Elıadó: Komlós Ferenc ny. minisztériumi vezetı-fıtanácsos a Magyar Napenergia Társaság (ISES Hungary) Szoláris hıszivattyúk munkacsoport vezetı

Átírás

1 Magyar Elektrotechnikai Egyesület (MEE) "Villamosság és Energia a Mezıgazdaságban" Munkabizottság (MUBI) ülése szeptember 24-én, kedden 14:00 órakor Budapest, VII. kerület, Madách Imre út 5. III. emelet, a MEE székhelyén Levezetıelnök: dr. Sibalszky Zoltán a MUBI vezetıje Az elıadás címe: A hıszivattyúk alkalmazásának lehetıségei a kertészetben Elıadó: Komlós Ferenc ny. minisztériumi vezetı-fıtanácsos a Magyar Napenergia Társaság (ISES Hungary) Szoláris hıszivattyúk munkacsoport vezetı komlosf@pr.hu Honlap: 1

2 Tartalom A legegyszerőbb hıszivattyú vázlata és mőködése Elsı növényházak és a növényház fogalma Mőszaki-gazdasági követelmények Vázlatrajzok növényházak főtésére Geotermikus energia hıszivattyúzás Energiahatékonyság energia-megtakarítás Tévhit tényadat Külföldi példák Kapcsolási rajz hıszivattyúval való főtésre hőtésre Váltószelepes főtés hőtés vázlatrajzai Vidékfejlesztési koncepció Szemelvény (javaslat) 2

3 Mindenekelıtt ıszinte örömmel szeretném megköszönni Sibalszky Zoltán professzor Urnak, hogy hıszivattyús témakörben Önöknek ismét elıadást tarthatok. Mottó Forrás: Marx György: A MARSLAKÓK ÉRKEZÉSE (392. oldal). Akadémiai Kiadó, Budapest, A jövıt nem lehet megjósolni, de a jövıket föl lehet találni. Az ember feltaláló képessége hozta létre az emberi társadalmat. A feltaláló elıször elképzel valamit, ami eddig nem létezett, de aminek létrehozása kívánatosnak tőnik számára. Ezután racionálisan kezd gondolkodni elıre és hátra, amíg a meglévı valóságtól eljut találmánya megalkotásához. Gábor Dénes ( ) 3

4 A legegyszerőbb hıszivattyú vázlata és mőködése 4

5 Elıadásommal is szeretnék hozzájárulni alábbi két publikációm ( A hıszivattyú hangsúlya a kertgazdaságban és Hıszivattyúk a kertészetben ) megvalósításához A hıszivattyúval ellátott növényházi termesztés az agráriumban megvalósuló közfoglalkoztatási programhoz is illeszthetı. Ezt a munkát, az ország minden szántóterületén lehet végezni. Nem kell hozzá pince, geotermikus adottságú terület és egész évben sokak által végezhetı betanított munkát igényel Komlós Ferenc: A hıszivattyú hangsúlya a kertgazdaságban. Mezıgazdasági Technika, LIV. évfolyam, április ( oldal). Komlós Ferenc: Hıszivattyúk a kertészetben. Kertészet és szılészet, 62. évfolyam, július 3. ( oldal). 5

6 Elsı növényházak és a növényház fogalma A római birodalomban Tiberius császár az év minden napján szeretett uborkát enni, ezen okból kifejlesztették a vékony csillám lap illetve áttetszı térlefedésbıl álló üvegházat. Szakirodalom szerint az elsı üvegház így jött létre. Már 1869-ben Selmecbányán a Botanikus Kertben növényház épült. A növényházak azok a létesítmények, amelyekben a növények számára szükséges életfeltételeket mesterségesen befolyásoljuk, vagy megteremtjük. Karai János: Épületgépészet a termesztıtelepeken (15. oldal). Akadémiai Kiadó, Budapest Ezek az életfeltételek a földrajzi elhelyezkedés (pl. hazánk mérsékelt égövön fekszik) szerint változnak. Az üvegházi dísznövények a legdrágább mezıgazdasági áruk közzé tartoznak, igénylik a kondicionált környezetet. 6

7 Mőszaki-gazdasági követelmények (1) A hıszivattyú kertészeti alkalmazása olyan növényházakban nevezetesen fóliasátrakban és fıleg üvegházakban indokolt, amelyekben a teljes naptári évben termelnek zöldséget, dísznövényt vagy gombát, vagyis ahol elıírt technológiai igény a főtés és hőtés. Kedvezı a multifunkciós hıszivattyú üzemeltetése ha főtés és hőtés mellett használati melegvíz ellátás is a feladat. Növényházak főtési illetve a hőtési hıigényén kívül pl. öntözıvíz melegítés, a telepen lévı kommunális épület hıellátására is igény. A termesztési technológia szerint megkülönböztetünk szaporító-, hajtató-, termesztı- és teleltetı házakat. A különbözı kultúrák más-más növényház külsı-, belsı kialakítást és épületgépészeti rendszereket igényelnek, az optimális kultúrnövény komfort megteremtése komplex feladat. 7

8 Mőszaki-gazdasági követelmények (2) Fontos a növényélettani folyamatok betartása, az egész hıleadó illetve hıfelvevı rendszer(ek) és a szellıztetı rendszer átgondolása, hımérsékletszint szerinti csoportosítása. Kiemelendı, hogy a gyökérzet hımérsékletének megváltoztatásával befolyásolható a léghımérséklet és a növény fejlıdésének idıtartama. Az agrárgazdasági termények folyamatos piaci elhelyezésének a feltételeit létre kellene hozni. Drágább dísznövényeket és gombákat kellene termeszteni, amelyeket exportálni is lehetne. Gombatermesztésünk a háború elıtt a világ élvonalába tartozott. A gomba iránti érdeklıdés világszerte emelkedik. 8

9 Növényházak vegetációs (növényközeli) és talajfőtése Forrás: Mary H. Dickson and Mario Fanelli: What is Geothermal Energy? 9

10 Bordás főtıvezetékkel és sima csıfőtéssel kialakított növényházak Forrás: Mary H. Dickson and Mario Fanelli: What is Geothermal Energy? 10

11 Növényházak fan-coilos főtése és kaloriferes főtése légcsatornával Forrás: Mary H. Dickson and Mario Fanelli: What is Geothermal Energy? 11

12 A geotermikus energia piaci lehetıségei Forrás: Lindal, 1973 A baloldalon szemléltetett ún. Lindal-diagram a geotermikus fluidomok különbözı hımérséklet tartományaihoz közvetlen hasznosítást rendel. Két fontos szempontra hívja fel a figyelmet: a kombinált hasznosítás gyorsítja a geotermikus projektek megtérülését, ugyanakkor a készlethımérséklet korlátozza a lehetséges hasznosítások számát. 12

13 Energiahatékonyság növelés A hıszivattyú jellemzıje: az üzemeltetésére, ill. a mőködésére bevezetett villamos energiát természeti közvetlen energiaforrás felhasználásával megtöbbszörözi, napjainkban 3,0 7,0-szeresére. Napjaink leghatékonyabb mőszaki eszköze annak, hogy energiát takarítsunk meg. A hıszivattyú egyike azon alternatív technológiáknak, amelyek jelentısége nem elsısorban a hagyományos megújuló energia kategóriák keretei közé szorított értékelésével, hanem a technológia sokszínőségével, hatékonyságával és a benne rejlı lehetıségek alapján értelmezhetı. [1] [1] Írja dr. Farkas István egyetemi tanár a Hıszivattyús rendszerek. Heller László születésének centenáriumára egy szakkönyv 8. oldalán (ISBN , English version: ISBN ). 13

14 Hıszivattyúzás elınyei A különbözı főtési megoldások között a hıszivattyús technika kiemelkedı minıségi elınyei: nincs helyi károsanyag-kibocsátása, megújuló energiát hasznosít és használata az energiahatékonyság növekedését jelenti. A hıszivattyús főtés olcsóbb*, mint az olaj**- vagy gázfőtés, és megtérülési ideje rövid. * Fodor Zoltán, Komlós Ferenc: Érvek, adatok, számítások a hıszivattyúk alkalmazásához. Gondolatok jelenünkrıl és jövınkrıl. Mérnök Újság június július digitális változata, + PLUSZ, ( oldal). * * Magyarországon az olajfőtés drágább a földgázfőtésnél egy helytelen politikai döntés miatt. Akkoriban az ártorzítás gyakorlatilag megszüntette az olajfőtést. A rossz döntés mielıbbi megszüntetését javaslom! 14

15 Tévhit tényadat A hıszivattyúval elméletileg 1 kwh villamos energia befektetése árán a veszteségeket is fegyelembe véve 2,5 kwh hıenergiát lehet nyerni. A hazai villamosenergia-rendszer átlagos hatásfoka, amivel helyileg a hıszivattyúknál számolni lehet: η = η erımő η hálózat ahol: η erımő a magyarországi összes erımői technológiák hatásfokaiból és részarányából számítható, értéke a kezdettıl fogva növekedik ma is és elıre várhatóan a jövıben is határozottan nı; η hálózat hálózati hatásfok illetve szállítási és elosztási hatásfok, ez csak hosszabb távon növekvı érték. A fenti képlet számértékekkel behelyettesítve: η = 0,35 0,90 = 0,315, illetve 31,5% * Hıszivattyúval elméletileg 1 kwh villamosenergia befektetése árán a veszteségeket is fegyelembe véve, kerekítve energetikai szempontból legalább 3,2 kwh (1/0,315) hıenergiát szükséges nyerni! *Forrás: Dr. Stróbl Alajos A hıszivattyú használatának mőszaki és gazdasági lehetıségei, feltételei címő vetítettképes elıadása. MTA Budapest, november

16 Példa: talajvizes főtés geotermikus hıszivattyúval Forrás: Geowatt Kft. Mőszaki adatok Költség adatok Hıszigetelt üveggel rendelkezı 1 hektár ( m 2 ) alapterülető növényházról készült ajánlat fıbb adatai paprika termesztésre. Az 500 kw-os hıleadó rendszert 40/33 63/57 C hıfokszintekre, illetve hılépcsıre kell méretezni feltételezve, hogy talajfőtés is lesz. A hıszivattyús bekerülési költség (nettó): 54 millió Ft. Földgázkazán fogyasztásához viszonyított üzemeltetési költségmegtakarítás évenként (nettó): 6 millió Ft. 16

17 Növényház főtése és hőtése talajvizes hıszivattyúval (1) Mőszaki adatok tájolás: hossztengely kelet-nyugat; hosszúság: 6 m; szélesség: 8 m; gerincmagasság: 3,5 m; 6 db fan-coil 2 m magasságban az északi falon 17

18 Növényház főtése és hőtése talajvizes hıszivattyúval (2) Forrás: Liong Chai Chengwei: STUDY ON A GROUNDWATER SOURCE HEAT PUNP COOLING SYSTEM IN SOLAR GREENHOUSE. CIGR - International Conference of Agricultural Engineering XXXVII. Congresso Brasileiro de Engenharia AgricolaBrazil, August 31 to Septenber 4, Főtési üzemmód elvi kapcsolási rajza (nincs váltószelep) 18

19 Növényház főtése és hőtése talajvizes hıszivattyúval (3) Forrás: Liong Chai Chengwei: STUDY ON A GROUNDWATER SOURCE HEAT PUNP COOLING SYSTEM IN SOLAR GREENHOUSE. CIGR - International Conference of Agricultural Engineering XXXVII. Congresso Brasileiro de Engenharia AgricolaBrazil, August 31 to Septenber 4, Hőtési üzemmód elvi kapcsolási rajza (nincs váltószelep) 19

20 Főtés napkollektor hıszivattyú megoldással Forrás: Onder Ozgener, Arif Hepbasli: An Economical Analysis on a Solar Greenhouse Integrated Solar Assisted Geothermal Heat Pump System (JOURNAL OF ENERGY RESOURCES TECHNOLOGY. Manuscript received June 9, 2004; final manuscript received July 27, Assoc. Editor: Srinivas Garimella) 20

21 Geotermikus hıszivattyúval való főtés és hőtés elvi kapcsolási rajza 21

22 Reverzáló (főtı, hőtı és hmv elıállító) hıszivattyú főtési üzemmódja 22

23 Reverzáló (főtı, hőtı és hmv elıállító) hıszivattyú hőtési üzemmódja 23

24 A Vidékfejlesztési Programban alapkövetelmény lesz a környezetvédelem A es idıszakban a megújuló energiaforrások elterjesztésének ösztönzése a legtöbb ÚMVP konstrukcióban önálló célterületként jelenik meg, ez a pályázati pontozás során eddig is elınyt jelentett mondta V. Németh Zsolt vidékfejlesztésért felelıs államtitkár az Energianövények termesztési és felhasználási lehetıségei 2020-ig címő szakmai tanácskozás megnyitóján Gödöllın (2013. szeptember 11.). A kertészet korszerősítését a tárca biomassza kazánok, napés geotermikus energiahasznosító berendezések beszerzésének támogatásával, valamint a termálkutak létesítésének megkönnyítésével támogatta. ( Gépkatalógus link: Vaporline hıszivattyúk) 24

25 A Geowatt Kft. magyar fejlesztéső és gyártású Vaporline márkanevő hıszivattyúk kitüntetése 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.) fejlesztımérnöknek (hollóházi porcelánváza a kezében). Szerzı: Lakos Gábor 25

26 Iparfejlesztési javaslat Idézet forrása: Lovas Rezsı akadémikus (szerk.): Köztestületi Stratégiai Programok 1. Áttekintés Magyarország energiastratégiájáról ( oldal). MTA Bp Teendık A hıszivattyúk alkalmazása beindult. A vállalkozói lendületet érdemes kihasználni és használatukat megsokszorozni. A villamosenergia-szolgáltatóknak a szolgáltató és a fogyasztó közös érdekében a hıszivattyúk csúcsidıszaki használatát kizáró csökkentett tarifát kellene rendszerbe állítaniuk. A hıszivattyús rendszerek tervezéséhez szükséges energetikai és épületgépészeti ismeretek oktatásában fıleg az állami felsıoktatásnak kell szerepet vállalnia. A magyar ipar képes hıszivattyúkat és a földhı hasznosítását szolgáló egyéb berendezéseket gyártani és ezek ösztönzése ugyancsak állami feladat. A hasznosítás állami támogatása a földgáz-megtakarítás arányában indokolt. A támogatás itt is elsısorban a létesítésre adható, és a hıhasznosítót illeti meg. A környezeti hı hasznosításához szükséges berendezések gyártásának 26 meghonosítása is állami támogatást érdemel.

27 Ajánlott irodalom Komlós Ferenc Fodor Zoltán Kapros Zoltán Dr. Vajda József Vaszil Lajos: Hıszivattyús rendszerek. Heller László születésének centenáriumára. Magánkiadás: Komlós F., Dunaharaszti, (Magyar és angol nyelven megjelent szakkönyv a BME OMIKK-ban is megtalálható.) A lektorált, 215 oldalas, A4 formátumú szakkönyv 27 táblázatot és 152 ábrát tartalmaz. 27