KLÍMAPOLITIKA. Fűtés-hűtés hőszivattyús ingyen energiával. Komlós Ferenc

KLÍMAPOLITIKA

Fűtés-hűtés hőszivattyús “ingyen” energiával Komlós Ferenc

Komlós Ferenc: Hőszivattyú lakossági tájékoztató anyag

2007. október 1.

1


TARTALOMJEGYZÉK Előszó ............................................................................................. 3 1. Bevezetés .................................................................................... 4 2. A jogi helyzet hangsúlyai ............................................................... 5 3. A technológia ismertetése nemzetközi kitekintéssel ......................... 11 4. A működés elve és üzemmódok .................................................... 21 5. Épületgépészeti vonatkozások ...................................................... 24 6. Megújuló energiaforrások és a hőszivattyú ..................................... 27 7. Alapfogalmak, kulcsszavak ........................................................... 30 8. A hőszivattyú elvi alapjai és példák az alkalmazásra ........................ 36 9. Hőszivattyús rendszerek költségei ................................................. 44 10. Felhasznált és ajánlott irodalom, internetes források...................... 46 11. Mellékletek ............................................................................... 47 I.

Melléklet: energetikai minőségtanúsítvány összefoglaló mintalapja.. 47

II.

Melléklet: levegő/víz hőszivattyús ajánlat .................................. 48

III.

Melléklet: szondás megoldású hőszivattyús ajánlat ..................... 58

IV.

Melléklet: földgázmotoros klímaberendezés árajánlat .................. 67

V.

Melléklet: árokkollektoros hőszivattyús árajánlat ........................ 70

VI.

Melléklet: kétkutas hőszivattyús árajánlat ................................. 72

2


Előszó „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

Kedves Olvasó!

A hőszivattyú lakossági tájékoztató kiadvány rendeltetése a hőszivattyús technológia megértetése és elfogadtatása. Jelentősége abban áll, hogy egyrészt segít a lakosság számára rávilágítani az energiahatékonysági programokban és a megújuló energia használatában rejlő lehetőségekre, másrészt segíti megvédeni őket a téves vagy átgondolatlan döntések meghozatalától. A feladat elvégzésében törekedtünk a közérthetőségre, a könnyű olvashatóságra, támaszkodtunk az ábrák nyújtotta szemléletességre, és igyekeztünk tömören fogalmazni. Ennek a tájékoztatónak az a célja, hogy tisztelt olvasóink bepillantást nyerjenek a hőszivattyús technológiával kapcsolatos új kihívásokra, mivel jövőbeli helyzetünket ez is nagymértékben befolyásolhatja. Az ésszerű és hatékony energiagazdálkodás ugyanis minden állampolgárnak, fogyasztónak és felhasználónak közös érdeke. Sajnálatos, hogy a magyar fogyasztó még nem élvezi a versengő energiapiac előnyeit: az áttekinthető kínálatot és a színvonalasabb szolgáltatásokat. Reméljük, hogy ez a kiadvány ezen a területen elősegíti majd a fejlődést. A műszaki tudományokban tájékozatlan olvasóknak készülő anyag csak akkor fejtheti ki hatását, ha tartalmazza a megértéshez szükséges alapvető szakmai ismereteket, alapfogalmakat, és gyakorlati tapasztalatokat is. Az ismertető akkor tekinthető sikeresnek, ha ebből javaslatokat, elképzeléseket, ötleteket lehet kialakítani, úgy, hogy közben az ötletek a realitások talaján maradhatnak. Ezért e tájékoztató elkészítésénél mi is ezeknek az alapelveknek a betartására törekedtük. A hőszivattyús rendszer a megújuló energiát hasznosító technológiák közül az a technológia, amely jelenleg a tájékozatlanok számára egy érthetetlen működésű fekete doboznak tűnik, így e gyanakodó érzés megváltoztatása a működés viszonylag egyszerű alapelveinek ismertetésével tudatosan felvállalt feladatunk. A környezettudatos olvasók figyelmét felkeltve, bemutatjuk a technológia tényleges környezeti hasznosságát, különös tekintettel az energiahasznosítási tényezőre. A tájékoztató kiadvány része a fentieken túl az alapfogalmak tisztázása, a világhálón (az interneten) elérhető hasznos oldalak összefoglalása, illetve a gazdaságossági megfontolások és a megvalósult hazai példák szemléltetése. Tisztelettel: Komlós Ferenc ny. vezető-főtanácsos okl. gépészmérnök, épületgépész

3


1. Bevezetés A Központi Statisztikai Hivatal kiadványa szerint – a gazdaság, a környezet és a társadalom egyensúlyát kifejező fenntarthatóság szempontjából – romlott Magyarország állapota az 1990-es évekhez képest. A környezeti adatsorok szerint a magyarországi energiafelhasználás, ezzel összefüggésben pedig az üvegházhatást okozó gázok kibocsátása európai összehasonlításban viszonylag kedvező, ám az egy főre jutó energiafogyasztás, illetve a gázkibocsátás az elmúlt években növekedett.

1. A fenntartható fejlődés útja: az emberhez méltó környezet létrehozása

Jelen kiadvány borítói és ez a rajz Handbauer Magdolna grafikus munkája

1990-ben hazánk szén-dioxid kibocsátása személyenként 6,5 tonna, az Európai Unió régi tagállamaiban 9,1 tonna volt. Országunk szén-dioxid emissziója 2003-ban 5,5 tonna volt, az unióban maradt a korábbi szinten. Ugyanakkor a szén-dioxidnál károsabb globális felmelegedést előidéző gázokból arányaiban többet bocsát ki Magyarország. Amíg Magyarországon metánból (CH4) 2003-ban 44,8 tonna jutott egy főre, addig az EU régi tagállamaiban 41,5 tonna. Dinitrogén-oxidból 4,0 tonna, illetve 2,8 tonna a szennyezés értéke. A fenntartható fejlődés alapján számolt ún. „ökológiai lábnyom” a természethasználat szintjét fejezi ki. A Természetvédelmi Világalap (WWF) 4


vizsgálati jelentése alapján a népesség és a biológiailag produktív földfelszín területére (16%) vetítve ez 1,8 ha/fő, ezt az értéket a világ 2006-ban 25%-kal haladta meg (lásd a 2. ábrát).

2. ábra: Földünk különböző területei

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. 5.

A Föld felszíne 51 billió hektár, ebből 36,3 billió hektár tenger, 14,7 billió hektár szárazföld. Utóbbiból csak 8,3 billió hektár a biológiailag termékeny terület, a maradék 6,4 billió hektár részben vagy egyáltalán nem alkalmas emberi használatra, mivel ez a terület jéggel fedett vagy szikes földterület.

2. A jogi helyzet hangsúlyai „Élni akaró nemzetnek vállalnia kell néhány ügyet, amelyek pártérdekek fölött állnak.” Széchenyi István

Az építés célja, hogy az ember mindennapi életéhez megfelelően komfortos (fűtött, hűtött, szellőztetett) környezetet biztosítson, ezért az ésszerű és hatékony energiagazdálkodás minden fogyasztónak és felhasználónak érdeke. Az épület állagának megóvása a belső légállapotnak is függvénye, tehát a használhatóság, a vagyonmegóvás is kapcsolódik a fűtéshez, hűtéshez, szellőztetéshez. Az ide vonatkozó 2002/91/EK EU-irányelv honosításához, bevezetéséhez több jogszabály tartozik. Eddig csak az első jogszabály jelent meg: az épületek energetikai jellemzőinek meghatározásáról szóló 7/2006. (V. 24.) TNM rendelet. Ez az épületek energiatanúsításához szükséges számításokat és határértékeket tartalmazza. Ebben a rendeletben az 5


épület által termelt energia is beszámít, így a hőszivattyús rendszer által bevitt energia is, amely elősegíti a jobb minősítés elérését. Az viszont még egyelőre kérdéses, hogy ennek a jobb minősítésnek mi lesz a későbbiekben a piaci értéke. A fenti irányelv alapján a szén-dioxid-kibocsátás csökkentése érdekében az új épületek 2008-tól csak energiatanúsítvánnyal kaphatnak használatbavételi engedélyt, a meglévő épületek, lakások pedig 2009-től csak energiatanúsítvánnyal adhatók el vagy adhatók bérbe. Ez a minőségtanúsítvány azt rögzíti, hogy rendeltetésszerű használat mellett egy év alatt mekkora az épület vagy lakás energiafelhasználása a hasznos alapterületre vetítve. A rendeletben az irányelvnek megfelelően előírás az épületek energetikai kategóriák szerinti besorolása: A+, A, B, C, ...I. Egy új épületnek legalább „C” kategóriájúnak kell lennie. (lásd az 1. táblázatot és a I. mellékletet), 1. táblázat: Minősítési osztályok A+ A B C D E F G H I

< 55 56 – 75 76 – 95 96 – 100 101 – 120 121 – 150 151 – 190 191 – 251 251 – 340 341 <

Fokozottan energiatakarékos Energiatakarékos Követelménynél jobb Követelménynek megfelelő Követelményt megközelítő Átlagosnál jobb Átlagos Átlagost megközelítő Gyenge Rossz

Megjegyzés: a táblázat a vizsgált épület, épületrész és a viszonyítási alap összesített energetikai jellemzője arányának százalékban kifejezett értéke alapján a minőségi osztály betűjelét és szöveges jellemzését tartalmazza.

A meghatározott új épületek engedélyeztetési eljárása az 1000 m2 feletti hasznos alapterületű meglévő épület, továbbá ha a változtatás a külső felület 25%-át érinti. Vizsgálni szükséges annak lehetőségét, hogy műszaki és gazdasági szempontból alkalmazható-e megújuló energiaforrás és hőszivattyú stb. Mivel feltűnő, hogy az energiatakarékosság mennyire lényeges szempont lett a magyarországi gázáremelkedések miatt a mindennapi ember számára, meglátásunk szerint egy ilyen jellegű igazolás (lásd az I. mellékletet) tovább javítaná a hőszivattyúk versenyképességét. Fontos, hogy megértsük a tanúsítás környezeti és költségmegtérülési hatását.

6


3. ábra: Hőszivattyúzás – ha a hőforrás napenergia (pl. a környezeti levegő hője) Forrás: Vetsey Klímatechnikai Kft.

A fűtő- és hűtőberendezés egyes részei megjelennek az épület helyiségeiben [pl. gázkészülék (kazán, vízmelegítő, konvektor) radiátor, csőfűtőtest, konvektor, ventilátoros konvektor az ún. fan-coil], ezért a bútorozhatóságot befolyásoló tényezők, és megjelenhetnek épületen kívül is, mint látvány (pl. égéstermék-elvezető, szerelt kémény, osztott ún. split készülék kültéri egysége), így az építészeti és épületgépészeti tervezésnek valamint a jogalkotásnak is egyaránt tárgyai. A lakások lakótereiben elhelyezett nyílt égésterű földgázkészülékek – soksok ilyen készülék van hazánkban, szinte mindenütt ez a fajta egyedi fűtési megoldás terjedt el az utóbbi évtizedekben – a lakók tudtán kívül, adott körülmények között, balesetveszélyesek. A földgáz égéstermékei érzékszerveinkkel nem vagy alig érzékelhetőek, eltérően a szilárd tüzelés égéstermékeitől, amelyek viszont érzékelhetők. E fűtési és használati meleg víz előállítási eljárások esetén sajnos egyre gyakoribbak a balesetek, és ezt a kockázatot növeli a szagelszívók és egyéb ventilátoros gépek használata, valamint az új, tömörzáró ajtók és ablakok szakszerűtlen, meggondolatlan beépítése is. Az erőltetett földgázprogramhoz kapcsolódó, utólag épített, ún. szerelt kémények rendkívüli mértékben elcsúfítják az épületeket, a családi házakat. Ezek a rossz minőségben gyártott, és a mai méretezés szerint gyakran nem elegendő magasságú, szerelt kémények sajnálatos módon egyre több esetben tragikus baleset okozói, mivel a hozzájuk tartozó nyitott rendszerű gázkészülékek sokszor a lakótérben vannak felszerelve. Be kell látnunk, hogy a környezetvédelmi és a műszaki-technikai fejlődés együttes hatására a „füstölő” kémények számát nem növelni, hanem csökkenteni szükséges. Már nemcsak a szakemberek előtt ismeretes, hogy

7


a fosszilis tüzelőanyagokhoz kapcsolódó kémények károsítják a környezetet. Lehetőség szerint minél kevesebb égéstermék-elvezetőt kell építeni, sőt, minél nagyobb egységnek legyen egy égéstermék-elvezetője. Az energia átalakítását tehát a lehető legjobb hatásfokkal, a legkisebb veszteséggel szükséges megoldani. Életvédelmi szempontból is csökkentenünk kell a kémények számát. Jelentős pénzügyi akadályát jelenti a hőszivattyúk hazai elterjedésének a kémény és a tartalékkémény problémája. Ezeknek anyag- és építési költsége a hőszivattyú árával azonos nagyságrendű. Így jelentősen fékezi a korszerű hőtermelő berendezések elterjedését napjainkban. Magyarországon a hőtermelő eszközök piacán is mielőbb azonos feltételeket kell biztosítani hőtechnikai felzárkózásunk érdekében. A versenyhelyzet megteremtéséhez a földgázár támogatását meg kell szüntetni, ugyanakkor hőszivattyús ártarifával (villanyárral és földgázárral) is ösztönözni szükséges az új technológia elterjesztését. Az ilyen árpolitika a földgázimportot és a pazarlást is jelentősen csökkenti. Vajon szükségszerű-e Németországban, hogy Japánt megelőzve világelsők legyenek a napelemes (fotovoltaikus) villamos áram termelésében? Vajon kényszerűségből működteti Svájcban a központi fűtések nagyobb hányadát – kazánok helyett – a hőszivattyú? (lásd a 4. ábrát.) Vajon Svédországban a hazánkénál jobb természeti adottságai miatt működik nálunknál lényegesen több napkollektor? Vajon az ország tőkeereje miatt tervezi Románia a szélenergia és napenergia milliárd eurós nagyságrendű fejlesztését és 2020-ra, az ún. zöldenergia 30%-s arányát a villamosenergia-termelésből? Vajon helyes-e hazánknak ezen a területen nem előremutató energiastratégiát elfogadni? Határozottan kijelentjük, hogy nem lenne helyes! Napjaink MTI híre az állam helyes irányú beavatkozásának példájára rögzítjük: a napfényes Olaszország, amely az európai lista élén álló Németország mögött halad, 3000 megawattra kívánja növelni a napelemes (fotovoltaikus) energiatermelő kapacitását 2016-ra a 2006 végén számított körülbelül 50 MW beépített kapacitásáról. Ennek érdekében az olasz állam idén új ösztönzőket vezetett be. Az energiahatékonyság jelentős befolyásolására az államnak jogi, szabályozási eszközei vannak. A hatékonyság javításának ösztönzése tisztán piacpolitikai eszköz, a rászorulók támogatása pedig szociálpolitika. A kettő aránya országonként és időszakonként eltérő. Sajnálatos, hogy jelenleg Magyarországon ez az arány nem jelzi azt, hogy itt az energiahatékonyság ügye a politika és a közgondolkodás homlokterében lenne. Az energiaár-emelést követően az állam a gázár támogatására 100 milliárd forintot fordít, míg az energiahatékonysági beruházások támogatására annak kb. 1/10-ét. Ennek során nincs megkülönböztetve a piacgazdasági ösztönzés és a szociális támogatás. Úgy is mondhatjuk, hogy nagyságrenddel nagyobb a fogyasztás támogatása, mint az 8


energiamegtakarításé! Piacgazdasági keretek között a váltást a piaci feltételek kényszerítik ki. A feltételek részbeni meghatározásával az állam befolyásolhatja a piaci szereplők döntéseit. Ezért fontos, hogy a döntéshozók igazságossá tegyék a küzdőteret (a földgázár és gázolajár közötti jelenlegi ellentmondást fel kell számolni). Csökkenjen a fosszilis energiahordozók támogatása, adóztassák meg a környezetszennyezőket, és növekedjen a környezetbarát technológiák bevezetésének támogatása. Mivel a támogatás megvonása bizonyos ágazatoknak, szolgáltatóknak nem előnyös, ezért az érintett cégek valószínűleg ellenállnak. Ez tudjuk, hogy nehezíti a szubvenciók eltörlését, de a jövőnk érdekében szükségszerű ez a döntés. A földgáz úgy tűnik, hogy hosszabb távon túlságosan értékes primerenergia-hordozó ahhoz, hogy elavult vízmelegítőkben vagy kazánokban kizárólag hőtermelés céljából eltüzeljük! A hazai termelése visszaesett, az importár pedig emelkedik, ezáltal a jelenlegi keresztfinanszírozás forrása lehetetlenné válik. Ezért célszerűbb hőszivattyúzásra vagy helyileg egyidejű áram- és hőtermelésre felhasználni a kevesebb veszteség, a jobb hatásfok érdekében [decentralizált, kapcsolt energiatermelés (kogeneráció) és trigeneráció]. Megítélésünk szerint a földgázról, a kőolajról és a szénről – az ún. fosszilis energiahordozókról – a megújuló energiára történő fokozatos átállás egyik kiemelkedő kulcsa a hőszivattyús technológia: hőszivattyú, a ki nem játszott ütőkártya a globális felmelegedés elleni harcban, amely hazánkban a növekvő energiaár miatt piaci alapon is tért hódít. Földgázkazán vagy hőszivattyú? 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 lényeget. 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. A magyarországi levegő szennyezettségéről és káros hatásairól mintegy 170 évvel ezelőtt Széchenyi István (1791–1860) írt „Pesti por és sár” címmel. A „legnagyobb magyar” elemezte a rákosi homokra épült Pest város poros levegőjét és tisztátlan voltát és a megoldásra javaslatot tett: fásítsák be, parkosítsák a város utcáit, tereit, építsenek ki a város körül zöld övezetet stb. Feltételezésünk szerint a reformmozgalom egyik meghatározó egyénisége napjainkban a hőszivattyús technológia elterjesztését szorgalmazná nemzeti felemelkedésünkért.

9


4. ábra: Jellemző hőszivattyúzás elvi vázlata Forrás: HOVAL cég

A hőszivattyús rendszerek jövője megérdemeli, hogy a hőszivattyúzás jogi szabályozással is megtámogatva, az őt megillető, kiemelkedő helyre kerüljön az Országgyűlésünk elé kerülő alábbi előterjesztésekben: - „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 előterjesztés a GKM hatáskörében készül, továbbá a - „Nemzeti Éghajlatváltozási Stratégia 2007-2025” című előterjesztés a KvVM hatáskörében készül. Különösen fontos hangsúlyozni, hogy a fenti időrendi sorrenden változtatni szükséges úgy, hogy a tisztelt országgyűlési képviselőink először a „Nemzeti Éghajlatváltozási Stratégia 2007-2025” című anyagról hozzanak döntést! A józan ész is ezt diktálja, és így bölcsebb, használhatóbb új energiapolitikánk lehetne 2020-ig. A hőszivattyús technika és technológia hazánkban adottságaink miatt igen sikeres lehetne, csak jogszabályokkal fel kellene karolni és megvalósulhatna a szakmai körökben már régen várt „néphőszivattyú” célkitűzés. A hőszivattyú a jelentős mértékű energiamegtakarításhoz olyan megújuló energiahordozót használ fel, ami nem okoz szén-dioxid (CO2) 10


és kibocsátásának növekedést, sőt, globálisan jelentős CO2légszennyezés-csökkenést jelent a használata. Könnyen teljesíthetők lennének ezzel a korszerű technológiával a több tervezési ciklusra vonatkozó uniós célkitűzések, és a környezet terhelésének mérsékelésével jelentősen javulhatna a lakosság egészsége, életminősége. Az 1. fejezet megírásához felhasznált forrás: Fritz Péter: Hol tart az energetikai minőségtanúsítvány? (Facility Management [Létesítménygazdálkodás], 2007/3 szám. A folyóirat várhatóan októberben jelenik meg.)

3. A technológia ismertetése nemzetközi kitekintéssel Az angol James Joule és William Thomson (Lord Kelvin) 1852-ben alkotta meg a hőszivattyú elvét (a gázok sűrítés hatására felmelegszenek, kiterjedés [expanzió] során pedig lehűlnek). 1855-ben az osztrák Peter Ritter von Rittinger a francia Sadi Carnot termodinamikai írásait tanulmányozva megalkotta a világ első ipari hőszivattyúját. 1938-ban Zürichben létesült az első tartósan hőszivattyúval fűtött épület (a zürichi városháza). Az épület hőforrása a Limmat folyó vize 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.

Dr. Heller László (1907–1980)

Megjegyzés: világhírű professzor, akadémikus. 1948-ban védte meg doktori disszertációját, amelynek témája a hőszivattyúk alkalmazásának technikai, gazdasági feltételei volt.

11


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. Az emberek növekvő komfortigényének mind jobb kielégítése mára a fejlődés meghatározója lett, és ez utódaink érdekében megkívánja, hogy a 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 sok helyen van. Például Svédországban, ahol mind többen fedezik fel a háztulajdonosok között az olcsó és biztonságos hőszivattyúban rejlő előnyöket: kétharmada azoknak, akik fűtőberendezést korszerűsítenek hőszivattyús rendszert választanak, és tíz új családi ház közül kilencbe hőszivattyús rendszert telepítenek. 2007ig 600 000 db hőszivattyú volt üzemben, ezekből 125 000 db-ot 2006-ban helyeztek üzembe. Jelezzük, hogy Svédországban a fosszilis energiahordozóktól való függés csökkentése nemzeti cél, amelyben minden politikai párt egyetért. Másik példaként említhető napjaink híre: 2006 során 44 000 hőszivattyús fűtőkészüléket adtak el Németországban. Ez 150%-os növekedést jelent a 2005-ös számokhoz képest. Így összesen 170 000 hőszivattyús fűtés üzemel ma Németországban, ebből 35 000 (20%) Észak-Rajna-Vesztfáliában, mondta el Dr. Frank-Michael Baumann, az Észak-Rajna-Vesztfáliai Energiaügynökség üzletvezetője a 6. hőszivattyú szakmai gyűlés megnyitóján Dortmundban. Új épületek esetében a hőszivattyúk piaci részesedése 20%-ra emelkedett ebben a megnevezett tartományban. Harmadik példaként említjük, hogy a Japán Kormány 2010-re 5,2 millió darab háztartási hőszivattyú létesítését tervezi, és ehhez jelentős állami támogatást is ad. Az ún. földhős hőszivattyúk erőteljes növekedése a világon az utóbbi évtizedben következett be (lásd az 5. ábrát). 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. 12


5. ábra: Fűtés földhővel Forrás: Geowatt Kft.

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, harmadát–hatodát használja fel arra, hogy a hőt a környezetből „beemelje”.

6. ábra: Hűtés földhővel Forrás: Geowatt Kft.

Igény szerint télen fűteni, nyáron pedig hűteni (lásd a 6. ábrát) lehet az épületet, a lakást hőszivattyúval, továbbá a használati meleg víz (fürdés, zuhanyzás, mosdás, főzés, mosogatás) az egész év során, éjjel-nappal évszaktól és időjárástól függetlenül előállítható vele. A lakások fűtési költségének csökkentése – tekintettel a tartós használatra − gazdaságilag kiemelten előnyös a család (a lakók) számára. Így a fűtéstől a használati meleg víz készítésén át a klimatizálásig, beleértve a hővisszanyerést is, széles körben alkalmazható, környezetbarát eszköz.

13


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 emiatt nem a hőszivattyús kereskedelem hanyatlása volt a fejlett európai országokban kb. 15–25 éve, hanem a közvélemény bizalmának elvesztése a hőszivattyúkban. Vigyázzunk arra, hogy nálunk ebből kevesebb gond származzon. Ennek egyik őre lehet a 2007. június 20-án megalakult Építéstudományi Egyesület (ÉTE) Hőszivattyús Szakosztálya. Tekintettel Heller László születésének centenáriumára megemlítjük, hogy mintegy négy éve (2003. november 3-án), a Tudomány Napján felavatták Kő Pál Kossuth-díjas szobrászművész Tudósok fala című alkotását a Nyugati Pályaudvar melletti West End City Center sétányon. A szobron Heller László tudós neve is szerepel, kinek zseniális találmánya: az ún. száraz erőművi hűtőrendszer, a Rubik-kockához hasonlóan meghódította a világot. A hőenergetikával foglalkozó iskolateremtő professzor elképzelései között szerepelt Európa második legnagyobb folyójával Parlamentünk és Műegyetemünk fűtése is. A hőszivattyús technológia komplex elterjesztését, továbbá a decentralizált energiatermelést, valamint az ún. „zöldhőt” és a hulladékhőt is szorgalmazó „Heller László terv, egy munkahelyteremtő kezdeményezés” című javaslat, röviden „Heller-program” 2005. novembere óta szakmai műhelyekben (építészeti, energetikai, mezőgazdasági, épületgépészeti és környezetvédelmi), konferenciákon és publikációkon keresztül ismertté vált, és elindult a megvalósítása. Ez a tervjavaslat hangsúlyozza, hogy nem elsősorban a terméket, hanem a szolgáltatást, a technológia megvalósítását kell támogatni, hogy később máshol, pl. a környező országokban versenyképesen forgalmazzuk, kivitelezzük és szervizeljük. A hőszivattyúk világméretű terjedésével napjainkban igazolódnak Heller László gondolatai. Megvalósult példaként említjük a berlini Bundestag épületének fűtését és hűtését. Az itt beépített hőszivattyús berendezést úgy alakították ki, hogy megfelelő átkapcsolással télen fűtő-, nyáron pedig hűtőberendezésként üzemelhessen (a fűtést 300 m-es, a hűtést 60 m-es kutakkal valósították meg). 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 referenciáknak is tekinthetők.

14


7. ábra: Sólé/víz (B/W) hőszivattyúk kollektorelhelyezésének vázlata (a hőszivattyú a pincében látható) Forrás: AWT Absorptions- und Wärmetechnik GmbH cég

A geotermikus energia nem áramfejlesztési célú felhasználásai 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. Ez mintegy 71 országban kb. kétmillió hőszivattyús rendszert jelent, az összteljesítmény kb. 27,8 GWth. Rendkívül gyors a technológiai fejlődés ezen a területen. Az összefogás és együttműködés hazánkban is tapasztalható: környezettudatos energiafogyasztók (állampolgárok), önkormányzatok, a bankrendszer, a piaci szereplők aktív szerepvállalása, és komplex új stratégia készül az energia- és klímapolitikában. A gazdaságilag fejlett országokban a hőszivattyús rendszerek nemcsak a rövid és hosszú távon növekvő energiaárak miatt, hanem a környezetvédelem növekvő jelentősége következtében is rendkívüli mértékben terjednek.

8. ábra: Földhőhasznosítás zárt hurkos csövezéssel, vízszintes kollektorral, sólé/víz (B/W) hőszivattyúkkal Forrás: Villavärmepumpar, Energimyndighetens sammanställning av värmepumpar för småhus

15


9. ábra: Földhőhasznosítás zárt hurkos csövezéssel, függőleges kollektorral, sólé/víz (B/W) hőszivattyúkkal Forrás: Villavärmepumpar, Energimyndighetens sammanställning av värmepumpar för småhus

10. ábra: Földhőhasznosítás nyitott rendszerű, ún. kétkutas, víz/víz (W/W) hőszivattyúval Forrás: Geowatt Kft.

A földhős hőszivattyúk 5–30 °C hőmérsékletű talajok, illetve sekély víztartók hőtartalmát hasznosítják általában legfeljebb 60 °C-ig. A hőszivattyú földszondái sekély mélységekből, környezetbarát módon, általában közvetett úton, ún. zárt rendszerben, hőcserélővel veszik ki a földkéregből (kőzetből vagy talajból és/vagy a vízből) a hőt (lásd a 8., 9. és 10. ábrát). A függőleges elrendezésű talajkollektor, az ún. földszonda mélysége a felszíntől mérve általában 50−120 m. Sokszor viszont az ún. nyitott rendszer az előnyösebb pl. megfelelő felszíni és felszín alatti vizek megléte esetén. Magyarországnak a megújuló energia felhasználásának kezdeti elterjedési állapota miatt nincs még statisztikai adata a hőszivattyúk és más napenergia-hasznosító berendezések hazai elterjedtségéről. A létesített

16


összes vízszintes és függőleges elrendezésű, földkollektoros hőszivattyús rendszer darabszáma véleményünk szerint 2000–3000 lehet. Ennek mintegy fele függőleges szondás talaj-/földhőhasznosító, ún. zárt hurkos hőszivattyú. Az elmúlt évtized második fele elterjedésükben jelentős fejlődést hozott. Így 2006-ban becslésünk szerint mintegy 300–400 db létesült, amelynek kb. 85–95%-a függőleges elrendezésű, ún. földszondás hőszivattyús rendszer.

11. ábra: Levegő/víz (A/W) hőszivattyú elhelyezésének vázlata

Megjegyzés: hőszivattyú itt nem az épületbe van telepítve, de a pincébe is elhelyezhető Forrás: AWT Absorptions- und Wärmetechnik GmbH

12. ábra: Levegő/levegő (A/A) hőszivattyú Forrás: Villavärmepumpar, Energimyndighetens sammanställning av värmepumpar för småhus

Magyarországon a légfűtések kevésbé ismertek. Főleg ez az oka annak, hogy a levegő/levegő hőszivattyú elterjedésének kezdeti szakaszában vagyunk. Ezt a típust az ún. passzívházak térhódítása felgyorsítja (lásd a 33. ábrát).

17


13. ábra: Levegő/víz (A/W) hőszivattyú fűtésre és HMV készítésre Megjegyzés: itt a split készülék (levegő/víz hőszivattyú) kültéri egysége a környezeti levegő energiáját hasznosítja, a beltéri hidraulikus modul adja át a hőenergiát a radiátoros padlófűtésnek és a HMV tárolójának. Forrás: DAIKIN cég

A földgázgázmotoros 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 hajtóenergia lehet biogáz is. A földgáz ugyanis hosszabb távon túlságosan értékes primerenergia-hordozó ahhoz, hogy elavult konvektorokba vagy hagyományos kazánokban kizárólag hőtermelés céljából eltüzeljük. Az energiahatékonyság növelése miatt hazánkban a földgázmotoros klímaberendezések elterjesztése ugyancsak indokolt. Télen (fűtésre), nyáron (hűtésre) és használati meleg víz előállítására egyaránt alkalmazható. Ezeknél a hőszivattyúknál a 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 azaz 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.

18


A kültéri egységnek kis zaj- és károsanyag-kibocsátása van. Freon-víz modul beépítésével a gázmotoros klímaberendezéshez légkezelő berendezések, fan-coil készülékek, és falfűtési, illetve falhűtési rendszerek is csatlakoztathatók. A gázmotoros hőszivattyús klímaberendezések egyaránt alkalmasak nyári és téli légkondicionálásra. A villamos üzemű klímaberendezésekkel előállított hűtési energia költsége ma nagyobb a földgázmotoros klímaberendezésekkel előállított hűtési energia költségének. A földgázmotoros klímaberendezés fűtési energiaköltsége pedig kisebb a földgáztüzelésű kazánénál. A hőszivattyú hajtására általában villamos energiát használnak, ezért a hőszivattyú környezeti haszna a villamosenergia-előállítás és a hőszivattyús rendszer hatékonyságától függ. Mivel a villamosenergiatermelés területén is egyre nagyobb jelentőséget kap hazánkban a széndioxid (CO2) kibocsátáscsökkentése és a megújuló energiahordozók felhasználása, így a hőszivattyúzás, mint ökológiailag helyeselhető hőenergia-termelési módszer egyre inkább megtalálja a helyét Magyarországon is, mert hazánk hőszivattyús energiatermelési adottságai kiemelkedően kedvezőek. „A világon üzemben lévő összes hőszivattyú száma meghaladja a 100 milliót.” (Beleértve még az itt nem ismertetett egyéb hőszivattyúkat is.) Az emberiség energiaigényeinek kielégítésére mindig megtalálta a megoldást, de az életképes megoldások elterjedése mindig akadályokba ütközött. Ez csak az ismeretek terjesztésével ellensúlyozható, és megtiszteltetésnek tekintjük, hogy ebben feladatban most részt vehetünk. A környezetkímélés, az energiamegtakarítás, a fenntartható fejlődés egyik kiváló eszköze lett mára a hőszivattyú. Alkalmazásával csökken a fosszilis tüzelőanyag-felhasználás és a környezet terhelése. A fűtés, hűtés, melegvíz-készítés és szellőzés hőszivattyús rendszerekkel a korszerű épületekben a harmadik évezred környezettel harmonizáló, tiszta és kulturált módja. A hőszivattyú elvhez szorosan hozzákapcsolódik a hőforrás (lásd a 14. ábrát). Ez a hőforrás a hőszivattyúk létesítése szempontjából különösen akkor jelentős, ha a szokásos eszközökkel már nem hasznosítható hőhodózokról van szó. Ezért általában a hőszivattyús körfolyamatok hőforrásai olyan kis hőmérsékletű energiahordózok, amelyek egyébként fűtésre közvetlenül nem hasznosíthatók. A hőszivattyúk gazdaságos alkalmazása szempontjából alapvetően fontos, hogy a hőforrás: • • • •

műszaki megoldásában könnyen, tehát olcsón kihasználható, elérhető, megfelelő mennyiségben, folyamatosan, azaz megfelelő energiahozamú és minél „nagyobb” hőmérsékletszintű legyen.

19


A hőszivattyú az energiafelhasználás ésszerű eszköze, amely hulladékhőt és a megújuló energiahordozókat [víz, levegő, föld (talaj)] tudja hatékonyan hasznosítani (lásd a 14. ábrát). A hőhordozókat két nagyobb csoportra lehet osztani: Technológiai folyamatokból származó: o „hulladékhők”, o használt ill. távozó levegő, o elfolyó melegvíz, o hűtőberendezés kondenzációs hőárama, stb. Természetes energiaforrások ill. hőhordozóit, ilyenek pl.: o a levegő, o a felszíni-vizek hője, o a közvetlen napsugárzás, o a talajhő ill. földhő, o kútvíz, o talajvíz, csurgalékvíz, stb.

HULLADÉKHŐ adottságaink pl. elhasznált (távozó) levegő, csurgalékvíz stb.

FELSZÍNI VÍZEK hidrológiai adottságaink

KÖRNYEZETI LEVEGŐ légköri adottságaink

FÖLDHŐ ILL. GEOTERMIKUS adottságaink

14. ábra: A hőszivattyúk hőforrásai Napjaink és a jövő technikájával kapcsolatban arra is fontos felhívni a figyelmet, hogy nemcsak a hőforrás, hanem a hőszivattyút működtető

20


energia is származhat megújuló (kifogyhatatlanul rendelkezésre álló) energiahordozótól. Jelezzük, hogy a hajtóenergia lehet pl. bioetanol, biodízel, biogáz. Agráriumban fontos célkitűzés, hogy a mezőgazdálkodók ne csak nyersanyagszállítók legyenek, hanem üzemanyagot, hőt és áramot is vigyenek a piacra, a saját ellátásukon felül. A hőszivattyúk a megújuló és a hulladékenergiák hasznosításával elősegítik a fosszilis tüzelőanyagok gazdaságosabb felhasználását, így jelentősen mérsékelik az építmények energiaellátásának üzemeltetési költségeit.

4. A működés elve és üzemmódok A műszaki fejlődés lehetővé tette, hogy az ember a komfortigényét egyre tökéletesebben kielégíthesse. Például a hűtés alkalmazásának elterjedése is a jólétet jelzi. Fel kell figyelnünk arra is, hogy hazánkban egyre több épületnek a hűtési költsége meghaladja a fűtési költséget. A hűtőgépek nagyobbik része villamos energia felhasználásával működik. Alapvető érdekünk a hűtés villamosenergia-felhasználásának csökkentése, az „energiafaló klímák” földhős hőszivattyúkkal való kiváltása. 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 működésére felhasznált energia segítségével a megújuló energiát hasznosítja. Napsugárzásból, földhőből 35–55 °C-os használati víz nyerhető hőszivattyúval. Tudomásul kellene venni, hogy ma nem nagyon van más eszköz a műszaki életben, ami jelentős nagyságú energiamegtakarítás mellett fűtésre és hűtésre is egyaránt használható. Ez az energiamegtakarításhoz olyan energiahordozót használhat fel, ami nem okoz a szén-dioxid-kibocsátásában növekedést, sőt globálisan csökkenti a légszennyezést! A hőszivattyú elvi alapjai a termodinamika második főtételéhez kapcsolódnak. A második főtétel kimondja, hogy a hő-, és mechanikai 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 állít elő, a hőtermelés kapcsán pedig olyan hőmérsékletkülönbséget hoz

21


létre, amelynél az alsó hőmérséklet szintet a környezet - a „hőforrás” magasabb hőmérsékletet pedig az ún. hasznos hő képviseli.

15. ábra: Kompresszoros hőszivattyú főbb részei Forrás: VAILLANT cég

A hőszivattyú tehát - a természetes hőáramlással ellentétes irányú körfolyamatban - a környezet, az alacsony hőmérsékletű hőforrás hőjét emeli - mechanikai munka befektetése árán - egy magasabb hőmérsékleti szintre, egy olyan értékre, amelyen a hő már hasznosítható. A hőszivattyú - működésmódját tekintve - gyakorlatilag megegyezik a hűtőgépekkel, főbb berendezései: kompresszor, elpárologtató, kondenzátor, expanziós szelep (lásd a 15. ábrát). A két gép között a különbség a körfolyamat hőmérséklet-határaiban és a felhasználás céljában van. A hőszivattyút kamrafűtésnek is nevezhetjük, ha a hűtőszekrényt a „spájzba” tesszük (lásd a 16. ábrát).

16. ábra: Hűtőszekrény Forrás: IDM cég

22


A hőszivattyú a következő energetikai feladatot végzi: a 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. Az új technikai eszközök megvalósítása műszaki fejlődésünk jelenlegi színvonalán a mai hazai árviszonyok mellett nagyobb egyszeri ráfordítást (beruházási költséget) igényel, mint a már meghonosodott eljárások. A hosszú élettartam (kb. 30 év) és a kisebb üzemeltetési költség miatt a beruházási többletköltség a berendezés működési ideje alatt többszörösen megtérül (szakszerű tervezés-kivitelezés és üzemeltetés esetén)! Miután a hőszivattyú megújuló energiahordozó (vagy hulladékhő) felhasználását teszi lehetővé, környezetvédelmi és energiagazdálkodási szempontból kedvező a hatása. Jelezzük, hogy a környezeti levegőből (a légkör troposzféra rétegéből), a vonatkozó jogszabályok alapján és a felszíni vizekből (állóvizek, vízfolyások) vett hőenergia hőmérséklethatár nélkül a földhő(geotermikus energia) hasznosítás költségmentes (ingyenes), ha a hőszivattyú hőforrásoldali csőcsonkján a hőhordozó közeg hőmérséklete a 30 °C-ot nem haladja meg. Hangsúlyozzuk a gazdasági alkalmazási indokoltságot. A konkrét megtérülési mutató (évek száma) a beruházás megtérülési idejének szokásos számításával megkapható.

17. ábra: Hőtermelők olajkazánhoz viszonyított összehasonlítása Megjegyzés: a hőszivattyút jellemző teljesítménytényezőt, COPÉVI -t jóságfoknak is írják Forrás: IWP-Initiativkreis Warmepumpen e. V., Stiebel Eltron Kft.

23


5. Épületgépészeti vonatkozások Hazánkban a víz hőhordozós radiátoros központi fűtés terjedt el legjobban, a vizet kazánnal és jelentős részben földgáztüzeléssel melegítik. A korszerű hőszivattyús rendszer elvileg szinte minden meglévő melegvízüzemű központi fűtőberendezéshez csatlakoztatható. Ismeretes, hogy a kazán hőteljesítménye a fűtési szezon jelentős (80–90%) időtartamában mintegy 60%-a a névleges teljesítménynek. Ekkor hőszivattyúval termelhető meg a hő jelentős része, és a kazán csak a fűtési időszak rövid időtartamában működik. Még a kazánhatásfok is jobb lesz, így kevesebb a tüzelőanyag fogyása, mivel a kazán ekkor jobban megközelíti a névleges kazánteljesítményét, amire tervezték. Ha a fűtés külső hőmérsékletről vezérelt, a fűtési előremenő vezeték vízhőmérséklete a hőszivattyú alkalmazási feltételére kedvező, kb. (40– 55) °C hőmérséklet körül lehet. Figyelembe kell venni, hogy a megszokott, 90/70 °C-os ún. hőlépcsővel tervezett fűtőberendezéseink jelentősen túlméretezettek. Így a méretezési külső hőmérséklet esetén is kisebb lehet a fűtési előremenő vezeték vízhőmérséklete. A régi, meglévő hőleadó radiátorok a szükségesnél jelentősen nagyobb fűtőfelületűek, tekintettel arra is, hogy a régi számítási előírások országosan –20 ºC-os, legutóbb pedig –15 °C-os méretezési külső hőmérsékletre vonatkoztak, valamint a régi szilárd tüzelés és a szabályozása is jelentősen nagyobb fűtőfelületet igényelt. A mai vonatkozó előírás (szabvány: EN 832, MSZ CR 1752, EN 12831) szerint országunk több méretezési külső hőmérsékletre van felosztva: –15 °Cosra, –13 °C-osra és –11 °C-osra. Példaként elmondható, hogy ősszel, november 12. és november 21. között átlagosan az egész országban 5 °C alá süllyed a középhőmérséklet, tavasszal pedig március 9. és március 19. között emelkedik átlagosan a középhőmérséklet tartósan 5 °C fölé. Ezért előre kijelölhetők az adott helységben lévő, adott épületre olyan időszakaszok, amikor a középhőmérsékletek állandóan a meghatározott érték felett vannak, tehát amikor a hőszivattyú képes a kazánnál jóval gazdaságosabban megtermelni a fűtési hőenergiát. (Jelezzük, hogy Magyarországon az évi fűtési időszaki középhőmérséklet +4 °C.) Egy városban nagyobb a környezeti levegő hőmérséklete, mint egy hasonló fekvésű, de természeti környezetben, mert a városi beépítés ún. városi hőszigetet eredményez. A külső léghőmérséklet a fűtési időszakban, a városokban megemelkedik. Budapesten pl. a januári középhőmérséklet (3–4)°C-kal magasabb a külvárosi, városon kívüli területekhez viszonyítva.

24


18. ábra: Monoenergetikus működés elvi rajza Forrás: DAIKIN cég

A villamos hőszivattyúknál monoenergetikus rendszerű működést úgy biztosítjuk, hogy a hőszivattyú az éves fűtési hőigény 90–95%-át fedezi, a maradék fűtési igény 5–10%-át pedig egy tartalék elektromos fűtőtesttel biztosítja (a 18. ábrán az elektromos fűtőtestet egy téglalap ábrázolja). A hőszivattyút úgy választják, hogy a leghidegebb nap fűtési hőigényét 60%-ban tudja kielégíteni. A beruházási és üzemeltetési költségek tekintetében általában ez az optimális választás.

19. ábra: Hőszivattyús rendszerek üzemmódjai: • felső ábra: monovalens, • középső ábra: bivalens alternatív, • alsó ábra: bivalens parallel 25


A hőszivattyúkat új épületeknél célszerű általában monovalens üzemmódú berendezésre tervezni (lásd a 19. 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 (felső ábra) ellentétben a bivalens rendszerek a csúcshőigények különálló biztosítására terjedtek el. Bivalens alternatív (középső ábra) változat esetén nagy hőigény (nagy hideg) esetén a hőszivattyú leáll, és egy másik hőtermelő adja önállóan a teljes hőigényt (hőszivattyú + kazán). Bivalens parallel (alsó ábra) módszer esetén nagy hőigény (nagy hideg) esetén a hőszivattyú nem kapcsol ki, hanem a másodlagos hőtermelő berendezés rásegít a hőtermelésre (hőszivattyú + csúcskazán). A gazdaságilag optimális külső hőmérséklet felett a hőszivattyú mind a három esetben önállóan, egyedül üzemel. A hazai gyakorlatban leginkább elterjedt villamos hőszivattyúk alkalmazásakor a meglévő melegvízüzemű fűtőberendezéseknél energiagazdálkodási szempontból a két vagy többféle energiára alapozott (bivalens, trivalens, vagy multivalens) rendszert és az alternatív üzemmódú működtetést célszerű választani, mert ekkor nincs szükség az erőművek teljesítményének növelésére. Az országos terhelési görbe csúcsidőszakai pedig sok esetben a hőszivattyúval és annak a puffertárolójával továbbá a padlófűtés vagy az épület hőkapacitása segítségével áthidalhatók, a hőkomfort gyakorlatban elfogadható csökkenése nélkül. Tehát kellő űrtartalmú melegvíz-puffertárolóval a csúcsidőszakokat át lehet hidalni (külön mérővel, a villamos fűtésű melegvíztárolóhoz hasonlóan). Ezekben az esetekben a fűtési energiaigény jelentősen nagyobb részét a hőszivattyú fedezi, és csak a téli, hidegebb időben (időszakokban) van szükség kiegészítő fűtés, pl. a meglévő kazán(ok) működésére, mert a mi földrajzi szélességünkön a fűtési költségek mintegy 80%-át a –5 ºC feletti hőmérsékletű időszakokban használjuk fel, és radiátoros fűtésnél –5 ºC külső hőmérsékletig elégséges, hogy a fűtési vezeték előremenő hőmérséklete legfeljebb 55 ºC-os lehessen. A többfajta primer energiára alapozott energiatermelés az egyéni fogyasztónak is előnyös. Váltani képes vele a kedvezőbb energiahordozóra bármikor, így nincs annyira kiszolgáltatva a mindenkori piaci helyzetben. A fűtési szezon átlaghőmérsékletével azonos a külső levegő, mint hőforrásnak a hőmérséklete. Ismeretes, hogy a fűtési szezon magyarországi átlaga kb. 180 nap ill. 4320 óra. A budapesti átlaghőmérséklet látható havi bontásban a 20. ábrán. Ez a statisztikai adat több városunkra rögzítve van, és méretezéskor rendelkezésre áll.

26


20. ábra: Havi átlaghőmérséklet °C-ban Budapesten, hónapokra bontva 1961-1990 között

Forrás:OMSZ http://www.met.hu/omsz.php?almenu_id=climate&pid=climate_Hw&mpx=0&kps=1&pri =2

6. Megújuló energiaforrások és a hőszivattyú „Lehetetlen egy probléma megoldása azokkal a módszerekkel, amelyek magát a problémát hozták létre.” Albert Einstein

A termodinamika I. főtétele szerint energiát sem előállítani, sem megsemmisíteni nem lehet, csupán egyik formájából a másikba átalakítani. (Az „energiatermelés” kifejezés ennek ellenére elterjedt a szóhasználatunkban.) Az energia átalakítását tehát a lehető legjobb hatásfokkal, a legkisebb veszteséggel szükséges megoldani. A megújuló energiaforrásokkal a fosszilis energiahordozók (jellemzően az importált földgáz, kőolaj és szén – lásd az 2. 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. 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). 27


2.táblázat: Hőszivattyúzás az energiahatékonyság növeléséért 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

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.

A 2. táblázat összefoglalóan szemlélteti az energiamegtakarítás, az energiahatékonyság növelésének lehetséges változatait. A kisebb energiafogyasztás egyben kevésbé káros környezeti kihatást is jelent. Az országunk energiaellátása már ma is jelentősen kiszolgáltatott a földgáznak. Ezt a függést kell csökkenteni, mert a hazai földgázmezők kimerülnek, a földgáz magyarországi és világpiaci ára (várhatóan) tovább emelkedik.

28


Élhető világunkat (a képen látható) két hőforrás határozza meg: a Nap sugárzása és a Föld belső melege. Előbbi a Föld légköre felől hatol a Föld felszíne felé, utóbbi a Föld belseje felől a felszín felé. Megújuló energiaforrások alatt azokat az energiahordozókat értjük, amelyek felhasználása során a forrás nem szűnik meg, hanem folyamatosan újratermelődik. Ezért környezeti hőforrásaink primer energiahordózoknak is tekinthetők. 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. A 21. ábrán látható, hogy pl. Ausztriánál és Németországnál is kedvezőbb felszíni napsugárzással, rendelkezünk. Vizsgálatok szerint a hazai éves átlag kb. 140 W/m2.

21. ábra: Európa napenergia térképe

29


22. ábra: A Kárpát-medence hőáramtérképe [mW/m2] Forrás: Dr. Dövényi Péter docens, ELTE Geofizikai Tanszék

A Föld belsejében sokkal nagyobb a hőmérséklet, mint a felszínen, ezért a belső energia állandóan áramlik a felszín felé. Országunk évi átlagos ún. földi hőárama 90 mW/m2, kiemelkedő nagyságú (lásd a 22. ábrát). Országunk adottságait felhasználva a háztartási és kommunális szektorban fűtésre, hűtésre és HMV készítésre, a nemzetközi tendenciákat is figyelembe véve széleskörű elterjedésére lehet számítani a hőszivattyús rendszerek esetében. Ez sok–sok új munkahelyet teremtene országunkban „gyártástól a szervizelésig”, a környezetvédelmi és mezőgazdasági gépiparunk fellendülését is előmozdíthatná az említett Heller-program által.

7. Alapfogalmak, kulcsszavak Hő A hő az energia egyik formája. Ha egy anyag hőtartalom-változása hőmérséklet-változásban nyilvánul meg, akkor a hőt érzékelhető hőnek nevezzük. Ha pedig a halmazállapot-változás úgy megy végbe, hogy nincs érzékelhető hőmérséklet-változás (pl. folyadékból gázba, vagy fordítva

30


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 hőt vesz fel és megnövelve azt egy nagyobb hőmérsékleten adja le. 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 és működési elve A hőszivattyú elvi felépítését az alábbi kompresszoros sűrítésű hőszivattyús rendszer rajzon mutatjuk be (lásd a 23. ábrát):

23. ábra: Kompresszoros sűrítésű hőszivattyú és hőszivattyús rendszer elvi vázlata Forrás: VAILLANT cég

két hőcserélő (rekuperátorok): •

elpárologtató (elgőzölögtető),

•

kondenzátor (cseppfolyósító),

kompresszor, expanziós szelep (adagoló szelep).

31


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. A kompresszoros hőszivattyú működési elvét a szintén a 23. ábra felhasználásával szemléltetjük. Itt jól látható a hőszivattyú négy fő része: - a környezeti levegőt hőforrásként hasznosító elpárologtató, - az elpárologtatott munkaközeget a kompresszor nagyobb nyomásra sűríti, a nyomás növekedésével a kondenzációs hőmérséklet is emelkedik, - a munkaközeg nagy nyomású gőze a kondenzátorba jut, itt a munkaközeg átadja hőjét a nála alacsonyabb hőmérsékletű hőfelvevő közegnek, miközben lecsapódik, - a munkaközeg az expanziós szelepen 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. 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 24. ábrát).

32


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)

24. ábra: A hőszivattyús rendszer elvi vázlata 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 3. táblázatot). 3. 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 teljesítményfelvétele, amely a következőket tartalmazza:

villamos

33


• • •

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. 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 teljesítményfelvétel és szabványosított feltételek.

adatai, elsősorban a fűtőteljesítmény, a a COP meghatározásához szükséges

Légkondicionáló berendezés Olyan csatlakozásra kész burkolattal ellátott szerkezeti egység vagy egységek, amely(ek) a kezelt levegőt egy zárt térbe (pl. szobába, iroda), 34


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 villamos kábelekkel kötnek össze. Hűtésre és fűtésre is alkalmazzák. Alapkivitelben egy kültéri egységhez egy beltéri egység tartozik, de vannak összetett („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 klimatizálandó 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. 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. Ilyen fűtő/hűtő készülékek láthatók az alábbi képen.

35


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.

8. A hőszivattyú elvi alapjai és példák az alkalmazásra Hőszivattyú alkalmazásakor nagyobb energiát (QC) kapunk a felső hőmérsékletszinten 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 20. 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

25. ábra: A Carnot-féle körfolyamat Forrás: MSZ EN 255, MSZ EN 14511

36


A Carnot-féle körfolyamat két izotermikus (elpárolgás, kondenzáció) és két izentrópikus (expanzió, kompresszió) állapotváltozásból áll. 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 A hőszivattyúra jellemző elméleti (reverzíbilis) ún. CARNOTCOP kondenzátor és az elpárologtató hőmérséklet-adataiból kiszámolható:

a

CARNOTCOP = TKONDENZATOR / (TKONDENZATOR – TELPÁROLOGTATÓ) Illetve a 25. 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 állami-, önkormányzati létesítményekhez, uszodákhoz, fürdőkhöz, középületekhez, műemlékeknél, lakó- vagy más szállásépületekhez (nyugdíjasházaknál, garzonházaknál, utak-, járdák-, kocsi-lehajtók jégmentesítésére, ipari és mezőgazdasági épületekhez: növényházakhoz, állattartási épületekhez; öntözővíz-temperáláshoz; 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.

37


26. ábra: Családi ház fűtése (A/W) hőszivattyúval Forrás: LODAM cég

A 26. ábrán az istálló közelében lévő épület hőszivattyús fűtése az állatok által leadott hő (az ún. animális hő) hasznosításával történik.

27. ábra: Hőszivattyú napkollektorral társított vezérlése Forrás: DANFOSS cég

Kiemeljük, hogy a napkollektorokat használati meleg víz (hmv) előállítására feltétlenül mielőbb használni szükséges, hiszen az éves igény nagyobb részét biztosítani tudja. Március közepétől október végéig 40–45 °C-on biztosítani lehet a hmv-igény nagyobb részét 4–6 m2-es napkollektorral. Kiemeljük, hogy a napkollektor jól illeszthető a hőszivattyúval. A hőszivattyús rendszer szabályozása látható vázlatosan a 27. ábrán. 38


28. ábra: Kompresszoros hőszivattyús rendszer (napkollektorral)

A 28. ábra jobb oldali felső részében napjainkban egy átlagos hőszivattyús rendszer energiafolyam-ábrája látható (egy egységet fizet, de négy egységet kap a fogyasztó). Ha napkollektorral társítjuk a hőszivattyút az üzemeltetési költség még kedvezőbb lesz. Ugyanakkor a hőszivattyú borús időben, napsütés hiányában a nem működő napkollektort helyettesíteni is tudja. A 28. ábra jobb oldala tartalmazza a korszerű felületfűtések ill. felülethűtések megoldásának elvi rajzát. Lásd még a 29., 30. és 31. ábrákat. A 28. ábra baloldali részen a hőszivattyúk főbb hőforrásait részletezi. A 28. ábrán a „fain-coil”-os hőleadás nincs feltüntetve, mert általában új épületeknél kevésbé előnyös a használata. Jelezzük, hogy már régóta padlófűtésre alkalmazható parkettát lehet kapni, amely szakszerűen beépíthető és üzemeltethető a vonatkozó előírások betartása mellett.

39


29. ábra: Falfűtés elvi vázlata Forrás: VARIOTHERM cég

30. ábra: Falhűtés elvi vázlata Forrás: VARIOTHERM cég

31. ábra: Egy kisméretű lakás padló- és falfűtésének vázlata Forrás: VARIOTHERM cég

40


32. ábra: Vízszintes elrendezésű talajkollektoros villamos hőszivattyú COP-, ill. teljesítménytényezőjének (ε) változása a talajkollektorban áramló hőhordozó közeg hőmérsékletének függvényében, különböző (35, 45 és 55 °C-os) fűtési előremenő melegvíz hőmérsékleteknél Forrás: LODAM cég

Az építész az épület tájolásával, tömegalakításával, hőszigetelésével, légtömörségével, hőtároló képességével, üvegezésével, árnyékolásával, a különféle rendeltetésű helyiségek épületen belüli elhelyezésével jelentősen befolyásolni tudja az épület energiaigényét. Minél tudatosabb és szakszerűbb a tervezés, annál kevésbé van szükség a nem megújuló energiaforrások felhasználására. Az építész, a statikus, az energetikus és az épületgépész alkotó együttműködésével olyan építmény hozható létre, amelynél a megújuló energia fűtésre és hűtésre (a felsoroltakon kívül, többek között szellőztetésre, szárításra és nedvesítésre is) felhasználható. A legnagyobb energiamegtakarítást az energiatermelés és az energiafelhasználás ésszerűsítésével, az építmények hőveszteségének csökkentésével, valamint a fűtőberendezések optimális, európai értékrend szerinti kiválasztásával és üzemeltetésével érhetjük el. Az energiaválság a fejlett országokban már korábban kikényszerítette az energiatakarékos hőszivattyú alkalmazását, és ezáltal elsősorban az emberközpontú, kis hőmérsékletű, melegvízüzemű központi fűtéseket, 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. A következő oldalon lévő fényképen jelenleg építés alatt lévő, korszerű ún. zöldtetős, 78 m2 hasznos alapterületű gerendaház látható. Padlófűtését

41


4,0 kW-os levegő/víz hőszivattyú fogja biztosítani. Az erről szóló ajánlatot II. mellékletként csatoljuk.

Keszthelyi zöldtetős gerendaház (építése folyamatban van) Forrás: HungLogHome Kft.

33. ábra: Épületfajták fajlagos energiaigényei [kWh/m2év] Forrás: HOVAL cég

42


Sümegi-kávézó utcai homlokzatai Forrás: Vetsey Klimatechnikai Kft.

A kávézó levegő/víz hőszivattyúja a Hitachi cég gyártmánya. Inverter vezérlésű Scholl kompresszorral működik. A hőleadó rendszer: padlófűtés, előremenő melegvíz max. 35 °C; Hűtőteljesítménye: 6,7−14,0 kW (vízhőmérséklet min. 18 °C), EER = 3,51; Fűtőteljesítménye: 7,0−16,7 kW (vízhőmérséklet max. 48 °C), COP = 4,05; Kiegészítő elektromos fűtőbetét: 6 kW; Működési tartomány: −20 °C -tól + 43 °C-ig; Kültéri-beltéri telepítési távolság max.: 30 fm; Környezetbarát hűtőközeg: R-410a.

A kávézó levegő/víz hőszivattyújának szerelése Megjegyzés: a „split” készülék kültéri egysége Forrás: Vetsey Klimatechnikai Kft.

43


Budapesti családi ház homlokzatai Forrás: HGD Kft.

Budapesti családi ház hőszivattyús hőközpontja Forrás: HGD Kft.

9. Hőszivattyús rendszerek költségei „Haszonkeresés nélkül semmi sem történik a világon, ne is kívánjuk az emberektől ellentétes dolgot, de nem olyan alacsony vágy ez, csak adjunk neki józan irányt, fordítsuk nemes célra, önhaszonra.” Széchenyi István

9.1. Jellemző példaként ismertetjük a Vetsey Klímatechnikai Kft. tájékoztató árait, amely levegő/víz hőszivattyúkkal kapcsolatos anyagra és munkára vonatkozik. A készülékek 5−16 kW fűtőteljesítményig kaphatóak. 44


Az árak teljesítménytől és gyártótól függően 850.000.- Ft + áfa és 1.650.000.- Ft + áfa között mozognak. A HMV tárolók csak Daikin rendszerhez illeszthetőek. 150, 200 és 300 literesek. Áruk: 190.000.- Ft + áfa és 230.000.- Ft + áfa között mozognak. A hőszivattyú beszerelési költsége 80.000−100.000.- Ft + áfa körül van, de ezt az árat csak felmérés után pontosítják. A továbbiakban ugyanúgy kell szerelni, mint egy hagyományos fűtési rendszert. Karbantartási költség kb. 10.000.- Ft + áfa/év + kiszállási költség. A II. mellékletben az említett gerendaház műszaki adatokat tartalmazó ajánlata szerepel. 9.2. A hőszivattyús rendszerek gazdaságosságát alapjaiban meghatározza az adott rendszerrel elérhető COPévi teljesítménytényező értékének alakulása. A földhős zárt hurkos, ún. szondás hőszivattyús rendszereket pl. a Geowatt Kft. jelenleg COPévi = 4,5 értékre tervezi. Ennek az értéknek a megvalósulása azonban számos tényező függvénye. Az üzemeltetés is odafigyelést igényel. A mind korszerűbb automatikák beépítésével csökken a beavatkozás lehetősége és így csökken a negatív tényezők szerepe is. Ezen érték megvalósulása jelenleg 45−50% körüli pénzbeli megtakarítást hoz a megrendelőnek a vezérelt és nappali áram 70/30 százalékos igénybevétele által. Amennyiben a rendszerek megtérüléséről beszélünk, külön kell választanunk az újonnan épülő és az átalakításra, fűtéskorszerűsítésre szolgáló épületeket, ezenkívül külön kell vizsgálni a családi lakóházakat (legfeljebb 10−20 kW hőigény) a nagyobb rendszerektől. Lakóépületek esetében a beruházási költség bruttó 4,0−5,3 millió Ft között mozog szondás hőszivattyús rendszer alkalmazásával. Ezen érték csökkenése csak a magyarországi hőszivattyúgyártás és céltudatos fejlesztés eredményeképpen elképzelhető, amely szakértői becslés szerint közel bruttó 0,8–1,0 millió Ft csökkenést eredményezhet a jelenlegi árakhoz képest. A III. Mellékletben szondás megoldású hőszivattyús ajánlat szerepel. 9.3. A IV. tartalmazza.

Melléklet

földgázmotoros

klímaberendezés

árajánlatát

45


9.4. Az V. Melléklet árokkollektoros hőszivattyús ajánlat szerepel.

(csőregiszteres)

megoldású

9.5. A VI. Melléklet kétkutas megoldású hőszivattyús árajánlat szerepel. Az ajánlat tartalmazza a kb. 100 m2-es ház komplett fal- és padlófűtését, víz/víz hőszivattyúval, használati meleg víz- és puffertartállyal, valamint a segédenergia nélküli páratartalom vezérlésű szellőztetést, továbbá a napkollektoros használati meleg víz és fűtésrásegítést. 9.6. Jellemző példaként alábbiakban ismertetjük a HGD Kft. által napjainkban Budakalászon elkészült 11 kW-os teljesítményű, kétkutas hőszivattyús rendszer beruházási költségét: - Hőszivattyú 11kW-os: 2.060.000.- Ft - Gépészet: 380.000.- Ft - Munkadíj: 170.000.- Ft - 2 db 15m talpmélységű vízkútpár (termelő, nyelető): 600.000.- Ft - Kútgépészet: 460.000.- Ft - Beszabályozás, beüzemelés: 100.000.- Ft Összes bruttó költség: 3.770.000.- Ft

10. Felhasznált és ajánlott irodalom, internetes források ● Komlós Ferenc−Fodor Zoltán−Kapros Zoltán−Vaszil Lajos: A hőszivattyú (Csináljuk Jól! energiahatékonysági sorozat 22. szám) Energia Központ Kht. Budapest, 2007. november (várható megjelenés) ● Komlós Ferenc: A hőszivattyú technológia szerepe a klimapolitikában Budapest, 2007. augusztus http://klima.kvvm.hu/index.php?id=14 ● Dr. Göőz Lajos: Energetika jövőidőben, Magyarország megújuló energiaforrásai, lehetőségek – és valóság Bessenyei György Könyvkiadó, Nyíregyháza, 2007 ● Dr. Mádlné Szőnyi Judit: A geotermikus energia készletek, kutatás, hasznosítás Grafon Kiadó, Nagykovácsi, 2006 ● Dr. Bobok Elemér – dr. Tóth Anikó: Megújuló energiák Miskolci Egyetemi Kiadó, 2005 ● Dr. Vajda György: Energiahasznosítás, Akadémia Kiadó, Budapest, 2004 ● Dr. Stróbl Alajos: Energiatakarékos környezetkímélés hőszivattyúkkal OMIKK Környezetvédelmi Füzetek 1999/8. http://www.zoldtech.hu/ http://hoszivattyu.lap.hu/ http://www.energiakozpont.hu/ 46


11. Mellékletek I. Melléklet: energetikai minőségtanúsítvány összefoglaló mintalapja

47


II. Melléklet: levegő/víz hőszivattyús ajánlat

Altherma kiválasztó riport Produced on 2007.05.11. with Altherma Simulator V1.3.1 - database Central 5.3

Projekt név Referencia Ügyfél név Ügyfél cím

Altherma Bemutatóház fűtés Török Vilmos Keszthely

Csak azok az adatok helyesek, amelyeket az adatkönyvbe kiadtak. A program ezekből az adatokból megközelítőleg dolgozik.

Anyag lista Model Kültéri

ERYQ006A

Hydrobox (beltéri)

EKHBX006A3V3

HMV tároló

EKSWW200V3

48


Műszaki adatok Heating + Cooling Sanitary warm water tank EKSWW200V3 f or calculation of inv estment cost only

Hy drobox EKHBX006A3V3

Outdoor ERY Q006A

FCU f or comf ort cooling

Low temperature emitters Floor heating

R410A

230V 1ph

230V 1ph

Hydrobox (beltéri)

EKHBX006A3V3

Funkció

Hűtő-fűtő

Méretek

487 x 936 x 461 mm

Elektromos kieg. fűtés

3,0 kW

Kapcsolási lépés

1

Betáp áram

230 V 1ph

Biztosíték

20 A

Kilépővíz-hőmérséklet fűtésnél –25,0 °C -on 50,0 °C Kilépővíz-hőmérséklet hűtésnél –7,0 °C-on 20,0 °C Vízcső csatlakozó

18 mm

Anyag

Festett galvanizált acél HMV tartály

EKSWW200V3

Vízmennyiség

200 l

Max. víz hőmérséklet

85,0 °C

Méretek

580 x 1150 mm

Elektromos fűtés

3,0 kW

Betáp áram

230 V 1ph

Biztosíték

20 A

Tartály belső anyaga

korróziálló acél

Tartály külső anyaga

Epoxy-val bevont lágyacél

Súly

45 kg Kültéri egység

Méret

ERYQ006A 825 x 735 x 300 mm

Fűtőteljesítmény

6,7 kW

COP

4,1

Működési tartomány fűtésnél

–20,0-tól +25,0°C-ig

Hűtőteljesítmény

5,8 kW

EER

2,3

Működési tartomány hűtésnél

15,0 – 43,0 °C

Betáp. áram

230 V 1ph

Biztosíték

16 A

Zajszint

52 dBA

Súly

56 kg

49


Grafikonok Szükségletek és az elérhető kapacitások Capacity (kW) 14,0

11,2

8,4

5,6

2,8

0,0 -13,5 Required

-7,6 HP capacity

-1,7 BUH capacity

4,2 Sy stem capacity

10,1

Out temp. (°C) 16,0

Időszakos COP 3,6

HP capacity (Hőszivattyú kapacitás): A hőszivattyú integrált hőgenerációs kapacitása. Ez az érték számításba veszi az elhasznált energiát és a leolvasztási ciklust. A hőszivattyú kapacitás a külső hőmérséklettől és a távozó vízhőmérséklettől függ. A szimulátor kiszámítja a hőszivattyú kapacitást,a meteorológiai adatok alapján télen a minimális éjszakai hőmérsékletnél és a kiválasztott maximális távozó vízhőmérsékletnél. (alapértelmezett 35 °C padlófűtésnél, 45 °C fan-coilnál, 50 °C kishőmérsékletű radiátornál) A szimulátor nem számítja ki a –15 °C alatti külső hőmérséklet pontos kapacitásértékeit. BUH kapacitás (Kiegészítő fűtő kapacitás): Az elektromos biztonsági fűtőbetét névleges hőkapacitása. Rendszer kapacitás: A rendszer teljes fűtő kapacitása,a hőszivattyú kapacitás és a biztonsági kiegészítő fűtő kapacitás összege. Tartalékkapacitás: A rendszer kapacitás és a szükséges kapacitás közötti különbség többlet hőkapacitás. Egyensúlyi pont, vagy egyensúlyi hőmérséklet: Az a külső hőmérséklet, aminél a hőszivattyú-kapacitás összeilleszti a fűtési igényt. Ez az a legalacsonyabb külső hőmérséklet, aminél további hőforrásra nincsen szükség. A hőszivattyú befedheti az egész fűtési igényt ennél a külső hőmérsékletnél. Ezalatt a külső egyensúlyi hőmérséklet alatt,a biztonsági kiegészítő fűtéstől követeli meg,hogy teljesítse a fűtési igényt. A rendszernél ez az egyensúlyi pont elmozdulhat magasabb hőmérséklet felé, ez normális a működés mellett.

50


Fűtési periódus Temperature (°C) 16,0

10,0

4,0

-2,0

-8,0

-14,0

Month Jan

Feb

Hely

Hőmérséklet (min. / max.)

Mar

Apr

May

Jun

Ország

Magyar

Város

Keszthely *

Nyár - nappal

27,3 / 34,2 °C

Nyár - este

10,9 / 15,6 °C

Tél - nappal

1,9 / 9,7 °C

Tél - este

–13,5 / –3,9 °C

Jul

Aug

Sep

Oct

Nov

Dec

A grafikon megmutatja a meghatározott fűtő hónapokon belül szimulált külső hőmérséklet variációkat.

51


Energiaköltség Energy cost (Euro) 1000 929

800

600

448 400

300

200

0 ERY Q006A

Gas boiler

Áram tarifa

Áram tarifa hőszivattyúra

Fuel boiler

Nappali

0,15 euró/kWh

Éjszaka

0,1 euró/kWh

Nappali

0,15 euró/kWh

Éjszakai

0,1 euró/kWh

Villamos fűtés

Közvetlen fűtés hatásfoka

100%

Gáz tarifa

Tarifa

0,047 euró/kWh

Hatásfok

89%

Fűtőérték

10,26 kWh/l

Olaj

Adottságok

Tarifa

1 euró/l

Hatásfok

89%

Fűtési hőszükséglet

4,0 kW

Fűtendő alapterület

80 m

Nulla kapacitás külső hőmérsékletnél

16,0 °C

2

A grafikon megmutatja az Altherma-nak, gáz és olaj kazánnal való szimulált évi fűtési költségének összehasonlítását. A számítás a kiválasztó épületek szükséges fűtőigényének és a,betáplált energia együtthatója. (szivattyú nélkül)

52


CO2 kibocsátás CO2 emission (Ton/y ear) 4

3 3,0

2,6 2

1,9

2

0,8 1

0 ERY Q006A

Gas boiler

Fuel boiler

Electric heating

Hely

Ország

Hungary

Elektromosság

CO2 kibocsátás

0,354 kg/kWh

Direkt elektromos fűtés

100%

Gaz

Olaj

Feltételek

CO2 kibocsátás

0,202 kg/kWh

Hatásfok

89%

CO2 kibocsátás

0,2686 kg/kWh

Hatásfok

89%

Fűtés kapacitás

4,0 kW


80 m


16,0 °C

2

A grafikon megmutatja az éves CO2 kibocsátás összehasonlítását az Altherma, elektromos fűtés, gáz, illetve olaj kazánnal a szimulált épületre. Sem az Altherma-nak, sem az elektromos fűtésnek sincsen közvetlen kibocsátása. Ezeknek a rendszereknek a CO2 kibocsátása az adott országoknak az elektromos áram termelésétől függ.

53


Energiafogyasztás hónapokra bontva Energy consumption (kWh) 600

480

360

240

120

0

Month Jan Feb Heat pump day

Mar Apr Heat pump night

May Jun Electric heater day

Éves költség Feltételek

Jul Aug Electric heater night

Sep

Oct

Nov

Dec

2387 kWh Fűtés kapacitás

4,0 kW


80 m


16,0 °C

2

A grafikon megmutatja a hőszivattyú energia fogyasztását és működési idejét hónapokra bontva. A nappali és éjszakai üzem között készít egy elválasztást,hogy mutassa az adott energia fogyasztás melyik tarifába tartozik.

54


Energiaköltség hónapokra bontva Energy cost (Euro) 80

64

48

32

16

0

Month Jan

Feb

Mar

Apr

May

Jun

Jul

Éves költség Áram tarifa

Áram tarifa - hőszivattyúra

Feltételek

Aug

Sep

Oct

Nov

Dec

300 euró Nappali

0,15 euró/kWh

Éjszakai

0,1 euró/kWh

Nappali

0,15 euró/kWh

Éjjszakai

0,1 euró/kWh

Fűtés kapacitás

4,0 kW


80 m


16,0 °C

2

A grafikon megmutatja az Altherma fenntartási költségét hónapokra lebontva, a betáplált elektromos áram árai szerint.

55


Hőtermelés adott külső hőmérsékleten Thermal output (kWh) 590

472

354

236

118

0 -14,0 Heat pump

-8,0 Electric heater

-2,0

4,0

10,0

Hőmérséklet tartomány Hőszivattyú

-13,5 / 16,0°C

Éves üzemidő

Hőszivattyú

100,0%

Kondíció

Fűtés kapacitás

4,0 kW


80 m


16,0°C

Out temp. (°C) 16,0

2

A grafikon bemutató a hőtermelést szimulálja, kWh-ban mennyi hőt termel a hőszivattyú. Ez elektromos fűtés csak alacsony hőmérsékleten működik. Mérsékelt hőmérsékletnél a hőszivattyú lefedheti az egész fűtő követelményt.

56


Kiadott hőteljesítmény / m2 Emitted heat (kWh/m2) 23

18

14

9

5

0

Month Jan

Teljes

Feb

Mar

Apr

May

Jun

Jul

Aug

Sep

Oct

Nov

Dec

2

energia

106 kWh/m

igény /év Átlag COP Kondíció

3,6 Fűtés kapacitás

4,0 kW


80 m2

Nulla kapacitás kűlső hőmérsékletnél

16,0°C

A grafikon megmutatja a teljes kibocsátott hőenergiát /m2, egy adott hónapban. A szükséges hőkibocsátás épületeknél változik, a hőszigetelések és az időjárási viszonyok miatt.

57


III. Melléklet: szondás megoldású hőszivattyús ajánlat

MINŐSÉG

TAPASZTALAT

MEGBÍZHATÓSÁG

Tisztelt Érdeklődő! Köszönettel vettük megkeresését. Nagy örömünkre szolgál, hogy tájékoztatást adhatunk a jelenleg egyik legkorszerűbb környezetbarát fűtési-hűtési technológiáról, a NORDIC geotermikus hőszivattyús rendszerről. Ebben a levélben cégünket mutatjuk be ill. rendszer néhány előnyét emeljük ki. A kért árajánlatot csatolva küldjük. Néhány szó cégünkről A Geowatt Kft. 1992-ben jött létre. Nevét arról kapta, hogy a jövőben főtevékenysége a megújuló energiák közül a geotermikus hőszivattyús rendszerek tervezése, telepítése és forgalmazása lesz. Az első 10 évben modern épületgépészeti rendszerek tervezését, kivitelezését végeztük főleg Békés megyében. Ezen kívül épületgépészeti kereskedelemmel is foglalkoztunk a gyulai és békéscsabai szaküzleteinkben. A cég tevékenységes 2001-ben bővült, elkezdtük a NORDIC geotermikus hőszivattyús rendszerek telepítését az ország egész területén. Az eltelt időszak alatt több mint 60 családi ház fűtési rendszerét építettük ki, de az átadott rendszerek között volt társasház, 1500 m2-es orvosi centrum, irodaház, panzió, autószalon és élményfürdő hulladékhőjét hasznosító rendszer is. Az eltelt öt év tapasztalatai, jól képzett mérnökök és neves amerikai egyetemek által fejlesztett tervező és méretező szoftverek a garanciái annak, hogy az ajánlott hőszivattyús rendszer megfelel a kívánalmaknak. Cégünk ügyvezetője Fodor Zoltán épületgépész-mérnök a megújuló energiák szakértője, a különböző szakmai konferenciák rendszeresen meghívott előadója. A hőszivattyús rendszer kiépítésének lépései A hőszivattyús rendszerek teljesítményét nagyban meghatározza a talajból kivehető hő nagysága. Ismereteink szerint jelenleg hazánkban egyedül társaságunk rendelkezik olyan eszközzel, amely képes a 100 méter mély furatok talpponti hőmérsékletének megmérésére. Ezen adat ismeretében, az oklahomai

58


egyetem által kifejlesztett méretező szoftver segítségével tudjuk a szükséges fúrási hosszt pontosan meghatározni. A rendszer kiépítésének legfontosabb eleme a talajhőszondák telepítése, amelyhez rendkívül fontos a megfelelő technikai háttér és a fúrásban jártas, tapasztalt munkaerő. A Geowatt Kft. ezen a téren is a legjobbak közé tartozik, hiszen saját fúrógépeink és jól képzett fúrómestereink vannak. Magyarország szinte teljes területén (Záhonytól Sopronig) végeztünk már fúrásokat és eddig minden felvállalt telepítést teljesíteni tudtunk. A hőközpont kiépítését tapasztalt szerelők végzik. A minőséget a 2003-ban bevezetett ISO9001:2000 minőségirányítási rendszer is garantálja. A hőközpont legfontosabb eleme a Kanadából, közvetlenül a gyártótól importált NORDIC hőszivattyú (működési mechanizmusát honlapunkon olvashatja). A hőszivattyús rendszerek általános előnyeit később mutatjuk be, az alábbiakban a NORDIC hőszivattyúk kiemelkedő jellemzőire hívjuk fel a figyelmet: •

A NORDIC hőszivattyú aktív hűtésre is képes! Nyáron a működési folyamat megfordításával az épületből kivont hőt a talajba szállítja. Hűtési üzemmódban 8-szoros teljesítménytényező érhető el (a hagyományos klímáknál ez az érték 3).

•

A melegvízellátáshoz nem kell külön készülék, mivel a NORDIC hőszivattyúknak külön használati melegvíz készítő funkciójuk is van.

•

A NORDIC hőszivattyúk monovalensen (kisegítő fűtés nélkül) képesek ellátni a ház fűtését. Ez azt jelenti, hogy a gázt az épületbe nem kell bevezetni, a kéményépítés költségei is megtakaríthatóak. A rendszer energiatakarékos módon megoldja az egész épület fűtését, hűtését és használati melegvíz ellátását.

•

Pontosan tervezhető a felvett és megtermelt energia. A kiválasztott készülék típus mindig maximális hőt vonja ki a talajból, ezáltal a lehető legjobb COP érték (jósági fok) érhető el.

•

Széles teljesítményválaszték (a legkisebb 8 kW, a legnagyobb 150 kW teljesítményű). Több készülék összekapcsolható, így szinte bármekkora teljesítmény elérhető.

Cégünk a belső fűtési-hűtési rendszer tervezését és teljes körű kivitelezését is vállalja. A hőszivattyús rendszerhez saját fejlesztésű GeoWall rézcsöves falés mennyezetfűtési rendszerünket ajánljuk, amely a geotermikus hőszivattyús rendszerrel komplett egységet képez, és ára is rendkívül versenyképes. A belső fűtési rendszerek tervezésében és kivitelezésében szintén évtizedes tapasztalattal rendelkezünk.

59


A hőszivattyús rendszerek általános előnyei 1. A hőszivattyú olyan hőtermelő eszköz, amely képes arra, hogy a befektetett energia többszörösét adja vissza. Energiát tud nyerni az alacsony hőmérsékletű környezetből: talajból, talajvízből, levegőből, szennyvízből, elhasznált termálvízből. Jósági fokát a megtermelt hőenergia és a bevitt villamos energia hányadosaként kapjuk meg. Ez az érték a talajhőből nyert energia esetén általában 4-5-szörös, vagyis 1 kW áramból 4-5 kW hőenergiát tud előállítani. 2. Alacsony az üzemeltetési költség. A jelenlegi energiaárak mellett a fűtés költsége közel 30 %-kal alacsonyabb a gázfűtéshez képest ! 3. Környezetbarát. A helyi károsanyag-kibocsátás nulla! 4. Kis helyigényű (akár 4 m2-en is elfér) 5. A hőszivattyú üzemeltetéséhez kedvező tarifájú, vezérelt, csúcson kívüli áram igényelhető a helyi áramszolgáltatótól. 6. Tisztán, egyszerűen és komfortosan üzemeltethető!

Bízunk abban, hogy a mellékelt ajánlatunk elnyeri tetszését és az Ön házában is kiépítésre kerül ez a kivételesen energiatakarékos és környezetbarát fűtési/hűtési rendszer. Várjuk visszajelzését. További kérdések esetén szívesen állunk rendelkezésére.

Tisztelettel: Kis József Épületgépész mérnök 06/20/967-15-53 Békéscsaba, 2007. október 8.

Geowatt Kft 5600 Békéscsaba, Szabó D.u.25. Tel./fax.(66)451-234, (66)637-160 E-mail.: [email protected]

60


Kérdőív (Kérjük válaszát a szövegszerkesztő aláhúzási funkciójával jelölje meg, majd a kitöltött kérdőívet küldje vissza számunkra munkánk segítése érdekében.) 1. Elégedett-e a Nordic GHP rendszerről kapott tájékoztatóval? Igen

Nem

2. Az ajánlat műszaki tartalmát összehasonlította-e más rendszerekével? Igen

Nem

3. A NORDIC rendszer jósági fokát összehasonlította-e más rendszerekével? Igen Nem 4. Pozitívumnak értékelte-e, hogy a NORDIC geotermikus hőszivattyú aktív hűtésre is képes? Igen Nem 5. Befolyásolta-e a döntését a működő rendszerek száma? Igen

Nem

Igen

Nem

Igen

Nem

Igen

Nem

Igen

Nem

6. Érdeklődött-e referencia partnereinktől? 7. A készülék árszintjét kedvezőnek vélte-e? 8. A fúrási költséget megfelelőnek tartotta-e? 9. Döntését kizárólag az ár befolyásolta –e? 10. Tudja-e, hogy a cég saját fúrógépeivel végzi a kollektorlyuk fúrásokat és az általa kifejlesztett kollektorokat telepíti? Igen Nem 11. Tudja-e hogy a cég mérnökei a Nemzetközi Hőszivattyús Szervezet (IGSHPA) által elfogadott szoftver alapján tervezik a rendszereket? Igen Nem 12. Örömmel venné-e, ha cégünk Bp.-i irodával rendelkezne? Igen

Nem

Köszönjük együttműködését.

61


MINŐSÉG

TAPASZTALAT

MEGBÍZHATÓSÁG

A mellékelt előzetes árajánlathoz az alábbi kiegészítéseket fűzzük: Árajánlatunkat mi egy monovalens (kisegítő fűtés nélküli) geotermikus hőszivattyús rendszerre adjuk. Ez azt jelenti, hogy gázt az épületbe nem kell bevezetni. A rendszer energiatakarékos módon megoldja az egész épület fűtését, hűtését és használati melegvíz ellátását. A melegvízellátáshoz nem kell külön készülék, mivel a NORDIC hőszivattyúknak külön használati melegvíz készítő funkciójuk is van. A rendszer a megfelelő hőmérsékletet télen, nyáron biztosítja, és bármilyen fűtésszabályzás alkalmazható. • • • •

Az árajánlat elkészítésekor figyelembe vett paraméterek: Az épület prognosztizált téli hővesztesége: 10-13 kW (-15°C-os külső hőm. mellett) Ellátandó funkciók: fűtés, hűtés, használati melegvíz Fűtési előremenő vízhőmérséklet: max. 42°C. Hűtési előremenő hőmérséklet: -sugárzó belső fűtési rendszer esetén 15°C - fan-coil-os fűtési rendszer esetén 7°C

-Az árajánlatban szereplő NORDIC WEC-55-HACW talaj-víz hőszivattyú műszaki paraméterei: - Fűtőteljesítmény: 12 kW - Hűtőteljesítmény: 18 kW - Teljesítmény felvétel: 3,7 kW - COP érték (0°C / 35°C): 5 - Bemenő feszültség: 3 × 400 V/50 Hz - Maximális áramfelvétel: 6,6 A - Elpárologtató oldali és kondenzátor oldali tömegáram: 45 l/min - Kondenzátor oldali maximális előremenő hőmérséklet: 45°C - Méretek: 690 × 720 × 740 (M × Sz × M) - Tömeg. 130 kg. A hőközpont helyigénye kb. 6 m2. Az árajánlatunk nem tartalmazza: -

a fúrási munkálatok közbeni képződő fúradék, fúrási iszap elszállítását az elektromos szerelési munkákat

Az ajánlat egyes oldalainak magyarázata: 1.oldal: Üzembehelyezés költségei Ezen az oldalon részletezzük a hőszivattyús rendszer komplett kiépítésének költségeit a fűtési rendszer csatlakozásáig, anyag és munkadíjakkal , tervezési költséggel.

62


A "Hőszivattyús rendszer részei" tartalmazza a WEC-55-HACW típusú (fűtés, használati melegvíz, aktív hűtés), a puffer és melegvíztartály, szivattyúk, valamint az összekötőelemek és csövek árait. A tartószerkezet beépítésével lehetőség van rendszer helyigényének csökkentésére. Az elektromos hálózat kiépítésénél figyelemmel kell lenni a szabványos három fázisú motorvédelemre (fázisvédelem, túláram elleni védelem, fázisfigyelés stb.). Lehetőség van arra, hogy a fenti teljes elektromos rendszer kiépítését mi végezzük. Ebben az esetben a 9. pontban látható vezérlés kerül beépítésre, amelyhez csak a szabványos 400 V elektromos áram bekötése szükséges. A 10. pontban szereplő időjárás-követő vezérlés a külső hőmérséklethez igazítja a hőszivattyú teljesítményét. Természetesen ennek kiépítési költsége magasabb. A "Forrásoldal költségei" a vertikális furás elkészítését, a kollektorok legyártását, előkészítését, furatba helyezését és az előírt technológia szerinti hézagolást, valamint a kollektorok gerincvezetékének kiépítését és az épületbe történő beállást tartalmazza. 2.oldal: Energiaköltség megtakarítás A program a bevitt alapadatok alapján (gáz, elektromos energia ára, fűtési hőszükséglet stb.) meghatározza az évi fűtési és hűtési hőszükségletet, s ennek alapján a költségeket. Az "Energiaköltség megtakarítás" címszó alatt a "különbség " rovatban látható a gázos és hőszivattyús(GHP) fűtés éves költsége és a megtakarítás mértéke. Az árajánlat 2006.08.31-ig érvényes.

.

Köszönjük, hogy árajánlatkérésével megkereste cégünket. A teljes hőszivattyús rendszer kiépítésének részletezése érdekében állunk további rendelkezésére telefonon, faxon, e-mailben vagy személyesen (előre egyeztetett időpontban). Várjuk mielőbbi jelentkezését.

Tisztelettel: Kis József Épületgépész mérnök 06/20/967-15-53

63


Előzetes árajánlat Üzembehelyezés költségei

Név:

Cím:

Kimutatás önköltségi árkalkuláció 1

Realizálhatósági vizsgálat Nr. 1 2 3

Leírás Bányajogi Fúrási Engedélyeztetés Gazdaságossági számítás Konfiguráció és kalkuláció terve

Mennyiség 1 0 1

Egység

Önköltség 120 000 Ft 0 Ft 50 000 Ft

Árkülönb.

0% 0% 0%

Mindösszesen

2

170 000 Ft

Hőszivattyús rendszer részei Nr. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Leírás Nordic típ.hőszivattyú WEC-55-HACW Kiszállás Puffertartály 200l+ vill betét 3,3kw HMV tartály 200l+ vill betét 3,3kw Villanybojler Z 150l Cirkulációs szivattyú TOPS 30/7 Kazánházi anyagok, szerelvények Tartószerkezet Elektromos védelem (opciós) Geocontroll időjáráskövető vezérlés

Mennyiség 1 5 1 0 1 1 1 1 0 1

Egység db db db db db db db db db db

Önköltség 1 306 644 10 000 195 500 195 500 55 000 57 000 120 000 32 000 100 000 150 000

Árkülönb.

Ft Ft Ft Ft Ft Ft Ft Ft Ft Ft

-10% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0%

Mindösszesen

3

1 835 480 Ft

Mennyiség 200 200 1 110 1 1

Egység m m készlet l db db

Önköltség 5 000 900 130 000 300 94 500 35 000

Árkülönb.

Ft Ft Ft Ft Ft Ft

-10% -10% 0%

0% 0% 0%

Mindösszesen 1.2 Vízszintes talajhőszondák Nr. Leírás 1 Gödörásás 2 Hőszondák 3 Glycol a vízsz.talajhőszondák számára 4 Keringtető szivattyú

Mennyiség

Egység

Önköltség

Árkülönb.

0 0 0 0

Ft Ft Ft Ft

0% 0% 0% 0%

Ft Ft Ft Ft Ft Ft

Mindösszesen 0 0 0 0

Ft Ft Ft Ft

0 Ft

Nyílt rendszer Nr. Leírás 1 Fúrás 2 Visszkút fúrás

Mennyiség 1 1

Egység

Csatlakozó rendszer 3 Búvár szivattyú 4 Vezeték összeköttetés 5 Vízalatti vezeték 6 Motor biztosítása 7 Nyomóvezeték a kútban

Mennyiség 1 1 1 1 1

Egység db db db db db

Önköltség

Árkülönb.

0 Ft 0 Ft Önköltség

0% 0% Árkülönb.

0 0 0 0 0

Ft Ft Ft Ft Ft

0% 0% 0% 0% 0%

Mindösszesen

Mindösszesen 0 Ft 0 Ft Mindösszesen 0 0 0 0 0

Ft Ft Ft Ft Ft

0 Ft

Hőszivattyús rendszer üzembehelyezése(munkadíj) Nr. Leírás 1

Mennyiség 100

Egység rezsióra

Önköltség 1 200 Ft

Árkülönb.

0%

Mindösszesen

5

Mindösszesen 900 000 162 000 130 000 33 000 94 500 35 000

1 354 500 Ft

Mindösszesen

4

Mindösszesen 1 175 980 Ft 50 000 Ft 195 500 Ft 0 Ft 55 000 Ft 57 000 Ft 120 000 Ft 32 000 Ft 0 Ft 150 000 Ft

Forrásoldal költségei

1 Zárt rendszer 1.1 Függőleges talajhőszondák Nr. Leírás 1 Fúrás 2 Függőleges kollektor 3 Vízszintes alapvezeték 4 Fagyálló a függ.talajhőszondák számára 5 Keringtető szivattyú CR 3-3 6 Csővezeték, idomok, szerelvények

4

Mindösszesen 120 000 Ft 0 Ft 50 000 Ft

Mindösszesen 120 000 Ft 120 000 Ft

A rendszer indítása,beszabályozás Nr. Leírás 1 Mindösszesen

Üzembehelyezés költségei mindösszesen (nettó)

Befektetési költség bruttó

Mennyiség 1

Egység

Önköltség 26 133 Ft

Árkülönb.

0%

Mindösszesen 26 133 Ft 26 133 Ft

3 506 112 Ft

4 207 335 Ft

64


Energiaköltség megtakarítás Alapadatok

Napi hőmérséklet eloszlás

Építéstechnikai adottságok

Légköbméter Hőveszteség/m3

Becsült hőveszteség

500 m3

Ajánlott adatok (gázfűtés, keringtető szivattyú) Általános Felhaszn. elektr. munka Elektromos áram átlagolt tarifája Gáz Gázkazán hatásfoka Gáz általános tarifája Kalóriaérték Fenntartási százalék SPLIT COP PB.gáz Kazán hatásfoka PB.gáz átl.tarifája Fenntartási százalék

20 Napok

Január Február Március Április

31 28 31 30

25 Watt/m3

12 500 Watt

Általánosan elvárt fűtési rendszer Ált.belső hőm.napközben Ált.belső hőm.éjjel Fűtés nappali árammal Fűtés éjszakai árammal Hőfedezeti szám

Nappal Hónap

21 °C 18 °C 30% 70% 100%

Éjjel Hónap

85% 3 80,00 Ft/Nm 9,44 Kwh/Nm 3% per év 300%

3

75% 3 400 Ft/Nm 3 30,20 KWh/Nm 3% per év

Hőszivattyús rendszer adatai C.O.P. átlagos értéke fűtésre

450%

Elektromos áram tarifája nappal Elektromos áram tarifája éjjel Elektromos áram általános tarifája Gáz általános tarifája Fenntartási százalék C.O.P. átlagos értéke hűtésre

34,00 20,00 24,20 80,00 1% 800%

Ft/Kwh Ft/Kwh Ft/Kwh 3 FtNm per év

avi össz foÁtlag hőm. Hőveszteség °C °Cnap Kwh 713 -3,00 1 913 532 1,00 1 440 403 7,00 1 116 0 20,00 77

Május 31 0 Június 30 0 Július 31 0 Augusztus 31 0 30 0 Szeptembe Október 31 279 November 30 450 December 31 589 Hőveszteség összesen nappal

400 Kwh 34,00 Ft/Kwh

18 Napok

Január Február Március Április Május Június Július Augusztus

31 28 31 30 31 30 31 31

Energiaköltség megtakarítás

20,00 20,00 20,00 20,00 20,00 11,00 5,00 1,00

80 77 80 80 77 797 1 234 1 594 8 565

avi össz foÁtlag hőm. Hőveszteség °C °C Kwh 651 476 341 0 0 0 0 0

-3 1 7 18 18 18 18 18

3 906 2 856 2 046 0 0 0 0 0

Szeptembe

30

0

18

0

Október

31

217

11

1 302

November

30

390

5

2 340

December 31 527 1 Hőveszteség összesen éjjel Hőveszteség mindösszesen Fűtésen kívüli egyéb felhasz.hp/kazán keresz 2005 Hely Év

Gázkazán, split klíma 3 Gáz felhasználás Nm Éves fűtési költség Elektromos áram Keringtető szivattyú télen kWh Split klíma nyáron Éves hűtési költség Éves költség összesen Tarifák Gáz ált.tarifája Elektromos áram átl.tarifája Új helyzet a hőszivattyús rendszerrel Gáz Gázfelhasználás hősziv.rendszernél Éves költség összesen . Elektromos áram Elektromos áram felh. télen kWh Elektromos áram felh. nyáron kWh

Téli költség összesen Nyári költség összesen Éves költség összesen

3 013 241 051 Ft 400 2 686 104 937 Ft 345 988 Ft 80 Ft 34 Ft

0 Ft 5 373 1 007

130 021 Ft 32 237 Ft 162 257 Ft

Tarifák Elektromos áram átl.tarifája

24 Ft

Különbség Földgáz+split éves költsége Hőszivattyú éves költsége

345 988 Ft 162 257 Ft

Energiamegtakarítás évente Elektr.áram/gáz aránya

183 731 Ft 0,47

3 162 15 612 24 177 0

65


Belső fűtési rendszer (Fal- és padló fűtés-hűtés)

A falfűtés hőigénye

Watt

12500

Geowall falfűtési rendszerrel leadható hőmennyiség

W/m2

150 83,33333333 84

Az épület kifűtéséhez szükséges felület

m2

Geowall falfűtési rendszer költsége

Ft/m2

18500

ÖSSZESÍTETT AJÁNLAT Tételek Falfűtés költsége Helységenkénti szabályzás 4db termosztáttal

Nettó ár 1554000 128000

fűtött: hőveszteség

ÁFA

Bruttó ár

310800 25600

1 864 800 Ft 153 600 Ft 2 018 400 Ft

500 lm3 25 W/lm3

szüks telj:

12500 kW

Hőközpontig: Belső fűtés:

4 207 eFt 2 018 eFt

Összes ktg:

6 226 eFt

Megjegyzés: 1. A fenti rendszerben a falfűtés tetszőlegesen kiváltható padlófűtéssel ill. fan-coilokkal. 2. A GeoWall falfűtés bármilyen hagyományos nedves vakolattal alkalmazható, azonban gipszkarton alá nem építheő be

66


IV. Melléklet: földgázmotoros klímaberendezés árajánlat

MAGÁNSZEMÉLY 2007. szeptember 7. A J Á N L A T S Z Á M A : AH07-0864. PROJEKT: GÁZMOTOROS FOLYADÉKHŰTŐ Köszönettel vettük ajánlatkérésüket és a mellékelt specifikáció szerint teszünk ajánlatot: Vételár összesen: specifikáció szerint Az ár értendő: DDP adott címre leszállítva Szállítási idő: Megrendeléstől számított 8-10 hét vagy gyárral való egyeztetés szerint Fizetés: Megegyezés szerint Árfolyamklauzula: 1 EURO = 257 Ft, 1 JPY = 1,63 Ft , 1 USD = 189 Ft Forint leértékelés esetén fenntartjuk a jogot az árfolyamveszteség érvényesítésére. Szavatosság: 12 hónap az üzembe helyezéstől, de maximum 18 hónap a szállítástól, a szállított anyagra. A berendezések üzembe helyezésére és garanciális időtartam alatti karbantartására-mely a szavatosság feltétele- kizárólag Társaságunk jogosult. Egyéb: A REGALE KLÍMATECHNIKA KFT. általános eladási feltételei érvényesek. Külön felhívjuk szíves figyelmüket, hogy az áru a teljes kifizetéséig vállalatunk tulajdona marad, késedelmes fizetés esetén a mindenkori jegybanki alapkamat kétszeresét számítjuk fel késedelmi kamatként. A megrendelő pénzügyi teljesítési kötelezettségét nem befolyásolja egy – a vállalkozóval jogviszonyban nem lévő – harmadik partner késedelmes teljesítése, vagy annak elmaradása. Érvényesség: 15 nap

67


Remélve, hogy ajánlatunk árban és műszaki tartalomban megfelel Önöknek, várjuk szíves megrendelésüket. Üdvözlettel: Gaál Péter

Varga Péter

Soltész Máté

Főmérnök-helyettes

Projektfelelös

Ajánlatkészítö

REGALE KLÍMATECHNIKA KFT. H-1016 Budapest, Krisztina krt. 99. Telefon: +36 1 212-2099 Fax: +36 1 225-1972 E-mail: [email protected] Cégjegyzék: Cg. 01-09-361908 Bankszámlaszám: HVB BANK RT. 10900011-00000002-20860110 Adószám: 10458301-2-41 2007. szeptember 7. Specifikáció az AH07-0864. sz. ajánlatunkhoz - Az ajánlati áraink az ÁFA-t nem tartalmazzák - Minden tételnél a felső összeg a berendezés ajánlati ára, az alsó összeg az üzembe helyezés költsége - Az üzembe helyezési költségek kiszállási díj nélkül értendőek (a kiszállás díja 160 Ft / km) 1. GHP-AISIN gázüzemű klímaberendezés:

Egységár (€)

Összesen (€)

AISIN gyártmányú, gázmotorral működő, kompakt léghűtésű folyadékhűtő és hőszivattyú, környezetkímélő hűtőközeggel működő (R410a), nagy hatásfokú, csendes járású, modern, kültéri kivitelű, mikroprocesszoros szabályozó-működtető és védelmi automatikával. Típus: AISIN GHP (R410A) AXGP 224D1N/PV Hűtési teljesítmény (kW): 22,4

10.694

10.694

400

400

Fűtési teljesítmény (kW): 26,5 68


………………………………………………………………………………………………………………………… 2. AWS YOSHI freon-víz hidraulikai modul:

Egységár (€)

Összesen (€)

AWS YOSHI gyártmányú beltéri freon (R410a)-víz hőcserélős hidraulikai modul, saját szabályozó, működtető és védelmi automatikával. Típus: AWS YOSHI

8 HP

5.909

5.909

……………………………………………………………………………………………………………………….. ----------------------------------------------------------------------------------A berendezés ajánlati ára összesen (1. és 2.): Üzembe helyezési költségek összesen:

17.003,- € +ÁFA 400,- € + ÁFA

2007. szeptember 7.

69


V. Melléklet: árokkollektoros hőszivattyús árajánlat

70


71


VI. Melléklet: kétkutas hőszivattyús árajánlat

72


73


74


75


76


Ingyenenergiával olcsóbb lehet!

Környezetbarát fűtés, hűtés és melegvíz-készítés hőszivattyús rendszerrel

Gázbekötés, földgáz

Földgázkazán, Kémény, bojler égéstermék-elvezető

Por, korom, szén-dioxid

Írta: Komlós Ferenc Szaklektorok: Fodor Zoltán, Vaszil Lajos Koordinátor: Feiler József 77

KLÍMAPOLITIKA. Fűtés-hűtés hőszivattyús ingyen energiával. Komlós Ferenc

Recommend Documents