Magyar Épületgépészek Szövetsége - Magyar Épületgépészeti Koordinációs Szövetség Középpontban a megújuló energiák és az energiahatékonyság CONSTRUMA - ENEO 2010. április 15. Hőszivattyús földhőszondák méretezésének aktuális kérdései. Ádám Béla Magyar Hőszivattyú Szövetség, elnök HGD Kft., ügyvezető
TARTALOMJEGYZÉK - Nemzetközi zi és s hazai helyzet, statisztika - Földhőszondák k méretezm retezésének aktuális kérdései - Engedélyez lyezés
Magyarországi "becsült" hőszivattyús eladási statisztika (2000-2009) 1000 900 800 1000 1000 Hőszivattyú (db) 700 600 500 400 300 350 500 200 100 0 150 100 50 20 25 10 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009
Függőleges földhf ldhőszondás s rendszerek Szondák tervezése A jó geotermikus hőszivattyús hatásfok feltétele a primer földhő hasznosítás helyes méretezése Kis projektek (30kW alatt) - -helyi geológiai viszonyok hatása -előzetes földtani adatok (adattárak) Hővezetőképesség meghatározása (táblázatok, adatbázisok) -szondák méretének, számának és hosszának megállapítása -szondák távolsága -kétcsöves vagy négycsöves rendszer
Földhőszondák átlagos mélysége: 80-125m
Szimpla u hurok Dupla u hurok Földhőszonda típusokt Koaxiális szonda (cső a csőben)
Függőleges földhf ldhőszondás s rendszerek Nagy rendszerek (30kW felett) -helyi geológiai viszonyok hatása -előzetes földtani adatok (adattárak) -helyszínen kutatófúrás, geofizikai mérés -hővezetőképesség meghatározása: -Táblázatok, adatbázisok -Kőzetmintán labor mérés -Szondateszt/hőelnyeletés teszt -méretezés szoftver segítségével -szondák méretének, számának és hosszának megállapítása -szondák távolsága -kétcsöves vagy négycsöves rendszer
Geofizikai mérésm
Szondateszt 1. Egy földhőszondás rendszer tervezésénél, a legfontosabb paraméter a talaj hővezető képessége (λ). Ez a paraméter hely specifikus és nem lehet csak tapasztalati értékek alapján meghatározni. 2. A termikus kapcsolat a furat falától, a szondában lévő folyadékig a következő paraméterek függvénye: furat átmérő szonda méret és konfiguráció szonda anyaga a tömedékelés anyaga és kivitelezési minősége lamináris/turbulens áramlás Ezen paraméterek összegzését hívjuk termikus fúrólyuk ellenállás nak (R b ). 3. Talaj nyugalmi hőmérséklete.
Szondateszt alapelve Kelvin vonalforrás elmélet: λ = hővezető képesség [W / m * K] β = integrációs állandó H = szonda hossza [m] t = a vizsgálat kezdete [s] q = fűtési teljesítmény[w] ΔT = hőmérséklet különbség [K]
Szondateszt, Újvidék
Becsült λ [W/(m,K)] Az ábra azt mutatja, hogy egyes projektek esetén mekkora eltérések tapasztalhatóak a mért és a becsült értékek között kiegészítve azok gyakoriságával. Az eredmények azt mutatják, hogy a rendszerek 1/4 e alulméretezett és a 2/3 a pedig túlméretezett. 45% ban az eltérés nagyobb 0,5 W/(m x K) a mért és a becsült érték között. Mért λ [W/(m,K)]
Becsült λ [W/(m,K)] Nem működik COP csökken Áram költség nő Túlméretezés Például: 60 kw fűtés 1800 ó/év 30 kw hűtés(passzív) 800 ó/év becsült λ=2,3 W/(m,K) > 10 x 100 m szonda Energia költség: Áram: 178 EUR/MWó Hőszivattyú: 130 EUR/MWó Mért λ [W/(m,K)] Éves költségek amit az alulméretezés okoz (EUR) λ SPF Éves többlet 15 éves költség 2,3 3,8 kiadás 0 0 2,1 3,3 570 8500 1,9 2,9 1150 17250 1,7 2,6 1700 25500
Tömedékelő anyag 0,25 0,20 hagyományos tömedékelés termikusan javított tömedékelés Lineáris (hagyományos tömedékelés) Lineáris (termikusan javított tömedékelés) Termikus fúrólyukellenállás (K/(W/m)) 0,15 0,10 0,05 0,00 100 120 140 160 180 200 220 Furat átmérő (mm)
Szimuláció/modellezés Méretezés s földhf ldhőszonda mezőre Átlag fluid hőmérséklet Szükséges szondahossz megállapítása Éves min-max folyadék hőmérséklet [ C] 24 22 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 gfedcb gfedcb gfedcb gfedcb Csúcsterhelés minimuma Csúcsterhelés maximuma Alapterhelés minimuma Alapterhelés maximuma 0-2 5 10 Év 15 20 25 Fluid hőmérséklet alakulása 25 év működés alatt
ENGEDÉLYEZ LYEZÉS Zárt földhőszondás rendszer Bányakapitánysági engedély létesítési engedély használatbavételi engedély
A geotermiát érintő jogszabályv lyváltozások: a bányb nyászatról l szóló 1993. évi XLVIII. törvt rvény módosm dosításasa Hatályba lépett 2010. 02. 23.; a módosított rendelkezéseket a folyamatban levő ügyekre is alkalmazni kell. Bt. 22/B. (8) bek. A A természetes felszínt ntől l mért m 20 méteres m mélysm lységet el nem érő földkéreg részbr szből l törtt rténő geotermikus energia kinyerés és hasznosítás s nem engedélyk lyköteles. E rendelkezés s nem mentesíti ti a tevékenys kenységet végzv gzőt t a más m s jogszabályban előírt engedély megszerzése se alól. l. Nem engedélyk lyköteles a Bányafelügyeletnél,, de pl. örökségvédelmi hozzájárul rulás s nélkn lkül l nem tanácsos telepíteni teni horizontális talajkollektort. 2010. április 11-től l az MBFH-nak befizetendő 36.000.- Ft eljárási díj d mellett 23.000.- Ft-ot kell fizetni az illetékes KTVF részr szére, rendszer mérettől l függetlenf ggetlenül. l.
Legnagyobb földhf ldhőszondás s rendszerek az EU-ban
PANNON-HÁZ, TÖRÖKBT KBÁLINT Alapterület: 20.000 m2, fűtési igény: 860 kw, hűtési igény: 960 kw
Pannon- Ház hőközpontja osztó-gy gyűjtő akna
Földhő monitoring
1-es monitoring pont, működőm földhőszonda mellett
2-es monitoring pont, működőm földhőszondától 3,5m-re
3-as monitoring pont, földhf ldhőszonda mezőtől l 6,6m-re
KÖSZÖNÖM M A FIGYELMET! 1141 Budapest, Zsigárd u.21. Tel:06(1)221-1458; Fax:06(1)422-0004 www.hgd.hu info@hgd.hu