Fodor Zoltán Komlós Ferenc. Elfolyó hidrotermikus energia hasznosítása hıszivattyúval távfőtési rendszerekhez

Átírás

1 A Magyar Ipari Ökológiai Társaság szimpóziuma november Debreceni Egyetem AGTC Gazdálkodástudományi és Vidékfejlesztési Kar (Fényház, F4 terem) november 18., csütörtök 16:40 17:00 Fodor Zoltán Komlós Ferenc Elfolyó hidrotermikus energia hasznosítása hıszivattyúval távfőtési rendszerekhez

2 Mottó Nem kell feltétlenül okosabbnak lenni másoknál. Elegendı, ha egy nappal elıbbre látunk. Szilárd Leó ( ) Forrás: Marx György: A MARSLAKÓK ÉRKEZÉSE (213. old.) Akadémia Kiadó,

3 Heller László elképzelése: egy nem megvalósult terv a hidrotermikus energia hasznosítására Handbauer Magdolna grafikus alkotása Új magyar hıszivattyú család fejlesztése a Geowatt Kft-nél Az ÚMFT támogatásával nagy főtési tényezıjő (COP értékő) és nagy hımérséklető, ún. EVI reverzálható körfolyamat alapján mőködı, radiátoros központi főtési rendszerekhez is alkalmas hıszivattyú családot fejlesztettek ki, amelynek megkezdték a sorozatgyártását. (Bıvebben: 3

4 Kompresszoros hıszivattyh szivattyús s rendszer Padlófőtés vagy esetleg nagy felülető radiátoros főtés (40/30 ºC) a célszerő megoldás az új építéső szociális bérlakásoknál 4

5 Energiahatékonyság-növelés hıszivattyús rendszerrel Handbauer Magdolna grafikus alkotása 5

6 Hazánk távhıszolgáltatásának összefoglaló adataiból (1) Forrás: Energia Központ Nonprofit Kft Távhıszolgáltató rendszerek száma [darab] Távfőtött lakások száma [ezer darab] HMV-el ellátott lakások száma [ezer darab] Távfőtött lakások főtött térfogata [ezer légköbméter] Közületek főtött térfogata [ezer légköbméter] Lakások száma országosan [ezer darab] Távfőtött lakások aránya [%] 16,6 15,8 15,1 15,1 Főtési idény átlaghımérséklete [ C] 5,7 5,1 7,4 5,0 Főtési napok száma [nap]

7 Hazánk távhıszolgáltatásának összefoglaló adataiból (2) Forrás: Energia Központ Nonprofit Kft Az energiahordozó-felhasználás megoszlása - szilárd [TJ/év] tüzelıolaj [TJ/év] vezetékes gáz [TJ/év] főtıolaj [TJ/év] egyéb [TJ/év] Energiahordozó-felhasználás összesen [TJ/év] Összes csúcshıigény [MW] Értékesített összes hı [TJ/év]

8 Felszíni vizek energetikai hasznosítása Alapelv: a felhasználási helyre a kis hımérséklető tápvizet kell szállítani kis veszteséggel, és a felhasználási helyen hıszivattyúval hasznosítani. Rendszerkialakítások - A folyóvíz (pl. Duna) közvetlen hasznosítása, kombinálva egyéb megújuló forrással, hulladékhıvel (lásd az ábrát). - Tószonda alkalmazása. 8

9 Hıszivattyú (GCHP) elhelyezése a lakóépületben Zárt körös hıszivattyú (B/W) fıbb mőszaki adatai 9

10 Főtés a Duna vizével Ezzel a hıszivattyúval a rendszert úgy lenne célszerő kialakítani, hogy a téli leghidegebb idıszakokban is a vízhımérsékletet min. 6,0 ºC-on kellene tartani a rendszerbe épített hıcserélın keresztül bevitt hıvel, vagy közvetlenül, parti szőréső kutak melegebb vizének felhasználásával. Az elfolyó víz hımérsékletét 2,0 ºC legkisebb hımérsékletre szükséges leszabályozni. 10

11 A Duna vizének hımérséklete Gödnél 1965 és 1995 között (havi átlagértékek) 11

12 Tószondák (1) Forrás: [2] Irodalom ábra Télen a jégtakaró alatt a vízmedencék kb. 4 C h ımérsékletet tudnak fenntartani. 12

13 Tószondák (2) Forrás: [2] Irodalom ábra A ténylegesen szükséges terület kw-onként kb. 10 m 2, 1,8 2,4 m mélységő vízmedencét feltételezve. 13

14 Tószondák (3) A másik megoldás, hogy ahol erre lehetıség van, egy tószondás rendszer 5 ha felülető, 2,5 m mélységő tó 5 MW teljesítményő főtı-hőtı rendszerét képes kiszolgálni, amely közel 1000 lakás energiagondját, üzemeltetési költségét lenne képes enyhíteni. A tó vizének temperálásával a rendszer SPF értékét magas szinten lehetne tartani, illetve a példában számítottnál is nagyobb értékre lehetne növelni (geotermikus energia, hulladékhı, szennyvizek hıjével). Jellemzıje a stabil, biztonságos üzem, mert téli üzemben a rendszer akár fagypont alatti hımérsékleten is képes megfelelı főtési tényezıvel (COP értékkel) üzemelni. Ez a rendszer is alkalmas távhıszolgáltatásra. Ebben az esetben is irányelv legyen, hogy a tó viszonylag kis hımérséklető hıjét kell talajba süllyesztett (min. 2,0 m mélység) nem szigetelt mőanyag vezetéken a felhasználás helyére vezetni, s az épületek hıközpontjaiban elhelyezett hıszivattyúkkal a megfelelı hımérsékletre szállítani. 14

15 Rendszer összehasonlítás és a korrigált tüzelıanyag költség arány [%] táblázat A táblázat forrása: Energiafogyasztók Lapja szám, 21. oldal (Közreadó: Magyar Energia Hivatal) az Alltherm sro adatai 5 MW-os szokványos főtı-hőtı rendszer - Évi gázfelhasználás: Nm 3 /év - Villamos fogyasztás (split): kwh/év - Éves költség összesen: 241 millió Ft/év Tószondás rendszer - Villamos fogyasztás: kwh/év - Éves költség összesen: 74 millió Ft/év - Primer energia megtakarítás: 69% - Költségmegtakarítás: Földgáz Villamos áram Tartályos pébé Tüzelıolaj Hıszivattyú Barnaszén Feketeszén Tőzifa 100 % 197 % 143 % 208 % 66 % 55% 43 % 52 % 167 millió Ft/év Fapellet 102 % 15

16 A Bizottság november 10-én bemutatta új, 2020-ig szóló stratégiáját: Energia 2020 Günther Oettinger energiaügyi biztos a következıket mondta: Az energiaügyi kihívások mindannyiunk számára hatalmas próbatételt jelentenek. Igaz ugyan, hogy energiarendszerünk új, fenntarthatóbb és biztonságosabb pályára állítása hosszabb idıt igényel, az alapvetı döntések meghozatala azonban nem halasztható tovább. A hatékony, versenyképes és kevés széndioxidot kibocsátó gazdaság megteremtéséhez európaivá kell tennünk energiapolitikánkat, és figyelmünk java részét arra a néhány területre kell összpontosítanunk, ahol a legsürgetıbb a fellépés. 16

17 Következtetés javaslat (1) Hıszivattyú program a hidrotermikus energia hasznosítására (válasz a környezetvédelem és a munkanélküliség gondjaira) A különbözı főtési megoldások között a hıszivattyús technika kiemelkedı minıségi elınyei: nincs helyi károsanyagkibocsátása, kiváló hıkomforttal párosul, megújuló energiát hasznosít, és használata az energiahatékonyság növekedését jelenti. Hozzájárul az Európai Unió Megújuló Energia Stratégiájának alátámasztásához. A Duna menti városoknak kiemelkedı hidrológiai adottságaik vannak. 17

18 Következtetés javaslat (2) A korszerő embercentrikus főtés/hőtés hatására a Duna folyó mellett elhelyezkedı városok levegıjét és a városok környezetét élhetıbbé ill. egészségesebbé teszi (a betegségek és a halálozások száma csökken). Ajánljuk a projektek közé a hıszivattyús rendszerek alkalmazásának tömeges elterjesztési feladatát. A hıszivattyús rendszerek alkotóelemeinek fejlesztése, tervezése, gyártása, kivitelezése és szervizelése hozzájárulhat az építıipar beindításához, a kis- és középvállalkozások fellendítéséhez, új munkahelyek létesítéséhez, kitörési ponttá válhat a régió gazdaságának dinamizálására. Ennél elınyösebb megoldás környezetünk védelmére, főtésre és hőtésre jelenleg nem áll rendelkezésünkre! 18

19 Következtetés javaslat (3) A magyar mérnökök egyik kiemelkedı apostolának, Heller Lászlónak mintegy hetven éves tudományos mőve, amely hungarikumnak számít, a hıszivattyúipar megteremtésével tárgyiasodhatna (a tervbe vett projekt elnevezése ezért: Heller-projekt). Heller László ( ) gépészmérnök, feltaláló, egyetemi tanár, akadémikus (a Heller László terv, egy munkahelyteremtı kezdeményezés címő javaslat névadója) 19

20 Befejezı mottó Irodalom Befejezı mottó Ha azt kérdezik, hogy nem késtünk-e el, hogy visszafordítható-e még az a rombolás, amit az emberiség ejtett a természeten, a válaszom az, hogy nem késtünk el. Amíg él az akarat, addig sosincs késı. Ha pedig az emberek közösen akarnak valamit, akkor azt meg is teszik, ezáltal érvén el céljukat, bármi is legyen az. Irodalom (Teller Ede) [1] Heller László doktori disszertációja: Die Bedeutung der Wärmepumpe bei thermischer Elektrizitästerzeugung (cím magyarul: A hıszivattyú jelentısége termikus villamosenergia-termelés esetében ). Egyetemi Nyomda, Budapest, [2] Komlós Ferenc Fodor Zoltán Kapros Zoltán dr. Vajda József Vaszil Lajos: Hıszivattyús rendszerek. Heller László születésének centenáriumára. Magánkiadásban, Komlós F., Dunaharaszti,