hıszivattyúzás – egy kitörési lehet ıség - mee.hu ferenc eloadas ikkusztracio 2011...

1

Hıszivattyúzás –egy kitörési lehet ıség

Elıadó:Komlós Ferenc

ny. minisztériumi vezetı-fıtanácsosElektronikus elérhetıség:

[email protected] illetve www.komlosferenc.info

2

Komlós Ferenc: Hıszivattyúzás – egy kitörési lehet ıség

MottóForrás: Marx György: A MARSLAKÓK ÉRKEZÉSE. Akadémia Kiadó, 2000

„A természettudomány azt írja le,hogy mi van.

A technika azt is megcsinálja, ami még nincs.”

Kármán Tódor (1881–1963)

3

Komlós Ferenc: Hıszivattyúzás – egy kitörési lehetıség

Legfontosabb gondolataim amir ıl beszélni szeretnék

■ Miért foglalkozom 1997-óta a címbeli témával?■ A hıszivattyú szerepe■ Energiahatékonyság-növelés■ Megújuló energiaforrások (napenergia és földenergia)■ Hıszivattyús rendszerek szezonálisteljesítmény-tényezıje■ „Magyarország Európa fürdı nagyhatalma”Jó példák Magyarországon („Magyarország Európa hıszivattyúnagyhatalma” lehetne?!)■ Az import dömping letörésére hıszivattyú fejlesztés és gyártás beindulása, eddig elért eredmények■ További kibontakozásra új lehetıségeink

4


A hıszivattyú szerepe

5


Energiahatékonyság-növelés hıszivattyús rendszerrel

Forrás: Ajánlott irodalom

6


Megújuló energiaforrások (napenergia és földenergia)Forrás: Dr. Mádlné Szınyi Judit: A geotermikus energia készletek, kutatás, hasznosítás.

Grafon Kiadó, Nagykovácsi, 2006.

Az EU RES megújuló energia direktívavégrehajtása a tagországokban 2013-tól kötelezı. Részlet a direktívából:2. cikkely (megújuló forrásokból elıállított energia). Fogalommeghatározások■ „légtermikus energia”: hıformájában a környezeti leveg ıbentárolt energia;■ „geotermikus energia”: a szilárdtalaj felszíne alatt h ı formájábantalálható energia;■ „hidrotermikus energia”: afelszíni vizekben h ı formájábantárolt energia.

7


Célunk legyen, hogy az energiahatékonyságunkat mielıbb jelent ısen növeljük

■ Kevesebb „légkondit”, folyadékhőtıt és hőtıberendezést építsünk be hıszivattyúzási feladatra, valamint készüljünk a vonatkozó EPBD recast 31/2010/EU direktíva hazai bevezetésére, és ezáltal minıségi hıszivattyús rendszerek épüljenek a magyarországi energiafogyasztók érdekében!Részlet a fenti direktívából:□ A költségoptimalizált minimumkövetelményeket meg kell határozni a határolószerkezetekre és az épületgépészeti rendszerre.□ 2018. december 31. után épülı új középületeknek, valamint minden 2020. december 31. után épülı új épületnek közel nulla energiaigényő épületnek kell lennie.□ Hatályba lépés: legkésıbb 2012. július 19-ig, nemzeti szabályozással.□ Alkalmazás: 2013. január 9-tıl kötelezı.

8


MEHCsT ─ Új Széchenyi Terv (ÚSZT)

■ Ezeknek a korszerő termékeknek és az Új Széchenyi Terv(amely szintén 10 évre elıretekintı gazdaságfejlesztésiprogram) segítségével kitörési ponttá válhat gazdaságunkegészének a dinamizálására, ill. jelentısen hozzájárulhatépítıiparunk beindításához, a kis- és középvállalkozásokfellendítéséhez, új munkahelyek létesítéséhez.■ Sok év után most megelégedéssel mondhatom, hogyminden feltétel megvan és megteremthetı, hogyMagyarországon is elterjedjen az építmények főtésének és hőtésének energetikailag leghatékonyabb módszere, a hıszivattyús technológia.■ A 82%-os importot jelentı földgáz nemzetgazdaságilag túl értékes primerenergia-hordozó ahhoz, hogy elavult vízmelegítıkben vagy kazánokban 30─65 °C h ımérséklethez hıtermelés céljából eltüzeljük.

9


Hıszivattyúk COP [kW/kW] mérésének eredményei,a hıszivattyúk teljesítménytényez ıjének (COP)

változása 35 °C el ıremenı vízhımérséklet eseténForrás: Rybach L., Prof. Emeritus. illetve CH WP Test Center (ajánlott irodalom 1.9. ábra: 162. oldal)

10


Szezonálisteljesítmény-tényez ı (SPF)■ Fontos hangsúlyozni, hogy a szezonálisteljesítmény-tényezıt, ill. az SPF valós értékét mérések alapján lehetmeghatározni : a hıszivattyú által felvett villamosáram-fogyasztás [kWh] és a hıszivattyú által leadotthımennyiség mérésével [kWh] .

■ Pontos értéke számos adottságtól és körülményt ıl függ. Pl. az adott épület funkciójától, használatától, a h ıforrás és a hıleadás mindenkori h ımérsékletszintjét ıl, ahılépcs ıktıl, a főtési id ıszaktól, a küls ı és a helyiségek belsı hımérsékletét ıl, a vezérlést ıl, a szabályozástól, ahıszivattyús rendszer tervezésének, kivitelezésének,üzememeltetésének (pl. szell ızés, helyiség túlf őtés) éskarbantartásának szakszer őségétıl, a társadalmi szokásoktól, a fogyasztói magatartástól.

11


Hıszivattyús rendszerek szezonálisteljesítmény-tényezıinek ( SPF [kWh/kWh]) fejl ıdése különféle

hıszivattyú típusokra (2001 ─2006)Forrás: Fanninger, European Heat Pump Association. Version 1.1-2008, p.5

12


SPF [kWh/kWh]-hez kapcsolódójogszabály javaslataim

■ Tévhit, hogy a lényeg a gépre jellemz ı COP [kW/kW]értékben rejlik !■ A tervezett h ıszivattyú m őködési üzemóraszámának az ellenırzése a rendszerbe vagy a h ıszivattyúba beépítettüzemóra-számlálóval történhet.■ A hıszivattyús tarifa módosítása: az SPF értéke alapján utólagos évenkénti elszámolással, kb. három tarifabevezetése lenne kívánatos h őtésre is kiterjesztve(pl. 3,5 – 4,5; 4,5 felett – 5,5; 5,5 felett).■ Továbbá h ıszivattyús statisztika szabályozása lennekívánatos a hiteles elszámolás érdekében.

13


Széles körben ismert szlogen, hogy

„Magyarország Európa fürd ı nagyhatalma”

■ Az Új Széchenyi Terv 1. programja a „GyógyítóMagyarország – Egészségipari Program”. Ennek részefürd ıfejlesztéseink energiahatékony folytatása.■ A „nagyk ırösi termálvizes fürd ı bıvítés” c. projektnél ahıtermel ı berendezések jelent ıs része magyar fejlesztés ő

villamos h ıszivattyú , amelyek termálvizes h ıforrásthasznosítanak, a medencetér párátlanítását pedighulladékh ı hasznosítást lehet ıvé tevı speciális kivitel őhıszivattyús készülékek biztosítják (részletek kés ıbbi dián). ■ A földgáz kiváltása , a termálvíz és a hulladékh ı

energiatakarékos felhasználása nevezetesen az ésszer ő éshatékony energiagazdálkodás minden fogyasztónak érdek e!

14


Hulladékh ı hasznosításra energiahatékony példa a kisk ırösi termálfürd ı 2008. évi bıvítése.

A hıszivattyús b ıvítés a meglév ı Termálfürd ı elfolyó vízét illetve hulladékh ıjét használja fel h ıtermelésre.

Az új úszó- és tanmedence fotói (kisk ırösi termálfürd ı)


15


A kisk ırösi termálfürd ı új hıszivattyús hıközpontja és új épületrészei


16


Nagykırösi strandfürd ı bıvítés gépészetének elvi kapcsolási rajza

Forrás: MHT-OVGY-Dolgozat 3. szekció (2011-05-25 kézirat) Fodor Zoltán – Komlós Ferenc: Termálvizes fürdı bıvítése hıszivattyúk alkalmazásával

17


Dániában (Lystrup) látható a világ els ı

aktív, energiatermel ı családi házaForrás: www.epiteszforum.hu

■ A 200 m2 hasznos alapterülető családi ház CO2-semlegesépület, amely alapvetıen a Nap energiáját használja fel. Atetıablakok és a függıleges üvegfelületek együttes területe apadlófelület 40%-a.■ Az energiaigények csökkentését 7,0 m2 napkollektor, 50,0 m2

napelem és hıszivattyú biztosítja.■ A lakóépületet úgy tervezték egészséges és kellemeskomfortra, hogy élete során több energiát termeljen, mintamennyit elfogyaszt. ■ 9,0 kWh/m2-re becsült évi fajlagos energiatöbblettel számolva,kb. 40 év alatt a ház annyi energiát állít majd elı, mint amennyitfelhasználtak az építıanyagainak elıállításához, így a mérlegezen a ponton fog kiegyenlítıdni, ezután pedig már csakenergianyereség fog keletkezni.

18


Magyar fejlesztés (2007 –2009): Air2Floor Néph ıszivattyú (1)prototípusa Keszthelyen egy zöldtet ıs gerendaházban

Szabadalmi bejelentés száma (Patent pending): 0802227-9Forrás: HungLogHome Kft. (Prof. Török Vilmos)

19


Magyar fejlesztés: Air2Floor Néph ıszivattyú (2)Szabadalmi bejelentés száma (Patent pending): 0802227-9

Forrás: HungLogHome Kft. (Prof. Török Vilmos)

20


Magyar fejlesztés: Air2Floor Néph ıszivattyú (3) Kiegészít ı egység kapcsolási vázlata

Szabadalmi bejelentés száma (Patent pending): 0802227-9 Forrás: HungLogHome Kft. (Prof. Török Vilmos)

21


Hidrotermikus h ı hıszivattyúzási lehet ıségei a Duna vízgy őjtıjén

■ A településen élı emberek a környezet romlásából elsısorban a levegı minıségének a változását érzékelik. Statisztikai adatok mutatják, hogy országunk lakosságának több mint a fele szennyezett levegıjő területen él. A legsúlyosabb helyzet városainkban ott alakult ki, ahol kevés a növényzet. ■ Az egyedi főtés jelentıs hıveszteségei és a lakáskomfort növelése is indokolja az áttérést a csoportos főtésre, ami 20–25%-os energiamegtakarítást jelent annak ellenére, hogy a főtött helyiségek bıvülésével jár. ■ Energiahatékonysági és környezetvédelmi szempontból a nagyobb egységet ellátó központi főtés az elınyösebb megoldás. Ilyen megoldások a többszintes épületeket ellátóépületfőtés/hőtés, az épülettömbfőtés/hőtés, az épületcsoport-főtés/hőtés és a távfőtés/távhőtés, amelyek jobb hatásfokot, és kevesebb veszteséget jelentenek.

22


Távfőtés centralizált és decentralizált megoldásúhıszivattyús rendszerrel

Forrás: MHT-OVGY-Dolgozat 1. szekció (2011-05-24 kézirat), Fodor Zoltán – Komlós Ferenc: Hidrotermikus hı hıszivattyúzási lehetıségei a Duna vízgyőjtıjén.

Átfogó tervre lenne szükség

23


Felszíni vizek energetikai hasznosításaForrás:Komlós Ferenc – Fodor Zoltán: Elfolyó hidrotermikus energia hasznosítása hıszivattyúval távfőtési rendszerekhez.

2011. 3. I Hőtı-, Klíma- és Légtechnikai Épületgépészeti szaklap, VÍZ-, GÁZ-, FŐTÉSTECHNIKA ÉPÜLETGÉPÉSZETI SZAKLAP HKL MELLÉKLETE

Elvi vázlat. Távf őtés a Dunával (vagy más felszíni vizekkel) és

hulladékh ıvel (távfőtés földgáz nélkül)

Alapelv : a felhasználási helyre kis hımérséklet ő tápvizet kell szállítani kis veszteséggel, és a felhasználási helyen hıszivattyúval hasznosítani.

Főtés a Duna vizével: a folyóvíz felhasználása során az elıkészítési (pl. ülepítés, szőrés, lágyítás, gáztalanítás) módszerek azon megoldásai kerüljenek alkalmazásra, amelyek feltétlenül szükségesek, és az adott cél elérésére a legalkalmasabbak.

24


Ismeretes, hogy a világ talán legtöbb országát össze kötı folyama a Duna. Mellékfolyóival együtt húsz ország területér ıl győjti össze a vizet. Ezért is ajánljuk az Európai Unió Duna Régió Stratégia projektek közé a

hıszivattyús rendszerek alkalmazásának elterjesztési fe ladatát. Célunk a h ıszivattyúipar megteremtésével új munkahelyek létreho zása.

Forrás: Komlós Ferenc − Fodor Zoltán: Városok hıszivattyús főtése. Átfogó tervre lenne szükség.

Magyar Épületgépészet, LX. évfolyam, 2011/5. szám.

25


Az EUDRS-ba javasoljuk a Heller-projektet(hıszivattyú-projektet)

■ A Duna menti városoknak kiemelkedı hidrológiai adottságaik vannak. E környezeti erıforrás hıszivattyús hasznosítása a Duna melletti városok (Duna menti országok és fıvárosaik: Bécs, Pozsony, Budapest, Belgrád) levegıjét és környezetét élhetıbbé, egészségesebbé teheti.

■ Csökkenthetjük energiafüggıségünket, és ha idejébenfejlesztjük az ehhez szükséges korszerő technikát, újexporttermékek gyártásával térségünkben vezetı szerephez isjuthatunk.

■ Minden lehetséges és ígéretes különféle megújulóenergiahasznosító eszköznél képesek vagyunk arra, hogy eltudjuk kerülni az ún. „import dömpinget”.

26


Országunkban még „fehér folt” a növényházak meleg vizes f őtése/hőtése- vagy

légfőtése/légh őtése hıszivattyúval

Forrás: Mary H. Dickson and Mario Fanelli: What is Geothermal Energy?

27


Növelt h ımérséklet ő hıszivattyúk radiátoros h ıleadójú központi f őtésekhez (1)

Komlós Ferenc: Hıszivattyú – kitörési lehetıség. Bautrend 5. évfolyam, 2011/május

■ A hıszivattyús technika kiemelkedı minıségi elınyei:- nincs helyi károsanyag-kibocsátása, - megújuló energiát hasznosít, és - használata az energiahatékonyság növekedését jelenti.

■ A meglévı épületek hıszigetelésének és tömörségénekfokozása már a radiátoros központi főtéseknél is lehetıvé teszika hıszivattyúk gazdaságos alkalmazását.

■ A gazdaságosság mindenekelıtt a méretezési külsıhımérséklethez tartozó, jóval kisebb főtési elıremenıhımérsékletbıl és az ún. „növelt hımérséklető hıszivattyúk”kifejlesztésébıl adódik (9 kW-tól 96 kW-ig tízféle teljesítményreés különbözı felhasználói igényre kifejlesztett Vaporline®

GBI(x)-HACW hıszivattyúcsalád).

28



Forrás: Geowatt Kft.

■ Ezen növelt hımérséklető hıszivattyú család esetében az elérhetı főtıvíz-hımérséklet 63 °C, és emelt h ıfokszintőhıleadók esetén primer oldali keringetı szivattyúval számolva avárható SPF = 4,1–4,5 a jelenlegi SPF = 3,0–3,5 alacsonyhıfokszintő hıleadókkal tervezett átlagos érték helyett.

■ Ezt alapvetıen a hıszivattyús körfolyamatbangızbefecskendezéssel, közbensı elıhőtéssel lehet elérni(Copeland EVI kompresszorral).

■ Fontos, hogy a körfolyamat teljesítményszabályzását nemtermosztatikus szelep, hanem egy kisebb lengéső,elektronikusan vezérelt expanziós szelep és – ateljesítményváltozás miatt – változó áramú munkaközegkiegyenlítését egy beépített munkaközegtartály biztosítja.

29




9 kW-tól 96 kW-ig tízféle teljesítményre és

különbözı felhasználói igényre: főtés; főtés éspasszív hőtés; főtés és elınykapcsolással hmv

készítés; főtés és aktív hőtés, valamint elsıdlegeshmv-hıcserélı angolul „desuperheater”, továbbá a

különféle hıhordozókra (földhı, felszíni víz, levegı,hulladékhı) kifejlesztett hıszivattyúcsalád egyik

tagjának a beépítés helyén készített fotóját láthatjuk akövetkezı ábrán.

30


A Vaporline ® GBI13-HACW folyadék/víz (B/W) h ıszivattyúprototípusának bukaresti beépítése (2009.)A 180 m2-es családi ház homlokzata és hıközpontja;

a rendszerhez 3 db 100 m hosszú, U-hurkos földszonda csatlakozikForrás: Geowatt Kft.

31


A Vaporline ® GBI(x)-HACW sólé-víz (B/W) magyar fejlesztés ő és gyártású h ıszivattyú típuscsalád

GBI13-HACW jelzet ő tagjának burkolat nélküli fotójaBefoglaló méretek: szélesség: 720 mm, mélység: 955 mm, magasság: 775 mm


32


Budakalászi meglév ı lakóépület radiátoros rendszer ő

központi f őtésének h ıtermel ı cseréjeForrás: Geowatt Kft.

■ Szondamélység: 100 m■ Szondák száma: 2 db■ Max. főtıvízhımérséklet: 50 °C■ A tervezett SPF = 4,4 (a földoldalikeringetı szivattyúval)■ Elızetes számítás szerint ezenépület fogyasztása a növelt hmv funkcióval: 6900 kWh/főtési idıszak SPF = 4,5 (a földoldali keringtetıszivattyúval) ■ Jelezzük, hogy a budakalászi nagycsaládos felhasználó az elmúltévben gázfogyasztás támogatássala főtés és hmv fogyasztási költség 300 ezer forint volt. Jelenleg 125–135 ezer forint között várható a hıszivattyúra való áttérés miatt.

A radiátoros rendszeren és azépületen semmilyen átalakításnem történt. A h ıszivattyú apincében került elhelyezésre agázkazán helyébe■ Főtött alapterület: 180 m2

■ A főtésiteljesítmény-igény: 12 kW■ A hmv-igény:

60 °C-on 240 liter/nap■ A beépített hıszivattyú típusa:

Vaporline® GBI13-HDWFőtési teljesítménye: 12,4 kW; COP = 4,6 (B0/W35)Új típusú kétkondenzátoroskészülék, nagy hmv teljesítmény-igény kielégítésére (6 tagú család)

■ HMV teljesítmény: 12 kW

33


Budakalászi meglév ı lakóépület hıszivattyús h ıközpontja

Fotó: Geowatt Kft.

34


A megújuló energiaforrások használata az épületgépés zet területén egyre nagyobb szerepet kap például a

■ Mélyszegénység (hıszivattyús épület, csoport és távfőtés);

■ Meglévı épületeknél (növelt hımérséklető hıszivattyúk alkalmazása);

■ Új bérlakásoknál a rezsiköltség radikális csökkentése miatt;

■ Passzívházak terjedése;

■ CO2 semleges épületek (EU-direktiva);

■ Aktívházak (fejlıdési irány);

■ Hıkomfort-igény magyarországi fejlıdése;

■ Nyári villamos-energiacsúcs (már nagyobb, mint a téli csúcs);

■ A japán természeti és nukleáris katasztrófa és hatása a földgázárváltozásra;

35


Ma már egyértelm ő, hogy a Föld bolygó helyett az embereket kell megmenteni!

Forrás: NASA fotó

A hıszivattyús rendszer által kiváltott szén-dioxid-menny iség meghatározásánál egyrészt a közvetlenül kiváltott fo sszilis tüzelıanyag révén megtakarított kibocsátás elkerülését kell figyelembe venni, másrészt a h ıszivattyús körfolyamat munkavégzéséhez szükséges befektetett energia fosszilis energiatartalmát kell értékelni. Ha ehhez a munkához villamos energia szükséges, akkor az országos energiamérlegekben villamosenergia-termelésre felhasznált primer energiahordozók arányából kiindulva értékelik az energiaegységre jutóglobális CO 2-terhelést, mert ekkor helyi (lokális) viszonylatú CO 2-terhelés nincs. (Ezzel kapcsolatosrészletes számítások az ajánlott irodalomban.)

36


Megköszönöm szíves figyelmüket az Hıszivattyú (Heller) - projekthez

kapcsolódó mottóval:

„Ha azt kérdezik, hogy nem késtünk-e el, hogy visszafordítható-e még az a rombolás, amit az emberiség ejtett a természeten, a válaszom az, hogy nem késtünk el. Amíg él az akarat, addig sosincs kés ı. Ha pedig az emberek közösen akarnak valamit, akkor azt meg is teszik, ezáltal érvén el céljukat, bármi is legyen az.”

(Teller Ede)

37


Ajánlott irodalomKomlós Ferenc − Fodor Zoltán −Kapros Zoltán − Dr. Vajda József −Vaszil Lajos:

Hıszivattyús rendszerek.Heller László születésénekcentenáriumára.Magánkiadás: Komlós F.,Dunaharaszti, 2009.

A lektorált, 215 oldalas, A4-es formátumú, színes kivitel ő szakkönyv 27 táblázatot és 152 ábráttartalmaz.

hıszivattyúzás – egy kitörési lehet ıség - mee.hu ferenc eloadas ikkusztracio 2011...

Documents