mottó: „látni, amit már mindenki látott – és azt gondolni róla,

„IX. ÚJSZEGEDI BIOÉPÍTÉSZETI NAPOK” CÍMŰ KIÁLLÍTÁS ÉS KONFERENCIA 2006. okt. 17 - nov. 7.Szeged, Temesvári krt. 42. Bálint Sándor Művelődési Ház

Fűtés-hűtés hőszivattyús „ingyen” energiával

Előadó: Komlós Ferenc okl. gépészmérnök, épületgépész

ny. vezető-főtanácsos

Mottó: „Látni, amit már mindenki látott – és azt gondolni róla, mire még senki nem gondolt!”

Szent-Györgyi Albert

Megjegyzés: a termodinamika I. főtétele szerint energiát sem előállítani, sem megsemmisíteni nem lehet, csupán egyik formájából a másikba átalakítani. Az „energiatermelés” kifejezés ennek ellenére elterjedt a szóhasználatunkban.Az energia átalakítását tehát a lehető legjobb hatásfokkal, és a legkevesebb veszteséggel kell megoldani!

A világ geotermikus energiájának közvetlen felhasználásaForrás: Göőz L.: http://www.kvvm.hu/szakmai/klima/

„IX. ÚJSZEGEDI BIOÉPÍTÉSZETI NAPOK” CÍMŰ KIÁLLÍTÁS ÉS KONFERENCIA 2006. okt. 17. - nov. 7.Szeged, Temesvári krt. 42. Bálint Sándor Művelődési Ház

Komlós Ferenc: Fűtés-hűtés hőszivattyús „ingyen” energiával

A technológiamegnevezése

1995.TJ/év %

2000.TJ/év %

2005.TJ/év %

1. Hőszivattyú 14,617 13,0 23,275 12,2 86,673 33,2

2. Kommunális fűtés 38,23 42,926 52,868

3. Növénytermesztés 15,742 17,864 19,607

4. Haltenyésztés 13,493 11,733 10,969

5. Terményszárítás 1,124 1,038 2,013

6. Ipari hasznosítás 10,12 10,22 11,068

7. Fürdők, balneológia 15,742 79,546 75,289

8. Légkondicionálás 1,124 1,063 1,885

9. Egyebek 2,249 3,034 1,045

Összesen: 112,441 100% 190,699 100% 261,42 100%

Ezek (5–30) ºC hőmérsékletű talajok, illetve sekély (mintegy 300 méter mélységig) víztartók hőtartalmát hasznosítják, a Lindal-diagram szerint legfeljebb 60 ºC-ig.

http://www.kvvm.hu/szakmai/klima/

A Lindal-diagram a termálhő-hasznosítás, illetve a földhő-hasznosítás különböző tartományait foglalja össze. Két fontos szempontra hívja fel a figyelmet, nevezetesen a kombinált hasznosítás

elősegíti a geotermikus projektek megvalósíthatóságát, ugyanakkor a készlet-hőmérséklet korlátozza a lehetséges hasznosítást. Forrás: Lindal, 1973.





A hőszivattyú elvi felépítése a hűtőberendezéssel azonos, ugyanazokból a részekből áll (két hőcserélő: elpárologtató és kondenzátor, kompresszor és

expanziós szelep), a hűtőközeg (munkaközeg) körfolyamata is megegyezik, de itt alapvetően nem az elpárologtatóval elvont, hanem a kondenzátorban leadott

hőmennyiséget hasznosítjuk. A hőszivattyú pl. a geotermikus energia, illetve a földhő jól bevált, hatékony

eljárásának eszköze.

Hőszivattyús rendszeren a bevezetett energiát, a kompresszor energiaellátását és a hőforráshoz kapcsolódó berendezéseket (elpárologtatóoldal), valamint a hasznos energiához illetve a hő hasznosításához kapcsolódó berendezéseket

(kondenzátoroldal) együttesen értjük.Forrás: EVN Energie Versorgung, Niederösterich Aktierngesellschaft 1994. p. 4.





Az ideális (Carnot-) körfolyamat hatásfoka, illetve teljesítménytényezője csupán az ún. két hőtartály (a

hőforrás és a hőelnyelő, illetve a hőszolgáltatás) abszolút hőmérsékletétől (TC és T0) függ, ahol

T [K] = t [°C] + 273

A hőszivattyúra jellemző elméleti (reverzíbilis) ún. CARNOTCOP a kondenzátor és az elpárologtató

hőmérséklet-adataiból kiszámolható. Gyakorlati értéke kb. az elméletinek az 55--65%-a, és ez elsősorban a

kompresszorok rohamos fejlődése miatt állandóan javul.

CARNOTCOP = TKONDENZATOR / (TKONDENZATOR – TELPÁROLOGTATÓ)

Növényházak melegvizes fűtése és/vagy hűtése

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



Növényházak melegvizes fűtése és/vagy hűtéseForrás: Mary H. Dickson and Mario Fanelli: What is Geothermal Energy?



Növényházak melegvizes talajfűtése és/vagy hűtése

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



600 m2-es növényház levegő-víz hőszivattyús hőellátásaBal oldali kép: az elpárologtató és gépház. Jobb oldali kép: a kompresszort a szélerőművel

termelt áram, vagy a hálózatról jövő áram hajtja. (Írország, 1986.)Forrás: No 81. European Community Demonstration projects for energy saving and alternative energy sources

„IX. ÚJSZEGEDI BIOÉPÍTÉSZETI NAPOK” CÍMŰ KIÁLLÍTÁS ÉS KONFERENCIA 2006. okt.. 17. - nov. 7.Szeged, Temesvári krt. 42. Bálint Sándor Művelődési Ház


Fűtés és hűtés geotermikus hőszivattyúvalForrás: OCHSNER és WATERKOTTE cég



Az építés célja, hogy az ember mindennapi életéhez megfelelően komfortos (fűtött, hűtött, szellőztetett) környezetet biztosítson, ezért az ésszerű és

hatékony energiagazdálkodás minden fogyasztónak és felhasználónak érdeke.

Falfűtés és falhűtés elvi vázlataForrás: VARIOTHERM cég


Komlós Ferenc: Fűtés-hűtés hőszivattyús „ingyen” energiávalJászai Tamás professzor mondta egykor: „Az embereknek nem kilowattórákra, fára,

szénre, olajra vagy gázra van szüksége, hanem fűtésre, hűtésre, higiéniára!” (A használati meleg víz csaknem annyira szükséges az életünkben, mint a hideg víz.)

Hőszivattyúk lehetséges hőhordozóinak és hőforrásainak csoportosítása



A működtető energia lehet:

Fosszilis eredetű (szén, földgáz, kőolaj)

Atomenergia

Megújuló energia(nap-, szél-, geotermikus, bioenergia)



A kompresszormotor hajtása lehet:

Villamos motor (lehet biomassza, közvetve)

Belső égésű motor (lehet biogázos is)

Külső égésű motor (lehet biomassza, pl.

Stirling motor, gőzmotor)



Ha a bevezetett energia biomassza:

- Szilárd: pl. pellet

- Folyékony: pl. bioetanol, biodízel…

- Gáz: pl. biogáz



Családi ház fűtése hőszivattyúval

Forrás: LODAM cég



Szellőzési rendszer hőszivattyújaForrás: ÉTK TS



Többszintes épület hőszivattyús rendszerű fűtése és/vagy hűtéseForrás: GEOWATT cég, Ladislaus Rybach



A távhőszolgáltatás olyan közüzemi szolgáltatás, ahol monopolhelyzetben van a szolgáltató, ezért védenünk kell a fogyasztót. A kiépített rendszer elavult, gondot jelent, hogy a hőmennyiségmérés helye és a végfelhasználás helye nem azonos. Napjainkban az

egyedi, lakásonként való hiteles hőmennyiségmérés megvalósítható, és ezt a távhőszolgáltatásról szóló 2005. évi XVIII. törvény is rögzíti. A fűtés elszámolása

lakásonként is történhet. Nem szükséges a társasházaknál a lakásonkénti ún. "cirkófűtés", létesítése. Kialakítható akár épületenként vagy pl. épülettömbönként a központi

fűtés/hűtés, a távfűtés/távhűtés, ami jobb hatásfokot, kevesebb veszteséget jelent.



KéményfotókForrás: Kecskeméti TV és a gólyás-fotó Török László felvétele

A lakótéren áthaladó, falazott kéményeket le kell bontani, még a termoforkéményeket is. Így nőhet a lakótér, csökkenhet a belső légszennyezettség, és a tragikus balesetek

bekövetkezésének az esélye.

Felületfűtés (padfűtés) ill. modern „kemence padka”Forrás: VARIOTHERM cég



Az energiaválság a fejlett országokban már korábban kikényszerítette az energiatakarékos hőszivattyú alkalmazását, és ezáltal elsősorban az emberközpontú, kis hőmérsékletű, melegvízüzemű központi fűtéseket, az ún. felületfűtéseket: a nagy

felületű radiátoros fűtést (a radiátor hőfoklépcsői: 55/45 ºC, majd 40/30 ºC, a korábbi 90/70 ºC, és 75/60 ºC helyett), valamint a padló-, a fal- és a mennyezetfűtést, az

épületszerkezet temperálását.

Tetőtéri felületfűtés ill. hűtés kivitelezés közbenForrás: VARIOTHERM cég



Fűtéskor energiatakarékossági okból célszerű az emberi test legnagyobb arányú hőleadását, a sugárzással leadott hőt csökkenteni úgy, hogy a határolófelületek

közepes sugárzási hőmérsékletét megemeljük.Az embercentrikusan megvalósított padló- és falfűtéseknél a belső levegő

hőmérséklete (1–3) °C-kal kisebb lehet, mint az előírt belső hőmérséklet, amit az ember érzékel.

Épületfajták fajlagos energiaigényei [kWh/m2év]Forrás: HOVAL cég



A legnagyobb energiamegtakarítást az energiatermelés és az energiafelhasználás

ésszerűsítésével, az építmények

hőveszteségének csökkentésével,

valamint a fűtőberendezések optimális, európai értékrend szerinti kiválasztásával és üzemeltetésével érhetjük el. Így a

környezet terhelésének mérsékelésével

javulhat a társadalom egészsége,

életminősége.

Régi és új épületek melegvízüzemű fűtésének szabályozási jelleggörbéiFolytonos vonal: a fűtési előremenő, szaggatott: a fűtési visszatérő

hőmérsékletekForrás: Dr. Kontra Jenő Ph.D egyetemi docens, tanszékvezető 2005



Radiátorok technikai fejlődése

Forrás: JAGA cég



Hazánkban a víz hőhordozós, radiátoros központi fűtés terjedt el, a vizet kazánnal és jelentős részben földgáztüzeléssel melegítik.

HőfokhídForrás: Gyurcsovics Lajos - Zöld András: Fűtéstechnika, Műegyetemi Kiadó 1995



Vízszintes elrendezésű talajkollektoros villamos hőszivattyú COP-, ill. teljesítménytényezőjének (ε) változása a talajkollektorban áramló

hőhordozó közeg hőmérsékletének függvényében, különböző (35, 45 és 55 °C-os) fűtési előremenő vízhőmérsékleteknél

Forrás: LODAM cég



Különböző hőtermelések primerenergetikai hatásfoka*Primerenergia: a rendelkezésre álló és az energiaátalakításra felhasználható elsődleges

energiaforrások gyűjtőneve (pl. kőszén, olaj, gáz a földben)Forrás: Joós Lajos: Energiamegtakarítás a háztartások földgázfelhasználásában. Magyar

Épületgépészet, XLI. évf. 2002/4. szám



Az oszlopdiagram nem tartalmazza teljes körűen az egyedi fűtések berendezéseit, pl. az Ausztriában, széles körben elterjedt ún.

biokazánokat, faelgázosító, pellettüzelésű kazánokat.

Üzemmódok. A felső ábrarész: monovalens; a középső ábrarész: bivalens alternatív (vagy-vagy); az alsó ábrarész: bivalens parallel

Forrás: EVN Energie Versorgung, Niederösterich Aktierngesellschaft 1994. p. 6.



Abszorpciós sűrítésű hőszivattyú elvi vázlataForrás: AWT Absoprtions und Wärmetechnik Gmbh



A hőszivattyúnak az a változata, amelyik a hőhordozó alacsony, fűtési célra hasznosíthatatlan hőmérsékletszintjéről magasabb, fűtésre hasznosítható hőmérsékletszintjére való szállításához hőenergiát használ fel (szemben a

kompresszoros hőszivattyúkhoz használt mechanikai energiával).

Földszonda -- kiviteli részletekForrás: FRANK cég



A hőszivattyú földszondái sekély mélységekből, általában a földfelszíntől párszáz méternél nem mélyebbről, környezetbarát módon, általában közvetett

úton, ún. zárt rendszerben, azaz hőcserélővel veszik fel a geotermikus hőt.

Olajkazánhoz viszonyított globális CO2-kibocsátás

(a villamos hőszivattyúk lokális CO2-kibocsátása nulla).Forrás: Nemzetközi Energia Ügynökség (IEA)



Kitörést hozhat fejlődésünkben az energia ésszerű felhasználásának eszköze: a hőszivattyú. Az energiamegtakarításhoz olyan energiahordozót használhat fel, ami nem okoz szén-dioxid (CO2) -növekedést! Sőt globálisan CO2- és légszennyezés-csökkenést

jelent a használata!

Primerenergia-megtakarítás, kapcsolt energiatermelésnélForrás: FŐGÁZ Rt.



Napjaink kapcsolt hő- és áramtermelő berendezései a villamos áramot közvetett módon, pl. a gázmotorban vagy a gázturbinában lezajló égési folyamatok révén, generátorral termelik.

A trigenerációs gázmotoros rendszer hatásvázlata Forrás: FŐGÁZ Rt.



Kapcsolt energiatermelés (olyan áramtermelés, amely hőfogyasztássalösszekapcsolódó -- kogeneráció, trigeneráció) esetében az évi átlagos hatásfok

jelentősen nagyobb, és sok esetben a hálózathatásfoka gyakorlatilag 1, mivel a helyszínen termelt és felhasznált villamos

energiának nincs hálózati és elosztási vesztesége. Ekkor energetikai szempontból méginkább indokolt a villamos hajtású hőszivattyúk alkalmazása.

Dr. Heller László (1907–1980)Műegyetemi professzor, akadémikus. 1948-ban védte meg doktori

disszertációját Zürichben, amelynek témája a hőszivattyúk alkalmazásának technikai, gazdasági feltételei volt.

A Heller László terv, egy munkahelyteremtő kezdeményezés” című javaslat országunk

fejlődését többféleképpen és hosszútávon segíti.



„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 késő. Ha pedig az emberek közösen akarnak valamit, akkor azt meg is teszik, ezáltal érvén

el céljukat, bármi is legyen az.” Teller Ede



Elérhetőségem: [email protected]

Megköszönöm szíves figyelmüket egy mottóval:

mailto:[email protected]



mottó: „látni, amit már mindenki látott – és azt gondolni róla,

Documents