Az elıadás címe: A hıszivattyúk alkalmazásának jelenlegi helyzete és perspektívái

Átírás

1 Magyar Elektrotechnikai Egyesület (MEE) "Villamosság és Energia a Mezıgazdaságban" Munkabizottság (MUBI) ülése október 16-án, kedden 14:00 órakor Budapest, VII. kerület, Madách Imre út 5. III. emelet, a MEE székhelyén Levezetı elnök: dr. Sibalszky Zoltán a MUBI vezetıje Az elıadás címe: A hıszivattyúk alkalmazásának jelenlegi helyzete és perspektívái Elıadó: Komlós Ferenc okl. gépészmérnök ny. minisztériumi vezetı-fıtanácsos komlosf@pr.hu Honlap: 1

2 Mottó: Egyedül a legnagyobb erıvel sem tehetsz sokat, egyesített erıknek azonban a lehetetlen is lehetséges. (Kölcsey Ferenc) Mindenekelıtt ıszinte örömmel szeretném megköszönni Sibalszky Zoltán professzor és dr. Bányai István uraknak, hogy hıszivattyús témakörben Önöknek ismét elıadást tarthatok. Jelzem, hogy öt hónapja, május 15-én tartottam itt elızı Hıenergia alapigények a hıszivattyúk alkalmazása és a Heller-terv célkitőzései tükrében címmő több honlapra is feltöltött elıadásomat. Ennek anyagából két szakcikket publikáltam, amelyeket 2 ezúton is a szíves figyelmükbe ajánlok.

3 Energiahatékonyság növelése hıszivattyús rendszerrel Forrás: Ajánlott irodalom, szakkönyv 3

4 Hatékonysági mutatószám: SPF Az SPF-et a decemberi ún. EU RES megújuló energia direktíva rögzíti. Angol nyelvő rövidítésbıl származik (seasonal performance factor), magyar fordítása: szezonálisteljesítmény-tényezı. Dr. Büki Gergely nyomán átlagos főtési tényezınek is nevezzük. Az egy főtési szezonban a hıszivattyú által a főtési rendszerbe bevitt energiamennyiség [kwh] osztva a hıszivattyú és az ún. primeroldali szivattyú (vagy ventilátor) által felvett villamosáram-fogyasztás összegével [kwh]. Két példát bemutatva: ha az SPF = 5,0 azt jelenti, hogy 15,0 kwh energia elıállításához 3,0 kwh áramot használ fel a hıszivattyú rendszer; kisebb az átlagos főtési tényezı, ha SPF = 4,0. Ekkor 3,0 kwh áramfogyasztással a hıszivattyús berendezés hıtermelése 12,0 kwh. 4

5 A Geowatt Kft. magyar fejlesztéső és gyártású Vaporline márkanevő hıszivattyúk kitüntetése Szerzı (fotó): Lakos Gábor MAGYAR TERMÉK NAGYDÍJ -jal kitüntetett hıszivattyúcsalád ünnepélyes díjátadása szeptember 4-én volt a Parlament Felsıházi Termében. A trófeát és az oklevelet Bencsik János, az Országgyőlés Gazdasági és informatikai bizottságának tagja, az Energetikai albizottság elnöke adta át Fodor Zoltán (Geowatt Kft.) szerzıtársamnak. 5

6 Magyar fejlesztéső hıszivattyúcsalád (1) A magyarországi hıszivattyú-fejlesztés a technika mai szintjén álló Copeland Enhanced Vapour Inject (EVI) kompresszorokat és körfolyamatot alkalmazza, amely nagy COP értékő hasznosítást tesz lehetıvé, akár 63 C-os f őtési elıremenı hımérsékleten is. A fejlesztés az elérhetı legnagyobb szezonálisteljesítménytényezı (SPF érték) megvalósítására törekedett, ezt alapvetıen a hıszivattyús körfolyamatban gızbefecskendezéssel, közbensı elıhőtéssel lehetett elérni, így széles hımérséklettartományban használható hıszivattyúcsalád jött létre. A fejlesztés figyelembe vette a hazai geotermikus adottságokat és a termálhı-hasznosítás lehetıségeit, valamint a nagy hımérséklető hulladékhı nagy kondenzációs hımérsékleten történı hasznosításának a lehetıségét, továbbá optimalizálva az elérhetı SPF értéket. 6

7 Magyar fejlesztéső hıszivattyúcsalád (2) Ezzel a technikával meglévı radiátoros rendszerek max. 63 C el ıremenı főtési vízhımérsékleten, 63/57 C-os hılépcsıvel is gazdaságosan mőködıképesek (elektronikus expanziós szelep, munkaközegtartály, külsı hımérsékletszabályozás). A használati meleg víz (hmv) elıállítása a hıszivattyúval történik (desuperheater) és a reverzálhatóan kialakított körfolyamat (váltószelepes) a hőtést is biztosítja, így külön más berendezésekre nincs szükség. A hıszivattyúk a felújított állapotba hozott épületeknél radiátorral ellátott rendszereket is üzemeltetnek. Ezek a technika mai szintjén álló innovatív technológiák az Új Széchenyi Terv segítségével gazdaságunk dinamizálására szolgálhatnak. 7

8 Komlós Ferenc: A hıszivattyúk alkalmazásának jelenlegi helyzete és perspektívái MAGYAR TERMÉK NAGYDÍJ -jal (2012) kitüntetett hıszivattyúval felszerelt létesítmények (1) Pitvarosi Mővelıdési Ház és Sportcsarnok épületbelsık Fotó: Pongrácz Lajos Egészségközpont Szentlırincen és a sátoraljaújhelyi bölcsıde Fotó: Bittner Róbert illetve Zalai-Szemán Éva 8

9 MAGYAR TERMÉK NAGYDÍJ -jal (2012) kitüntetett hıszivattyúval felszerelt létesítmények (2) A nagykırösi strand és termálfürdı Fotó - felsı sor: Járó Attila (Spring Projekt Kft.) két képe, és Fehér János (Delta-F Kft.); alsó sor: Komlós F. [1] Fodor Z. Komlós F.: A nagykırösi strand energiatudatos bıvítése. Magyar Épületgépészet, LXI. évfolyam, 2012/3. szám, oldal. [2] Fodor Z. Komlós F.: Termálvizes fürdı bıvítése hıszivattyúk alkalmazásával. Energiagazdálkodás 52. évfolyam, 2011/6. szám, oldal. 9

10 Pitvarosi Mővelıdési Ház és a hozzá csatlakozó Sportcsarnok főtéskorszerősítése magas hımérséklető Vaporline hıszivattyúkkal Idézet: Fodor Z.: Pitvarosi főtéskorszerősítés magas hımérséklető hıszivattyúkkal Zöld Áram október A 3000 lm 3 főtött térfogatú, külsı hıszigeteléssel és radiátoros hıleadókkal rendelkezı épület főtésére és hmv ellátására a korábbi földgázkazánok helyett 2 db Vaporline GBI33-HACW hıszivattyú lett betervezve. A tervezett maximális főtési hıfoklépcsı 62/55 C, a beállított hmv hımérséklet 60 C. Az épület főtésének radiátoros hıleadó rendszerén változtatás nem történt, de a hıleadó rendszert szabályozó kézi termosztátot programozható termosztátra cseréltük. Az eredmények gyakorlatban történı megvalósulását jól alátámasztotta Pitvaros polgármestere, Radó Tibor úr, aki a szeptember 27-i Élı Energia 2009/2012 Megújuló energiaforrások alkalmazása az önkormányzatok életében címő rendezvénysorozat 27. konferenciáján hozzászólásában kijelentette, hogy 50%-nál nagyobb, a vártnál is több pénzügyi megtakarítást értek el ezzel a napkollektorral kombinált hıszivattyús rendszerrel. 10

11 MAGYAR TERMÉK NAGYDÍJ -jal (2012) kitüntetett hıszivattyúval felszerelt létesítmények (3) Földhı hıforrású hıszivattyúval főtött és hőtött autószalon bemutatóteremérıl készült felvétel és az autószalon megtérülési idejének számítása Fotó: Tulok András a rendszer beruházási költsége nettó listaáron: Ft; a 100 kw teljesítményő földgázkazános és 100 kw teljesítményő folyadékhőtıs hıközpont várható kiépítési költsége a kémény, gázközmő kiépítést is figyelembe véve minimum: Ft; a várható megtérülési idı az éves üzemeltetésiköltség-megtakarítás alapján (a fenti ún. hagyományos főtési-hőtési megoldáshoz viszonyítva): ( )/ = 1,82 év ~22 hónap, nincs 2 év! 11

12 A hasznos hıtermelésre vetített CO 2 -kibocsátás és az SPF kapcsolata Forrás: Komlós Ferenc Fodor Zoltán Kapros Zoltán Dr. Vajda József Vaszil Lajos: Hıszivattyús rendszerek. Heller László születésének centenáriumára. (206. old.) Komlós F., Dunaharaszti,

13 Az EU új Energiahatékonysági irányelve (1) Forrás: Az Irányelv érdemi intézkedéseket fogalmaz meg: hogyan mérsékeljük energiaszámláinkat és dinamizáljuk a gazdaságot. Az Irányelv egyik legfontosabb rendelkezése, hogy ún. kötelezettségi rendszert kell létrehozni. Ez az energiakereskedıket, elosztókat, szolgáltatókat arra kötelezi, hogy közvetlen intézkedéssel (pl. támogatás nyújtása új hıszivattyúhoz, vagy tudatformálás) csökkenést érjenek el ügyfeleik energiafelhasználásában. 13

14 Az EU új Energiahatékonysági irányelve (2) Forrás: Ezzel az energetikai cégek új szerepben jelennek majd meg: közvetlen feladatukká válik az energiahatékonyság ösztönzése. Az elvárt cél, hogy a végfelhasználásra értékesített energiahordozók energetikai mennyisége 1,5%/év-vel csökkenjen (max. 25%-ban lehet rugalmassági mechanizmusokkal együtt számolva: pl. korábbi teljesítések elszámolhatósága, elosztóhálózat korszerősítése). 14

15 Az EU új Energiahatékonysági irányelve (3) Forrás: Az új Irányelv sok más energetikai területet is érint, ideértve a kapcsolt energiatermelést, az okos mérést, költségosztást, mikrokogenerációt, a cégek energiaauditját, illetve a kormányzati épületek energetikai felújítását. A központi kormányzat tulajdonában vagy használatában lévı, főtött vagy hőtött nagyobb épületek alapterületének 3%-át évente felújítsák: elıször csak az 500 m 2 -nél nagyobb hasznos alapterülető épületekre, majd 2015-tıl a 250 m 2 -nél nagyobbakra. 15

16 Üvegházi növénytermesztés Országunkban még ún. fehér folt a növényházi közmunka! Pl. gombatermesztés korszerő felszíni gombaházakban. Növényházak meleg vizes főtése/hőtése- vagy légfőtése/léghőtése hıszivattyúval Forrás: Mary H. Dickson and Mario Fanelli: What is Geothermal Energy? 16

17 Hıszivattyúipar létrehozása A magyar mérnökök egyik kiemelkedı apostolának, Heller Lászlónak mintegy hatvanöt éves tudományos mőve, amely hungarikumnak számít, a hıszivattyúipar megteremtésével tárgyiasodhatna az egész Kárpát-medencére kiterjedı Wekerle-tervben (kis- és középvállalkozások fejlesztését támogató magyarországi terv neve). 17

18 Távfőtés hıszivattyús rendszerrel Energiahatékonysági és környezetvédelmi szempontból a nagyobb egységet ellátó központi főtés az elınyösebb megoldás. Pl. a távfőtés/távhőtés, többlakásos épületnél ne legyen lakásonként eltérı a főtési megoldás. Hasonló megoldás a többszintes épületeket ellátó épülettömbfőtés (-hőtés) és épületcsoport-főtés (-hőtés). Az egyedi főtés jelentıs hıveszteségei és a lakáskomfort növelése is indokolja az áttérést a csoportos főtésre, ami 20 25%- os energiamegtakarítást jelent annak ellenére, hogy a főtött helyiségek bıvülésével jár. Pl. a legolcsóbb parapet gázkonvektoros lakásfőtés jelentısen több energiát fogyaszt, mint ugyanazt a légtérfogatot és léghımérsékletet biztosító központi főtés. 18

19 Az EUDRS-ba javasoljuk a Heller-projektet (hıszivattyú-projektet) A Duna és felszíni vizeink hidrotermikus hıjének hıszivattyús hasznosítása a Duna melletti városok (Duna menti országok és fıvárosaik: Bécs, Pozsony, Budapest, Belgrád) levegıjét és környezetét élhetıbbé, egészségesebbé teheti (EUDRS projektjavaslat: ún. Heller-projekt). Magyarország a fürdık országa. Naponta jelentıs mennyiségő víz (csurgalék-hévíz) folyik el kihasználatlanul. Új távfőtési alapelv: a felhasználási helyre kis veszteséggel kell vizet odavinni és a felhasználási helyen hıszivattyúval kell a hıt kivonni belıle ( t Duna = 3 C). 19

20 A társadalmi hozzáállás és viselkedés megváltoztatása Az energiahatékonyság és a megújulóenergia-felhasználás egyik jelentıs kérdése a tudatformálás. A hıszivattyú egyik fontos eszköze lehet nálunk is a hatékony energiafelhasználásnak. Kérdés, hogy milyen társadalmi, tudati akadályok gátolják a terjedést? A válaszok ezekre a félelmekre megvannak és fontos, hogy a társadalmi hozzáállás változhasson. 20

21 A hıszivattyúzás negatív attitődei, tévhitek Csak új épületben lehetséges hatékonyan és gazdaságosan telepíteni, ezért nem illeszthetı hagyományos főtési rendszerekhez. Drága és kockázatos a megtérülése, sok a bizonytalanság arról mennyire fog stabilan mőködni. Nincsenek igazán megbízható referenciák és megbízható szakemberek. Nagy a telepítés kockázata. Nem jelent energiafüggetlenséget, az ember ugyanúgy a multiktól és a drága áramköltségtıl függ. Csak ott éri meg, ahol hőtési illetve hidegenergia-igény van. Monovalens telepítéső hıszivattyú nem szerencsés, bivalens telepítéskor meg ugyanúgy kell a kazánépítés, ami drágítja a beruházásigényt. Nagyon sok a rossz példa is, talán több, mint a jó, nincsenek igazán hatékony garanciák. 21

22 Természeti állandó energiaforrás illetve tiszta, megújuló energiaforrás meghatározása hıszivattyúzáskor (1) Vegyük például amikor a mőködtetı energia nem 100%-ban természeti állandó energiaforrásból illetve tiszta, megújuló energiaforrásból származik: ha a villamosenergia-termelés 7%-ban (kerekítve ennyi volt Magyarországon 2010-ben) természeti állandó energiaforrásból (Reményi Károly akadémikus nyomán) illetve tiszta, megújuló energiaforrásból származik, és a példabeli villamos hıszivattyú átlagos főtési tényezıje (SPF) = 4,0 (illetve 25%-ban villamos energiát és 75%-ban környezeti energiát használ), akkor az említett hıszivattyú 25 0, = 1, %-ban természeti közvetlen energiaforrást illetve tiszta, megújuló energiaforrást hasznosít. 22

23 Természeti állandó energiaforrás illetve tiszta, megújuló energiaforrás meghatározása hıszivattyúzáskor (2) Még két feltételezett számadattal javasolható az elıbbi számítást elvégezni és az eredményt értékelni: ha a villamosenergia-termelés 20%-a megújuló energiaforrásból származik, 25 0, = %-ban és ha a villamos hıszivattyú átlagos főtési tényezıje (SPF) = 5,0 25 0, = 1, %-ban 23

24 Emberhez méltó környezet létrehozása (1) Az ember biológiai tőrıképességének figyelembevétele és a betegségek megelızése hazánk gazdasági fejlıdése szempontjából is stratégiai fontosságúvá vált. Igény a települések légszennyezésének, illetve egészségkárosító hatásának jelentıs csökkentése. A környezet terhelésének mérsékelésével javulhat az itt élı lakosság egészsége, életminısége. Szükség van az emberek természeti folyamatokra gyakorolt hatásának visszafogására, és a jelenlegi energiaigény jelentıs csökkentésére. 24

25 Emberhez méltó környezet létrehozása (2) Hazánk és a Kárpát-medence éghajlatát egyre inkább a nyári száraz meleg és tartós hıhullámok jellemzik. A túlságosan meleg idıjárás a hıháztartásunk teljes felbomlását, hıgutát, a hıségtıl kimerülést, görcsös állapotot, szélsıséges esetben halált eredményezhet. A szén-monoxid-mérgezés a leggyakoribb halálos kimenetelő háztartási baleset! Az energiatakarékosság növeléséhez szemléletváltozásra van szükség! Ha meg akarunk maradni egészségesen élı közösségi lényeknek, akkor ökológiailag érzékeny gondolkodásra, alkalmazkodásra van szükségünk! 25

26 A szezonálisteljesítmény-tényezıhöz (SPF) és a hıszivattyúk statisztikáihoz kapcsolódó jogszabálymódosítási javaslatom (1) A hıszivattyús tarifa módosítása: az SPF [kwh/kwh] értéke alapján utólagos évenkénti elszámolással, kb. három tarifa bevezetése lenne kívánatos hőtésre is kiterjesztve pl.: 3,5 4,5 (jelenleginél nagyobb); 4,5 felett 5,5 (jelenlegi tarifa); 5,5 felett (jelenleginél kisebb). 26

27 A szezonálisteljesítmény-tényezıhöz (SPF) és a hıszivattyúk statisztikáihoz kapcsolódó jogszabálymódosítási javaslatom (2) Mérni kell a hıszivattyú által felvett villamosáram-fogyasztást [kwh] és a hıszivattyú által leadott hımennyiséget [kwh]. A tervezett hıszivattyú mőködési üzemóraszámának az ellenırzése a rendszerbe vagy a hıszivattyúba beépített üzemóra-számlálóval és a szekunderoldali energia mérése hımennyiség-mérıvel történhet. 27

28 A szezonálisteljesítmény-tényezıhöz (SPF) és a hıszivattyúk statisztikáihoz kapcsolódó jogszabálymódosítási javaslatom (3) Továbbá hıszivattyús statisztika bevezetésének a szabályozása lenne kívánatos a hiteles elszámolás érdekében. Célszerő a megújuló energia direktíva (EU RES) szerint csoportosítani: légtermikus; hidrotermikus és geotermikus hıszivattyú. 28

29 Javaslat a döntéshozóknak: Heller-terv A szakmai mőhelyekben ma már széles körben ismert az ún. Heller-terv (2005-tıl). A projekt lényege, hogy hosszú távon a gázkonvektorokat, a kazánokat és gázbojlereket, valamint a villanybojlereket, továbbá az ún. energiafaló légkondikat váltsák fel a tömegigényeket kielégítı, különbözı kivitelő és üzemmódú, és elsısorban geotermikus, hidrotermikus, légtermikus és hulladék (pl. csurgalékhéviz, távozólevegı) hıforrást hasznosító hıszivattyúk. Ezeket Magyarországon kell gyártani, magyar munkaerıvel kell az adott helyszínekre betervezni, telepíteni, szervizelni, és a terméket, a szolgáltatást, valamint a technológiát exportálni elsısorban Közép-Kelet Európában. Kitőnı mőszaki tulajdonságokkal rendelkezı termékek alkalmazásával a hazai fejlesztésnek és gyártásnak köszönhetıen kedvezı 29 áron tehetık energiahatékonyabbá az épületeink.

30 Példamutatás lehetne a Sándor-palota (Bp.) 2020-ban magyar hıszivattyúval Fotó: Wikipédia, a szabad enciklopédia 30

31 A hıszivattyús technológia alkalmazását népszerősítı rendezvényt tartottak október 11-én Brüsszelben, a magyar állandó EU-képviselet épületében Forrás: Megítélésem szerint a címben említett MTI hír is alátámasztotta, hogy - az Elektrotechnika 105. évfolyam, szeptemberi szám, 2012/09 (5 8 old.); - az Energiagazdálkodás, 53. évf szám (2 old.); - a Magyar Épületgépészet, LXI. évfolyam, 2012/7-8. szám (18 20 old.); - és a Magyar Installateur, 22. évfolyam, június-július (28 29 old.), augusztus-szeptember (20 21 old.) és október (14 16 old.) címő szakmai folyóiratok fenti lapszámai közöltek ezzel összefüggı publikációkat. Gondolom, hogy elıadásom összefoglalásaként jogosan vélelmezhetı: jó irányba haladunk a Heller-projekt EU-s létrehozásáért és talán már csak a magyarországi hıszivattyú importot kellene hıszivattyú exportra fordítani? Ehhez kérném a hıszivattyús prominens cégek és Önök szíves támogatását, természetesen csak akkor, ha ezzel egyetértenek. 31

32 Ajánlott irodalom [1] Fodor Z.: Multifunkcionális készülékek alkalmazásának hatása az SPF érték, valamint a beruházás költség alakulására I., II. és III. Magyar Installateur, 22. évfolyam, június-július (28 29 old.), augusztus-szeptember (20 21 old.) és október (14 16 old.). [2] Komlós F.: Hıszivattyús rendszerekrıl általában (19.) és a Hıszivattyús rendszerek rövid gyakorlati útmutatója (20.) feltöltve: december. [3] Kaszanitzky Cs. Komlós F.: Új autószalon Fóton magyar hıszivattyúval. feltöltve: július :46. [4] Komlós F.: Geotermikus, hidrotermikus, légtermikus és hulladék hıforrások hasznosítása hıszivattyúval. Magyar Épületgépészet, LXI. évfolyam, 2012/7-8. szám (18 20 old.). [5] Komlós F.: Hıenergia alapigények a hıszivattyúk alkalmazása és a Heller-terv célkitőzései tükrében. Elektrotechnika 105. évfolyam, szeptemberi szám, 2012/09 (5 8 old.). [6] Komlós F.: Önkormányzati intézmények magyar hıszivattyúval I. és II. rész. Zöld Áram szeptember és október. [7] Fodor Z.: Pitvarosi főtéskorszerősítés magas hımérséklető hıszivattyúkkal. Zöld Áram október. [8] David J.C. MacKay (fordította: Both Elıd): Fenntartható energia mellébeszélés nélkül. Kiadja a Vertis Zrt. és a Typotex Kiadó Kft Komlós Ferenc Fodor Zoltán Kapros Zoltán Dr. Vajda József Vaszil Lajos: Hıszivattyús rendszerek. Heller László születésének centenáriumára. Magánkiadás: Komlós F., Dunaharaszti, A lektorált, 215 oldalas, A4 formátumú szakkönyv 27 táblázatot és 152 ábrát tartalmaz. Magyar és angol nyelven is megjelent. 32