Copyright, 1996 Dale Carnegie & Associates, Inc. 1
1. A sikeres projekt főkritériumai 1.1. Az SPF érték jelentősége,az EU parlament határozata fényében. 1.2. Az SPF prognosztizálásának lehetőségei 1.3. Az SPF mérés ellen ható vállalkozói érdekek 2. Az SPF értéket befolyásolótechnikai tényezők 2.1.A jó készülék jellemzői,valós paraméterek 2.2. A szondatervezés zárt szondás földhő hőszivattyús rendszerek esetében. 2.3 A hőszivattyús rendszerek szabályozása 2
-A tervezett környezeti elınyök megvalósulása -A tervezett energetikai és gazdaságossági elınyök megvalósulása Meghatározó paraméterek: SPF (szezonális telj.faktor)= Q f /Q k Q f =főtési energia bevitel (kwh) Q k = kompresszor energia szükséglete( kwh) COP érték= P f () /P k() Főtési teljesítmény (kw) kompresszor telj.igénye (kw) Amikor sikeres földhőhasznosítási projektekről beszélünk meg kell határoznunk azt,hogy mi a sikeresség kritériuma. A hőszivattyús technikát az egész világon elsősorban a környezetvédelmi előnyei miatt alkalmazzák. Általa lényegesen csökken az erőművi CO2 kibocsátás, és 0-ra csökken a helyi károsanyag kibocsátás. -A környezetvédelmi előnyök azonban szoros, lineáris kapcsolatban vannak az energetikai mutatőkkal. Minél jobb egy rendszer energetikai mutatószáma annál nagyobb a környezetvédelmi haszon is. -Ez alapján a közös alapon nyugvó előnyöket s így a projekt sikerességét egyetlen mutatószám az SPF érték (szezonális teljesítmény faktor) határozza meg. A mai előadásomban a rendelkezésemre álló idő szűkössége miatt azokat a technikai és technológiai problémákat szeretném röviden ismertetni,amelyek hozzájárulhatnak a geotermikus hőszivattyúk SPF(szezonális telj.tényező) értékének javításához. Ezen törekvés összhangban van az EU határozattal,amely meghatározza a hőszivattyúk által hasznosított környezeti energia-mint megújuló energia mennyiségét, s a mely a mind nagyobb SPF szezonális teljesítmény faktor) elérését helyezi előtérbe. 3
A hőszivattyúkból származó energia elszámolása A hőszivattyúk által hasznosított környezeti energia mennyisége megújuló energiának minősül ezen irányelv alkalmazásában, amelyet, E RES, az alábbi képlet segítségével kell kiszámolni: E RES = Q hasznose * (1 1/SPF) Ahol: Q h = a hőszivattyúból származó teljes becsült hasznos hőenergia, amely megfelel az 5. cikk (5) bekezdésében meghatározott követelményeknek, a következők szerint megállapítva: csak az SPF > 1,15 * 1/η adottságú hőszivattyúk vehetők figyelembe. -SPF=a becsült átlag szezonális teljesítmény faktor az említett hőszivattyúknál -η=a teljes bruttó villamosenergia-termelés és a villamosenergiatermeléshez felhasznált elsődleges energia aránya, és az Eurostat adatok alapján megállapított EU átlagként kell kiszámolni. Látható,hogy a képlet alapján egy SPF=5,0 értékkel működő a jelenlegi legkorszerűbb technikával szerelt geotermikus hőszivattyú megújuló energia elszámolhatósága: E res = 25000 kwh*(1-1/5)=20.000.-kwh SPF >1,15*1/0,3=3,83 Amennyiben a hazai elektromos energia előállítás költségeivel számolnánk,- akkor csak az SPF=3,8 értéket megvalósító hőszivattyús rendszerek jöhetnek számításba. Így a levegős hőszivattyúk a támogatásból kieshetnek. 4
-Vállalható-e garancia a tervezett SPF értékekre? Mi a garanciavállalás alapvetı feltétele? 1.Tényleges hıszivattyú paraméterek! 2. Hımennyiségmérı,illetve üzemóra számláló beépítése 3.A felhasználó által nem állítható max. elıremenı hımérséklet biztosítása 4.Évi felülvizsgálat A fenti paraméterek megléte ellenére is nagy a rizikó.( hűtőközeg töltet csökkenés), cirkulációs szivattyú részleges hibája, bármilyen meghibásodás. 9
- Rendelkezzen részletes,valós, teljesítmény táblázattal. -Légtechnikai,vagy speciálisan hıszivattyús alkalmazásra szánt kompresszorral legyen ellátva - A kondenzátor oldalon a mőködési tartományban az EU szabvány által javasolt 5 C- fok víz/víz oldali hıfokkülönbséggel rendelkezzen. A készülék kimenı főtıvíz hımérséklet szabályozása külsı léghımérséklet alapján történjen. -Referenciákkal rendelkezı forgalmazók A jó készülék kiválasztása még a szakembereknek is meglehetősen nehéz feladat. Igazi eredményt csak a készülékek forgalmazó által történő tesztelése adhat,ami sok esetben nem valósul meg. -Ennek ellenére felsorolható jó néhány ismérv amelynek megléte,illetve hiánya alapvetően meghatározza a projekt sikerét,sikertelenségét. A készülék hőfokhatárait átfogó részletes teljesítménytáblázat nélkül-amely a készülék valós,bevizsgáláson alapuló adatait tartalmazza- a pontos szondatervezés nem képzelhető el, amely alapja az SPF érték jó megközelítéssel történő meghatározásának,megtervezésének. A készülékekben alkalmazott kompresszorok típusa is meghatározó. Jelen technikai színvonal alapján azok a készülékek adják a legjobb COP értékeket amelyek scroll kompresszorokkal, s annak is a légtechnikai vagy speciálisan hőszivattyús alkalmazásra szánt típusaival vannak szerelve.(-sajnos sok esetben a gyártók által megadott pillanatnyi COP értékek még iránymutatásra sem alkalmasak. A legtöbb esetben a beépített kompresszorok elméleti értékeit tartalmazzák.) Igen lényeges a kondenzátor oldali előremenő/visszatérő fűtővíz hőfokkülönbség értéke. A nagy hőfokkülönbségre méretezett,olcsóbb és kisebb méretű kondenzátorral a pillanatnyi COP értéket tuningolni lehet,-hiszen ebben az esetben a kimenő fűtővíz hőmérséklete közelít a kondenzációs hőmérséklethez. A valóságban azonban a fűtővíz középhőmérséklete kisebb, s ezért a mutatott COP érték ilyen összehasonlításban nem reális. -Amennyiben a készülékhez nem tartozik szabályozóegység,amely a külső 10
Egy földhôszonda telepítésekor az egyik irányadó paraméter a talaj (földtani közeg) átlagos hôvezetô képessége. CLGS, GLD, tervező szoftverek A zártrendszerben víz kering, amelyet egy meghatározotthôteljesítménnyel fûtenek. Ez a hô egy földhôszondán keresztül a földbe áramlik. A rajzon is feltüntetett be és kilépô hômérsékleteket a készülék folyamatosan méri. A hômérsékletgörbék alapján a talaj (földtani közeg) hôvezetô képességét Kelvin vonalforrás (vonalmenti hôvezetés) elmélete segítségével, a szonda teljes hosszán meg lehet határozni és végül átlagolni. 11
A GHP által kinyert főtıteljesítmény függ: - A kollektorból feljövı és a főtési rendszerbe elıremenı vízhımérsékletek viszonyától. -A tervezés kritikus pontja,hogy meg tudjuk határozni a mindenkori feljövı -dinamikusan változóvízhımérsékletek alakulását. A feljövı (dinamikusan változó) vízhımérséklet függ: - A külsı hımérséklettıl (a pillanatnyi talajból kivett hıteljesítmény nagyságától és idıintervallumától) - A geotermikus gradiens helyi értékétıl - Az egyes talajrétegek hıvezetési tényezıjétıl A tervezés szükségességét az a tény erősíti,hogy a vertikális szondaszám meghatározását évi kwh energia kivételre és nem kw teljesítményre kell méretezni. A kwteljesítményre ökölszabályok alkalmazása esetleg szabványos családiházas rendszerek kiépítéséhez adhat némi iránymutatást. Olyan rendszereknél ahol az évi futási órák száma a szabványostól eltérő lehet a pontos tervezés elkerülhetetlen ahhoz,hogy jól működő rendszer kerüljön kiépítésre. 12
A program ezenfelül meghatározza az egyes külső hőmérséklet lépcsőkhöz tartozó készülék futási időket a bevitt és a talajból kivett energia mennyiségeket. 13
Az itt látható összesítő oldalon látható: -a talajból kivett energia mennyiség (Ground energy) --akompresszor hajtásához bevitt elektromos energia(heat pump energy) --az energia hiány mértéke(backup strip heat energy) --Fűtési rendszerbe bevitt energia mennyisége -Az évi átlagos COP értékét megkapjuk 137632/,ha a fűtési rendszerbe bevitt összes energia mennyiséget osztjuk a hőszivattyú hajtásához szükséges energia mennyiséggel. COP=137632/30894=4,45 -Ebben már szerepel a földoldali cirkulációs szivattyú hatásfok rontó tényezője is! 14
A főtési elıremenı vízhımérséklet illesztése a hıszivattyúhoz. A főtési elıremenı és visszatérı ( t ) optimalizálása. A főtési rendszer pontos hidraulikai beszabályozása A belsı főtési rendszer hıfokszint szabályozása 15