hűtési teljesítményük 628 kW, míg fűtési teljesítményük 688 kW. Az egyik hőszivattyú csak a használati melegvíz-termelést biztosítja, míg a másik három a telephely teljes fűtéséről gondoskodik. Hasonlóan az előbbi referenciához, itt is teljesen zárt hurkos, függőleges szondarendszer szolgálja ki a hőszivattyúkat. Összesen 120 db szondáról van szó, mindegyik 100 m mélységű. Tervező és kivitelező: HGD Kft.

37


I. Melléklet

9. JOGSZABÁLYOK, SZABVÁNYOK Forrás: Csináljuk Jól! Energiahatékonysági sorozat 22. szám: A hőszivattyú (Szerzők: Komlós Ferenc, Fodor Zoltán, Kapros Zoltán, Vaszil Lajos). Készült az Energia Központ Kht. megbízásából, UNDG/GEF projekt keretében, Budapest, 2007. szeptember (várható megjelenés)

Várható, hogy 2007-ben megjelenik az épületek fűtéséről és hűtéséről szóló EU-irányelv, amely a hőszivattyúk elterjedését jelentősen segíteni fogja. Magyarországon rendkívül bonyolult és drága engedélyezési eljárás van érvényben a földhős hőszivattyúknál. Az engedélyezési eljárások egyszerűsítése és a díjak állami átvállalása szükséges azért, hogy a korszerű hőtermelő berendezések azonos piaci feltételek között versenyezhessenek (pl. új épületnél a kéményépítést meg kellene tiltani, ez alól kivétel csak a biokazán vagy a kandalló lehessen). Érvényben lévő jogszabályok: ― 1995. évi LVII. Törvény a vízgazdálkodásról ― 2005. évi XVIII. Törvény a távhőszolgáltatásról ― 219/2004. (VII. 21.) Korm. Rendelet a felszín alatti vizek védelméről ― 264/2004. (IX. 23.) Korm. Rendelet az elektromos és elektronikai berendezések hulladékainak visszavételéről ― 10/1995. (IX. 28.) KTM rendelet a környezetvédelmi termékdíjról, továbbá egyes termékek környezetvédelmi termékdíjáról szóló 1995. évi LVI. Törvény végrehajtásáról. ― 96/2005. (XI. 4.) GKM rendelet a bányafelügyelet hatáskörébe tartozó sajátos építményekre vonatkozó egyes építésügyi hatósági eljárások szabályairól ― 7/2006. (V. 24.) TNM rendelet az épületek energetikai jellemzőinek meghatározásáról (ez a 2002/91/EK EU-irányelvet bevezető első jogszabályunk) Az 1980-as évektől kezdve a hőszivattyúkkal szemben támasztott követelményeket és vizsgálatokat nemzeti és nemzetközi szabványokban is rögzítették. Jelenleg érvényben van 21 db nemzeti: MSZ és MSZ EN (közülük csak tíz magyar nyelvű), illetve 6 db nemzetközi ISO-, illetve IEC szabvány (közülük csak egy van honosítva). 7. táblázat: Magyar (és európai) szabványok Hivatkozási szám

Szabványcím

1.

MSZ EN 255-1:1994 Visszavonva!

Hőszivattyúk. Villamos hajtású kompresszoros fűtő vagy fűtő és hűtő hőszivattyúegységek. 1. rész: Fogalommeghatározások és megnevezések

2.


Villamos kompresszoros légkondicionáló berendezések, folyadékhűtők és hőszivattyúk. Fűtés. 1. rész: Szakkifejezések, fogalommeghatározások és megjelölések

38


I. Melléklet

Hivatkozási szám

Szabványcím

3.


Villamos kompresszoros légkondicionáló berendezések, folyadékhűtők és hőszivattyúk. Fűtés. 2. rész: A helyiségfűtő berendezések vizsgálata és megjelölésének követelményei

4.

MSZ EN 2553:2000

Villamos kompresszoros légkondicionáló berendezések, folyadékhűtők és hőszivattyúk. Fűtés. 3. rész: Használati melegvíztermelő berendezések vizsgálata és megjelölésének követelményei

5.


Villamos kompresszoros légkondicionáló berendezések, folyadékhűtők és hőszivattyúk. Fűtés. 4. rész: Helyiségfűtő és használati melegvíz-termelő berendezések követelményei

6.


Hűtőberendezések és hőszivattyúk. Biztonságtechnikai és környezetvédelmi követelmények. 1. rész: Általános követelmények

7.

MSZ EN 3781:2000/A1:2004 Angol nyelvű!

Hűtőrendszerek és hőszivattyúk. Biztonsági és környezetvédelmi követelmények. 1. rész: Alapkövetelmények, fogalommeghatározások, osztályozás és kiválasztási kritériumok

8.

MSZ EN 3781:2002

Hűtőrendszerek és hőszivattyúk. Biztonsági és környezetvédelmi követelmények. 1. rész: Alapkövetelmények, fogalommeghatározások, osztályozás és kiválasztási kritériumok

9.

MSZ EN 3782:2001

Hűtőrendszerek és hőszivattyúk. Biztonsági és környezevédelmi követelmények. 2. rész: Tervezés, gyártás, vizsgálat, megjelölés és dokumentáció

MSZ EN 37810. 3:2000/A1:2004 Angol nyelvű! 11.

MSZ EN 3783:2002

MSZ EN 37812. 4:2000/A1:2004 Angol nyelvű!

Hűtőrendszerek és hőszivattyúk. Biztonsági és környezetvédelmi követelmények. 3. rész: A telepítés helye és a személyek védelme Hűtőrendszerek és hőszivattyúk. Biztonsági és környezetvédelmi követelmények. 3. rész: A telepítés helye és a személyek védelme Hűtőrendszerek és hőszivattyúk. Biztonsági és környezetvédelmi követelmények. 4. rész: Üzemeltetés, karbantartás, javítás és hasznosítás

13.

MSZ EN 3784:2002

Hűtőrendszerek és hőszivattyúk. Biztonsági és környezetvédelmi követelmények. 4. rész: Üzemeltetés, karbantartás, javítás és hasznosítás

14.


Villamos kompresszoros légkondicionáló berendezések és hőszivattyúk. Hűtés. 1. rész: Szakkifejezések, fogalommeghatározások és megjelölések

15.


Villamos kompresszoros légkondicionáló berendezések és hőszivattyúk. Hűtés. 2. rész: Vizsgálatok és megjelölési követelmények

16.


Villamos kompresszoros légkondicionáló berendezések és hőszivattyúk. Hűtés. 3. rész: Követelmények

17.

MSZ EN 1736:2000 Angol nyelvű!

Hűtőberendezések és hőszivattyúk. Hajlékony csövek, rezgésszigetelők és kompenzátorok. Követelmények, tervezés és beépítés

18.

MSZ EN 1861:2000 Angol nyelvű!

Hűtőberendezések és hőszivattyúk. A rendszer folyamatábrája, csőés készüléktervek. Elrendezés és jelképek

MSZ EN 12055:2000 Villamos kompresszoros folyadékhűtők és hőszivattyúk. Hűtés. 19. Angol nyelvű! Meghatározások, vizsgálatok és követelmények Visszavonva! 20.

MSZ EN 12178:2004

Hűtőrendszerek és hőszivattyúk. Folyadékszintjelző készülékek. Követelmények, vizsgálat és megjelölés

21.

MSZ EN 12263:2000

Hűtőberendezések és hőszivattyúk. Biztonsági kapcsolókészülékek nyomáshatároláshoz. Követelmények és vizsgálatok

22.

MSZ EN 12284:2004

Hűtőrendszerek és hőszivattyúk. Szelepek. Követelmények, vizsgálat és megjelölés

39


Hivatkozási szám

I. Melléklet

Szabványcím

MSZ EN 1230923. 1:1999 Angol nyelvű!

Gáztüzelésű, legfeljebb 70 kW nettó hőterhelésű abszorpciós és adszorpciós légkondicionáló és/vagy hőszivattyús berendezések. 1. rész: Biztonság


Gáztüzelésű, legfeljebb 70 kW névleges hőterhelésű, abszorpciós és adszorpciós légkondicionáló és/vagy hőszivattyús berendezések. 2. rész: Hatékony energiafelhasználás

26.

MSZ EN 13136:2003

Hűtőrendszerek és hőszivattyúk. Nyomáslefúvató készülékek és kapcsolódó csővezetékeik. Számítási módszerek

MSZ EN Hűtőrendszerek és hőszivattyúk. Nyomáslefúvató készülékek és 25. 13136:2001/A1:2005 kapcsolódó csővezetékeik. Számítási módszerek Angol nyelvű! 27.

MSZ EN 13313:2003

Hűtőrendszerek és hőszivattyúk. A személyzet felkészültsége


Nyomástartó berendezések hűtőrendszerekhez és hőszivattyúkhoz. 1. rész: Edények. Általános követelmények


Helyiségfűtő és -hűtő villamos kompresszoros légkondicionáló berendezések, folyadékhűtők és hőszivattyúk. 1. rész: Szakkifejezések és fogalommeghatározások


Helyiségfűtő és -hűtő villamos kompresszoros légkondicionáló berendezések, folyadékhűtők és hőszivattyúk. 2. rész: Vizsgálati feltételek


Helyiségfűtő és -hűtő villamos kompresszoros légkondicionáló berendezések, folyadékhűtők és hőszivattyúk. 3. rész: Vizsgálati módszerek


Helyiségfűtő és -hűtő villamos kompresszoros légkondicionáló berendezések, folyadékhűtők és hőszivattyúk. 4. rész: Követelmények

36. MSZ 2355:1988

Kompresszoros hűtő- és hőszivattyú-berendezések vizsgálata

MSZ ENV 20. 12102:2000 Angol nyelvű!

Villamos kompresszoros légkondicionálók, hőszivattyúk légnedvesség-csökkentők. Légzajkibocsátás mérése. hangteljesítményszint meghatározása

MSZ EN 60335-238. 40:2003 Angol nyelvű!

Háztartási és hasonló jellegű villamos készülékek. Biztonság. 2-40. rész: Villamos hőszivattyúk, légkondicionálók és légszárítók egyedi előírásai (IEC 60335-2-40:2002, módosítva)

+

MSZ EN 60335-240:2003/A1:2006 Angol nyelvű!

Háztartási és hasonló jellegű villamos készülékek. Biztonság. 2-40. rész: Villamos hőszivattyúk, légkondicionálók és légszárítók egyedi előírásai (IEC 60335-2-40:2002/A1:2005, módosítva)

+


Háztartási és hasonló jellegű villamos készülékek. Biztonság. 2-40. rész: Villamos hőszivattyúk, légkondicionálók és légszárítók egyedi előírásai

+


Háztartási és hasonló jellegű villamos készülékek. Biztonság. 2-40. rész: Villamos hőszivattyúk, légkondicionálók és légszárítók egyedi előírásai

40

és A

II. Melléklet Az ATIKÖFE szegedi irodaháza geotermikus hőszivattyús rendszerének műszaki leírása

Geowatt Kft. Fodor Zoltán okl. mg. gépészm., épületgépészm. 5600 Békéscsaba, Szabó D. u. 25. Tel./fax.: (66)451-234 1

TARTALOMJEGYZÉK

A RENDSZER LEÍRÁSA ......................................................................................................................................................... 3 1. KIINDULÓ PARAMÉTEREK 1.1. FŰTÉSI HŐSZÜKSÉGLET 1.2. HASZNÁLATI MELEGVÍZ-ELLÁTÁS 2. FŰTÉS/HŰTÉS TERVEZÉSE: .............................................................................................................................................. 3 2.1. A SZÜKSÉGES HŐSZIVATTYÚK: „NORDIC” WEC-250-HACW 2 DB..................................................................................................................... 4 2.2. A SZÜKSÉGES FÚRÁSI HOSSZ ............................................................................................................................................................................. 4 2.3. AZ ELPÁROLOGTATÓOLDALI TÖMEGÁRAM............................................................................................................................................. 4 2.4. A KONDENZÁTOROLDALON SZÜKSÉGES PUFFERTARTÁLY............................................................................................................ 5 2.5. A KONDENZÁTOROLDALI TÖMEGÁRAM.................................................................................................................................................... 5 2.6. AZ ÉVES ÁTLAGOS TELJESÍTMÉNYTÉNYEZŐ............................................................................................................................................ 5 2.7. AZ TERVEZETT OPTIMÁLIS FŰTÉSI ELŐREMENŐ-HŐMÉRSÉKLET /FAN-COIL/ ........................................................................ 5 3. A HASZNÁLATI MELEGVÍZ-SZÜKSÉGLET MÉRETEZÉSE ..................................................................................................5 3.1. A NAPI VÍZSZÜKSÉGLET HŐIGÉNYE............................................................................................................................................................................... 5 3.2. A SZÜKSÉGES TÁROLÓTÉRFOGAT ................................................................................................................................................................................. 5 4. AZ ÖSSZES ELEKTROMOS TELJESÍTMÉNYIGÉNY ...................................................................................................... 5 5. A RENDSZER VEZÉRLÉSE................................................................................................................................................. 6 6. A HŐSZIVATTYÚ INDÍTÁSA ............................................................................................................................................. 6 7. KARBANTARTÁS ................................................................................................................................................................ 7

2

A rendszer leírása Az irodaház téli fűtését, nyári hűtését és hmv-ellátását geotermikus hőszivattyúval (angol rövidítéssel: GHP-val) és a hozzá kapcsolódó függőleges (vertikális), zárt vonalas hőnyerési móddal (lásd az ábrát) látjuk megoldhatónak. Az épület utcafrontján a járda és az úttest között van az a terület, amelyet a kollektorok (13 db) lehelyezésének időtartamára igénybe kell venni. Ez a terület a szegedi önkormányzat tulajdona, így a telepítéshez a beleegyezésüket kell kérni. A fúrások és a gerincvezeték beépítése után 2 m mélységben fejeződik be az épülethez becsatlakozó ág. Ezután a felszíni területet az eredeti állapotába visszaállítjuk. A talajszinttől 2 m mélység felett semmilyen tárgy nem lesz elhelyezve, amely akadályozná a terület egyéb irányú felhasználását. A kollektorok működésének felszíni hatásai nincsenek. A tervezett 2 db hőszivattyúval monovalens módon megoldható az irodaház téli fűtése és nyári hűtése. Emiatt helyi károsanyag (CO2, NOx CO)-kibocsátás nincs. A talajba helyezett zárt vonalas kollektorok lehelyezése után a furatot bentonit-cement-homok keverékével feltöltjük. A talajban semmilyen környezeti károsodást nem idézünk elő. – A kollektorokban keringtetett folyadékból a geotermikus hőszivattyú At = 5 °C névleges munkaközeg-hőmérsékleten (a gyakorlatban ez 4–12 °C) hőt von el, 55–60 °C hőfokra emeli, és átadja az épület fűtési rendszerének a szükséges mennyiségben. Nyári hűtés is megoldható a hőszivattyú megfordított körfolyamatával – az egyéb hűtési rendszerekhez képest lényegesen kedvezőbb hatásfokkal.

1. Kiindulási adatok: 1.1. Fűtési és hűtési hőszükséglet (teljesítményigény):

Qfűt.= 160 kW (178 kW) Qhűt = 130 KW

1.2. Használati melegvíz-ellátás (hmv): 1 db 300 l-es hmv-tartály

3

2. A fűtés/hűtés tervezése: 2.1. A szükséges hőszivattyúk: „NORDIC” Wec-250-HACW, 2 db

2.2. A terv szerinti GHP-k évi átlagos COP-értéke

= 4,5.

2.3. A szükséges fúrási hossz 2 × 3464 láb ≈ 2078 m. Ez 18 db 115 m-es kollektorfuratot jelent, SDR 11 minőségű, DN 32-es polietilén csővel szerelve!

2.4. Az elpárologtató oldali tömegáram: 362 l/min A szükséges nyomómagasság (A): 18 m A szükséges szivattyú: Grundfos CR 8-30 Teljesítményfelvétel: 2 × ll00 W

4

A Tichelmann elv szerint kiépített összekötő gerincvezeték: SDR 11 minőségű, DN 90-es polietilén cső, az épület alatt 30 mm hőszigeteléssel és PVCburkolattal.

2.5.

A kondenzátoroldalon szükséges puffertartály 2 db, 800 liter, EMMETI

2.6.

A kondenzátoroldali tömegáram

362 l/min 6m Wilo Top-S 50/10 2 × 760 W

Nyomómagasság szükséglet: A szükséges szivattyú: Teljesítményfelvétel:

2.7.

Az évi átlagos teljesítménytényező

az elpárolgtatóoldali keringetőszivattyú teljesítményével csökkentett (1765 fűtési üzemóra): COP = 4,48.

2.8.

Az optimális tervezett fűtési előremenő hőmérséklet /Fan-coil/

t e,max = 43 °C Magyarázat: a GHP optimális előremenő vízhőmérséklete a puffertartály felé 46 °C, a puffertartálytól vissza a hőszivattyú felé 40,6 °C; a tartályban alul elhelyezkedő 46 °C-os meleg vízhez folyamatosan áramlik a falfűtésből visszatérő 41 °C-os víz, emiatt folyamatos üzem esetén az optimális fűtési előremenő: 43 °C !

A fűtési előremenő és visszatérő-vezetékeket 9 mm-es vastagságú, zárt cellás hőszigetelővel szigetelni szükséges!

3.

A használati melegvíz-szükséglet méretezése

3.1. A napi vízszükséglet hőigénye 3.1.1. Desuperheater 0 kW 3.1.2. Elektromos betét 0 kW 3.2. A szükséges tárolótérfogat 0 liter

4.

Az összes elektromos teljesítményigény Típus Wec-250-HAC 1500 liter, EMMETI tartály Grundfos CR 8-3 (1100 W/db) Wilo TOP-S 50/10 (760 W/db)

5

db 2

telj. felv. (kW) 36,4

2 2

2,2 1,52 Összesen: 40,12 kW

62,2 A

5. A rendszer vezérlése A hőszivattyúk, a fűtési előremenő vízhőmérséklet, a teli/nyári üzemmódváltás a beépített elektromos pufferek, a HMV hőszivattyú működésének külsőhőmérséklet-függő, teljesen automatikus vezérlését a feladatra programozott „PLC”-vezérléssel oldjuk meg. Így lehetővé válik a beavatkozás nélküli üzem, mind téli, mind nyári üzemmódban, amellett, hogy a hőszivattyúk – külső hőmérséklet alapján vezérelt előremenő víz hőmérsékletét optimális értéken tudjuk tartani, ami a rendszer hatásfokát (a COP értéket) maximalizálja. Az egyes lakások hőmérsékletei egyedi termosztátokkal szabályozhatóak. Ezt a feladatot a belső gépészetet tervező mérnök végzi el. 5.1. Téli üzem 5.1.1. Fűtés A fűtést a külső hőmérséklet függvényében, a puffertartályok hőmérséklete alapján vezérlik. Az automatika által beállított fűtési előremenő hőmérséklet a külső hőmérséklet függvényében 40–43 °C között változik. Ha a tartály hőmérséklete a külső hőmérséklet által meghatározott szint alá süllyed, akkor az automatika indítja mind a 2 db hőszivattyút, az elpárologtató és a kondenzátoroldali keringetőszivattyúkat. 5.1.2. A villamos fűtőbetétek üzembe lépése Ha az automatika a kollektoroldal elhűlését, a rendszer túlterhelését érzékeli (a hőmérséklet az automatika által beállított tartályhőmérsékletet 1 h alatt nem képes elérni), akkor bekapcsolja a 9 kW-os elektromos betétet. Ha ez sem elég, akkor meghatározott idő múlva indítja a második 9 kW-os betétet. 5.2. Üzemmódváltás Ha a külső hőmérséklet 16 °C fölé emelkedik, a 1–2. sz. hőszivattyút az automatika kikapcsolja. Ha a hőmérséklet 15 °C alá csökken, az automatika visszakapcsolja a rendszert. 5.3. Nyári üzem (Hűtés) Ha a külső hőmérséklet a 22 °C-t eléri, az automatika az l–2. sz. hőszivattyút hűtési üzemmódba állítja. Az automatika átállítja a puffertartályok hőmérséklet-határait. A puffertartály beállított hőmérséklete ekkor 15 °C. Tehát, ha a tároló hőmérséklete 15 °C-ra csökken, a l–2. sz. hőszivattyú leáll. Ha a puffertartály hőmérséklete 17 °C-ra nő, a 1–2. sz. hőszivattyú ismét bekapcsol.

6.

A hőszivattyú elindítása

Mielőtt elindítjuk a hőszivattyút, a következőket kell leellenőrizni a megfelelő működéshez: 1. Feszültségmentesített állapotban ellenőrizze a középfeszültségű külső vezetékek megfelelő érintkezését a vezérlőegységben. 2. Ellenőrizze a törpefeszültségű termosztátokat, hogy megfelelően vannak-e beállítva. 3. Kapcsolja be a főkapcsolót. Ezután 4 órán keresztül hagyja bekapcsolva anélkül, hogy a berendezést elindítaná! Ez alatt az idő alatt a hűtőfolyadék a fűtetlen kompresszorhoz áramlik. A legtöbb berendezés kompresszorához forgattyúházfűtés tartozik. A kompresszor károsodhat, ha a hőszivattyút hidegen indítják. 4. Kapcsolja be a vízellátást, és ellenőrizze, nincs-e szivárgás valahol a csőhálózatban.

6

5. Ellenőrizze a tágulási tartályokat, meg vannak-e töltve vízzel, mielőtt az áramkörét feszültség alá helyezi. 6. Bizonyosodjon meg arról, hogy a szivattyúk be vannak-e kötve a hálózatba, légtelenítve vannake, és készen állnak-e a víz szivattyúzására. 7. Távolítsa el az üzembe helyezés alatt a berendezésben esetleg összegyűlt port és hulladékot. 8. Bizonyosodjon meg, hogy a berendezés vízszintesen helyezkedik-e el. 9. Bizonyosodjon meg, hogy a megfelelő biztosíték van-e beszerelve a biztosíték védődobozában. 10. Legyenek a következő eszközök kéznél, és legyen képes használni azokat: - hűtőfolyadék-ellenőrző mérőkészlet - elektromos vagy más megfelelő hőmérő - árammérő - vízóra 11. Csatlakoztassa a hűtőfolyadék nyomásmérőjét. 12. A 4 órás felmelegedési időszakot követően helyezze a termosztát funkciókapcsolót FŰTÉS helyzetbe, és kapcsolja be a termosztátot. A kompresszor és a fő hőcserélő keringtetője működésbe lép. 13. Vegye figyelembe a nyomásmérők feliratait. 7–10 °C-os belépési vízhőmérséklet esetén a szívóoldali nyomásnak (a kék mérőn) megközelítően 365–400 kPa-nak kell lennie, míg a kilépőoldali nyomásnak (a piros mérőn) 1550–1900 kPa körül kell lennie a kondenzátoroldali vízáramlástól és hőmérséklettől függően. Jegyezze fel ezt az információt a garanciakönyvbe. 14. Jegyezze fel a víz „BE” és „KI” hőmérsékletét. A kibocsátott víz hőmérsékletének 2,2–4 °C-kal hűvösebbnek kell lennie a bevezetett víz hőmérsékleténél. 15. Jegyezze fel a bevezetett vízáramlást gallon/minutes-ben megadva. 16. Jegyezze fel a kondenzátor (MELEG) vízáramát a gépen keresztül, 45 l/min közelében. 4–5 °Cos emelkedést figyelhet meg a hőcserélő után. 17. Jegyezze fel a villamos feszültséget a terminál blokkoknál a feszültségmérő segítségével. 18. A villamos megszakítókapcsolónál helyezzen el egy árammérőt a fázisvezetékek közé, és jegyezze fel az áramerősséget mindegyikben.

7. Karbantartás Mint minden berendezést, a hőszivattyút is karban kell tartani, el kell végezni az ezzel összefüggő feladatokat. A megfordítható körfolyamatú NORDIC® hőszivattyúk koaxiális, illetve lemezes hőcserélőkkel vannak felszerelve. Ezeket a hőcserélőket kézzel nem szabad tisztítani. Szulfaminsavval tisztíthatók, amelyet általában „Iron-out” márkanévvel forgalmaznak. Ha azt gyanítja, hogy a berendezésen átszivattyúzott víz gyenge minőségű vagy a teljesítménycsökkenést tapasztal néhány éves használat után, szükséges lehet a hőhordozó folyadék hőcserélőjét megtisztítani. Zárt rendszerek esetén ez a meghibásodás nem jellemző. 7.1. Az irodaház üzemeltetőjének ajánlott karbantartási tudnivalók: A hőszivattyús kazánház és a hozzá kapcsolódó belső falfűtési rendszer a beszerelt vezérlőautomatikával és a belső fűtés szabályzással egy viszonylag bonyolult fűtési rendszert alkot. A fentiek miatt mindenképp szükséges egy kezelő, karbantartó személy, aki a napi ellenőrzést elvégzi, ismeri a rendszer működését, képes az időszakos karbantartási feladatokat

7

ellátni, üzemzavar esetén be tud avatkozni a rendszerbe, kapcsolatot tart a garanciális szervizzel és az esetleges hibakódokat közölni tudja velük. Itt nem napi teendőkről, hanem napi ellenőrzésről és időszakos teendőkről van szó. E személy alkalmazása az üzemeltető feladata. – Az energialekötés a DÉMÁSZ-tól: Energiavételezésre jelen esetben [ennél a rendszernél] két célravezető lehetőség mutatkozik: I. Teljesítménydíjas elszámolás II. Kisfeszültségű alapdíjas, kéttarifás elszámolás – A hőközpont zárhatóságának biztosítása: A hőközpontot mindenképp zárni szükséges! Ez balesetvédelmi és műszaki szempontból is indokolt. A kulcs azonnali elérhetőségét azonban lehetővé kell tenni! A karbantartó által elvégzendő időszakos karbantartási teendők: 1. A hőszivattyús rendszer föld oldali folyadéknyomásának állandó értéken tartása A beállítandó nyomás: 2 bar. Ezt a nyomást a tágulási tartálynál elhelyezett nyomásmérőn lehet nyomon követni. Amennyiben a nyomás lecsökken, egy töltővezeték segítségével a vízhálózatból vett vízzel a nyomást be kell állítani. Figyelem: Töltés, csatlakoztatás előtt légtelenítsünk! 2. A falfűtési rendszer nyomásának ellenőrzése és szükség szerinti utántöltése A szivattyúüzemen kívüli, beállítandó statikus nyomás: 1,5–1,7 bar. A nyomást a tágulási tartályon elhelyezett nyomásmérőn lehet ellenőrizni. Az utántöltést desztillált vízzel, töltőszivattyúval lehet elvégezni. Figyelem: Töltés, csatlakoztatás előtt légtelenítsünk! A karbantartó által elvégzendő napi ellenőrzések: 1. a PLC-s vezérlődobozon a hibakijelző automatika ellenőrzése. 2. Hibajelzés esetén a hibakódjegyzék alapján a hiba megállapítása. 3. Az elektromos hálózati panelen a motorvédő relék és biztosítékok bekapcsolt állapotának ellenőrzése. 4. Nem elhárítható hiba esetén a garanciális szerviz értesítése. 5. A primer és szekunder oldali keringetőszivattyúk megfelelő működésének ellenőrzése. 6. A lakások belső hőmérsékletének figyelemmel kísérése. Figyelem! Az PLC vezérlő automatikától függetlenül a hőszivattyúk belső védelemmel vannak ellátva! Amennyiben a primer és szekunder oldali paraméterek valamilyen hiba miatt (ez lehet a PLC vezérlés helytelen beállítása) meghaladják a kritikus értéket a belső védelem leállítja a hőszivattyúkat. Újraindítani a rendszert csak kézi segítséggel, a motorvédő védőkapcsolók visszakapcsolásával lehet! Figyelem! Az újraindítást kétóránként csak egyszer szabad elvégezni, mert ellenkező esetben a hőszivattyú meghibásodhat! Amennyiben ilyen hiba ismételten jelentkezik, értesíteni kell a szervizt!

8

ATIKÖFE szegedi irodaházának főbejárata

ATIKÖFE szegedi irodaház hőszivattyús hőközpontja

9

KLÍMAPOLITIKA. A hőszivattyú technológia szerepe a klímapolitikában

Recommend Documents