Ismeretterjesztő előadás a Városi Könyvtárban 2330 Dunaharaszti, Dózsa György út 12/b. Az előadás időpontja: 2016. március 17. Felkérő: Tóth Marianna megbízott igazgató Mivel fogunk fűteni, hűteni és használati melegvizet előállítani? Komlós Ferenc okl. gépészmérnök a Magyar Napenergia Társaság (ISES Hungary) Szoláris hőszivattyúk munkacsoportjának vezetője komlosf@pr.hu www.komlosferenc.info 1
Mottó Megérett a világ, és megérett Magyarország is a hőszivattyú széleskörű alkalmazására. Vegyük tudomásul, hogy a hőszivattyúk a környezet eddig értéktelennek tartott, ingyenes és kimeríthetetlen tehát megújuló termikus energiakészletét hasznosítják. Prof. dr. Jászay Tamás (1929 2014) Forrás: Komlós Ferenc, Fodor Zoltán, Kapros Zoltán, Dr, Vajda József, Vaszil Lajos: HŐSZIVATTYÚS RENDSZEREK. Heller László születésének centenáriumára (Heat Pump Systems. To the centenary of thebirth of Laszló Heller). Komlós F., Dunaharaszti, 2009. ISBN 978-963-06-7574-1 (ISBN 978-963-06-8297-8). Továbbiakban: szakkönyv 2
Napenergia megoszlása Forrás: http://publications.gc.ca/collections/collection/m39-111-2005e.pdf 3
Bevezetés (1) A villamos fűtés (tiszta, környezetkímélő fűtés) mindenki számára ismert, de költségessége miatt hazánkban ma még nem tekinthető energiahatékony módszernek. A legfejlettebb országokban pl. Japánban terjedő hőszivattyús fűtéstechnika ezzel szemben a tisztán villamos fűtéshez használandó villamos energia töredékét használja fel arra, hogy a hőt a külső környezetből (levegőből, vízből vagy földből) beemelje, szivattyúzza a hasznosítható hőmérsékletre. A hőszivattyúk alkalmazásához kedvező természeti adottságunk pl. a térségünkre jellemző kedvező talaj hőáram, a felszín alatti sekély mélységű víz (talajvíz), a felszín feletti hidrotermikus és a légtermikus energia potenciálja, továbbá hulladékhő (pl. csurgalékhévíz, télen az épületekből távozó levegő) potenciája, amit ez ideig nem használtunk ki! 4
Bevezetés (2) A villamos hajtású hőszivattyú a jövőbe tekintve is biztonságos megoldás, mert lehetővé teszi az épületek hatékony fűtését, hűtését és hmv-ellátását bármilyen forrásból származzék is a villamos energia. A sokoldalú és tiszta alkalmazhatósága miatt a villamos energia növelésének jelentős szerepe van az életminőség és az életszínvonal alakulásában, és a fogyasztók szeretnének a villamos energiához a lehető legolcsóbban hozzájutni. A hőszivattyús technológia úgy tud megújuló energiahordozót hasznosítani, hogy igényli a nukleáris villamosenergiatermelésből származó olcsóbb áramot is, ezáltal ennek a két területnek a híveit is meggyőzően közelíteni tudja egymáshoz. 5
Bevezetés (3) Magyarország napenergia, földenergia és hulladékhő potenciálja, magas színvonalú szellemi tőkéje kedvez a megújuló energiát hasznosító innovatív hőszivattyús technológia elterjesztésének, és hatékonyan hozzájárulhatna hazánk ipari fejlődéséhez, nemzetközi kötelezettségei teljesítéséhez. A hőszivattyúzás világszerte elismerten energetikailag a leghatékonyabb fűtési-hűtési technológia, így az energiatakarékosság, a globális CO 2 -kibocsátás és a helyi légszennyezés csökkentésének egyik kulcseleme. Sajnálatosan szomorú csúcsra emelkedett 2014-ben Magyarország energiafüggősége, a felhasznált energiahordozók 61,1%-a külföldi forrásból származott (Eurostat). Ugyanakkor iparunk fejlődés előtt áll, ehhez, pedig több energiára van szükségünk. Az előadás a nemzetgazdaság szempontjából kiemelkedően fontos, időszerű témát kíván bemutatni. 6
Emberhez méltó környezet létrehozása Az emberi élet minőségét alapvetően meghatározza a levegő tisztasága. Az ember biológiai tűrőképességének figyelembevétele és a betegségek megelőzése hazánk gazdasági fejlődése szempontjából is stratégiai fontosságúvá vált. Igény a települések légszennyezésének, ill. egészségkárosító hatásának jelentős csökkentése. A települések környezeti állapotának javítása több évtizedre szóló következetes munkát jelent! További feladatunk az épületekben élő ember életfunkcióival összefüggő objektív és szubjektív igények kielégítése, a zárt terek lakóhely, munkahely belső környezetének, 7 mikroklímájának hőkomfortja.
A hőenergia fogalma és a hőszivattyú története (1) 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 létre, amelynél az alsó hőmérséklet szintet a környezet - a hőforrás - magasabb hőmérsékletet pedig az ún. hasznos hő képviseli. 8
A hőenergia fogalma és a hőszivattyú története (2) A hőenergiát vagy valamely anyagnak (folyadéknak, gáznak vagy szilárd testnek) a hőmérsékletét az őt alkotó részecskék mozgásának sebessége határozza meg. Az angol James Joule (1818 1889) és William Thomson illetve Lord Kelvin (1824 1907) 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 (1811 1872) a francia Sadi Carnot (1796 1832) termodinamikai írásait tanulmányozva megalkotta a világ első ipari hőszivattyúját. A hőszivattyú múltjának magyar vonatkozásával kapcsolatban jelezni kell, hogy 1948-tól a Heller László (1907 1980) akadémikus közreműködésével kidolgozott kompresszoros hőszivattyú áttörést jelentett e technológia történetében. 9
Hőszivattyú, munkaközeg Forrás: szakkönyv A hőszivattyú olyan berendezés, amely egy tér adott hőmérsékletén hőt vesz fel és megnövelve azt egy másik térben nagyobb hőmérsékleten adja le. Amikor a hőszivattyú hőt termel (pl. helyiségfűtésre vagy vízmelegítésre), akkor fűtő üzemmódban; amikor hőt von el (pl. helyiséghűtésre), akkor pedig hűtő üzemmódban üzemel. Azt az anyagot nevezzük munkaközegnek, amely a hőszivattyú körfolyamatában kis hőmérséklet és kis nyomás mellett hőt vesz fel az elgőzölögtetőben (elpárologtatóban), majd nagyobb hőmérsékleten és nagyobb nyomás mellett hőt ad le a kondenzátorban (az egyik hőátadó felületen párolgás, a másik hőátadóban kondenzáció lép fel). 10
A legegyszerűbb hőszivattyh szivattyú elvi körfolyamata: k a Carnot-féle körfolyamat ábrázolása Forrás: szakkönyv Két izotermikus (elpárolgás, kondenzáció) és két izotropikus (expanzió, kompresszió) állapotváltozásból áll. A hőszivattyú Carnotkörfolyamata reverzibilis hőkörfolyamat, amely veszteségmentesen megfordítható elvi körfolyamat, ezért a munkafolyamatot határoló vonalak vízszintes, illetve függőleges egyenesek. 11
A legegyszerűbb hőszivattyh szivattyú elvi körfolyamata: k a Carnot-féle körfolyamat és s képletek Forrás: szakkönyv A hőszivattyú Carnot-féle körfolyamata reverzíbilis, ideális hőkörfolyamat, egy (veszteségmentesen megfordítható) elvi körfolyamat. COP Carnot = T Kondenzátor /(T Kondenzátor T Elpárologtató ) ahol: COP: coefficient of performance angol szavak rövidítése T [K] = t [ C] + 273 A hőszivattyúra jellemző elméleti ún. COP Carnot a kondenzátor és az elpárologtató hőmérséklet-adataiból kiszámolható. 12
R 407C munkaközeges egyszerű hőszivattyú nyomás entalpia [log( log(p) h] diagramja diagramja Forrás: szakkönyv A diagramon* a folyadék, a gőz g és s a kétfk tfázisú mező látható; ; K: kritikus pont. *A A függf ggőleges koordináta ta-tengelyen tengelyen azért alkalmazzák k a logaritmikus léptl ptéket, mert ellenkező esetben a kétfk tfázisú mező izotermái i kis nyomásokon túlst lságosan összesűrűsödnének. nek. 13
A legegyszerűbb hőszivattyú vázlata és működése 14
A hőszivattyú statisztikát új alapokra helyező EU direktíva Az EU RES megújuló energia direktíva végrehajtása a tagországokban 2013-tól kötelező! Részlet a direktívából: 2. cikkely (a megújuló forrásokból előállított energia) Fogalommeghatározások légtermikus energia : hő formájában a környezeti levegőben tárolt energia; geotermikus energia : a szilárd talaj felszíne alatt hő formájában található energia; hidrotermikus energia : a felszíni vizekben hő formájában tárolt energia. 15
A hőszivattyú típusok statisztikai űrlapja (1) (Kapros Zoltán és Komlós Ferenc javaslata, 2013) 16
A hőszivattyú típusok statisztikai űrlapja (2) (Kapros Zoltán és Komlós Ferenc javaslata, 2013) * A szolgáltatott nettó teljes hőenergia. ** A mért/becsült átlagos szezonálisteljesítmény-tényező, SPF [kw h/(kw h]. Az SPF-et a 2008. decemberi ún. EU RES megújuló energia direktíva rögzíti. Angol nyelvű rövidítésből származik (seasonal performance factor), magyar fordítással: szezonális teljesítmény-tényező, Büki Gergely professzor nyomán átlagos fűtési tényezőnek is nevezzük. Az egy fűtési szezonban a hőszivattyú által a fűtési rendszerbe bevitt energiamennyiség [kw h] osztva a hőszivattyú által felvett villamosáram-fogyasztással [kw h]. 17
Hatékonysági mutatószám : SPF [kwh/kwh] Szokásos elnevezése fűtéskor: SCOP [kwh/kwh] Szokásos elnevezése hűtéskor: SEER [kwh/kwh] Az egy fűtési szezonban a hőszivattyú által a fűtési rendszerbe bevitt energiamennyiség [kwh] osztva a hőszivattyú és az ún. primeroldali szivattyú (vagy ventilátor) által felvett villamosáram-fogyasztás összegével [kwh]. Felhívom a szíves figyelmüket, hogy a megfelelő minőségű hőszivattyú, pl. a COP illetve ε f [kw/kw], fűtési tényező a hőszivattyúra jellemző érték csak szükséges, de nem elégséges feltétel ahhoz, hogy a létesített hőszivattyús rendszer SPF illetve átlagos fűtési tényezője [kwh/kwh] értéke is elvárható értékű legyen! COP [kw/kw]: coefficient of performance angol nyelvű rövidítésből származik 18
A társadalmi hozzáállás és viselkedés megváltoztatása Az energiahatékonyság és a megújulóenergia-felhasználás egyik jelentős kérdése a tudatformálás. A hőszivattyú 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. A beruházóknak (a képviselőtestületnek), ismereteink alapján, választ kell adnunk a felmerülő kérdéseikre pl.: miért használjunk hőszivattyút önkormányzati épületekben? Milyen beavatkozással jár egy hőszivattyú telepítése? Hol helyezhetem el a hőszivattyút? 19
A hőszivattyúzás negatív attitűdei, tévhitek Csak új épületben lehetséges hatékonyan és gazdaságosan telepíteni, ezért nem illeszthető hagyományos fűtési rendszerekhez. Drága és kockázatos a megtérülése, sok a bizonytalanság arról mennyire fog stabilan működni. Nincsenek igazán megbízható referenciák és megbízható szakemberek. Nagy a telepítés kockázata. Nem jelent energiafüggetlenséget, az ember ugyanúgy a multiktól és a drága áramköltségtől függ. Csak ott éri meg, ahol hűtési illetve hidegenergia-igény van. Monovalens telepítésű hőszivattyú 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. 20
Az energiahatékonyság növeléséhez szemléletváltozásra van szükség (1) A 80%-os import földgáz túl értékes primerenergia-hordozó ahhoz, hogy vízmelegítők-ben vagy kazánokban 30 65 C hőmérséklethez hőtermelés céljából eltüzeljük! Kedvezőbb lenne, ha a földgázt energiahatékony kapcsolt energiatermelésben használnánk és a vegyiparunkban kerülne növekvő felhasználásra, mert ez az ágazat jelentős hozzáadott értéket tudna adni, valamint ha üzemanyagként környezetbarát járművek hajtására használnánk, továbbá a kiépített gáztározóink, meglévő gázelosztó hálózatunk és a tervezett országunkon áthaladó, gázt szállító vezetékek lehetővé tehetnek pozitív szaldót hozó eredményt a nemzetközi földgázkereskedésben, ha a következő hosszú távú földgázszerződéseink ezt lehetővé tennék. 21
Az energiahatékonyság növeléséhez szemléletváltozásra van szükség (2) Magyarországon a lakó- és középületek fűtésére fordított energia mennyisége az országos energiafelhasználás egyharmadára tehető. Az energiafelhasználás megoszlása: épületek 41%, közlekedés 31%, ipar 28%. Magyarországon az országos primerenergia-felhasználásból az épületek részaránya mintegy 40%-os, amelybe a fűtés, hűtés és hmv-készítés tartozik. A magyar helyiségfűtés átlagos fogyasztása 250 kwh/m 2 év = = 0,90 GJ/m 2 év. Ez egy túlságosan nagy érték, kb. 70%-kal haladja meg az EU átlagos értékét! 22
Energiahatékonyság-növelés hőszivattyús rendszerrel Forrás: szakkönyv 23
Számpéldák villamos hőszivattyúk szerepére (1) Vegyük, például amikor a működtető energia nem 100%-ban Reményi Károly akadémikus nyomán természeti közvetlen energiaforrásból illetve tiszta, megújuló energiaforrásból származik: ha a villamosenergia-termelés 7%-ban (kerekítve ennyi volt Magyarországon 2011-ben) természeti közvetlen energiaforrásból illetve tiszta, megújuló energiaforrásból származik, és a példabeli villamos hőszivattyú átlagos fűtési tényezője (SPF) = 4,0, akkor az említett hőszivattyú 25 0,07 + 75 = 1,75 + 75 77%-ban természeti közvetlen energiaforrást illetve tiszta, megújuló energiaforrást hasznosít. 24
Számpéldák villamos hőszivattyúk szerepére (2) Még két példánál részben újabb számadatokkal tanulságos az előző számításokat elvégezni majd az eredményeket értékelni: ha a villamosenergia-termelés 20%-a megújuló energiaforrásból származik, de az átlagos fűtési tényező (SPF) = 4,0 ekkor a hőszivattyúzás 25 0,20 + 75 = 5 + 75 80%-ban természeti közvetlen energiaforrást illetve tiszta, megújuló energiaforrást hasznosít. ha a villamosenergia-termelés 7%-ban természeti állandó energiaforrásból származik, de nagyobb lett a villamos hőszivattyú átlagos fűtési tényezője (SPF) = 5,0 ekkor a hőszivattyúzás 25 0,07 + 80 = 1,75 + 80 82%-ban természeti közvetlen energiaforrást illetve tiszta, megújuló energiaforrást hasznosít. 25
A mélyéggel változó havi középhőmérsékletek az ún. neutrális zónáig felveszik az adott hely éves átlaghőmérsékletét Forrás: szakkönyv 26
Nyitott rendszerű vízkutpáros hőszivattyú elvi rajza Forrás: szakkönyv 27
Fúrási munkálatok Budapest belvárosában és épület alá tervezett földszondák (ún. kétcsöves földszonda) beépítése a fúrólyukba töltővezeték segítségével Forrás: szakkönyv 28
Hőszivattyúk a kertészetekben (Polgári Szemle 11. évf., 2015/1-3. sz., 412 429. old.) Széles körben ismeretes, hogy Magyarország a szellemi tőkéje mellett két jelentős természeti erőforrással, termőfölddel és termálvízzel rendelkezik. A magyar geotermikus hőszivattyúkkal a húzóágazatnak is nevezhető kertészetben, nevezetesen a fóliasátrakban és üvegházakban olyan energiahatékony klímaviszonyokat tudunk létrehozni, amelyek a termesztett növények fejlődése számára optimális. Olyan növényházakra is gondolok, amelyekben az előirt technológiai igény a fűtés és hűtés. Ilyenben termeszthetők pl. az import virágok és a gomba is. A gomba kitűnő íze miatt az emberek régóta kedvelt, napjainkban is korszerű tápláléka. A folyamatos piaci elhelyezés feltételeit itt is biztosítani kell, viszont a gomba iránti érdeklődés világszerte emelkedik. A drágább gombákat kellene termeszteni, amelyeket exportálni is lehet. 29 A közmunkaprogramokhoz is kapcsolható!
Hőszivattyúval a korszerű kertészetben Forrás: Épületgépész V. évf. 2016. március, 30 31. oldal (várható megjelenés f. hó végén) Talajvíz hőforrású üvegházfűtésre egy ajánlat bemutatása Műszaki adatok Hőszigetelt üveggel rendelkező 1 hektár (10 000 m 2 ) alapterületű növényházról készült ajánlat főbb adatai paprikatermesztésre. Az 500 kw-os hőleadó rendszert 40/33 65/59 C hőfokszintekre, illetve hőlépcsőre kell méretezni feltételezve, hogy talajfűtés is lesz. Költség adatok A hőszivattyús bekerülési költség (nettó): 61 millió Ft. Földgázkazán fogyasztásához viszonyított üzemeltetési költségmegtakarítás évenként (nettó): 12,3 millió Ft. Megtérülés 5 év, növelt hőmérsékletű (65 C-os) magyar geotermikus hőszivattyúkkal. 30
Fűtési tényező (COP [kw/kw] illetve ε f [kw/kw]) mérési eredmények Forrás: szakkönyv 31
Hőszivattyús rendszerek átlagos fűtési tényezője (SPF [kwh/kwh]) különféle hőszivattyúknál 2006-ig Forrás: Fanninger, European Heat Pump Association Version 1.1-2008, p.5 (Figyelem: a trend csak 2006. évi befejezésig tart!) 32
A hasznos hőtermelésre vetített CO 2 -kibocsátás és az SPF (átlagos fűtési tényező) kapcsolata Forrás: szakkönyv 33
Sátoraljaújhelyi (Dózsa György u. 24.) Bölcsőde (1) A 48 férőhelyes, családbarát, a kor követelményének megfelelő épület padló- és falfűtése (falhűtése) nedves kivitelű melegvíz-üzemű sugárzófűtés. A fűtés és hűtés hőtermelője egy magyar gyártmányú geotermikus hőszivattyú, amely működése alatt egyúttal a hmv-t is biztosítja. Az egyéb, de rövid átmeneti időszakokban elektromos fűtőbetét fűti a hmv puffertartályt. Magyarország első olyan bölcsődéje, ahol művészeti (zenei és irodalmi) nevelésben is részesülnek a gyermekek. 34
Sátoraljaújhelyi (Dózsa György u. 24.) Bölcsőde (2) MŰSZAKI ADATOK Forrás: Geowatt Kft. Hőlépcső: 42/37 C (fűtés); 15/20 C (hűtés). A beépített magyar geotermikus hőszivattyú: GBI33-HACW típus. A hőszivattyút a burkolatán belül elhelyezett vezérlő egység a külső léghőmérséklet függvényében működteti, amelynek termosztátja (érzékelője) a fűtési puffertartályba van beszerelve. A téli-nyári üzemmód váltást a termosztáton elhelyezett kapcsolóval lehet működtetni. Puffertartály: fűtésre 300 liter, hmv-re 500 liter. Padlófűtés: oxigéndiffúzió ellen védett, térhálósított 20x2 mm méretű polyetilén csőből készült, az egyes mezők fűtőcsöveinek osztása 100 vagy 200 mm a hőszükséglettől függően. Falfűtés/falhűtés: Tichelmann rendszerű csővezeték kialakítás, a felületfűtés (hűtés) mezője csőkígyós megoldású, amely 90 mm-es osztással ötrétegű 14x2 mm-es 25 m-es hosszúságú csövekből készült. 35
Sátoraljaújhelyi (Dózsa György u. 24.) Bölcsőde (3) A magyar gyártmányú hőszivattyú, hmv és fűtési puffertartály fotója, valamint a hőforrást biztosító 5 db, 100 m mély, 32 mmes szimpla U csöves földszonda (I V.) és a 63 mm-es gerincvezeték elrendezési rajza Forrás: Geowatt Kft. 36
Fűtés növelt hőmérsékletű, magyar fejlesztésű és gyártású geotermikus hőszivattyúval (1) Forrás: Geowatt Kft. Budakalászi meglévő családi ház radiátoros rendszerű központi fűtésének hőtermelő cseréje során a radiátoros rendszeren és az épületen semmilyen átalakítás nem történt. A hőszivattyú a pincében lett elhelyezve a földgáztüzelésű kazán helyébe. 37
Fűtés növelt hőmérsékletű, magyar fejlesztésű és gyártású geotermikus hőszivattyúval (2) Forrás: Geowatt Kft. Műszaki adatok Fűtött alapterület: 180 m 2 A fűtésiteljesítmény-igény: 12 kw A hmv-igény: 60 C-on 240 liter/nap A beépített hőszivattyú típusa: GBI13-HDW; fűtési teljesítménye: 12,4 kw; COP = 4,6 (B0/W35). Új típusú kétkondenzátoros készülék, nagy hmv teljesítményigényhez (6 tagú család) a hmv teljesítményigénye: 12 kw Szondamélység: 100 m, Szondák száma: 2 db Fűtővíz-hőmérséklet: legfeljebb 50 C A tervezett SPF = 4,4 (a földoldali keringető szivattyúval Számítás szerint az épület hőfogyasztása a növelt hmv hőigénnyel: 6900 kwh/fűtési időszak; SPF = 4,5 (a földoldali keringető szivattyúval) 38
Komlós Ferenc: Mivel fogunk fűteni, hűteni és használati melegvizet előállítani? Autószalon fűtése és hűtése Fóton magyar geotermikus hőszivattyúval (1) Forrás: Geowatt Kft. Az épület külső déli tájolású főbejárata Az autószalon bemutatótereméről készült felvétel 39
Autószalon fűtése és hűtése Fóton magyar geotermikus hőszivattyúval (2) Forrás: Geowatt Kft. A hőszivattyú elvi kapcsolási rajza Forrás: Geowatt Kft. A hőszivattyú és az 1000 literes puffertartályáról készült felvétel 40
Autószalon fűtése és hűtése Fóton magyar geotermikus hőszivattyúval (3) Forrás: Geowatt Kft. Műszaki gazdasági adatok Földszint bruttó területe: 1050 m 2 Galéria bruttó területe: 135 m 2 Épület bruttó területe: 1185 m 2 A hőforrást biztosító 2 x 9 = 18 db, 100 m mély, 32 mm-es szimpla U csöves földszondák Tichelmann rendszerű csőkötéssel és a hozzátartozó 63 mm-es gerincvezeték-pár (az épületben: 110 mm-es). Az épület fűtése és hűtése egy villamosenergia-ellátásra alapozott (monoenergetikus üzemű) földhő hőforrású (szondás) hőszivattyús 41 rendszer. (Folyt. a következő dián.)
Autószalon fűtése és hűtése Fóton magyar geotermikus hőszivattyúval (4) Forrás: Geowatt Kft. A fűtő-hűtő ún. reverzálható kivitelű magyar hőszivattyú: Vaporline GBI96-HACW típus. A hőszivattyút a burkolatán belül elhelyezett vezérlő egység a külső léghőmérséklet függvényében működteti, amelynek termosztátja (érzékelője) a puffertartályba van beszerelve. A téli-nyári üzemmód váltást a hőszivattyú vezérlő egységén lehet beállítani. Szekunder oldali hőleadókhőfelvevök: kétvezetékes fan-coilok, padlófűtés - padlóhűtés és radiátorok (mellékhelyiségekben). a rendszer beruházási költsége nettó listaáron: 21 953 000 Ft; a 100 kw teljesítményű földgázkazános és 100 kw teljesítményű folyadékhűtős hőközpont várható kiépítési költsége a kémény, gázközmű kiépítést is figyelembe véve minimum: 15 000 000 Ft; a várható megtérülési idő az éves üzemeltetésiköltségmegtakarítás alapján (a fenti ún. hagyományos fűtési-hűtési megoldáshoz viszonyítva): (21 953 000 15 000 000) osztva 3 818 933 = 1,82 év ~22 hónap, 42 nincs 2 év!
Műszaki és gazdasági elemzés Forrás: Mérnök Újság XXIII. évfolyam, 4. szám 2016. április (várható megjelenés) A hőszivattyús fűtés olcsóbb, mint az olaj[1]- vagy gázfűtés[2], és megtérülési ideje rövid. LCOE (levelized cost of energy) [Ft/kW.h]: különböző technológiák összehasonlítására vonatkozó fajlagos költség (pénzügyi adat) számítási képlete: 0 t LCOE = + + n 1 Et Et t t=1 (1 + r) ahol I t : beruházási költség a t-ik évben; M t : karbantartási és üzemeltetési költség a t-ik évben (állandó érték); F t : az üzemanyag költség a t-ik évben (állandó érték); E t : a megtermelt energia a t-ik évben; n : élettartam; r : diszkonttényező. E képlet felhasználásával készült a következő táblázat, amely összehasonlítást szemléltet családi háznál konkrét fűtési, hűtési és hmv készítési feladat esetében (300 m 2 -es családi ház, amely jó hőszigeteléssel rendelkezik, a fűtési teljesítményigénye 15 kw). [1] Magyarországon az olajfűtés drágább a földgázfűtésnél. Akkoriban az ártorzítás gyakorlatilag megszüntette az olajfűtést. [2] Ha egy lakásban gázkonvektoros fűtés van, akkor nem lehet összkomfortos minősítésű, még akkor, sem ha központi hmv-el rendelkezik, ezt hangsúlyozni kell! Az egyedi fűtés jelentős hőveszteségei és a lakáskomfort növelése is indokolja az áttérést a csoportos fűtésre, amely 20 25%-os energiamegtakarítást jelent annak ellenére, hogy a fűtött helyiségek száma bővülhet. Ezzel kapcsolatos véleményeket érdekek, ismerethiány és érzelmek is befolyásolják. 43 I M F E t t
Hagyományos illetve a csúcstechnika műszakigazdasági összehasonlítása, fajlagos költségek a berendezések teljes élettartamán (LOCE) Forrás: Geowatt Kft. 44
Általános következtetés (1) Napjainkban a geotermikus hőszivattyúzás olyan energiahatékony fűtési/hűtési rendszer, amely még pályázati pénzek nélkül is elfogadható időn belül megtérül, és a károsanyag-kibocsátást helyileg megszünteti, globálisan és hosszú távon, pedig jelentős csökkenését biztosít. Tehát a magyar hőszivattyús rendszerrel történő hatékony hőtermelés és hőelvonás a 300 m 2 hasznos összes alapterületű új lakóépület építése esetében is ajánlható mert: a magyar geotermikus növelt hőmérsékletű (65 C, pl. 65/59 C-os fűtési hőlépcsővel) multifunkciós (fűtés aktív hűtés hmv-előállítás) hőszivattyúval egységnyi felvett hálózati villamos energiából éves átlagban 4 5 egységnyi fűtési energia biztosítható az épület részére; 45
Általános következtetés (2) ez a hőszivattyú több épületnél jó hatékonysággal alkalmazható, szinte minden, meglévő radiátoros fűtéseknél is nemcsak sugárzó (padló, fal és mennyezet) fűtéseknél és ún. fan-coilnál alkalmazható; fűtéskor az 55 65 C-os hmv-et a fűtéssel azonos 4 5-szörös hatékonysággal szolgáltatja; a hmv előállításának energiafelhasználása a hőszivattyú hűtési üzemmódjában kb. 15%-kal csökken a hőszivattyú fűtési üzemmódjához viszonyítva; a földgázkazánhoz viszonyított üzemeltetési költség (fűtés + hmv-ellátás) legfeljebb 40%, a fenti geotermikus hőszivattyú villamosenergia-felhasználása legfeljebb 35%-a a nyári hűtést biztosító folyadékhűtők-, a split klímák- és az ún. légkondi berendezésekhez viszonyítva. 46
Összefoglalás Napjainkban már cél lehet az ilyen magyar hőszivattyúk beépítése, amely kiváló műszaki paraméterrel rendelkezik, és álladó fejlesztése biztosítja piaci versenyképességét. A hőszivattyúk hazai alkalmazása örvendetes, hiszen Magyarország energiafüggőségét és karbonlábnyomát egyszerre csökkenti. Ráadásul jól illeszthető az energiastratégiába, hiszen a hőszivattyúk hajtásához szükséges villamos áram nemcsak az olcsó paksi árammal, hanem a decentralizált energiaellátás bővülésével, a technikai fejlődés során megújuló energiával is kiváltható! 47
Záró gondolatok Dennis Meadows szerint van három fontos tudnivalónk (angolból fordította: Ifj. Dr. Zlinszky János egyetemi docens): nem a technológián, hanem a társadalmon fog múlni, hogy elkerüljük-e az összeomlást; olyan gyors fordulatra van szükség, hogy egyszerűen nincs idő új tudás feltalálására várni; a meglévő tudást hosszú távon, tervezetten folyamatosan kell alkalmazni. Az a kötelességünk, hogy a tudást gyarapítsuk. Bízom benne, hogy a társadalom, amelyben élek, értelmesen fogja használni a megszerzett tudást. Teller Ede (1908-2003) Forrás Marx György: A MARSLAKÓK ÉRKEZÉSE (244. oldal), Akadémia Kiadó, 2000. 48