EGY VÍZSZINTES TALAJKOLLEKTOROS HŐSZIVATTYÚS RENDSZER TERVEZÉSE IRODALMI ÉS MONITORING ADATOK FELHASZNÁLÁSÁVAL Mayer Petra Környezettudomány M.Sc. Környezetfizika Témavezetők: Mádlné Szőnyi Judit Tóth László Konzulens: Pulay Eszter
CÉLKITŰZÉS Tanulmányaim során tanultak gyakorlatba történő átvitele A környezettudatosság előmozdítása A hazai megújuló energiahasznosítás egy lehetőségének bemutatása Egy vízszintes talajkollektoros hőszivattyús rendszer tervezési lépéseinek bemutatása
VÁLTOZTATNI KELL! Az épületek energiafelhasználásának 90%-át fűtésre és HMV-re fordítják Az igényelt energiát fa, szén, olaj, gáz, hulladék eltüzelésével, illetve ezekből, valamint az atomenergiából, vízenergiából előállított villamos energiával fedezik Ez nagy mennyiségű CO2 kibocsátást eredményez a fosszilis tüzelőanyag égetés miatt Globális klímaváltozás EU 2020-as célok: 20% CO 2 kibocsátás csökkenés (1990-hez képest) 20% megújuló energiaforrás hasznosítás Fűtési energia 25%-át megújuló energiaforrásból fedezni 20% energiahatékonyság javítás
Tarek, 2013. EU STATISZTIKÁK Megújuló energiaforrások hasznosítása az EU-ban 2012-ben beépített hőszivattyúk az EU országokban
TERÜLET
TERVEZÉS LÉPÉSEI Területi információk (80+24kW igény, 22670m² rendelkezésre álló földterület) Mintavétel (hővezetőképesség) Hőmérsékleti adatok Csőhálózat méretezése Elrendezés kialakítása
MINTAVÉTEL 2012. 05. 16-án 2 pontban 5m mélységig került feltárásra a talajszelvény 3 és 5 m-ről mintavétel (hővezetőképesség méréshez) Minták mérése MFGI laborban, needle probe hővezetőképesség mérővel
1. mintavételi pont 3,0 m (sárgásbarna agyag, homokos agyag) Hővezetőképesség (λ; W/(mK)) 1. minta 2. minta átlag szórás 1,33 1,33 1,67 1,57 1,48 0,17 3,0-3,5 m (sóder) 0,21 - - - - - 5,0 m (szürke agyag) 1,22 1,51 1,88 1,51 1,53 0,27 2. mintavételi pont Hővezetőképesség (λ; W/(mK)) 1. minta 2. minta átlag szórás Oktoklíma, 2007. 3,0 m (világossárga, szürke agyagos homok) 0,93 1,11 1,02 0,13 5,0 m (világossárga homok) 0,87 0,94 0,91 0,05
T [ C] T [ C] TALAJHŐMÉRSÉKLET Talajhőmérséklet Talajhőmérséklet éves éves menete menete a jelölt mélységekben a monutoring rendszer szélén 18,0 DUF talajhőmérséklet monitoring rendszer 25,0 16,0 0,5-5 m mélységig 0,5 m-es sűrűségben 14,0 20,0 12,0 15,0 10,0 10,0 8,0 Oktoklíma, 2007. 6,0 4,0 5,0 2,0 0,0 0,0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 Hónapok 6 7 8 9 10 11 12 Hónapok 0,5 m 1 m 3 1,5 m (F) m 5 2 m m(f) 3 2,5 m (G) m 5 3 m m(g) 3,5 m C C C C C 4 m C 4,5 m 5 m
TALAJKOLLEKTOR MEZŐ ELRENDEZÉSE Kétkörös rendszer Párhuzamos elrendezés 3 m mélységben 10 db 100 m hosszú 1,5 m széles árkok Összesen 4000 m talajkollektor cső Árkok távolsága 2,4 m
ENGEDÉLYEZÉS Bányakapitánysági engedély nem szükséges (<20m) Környezetvédelmi, Természetvédelmi és Vízügyi Felügyelőség engedélye sem kell a csömöri terület esetén Bányajáradék fizetési kötelezettség jelenleg nincs Jelen jogszabályok mellett nem engedélyköteles a tervezett rendszer telepítése Javaslat: egy bejelentési kötelezettség valamelyik felügyelőszervhez, a nyilvántartásba kerülés érdekében
MEGTÉRÜLÉSI IDŐ gázkazán+ folyadék hűtés hőszivattyús rendszer Telepítési költség (nettó) 5 500 000 12 980 000 Telepítési költség (bruttó) 6 985 000 16 484 600 Üzemeltetési költség (Ft/év) 2 876 584 1 359 191 Karbantartási költség (Ft/év) 100 000 100 000 Lehetséges pályázati támogatás, 30% (Ft) - 3 894 000 Támogatás nélkül 4,9 év alatt térül meg a hőszivattyús rendszer telepítési költsége egy gázkazános és folyadékhűtéses rendszerrel szemben Támogatással 2,4 év alatt térül meg a kezdeti többletköltség
SZÉN-DIOXID KIBOCSÁTÁS Gázkazán + Folyadékhűtés Hőszivattyús rendszer Energiafogyasztás (kwh/év) 183948,76 46074,3 CO2 kibocsátás (kg/kwh) 0,21 (gáz) és 0,36 (áram) 0,36 (áram) Épület CO2 kibocsátása (kg/év) 39128,22 16586,7 Évente 22542,5 kg szén-dioxiddal kevesebbet bocsát ki az épület hőszivattyús rendszerrel Átlagos 1 főre jutó CO2 kibocsátás Magyarországon (2010-ben): 6037 kg/fő
ÖSSZEFOGLALÁS Egy vízszintes talajkollektoros hőszivattyús rendszer - ha elegendő terület áll a rendelkezésre belátható időn belül megtérül A szén dioxid kibocsátás több mint felére csökkenthető Környezeti/társadalmi költségeket figyelembe véve célszerű lenne a lehető legtöbb épületet ilyen, vagy más módon földhőt nyerő hőszivattyús rendszerrel ellátni
KÖSZÖNÖM A MEGTISZTELŐ FIGYELMET! Köszönetnyilvánítás: Köszönet Tóth Lászlónak a lelkiismeretes munkájáért és segítségért! Továbbá köszönöm Mádlné Dr. Szőnyi Judit és hallgatója Pulay Eszter segítségét!