és s a sa magyar hıszivattyh A hıszivattyh szivattyúvalval komlosf@pr.hu rsaság

Átírás

1 Magyar Hidrológiai TársasT rsaság XXXII.. Országos VándorgyV ndorgyőlés július j Szeged, Egyetem u Szegedi Tudomány Egyetem Természettudományi és Informatikai Kar Földrajzi és Földtani Tanszékcsopor kcsoport 7. SZEKCIÓ (Grasselly Gyula terem) HIDROGEOLÓGIA GIA ÉS S MÉRNM RNÖKGEOLÓGIA GIA IDİSZER SZERŐ FELADATAI július j 3. csütört rtök k 8:30-13:30 Elnök: Dr. Lénárt L LászlL szló Szekciótitk titkár: Máriás s Ferenc Komlós s Ferenc (12:10 12:30): 12:30): A hıszivattyh és s a felszínalatti víz v z hıjének h hasznosítása sa magyar hıszivattyh szivattyúvalval komlosf@pr.hu 1

2 Mottó Az a kötelessk telességünk, hogy a tudást gyarapítsuk. Bízom B benne, hogy a társadalom, amelyben élek értelmesen fogja használni a megszerzett tudást. st. [1] Teller Ede ( ) Itt jelzem, hogy a szögletes zárójelbe z írt számok értelmezése a beküld ldött dolgozathoz tartozó Irodalom -ban olvasható. 2

3 Hıszivattyúzás s (1) [5,6] A villamos főtés f s (tiszta, környezetkk rnyezetkímélı főtés) mindenki számára ismert, de költsk ltségessége miatt hazánkban ma még m nem tekinthetı energiahatékony módszernek. A fejlett országokban szélesk leskörően en elterjedt hıszivattyh szivattyús főtéstechnika ezzel szemben a tisztán n villamos főtéshez f használand landó villamos energia töredt redékét t használja fel, mivel a hıt h t a külsk lsı környezetbıl l (levegıbıl, l, vízbv zbıl l vagy földbf ldbıl) l) emeli be,, illetve szivattyúzza a hasznosíthat tható hımérsékletre. A A hıszivattyh szivattyú a jövıbe j tekintve is biztonságos megoldás, mert lehetıvé teszi az épületek hatékony főtését, f t, bármilyen b forrásb sból l származz rmazzék k is a villamos energia. [4] Csökkenti az üvegházgáz- ill. a tüzelt zelésbıl l (eléget getésbıl) eredı egészs szségkárosító szennyezı anyagok (pl. NO X, CO) ) kibocsátását. t. 3

4 Hıszivattyúzás s (2) [5,6] A földhı energiaforrás s egyik legnagyobb elınye, hogy évszaktól és s napszaktól l is független f állandó energiaforrásk sként használhat lható.. Ezért kiemelten szolgalmazni célszerc lszerő a geotermikus hıszivattyh szivattyúk k szélesk leskörő elterjesztését és alkalmazását t főtési, f hőtési h és s használati meleg víz v z (HMV) ellátási feladatokra. A földgf ldgáztüzelés s (gázkaz zkazánok, gázbojlerek) g helyettesítésénél szüks kség g van a CO 2 -kibocsátás nélküli li olcsó paksi áramra, valamint a folyadékh khőtök, split klímák és s az ún. légkondik felvált ltásainál l is a Magyar Termék k Nagydíj -as (2012) hatékony geotermikus hıszivattyh szivattyúk k mőködtetm dtetésére. A földgf ldgáz-importot és s a károsanyagk rosanyag-kibocsátást st is csökkenteni tudjuk a megújul juló energia-felhaszn felhasználás s jelentıs növelésével ( Függetlened( ggetlenedés s az energiafügg ggıségtıl ). A kitőnı minıségő hıszivattyúk k hazai gyárt rtásával exportunk 4 is növekedhet, n hıszivattyh szivattyú importunk pedig csökkenhet!

5 Válasz a környezetvk rnyezetvédelem és s a munkanélk lküliség g gondjaira Statisztika a hıszivattyh szivattyúzásért A nuklen ukleáris és s megújul juló energia integrálása Hıszivattyú alkalmazása a távft vfőtésnél Épületek (építm( tmények) főtése/hf se/hőtése/hmv se/hmv (önt( ntözıvíz) z) elıáll llítása hıszivattyh szivattyúvalval Ivóvíz hıhasznosításasa hıszivattyúvalval Csurgalék-hévíz hasznosítása sa hıszivattyh szivattyúvalval Fürdıbıl és s uszodából l elfolyó víz z hasznosítása sa hıszivattyh szivattyúvalval Védegylet, és s termékjavaslat a hungarikum győjtem jteménybe V4-ek ek* összefogásával a hıszivattyh szivattyúipar ipar megteremtése *A A Visegrádi Együttm ttmőködés s a visegrádi országok, visegrádi négyek n vagy V4-ek ek: : Csehország, Lengyelország, g, Szlovákia és s Magyarország g regionális szervezete. Célja C ezen közép-eurk európai országok gazdasági, gi, diplomáciai és s politikai érdekeinek közös k s képviselete, k esetleges lépéseinekl összehangolása. sa. 5

6 szivattyúvalval Statisztika a hıszivattyh szivattyúzásért [2] Évenkénti nti statisztika bevezetését t javaslom a kivitelezett hıszivattyús s rendszerek hıforrh forrásainak és s hajtóenergi energiáinak inak figyelembevétel telével, amely a következk vetkezı oldalakon láthatl tható ún. Hı (1/3, 2/3 és s 3/3) címmel. Az évenkénti nti statisztika nyomon követheti k a hazai fejlıdést, a hazai és s nemzetközi zi hıszivattyh szivattyús s helyzet piaci összehasonlítását. t. A táblt blázat kitölt ltése az országos megújul juló energia felhasználását t illetve elszámol molását t mőszaki m alapokra helyezi, megkönny nnyíti az éves magyarországi gi összefoglaló jelentések készítıinek a munkáját. A világviszonylat gviszonylatú szélesebb körők ismertetés érdekében az a IEA (International Energy Agency) ) felé hıszivattyúkról l szóló statisztikai elıírást illetve szabályoz lyozást javasolhatnánk. nk. 6

7 Hı (1/3) Forrás: Kapros Z., Komlós s F

10 szivattyúvalval Hıszivattyú alkalmazása a távft vfőtésnél 1) Jelzem, hogy Hı blázat -át t kivéve ve a következk vetkezı dián n berajzolt elvi mőködéső, m, nevezetesen gıznemg znemő munkaközeg zegő villamos hıszivattyh szivattyút értek a hıszivattyh szivattyú fogalma alatt (ez ma a legelterjedtebb megoldású hıszivattyú). 2) Jelenleg mőködım és s tervezett távft vfőtési rendszer a milánói (Canavese System), amelynek elvi kapcsolási si rajza a következk vetkezı dián n láthatl tható [31] ben már m r majd 2015-ben lakos hıellh ellátását t biztosítja tja [9]. 3) A Magyarországon gon lévıl mintegy száz z távht vhıszolgáltató a teljes energiafelhasználásunk sunk 6%-át t teszi ki és s a hazai népessn pesség 15%-át érinti. 4) Budapest főtésének f fıbb f törtt rténeti szakaszai: szilárd tüzelt zelıanyag városi gáz g főtıolaj földgáz villamos hıszivattyh szivattyú (áram + megújul juló energia és/vagy hulladékh khı)?! [10] 10

11 Legnagyobb geotermikus távft vfőtés s vázlata v [9] 11

12 Hıszivattyúk k a kertészetekben [15] 1) A hıszivattyh szivattyú kertészeti alkalmazása olyan növényhn nyházakban, nevezetesen fóliasf liasátrakban és s fıleg f üvegházakban indokolt, amelyekben a teljes naptári évben termelnek zöldsz ldséget, dísznövényt nyt vagy gombát, vagyis ahol elıírt technológiai igény a főtés f és s a hőtés h s [12,13,14,15,16]. 2) A hıszivattyh ellátott növényhn nyházi termesztés s az agráriumban riumban megvalósul suló közfoglalkoztatási programhoz is illeszthetı.. Ezt a munkát t az ország g minden szánt ntóterületén lehet végezni. v Nem kell hozzá pince, geotermikusan kedvezı adottságú terület, tovább bbá könnyen elvégezhet gezhetı betanított tott munkát t igényel egész évben. 3) Az üvegházi dísznd sznövények nyek a legdrágább mezıgazdas gazdasági gi áruk közzé tartoznak, és s igénylik a kondicionált környezetet. k 12

13 szivattyúvalval Növényház z főtése f és s hőtése h talajvizes hı (nincs váltv ltószelep) Bal oldal: főtési f üzemmód d elvi kapcsolási si rajza jobb oldal: hőtési h üzemmód d elvi kapcsolási si rajza Forrás: Liong Chai Chengwei: STUDY ON A GROUNDWATER SOURCE HEAT PUMP COOLING SYSTEM IN SOLAR GREENHOUSE. CIGR - International Conference of Agricultural Engineering XXXVII. Congresso Brasileiro de Engenharia AgricolaBrazil,, August 31 to Septenber 4,

14 Referencia bemutatása: MHT XXIX. OVGY Termálv lvíz z energiatakarékos kos felhasználás [22,23]. Alföld ld Aqua Termálf lfürdı és s Strand (Nagykırös) épületkülsıje és hıközpontja a magyar fejlesztéső és s gyárt rtású növelt hımérséklető hıszivattyúkkal Forrás: : Geowatt Kft. 14

15 szivattyúvalval Referencia bemutatása: MHT XXXI. OVGY Ivóvíz hıhasznosításasa hıszivattyúvalval [25,26,27] A Vastalanító épület (Zalav( Zalavíz Zrt.) hıközpontja a magyar fejlesztéső és s gyárt rtású növelt hımérsh rséklető hıszivattyúkkal a földgáz tüzelıanyag kiváltására meglévı melegvízüzemő főtésnél és használati melegvíz (HMV) ellátásánál Forrás: : Geowatt Kft. 15

16 Elfolyó termálv lvíz z hasznosítás s (1): 2012 és 2013-ban a 10 éve üzemelı épületnél radiátoros főtésre f és s HMV ellátásra Hotel Imperial Gyógysz gyszálló és s Gyógyf gyfürdı épület külsk lsı és s a jobb oldali képen: k úszómedence: 20 5,5 1,2 = 132 m C, ülımedence: 7,8 4,7 0,95 = 34,8 m C. Forrás: Nuszpel József (Imperial Holding Kft.) 16

17 Elfolyó termálv lvíz z hasznosítás (2) Hotel Imperial Gyógysz gyszálló és s Gyógyf gyfürdı (Kiskırös) s) hıszivattyús s rendszerének nek fıbb f mőszaki m adatai: a hıszivattyh szivattyúk k hıforrh forrása: elfolyó termálv lvíz; elfolyó termálv lvíz z tárolt roló (táptart ptartály) térfogata: 30 m 3 ; táptartály hımérsh rséklet: 33 C; folyadékáram: 6,66 m 3 /h; teljes kicserélend lendı hı: : 123,3 kw; Tranter típusú szerelhetı ún. elsıdleges hıcserh cserélı primer oldali hılépcsıje: : 33/17 C; hıcserélı hıszivattyú oldali hılépcsıje: : 22,4//16,5 C; hıcserélı primer oldali ellenáll llása: 3,97 kpa; hıszivattyú oldali ellenáll llás: 24,65 kpa; magyar gyártm rtmányú hıszivattyúk: = Vaporline GWI33-HDW (50 kw); = Vaporline GW 96-HACW (150 kw); puffertartályok lyok: = használati meleg vízre v (HMV( HMV-re): 2000 liter; = főtésre: f 1000 liter; főtési hıleadók: : lapradiátor (meglévı egycsöves kiskörös rendszer); főtési hılépcsı: : 63/48 C; várható átlagos főtési f tényezt nyezı (SCOP): 5,0 kwh/kwh. 17

18 Elfolyó termálv lvíz z hasznosítás (3) Hotel Imperial Gyógysz gyszálló és s Gyógyf gyfürdı (Kikırös) hıközpont alaprajzi elrendezés Forrás: : Geowatt Kft. 18

19 szivattyúvalval Elfolyó termálv lvíz z hasznosítás (4) Hotel Imperial Gyógysz gyszálló és s Gyógyf gyfürdı (Kiskırös) s) Hıközpont.. A magyar fejlesztéső és s gyárt rtású hıszivattyúiról l készk szült felvételek Forrás: : Geowatt Kft. 19

20 szivattyúvalval Elfolyó termálv lvíz z hasznosítás (5) Hotel Imperial Gyógysz gyszálló és s Gyógyf gyfürdı (Kiskırös) s) hıközpont függıleges csıterv Forrás: : Geowatt Kft. 20

21 szivattyúvalval Az EU hıszivattyh szivattyús s szisztémájától l eltérı magyar fejlesztés s jellemzıi A fejlesztés s lényege l az SCOP érték k növeln velése, a CO 2 -megtakarítás maximalizálása és s a méretezm retezési átlagos főtési f hımérsh rséklet 60 C fölé emelése volt azért, hogy meglévı radiátoros főtéseknf seknél l is jój hatékonys konysággal alkalmazható legyen pl. 63/57 C-os hılépcsıvel [21]. A célokat c egyrészt az EVI Scroll-kompresszorokra alapozott reverzáló (vált ltószelepes), multifunkciós [főtı aktív v hőtı h használati meleg víz-v (HMV-)) termelı] hıkörfolyamat kidolgozásával érték k el. A fejlesztés s a fentieken túl t l a hıszivattyh szivattyúk k felhasználásának, nak, illetve kihasználhat lhatóságának növeln velésére irányult. Így olyan multifunkciós,, a hıkörfolyamatot megfordító váltószeleppel rendelkezı készülékek lettek kifejlesztve, amelyek a főtési f funkció mellett aktív v hőtést h és s a HMV termelésre a körfolyamat k túlhevt lhevítési hıjét h t használja igen hatékonyan. Nagy hőtési h hıigh igénynél l az aktív v hőtés h s 7/12 C-os hılépcsıvel is biztosíthat tható. 21

22 szivattyúvalval Váltószelepes ún. reverzáló multifunkciós (főtı, hőtı és HMV elıállító), növelt hımérséklető hıszivattyú kapcsolási rajza (a Szellemi Tulajdon Nemzeti Hivatalban bejegyzett szám: U ) 22

23 szivattyúvalval EVI Scroll-kompresszor alkalmazási tartománya és a magyar hıszivattyúfejlesztés elvi kapcsolása, valamint elvi hıkörfolyamata nyomás entalpia (logp h) diagramban 23

24 szivattyúvalval A desuperheateres HMV elıállítás megoldás hıkörfolyamata T s (hımérséklet [K] entrópia [kj/kg K]) diagramban (a túlhevítés piros színnel jelölve) Felvétel a desuperheaterrıl Forrás: Geowatt Kft. 24

25 Védegylet, és s termékjavaslat a hungarikum győjtem jteménybe [17] 1844-es Védegylet V célja c a mai viszonyokra is idıszer szerővé vált! Ismeretes, hogy a Hungarikum Bizottság g fontos célkitc lkitőzése, hogy nemzeti értékeinket és s a hungarikumokat a magyar és s a nemzetközi zi nyilvánoss nosság g minél l szélesebb körben k megismerje, hiszen ezen értékek is a magyar mőszaki m hagyományok megtestesítıi, a nemzeti egység g erısítését, t, a magyarság összefogását t szolgálj lják, ami fejlıdésünkh nkhöz z egyértelm rtelmően en hozzátartozik BÜSZKESÉGEINK A HUNGARIKUMOK. Javaslom a tárgyi t hıszivattyh szivattyú-család d felvétel telét t a Magyar Értéktárba. Kérem K a Hungarikum Bizottság g elnökét, titkárát és tagjait, valamint ez ügyben illetékes szakemberek szíves támogatását t javaslatom megvalósításához. 25

26 V4-ek összefogásával hıszivattyh szivattyúipar ipar (1) 1) Magyar eredmény, hogy a különfk nféle igényekre optimalizált lt készülékeket fejlesztettek, illetve napjainkban is fejlesztenek. 2) A magyar fejlesztéső ún. másodgenerm sodgenerációs s Vaporline hıszivattyúk, a legújabb R410A munkaközeggel (hőtıközeggel) mőködı ún. EVI rendszerő kompresszorokkal max. 65/59 C főtési hılépcsıvel képesek igen hatékonyan mőködni. m 3) Jelenleg tíz t z teljesítm tmény fokozatban van gyárt rtás s négyfn gyféle típusú hıszivattyút t folyadék-víz, valamint víz-víz v z kivitelben. Ez így 80 db hıszivattyh szivattyú típust jelent, amelynek a kidolgozott három- illetve kétdimenzik tdimenziós s tervdokumentáci ciójával, és s tervezési segédlet dletével rendelkeznek. 4) Az a technika, amelyet a magyar fejlesztés s képvisel, k az európai szinten a geotermikus hıszivattyh szivattyúk k terület letén n egyáltal ltalán nem létezik. l Meglátásunk szerint olyan értéket képvisel, k amelyet nem kihasználni vétek v [27,33]. 26

27 V4-ek összefogásával hıszivattyh szivattyúipar ipar (2) 1) Az EU olajszüks kségletének 90%-át t importálja és s a földgf ldgáz importja is eléri a 60%-ot (a földgf ldgáz z import nálunk n több, t 80%), így az EU érdekelt az energiahatékonys konyságban, a hıszivattyh szivattyús technológia szélesk leskörő növelésében. 2) Megítélésem szerint az EU ig tartó következı idıszak szakában a V4-ek ( összefogásával eredményess nyessé tehetnénk nk a hıszivattyh szivattyúipart ipart országunkban. 3) A hıszivattyh szivattyúzás s nagyarány nyú megújul juló energiaforrást vagy hulladékh khıt hasznosít, és s mőködtetm dtetéséhez felhasználhat lható a nukleáris villamosenergia-termel termelésbıl l származ rmazó olcsóbb áram. Akkor örülnék k igazán, ha országunk zászlz szlóvivıje lehetne e csúcstechnika cstechnika világviszonylat gviszonylatú,, szélesebb körők elterjesztésének [30]. 4) HıszivattyH szivattyúiparunk iparunk megteremtésével szakmánk sikeres lehetne Európában! 27

28 Összefoglalás s (1) 1) A hazai energiafelhasználás s közismert k adata, hogy főtési f és hőtési célra c 40% fordítódik! dik! Magyarországon gon a lakó- és középületek főtésére f fordított energiamennyiség g az országos energiafelhasználás s egyharmadára ra tehetı. [28] 2) A hıszivattyh szivattyúzás s világszerte elismerten energetikailag a leghatékonyabb főtésif si-hőtési technológia, így az energiatakarékoss kosság, a globális lis CO 2 -kibocsátás és s a helyi légszennyezés s csökkent kkentésének nek egyik kulcseleme. 3) Országunk kétszeresen k is érintett a hıszivattyh szivattyúk k elterjesztése se témájában. Egyrészt világviszonylatban is elıny nyıs s geotermikus és s hidrológiai [8] adottságunk révén, r amelyek birtokában ban a hıszivattyús s rendszerekre való átállás s jelentısen javítan taná egész gazdasági gi helyzetünket. MásrM srészt szt nagy lépés l s a fenntartható energetika és s a munkahelyteremtés s irány nyába [32,35]. 28

29 szivattyúvalval Összefoglalás s (2) 4) Összefoglalásként rögzr gzíthetı,, hogy nemzetközileg zileg versenyképes hazai tudásalap salapú fejlesztéseken seken alapuló innováci ciós szakértelem célirc lirányos erısítése se és s hasznosítása sa lehetne azokon a területeken, amelyeken a szakmai hagyományok, és s a fejlesztési si igény találkozik. lkozik. 5) Ez a technológia kapcsolódva egyéb b magyarországi gi kiemelkedı technológi giákhoz hozzájárulhatna közvetlenk zvetlenül és közvetve a Magyarország g fejlıdéséhez. 6) Joggal remélj ljük amit meggyızıdéssel vallok is,, hogy a hıszivattyú általános energiagazdaságunk gunk racionalizálásának nak a közeljövıben egyik legért rtékesebb eszközévé fog válni! v lni! [34] 29

30 Köszönetnyilvánítás A szerzı ezúton is megkösz szöni Fodor Zoltán (Geowatt Kft.) és Kapros Zoltán PhD doktorjelölt lt (Magyar Energetikai és s KözmK zmő-szabályozási Hivatal) uraknak a Magyar Hidrológiai TársasT rsaság XXXII.. Országos VándorgyV ndorgyőlésére re (Szeged, 2014.) beküld ldött 20. oldalas dolgozathoz nyújtott értékes segíts tséget. Szíves figyelmüket megkösz szönöm! 30