X. Újszegedi Bioépítészeti Napok Komlós Ferenc: Igény a hőszivattyúra

X. Újszegedi Bioépítészeti Napok 2007. október 11. Bálint Sándor Művelődési Ház (Szeged, Temesvári krt. 42.)

Komlós Ferenc Igény a hőszivattyúra

Handbauer Magdolna „Az energia velünk van, fűtés/hűtés földhővel” című grafikája

X. Újszegedi Bioépítészeti Napok Komlós Ferenc: Igény a hőszivattyúra

Mottó:„Haszonkeresés nélkül semmi semtörténik a világon, ne is kívánjunk azemberektől ellentétes dolgot, de nemolyan alacsony vágy ez, csak adjunkneki józan irányt, fordítsuk nemescélra, önhaszonra.”

(Széchenyi)


Az energia megtakarításának több lehetősége van, jellemzően:

• végenergia-csökkentés (pl. födém, padló és homlokzat hőszigetelése, nyílászárók cseréje),

• hatásfokjavítás (pl. régi, elavult kazán cseréje),• kapcsolt energiatermelés (villany és hő egyidejű

termelése) és trigeneráció,• megújuló energiák hasznosítása (pl. hőszivattyúval,

biokazánnal, napkollektorral, napelemmel).


Keszthelyi zöldtetős gerendaház (építésekor)Forrás: HungLogHome Kft.


Ingyenenergiával olcsóbb lehet! Környezetbarát fűtés, hűtés és melegvíz-készítéshőszivattyús rendszerrel

Gázbekötés, Földgázkazán, Kémény, Por, korom, földgáz bojler égéstermék-elvezető szén-dioxid


Alapfogalmak, kulcsszavakHő• A hő az energia egyik formája. Ha egy anyag hőtartalom-változása hőmérséklet-változásban nyilvánul meg, akkor a hőt érzékelhető hőnek

nevezzük. Ha pedig a halmazállapot-változás úgy megy végbe, hogy nincs érzékelhető hőmérséklet-változás (pl. folyadékból gázba, vagy fordítva gázból folyadékba alakul át), akkor ezt a hőt rejtett (látens) hőnek nevezzük. A hő tehát átadható érzékelhető vagy rejtett hő formájában is.

• MEGJEGYZÉS: a gáz halmazállapotot gőzállapotnak is nevezik.Hőszivattyú• Olyan berendezés, amely bizonyos hőmérsékleten hőt vesz fel és megnövelve azt egy nagyobb hőmérsékleten adja le.

Amikor a hőszivattyú hőt termel (pl. helyiségfűtésre vagy vízmelegítésre) fűtő üzemmódban, amikor hőt von el (pl. helyiséghűtésre), akkor pedig hűtő üzemmódban üzemel.

Munkaközeg• Azt az anyagot nevezzük munkaközegnek, amely a hőszivattyú körfolyamatában kis hőmérséklet és kis nyomás mellett hőt vesz fel az

elpárologtatóban, majd nagyobb hőmérsékleten és nagyobb nyomás mellett hőt ad le a kondenzátorban [az egyik hőátadó felületen párolgás (forrás) a másikon pedig kondenzáció (cseppfolyósodás) lép fel].

Hőátadó közeg• Olyan folyadék vagy gáz (általában víz vagy levegő), amely szállítja a hőt a hőszivattyúhoz vagy a hőszivattyútól.Hőszivattyús rendszer• Hőszivattyús rendszeren a bevezetett energiát, a kompresszor energiaellátását és a hőforráshoz kapcsolódó berendezéseket

(elpárologtatóoldal), valamint a hő hasznosításához kapcsolódó berendezéseket (kondenzátoroldal) együttesen értjük.A hőszivattyúra jellemző elméleti (reverzíbilis) ún. CARNOT-féle COP a kondenzátor és az elpárologtató hőmérséklet-adataiból kiszámolható:

CARNOT-féle elméleti COP = TKONDENZATOR /(TKONDENZATOR – TELPÁROLOGTATÓ)ahol: T [K] = t [°C] + 273

Osztott („split”) készülék• Olyan készülék, amelynél a hűtési rendszer szerkezeti egységei gyárilag egy vagy több egységre vannak felosztva úgy, hogy azok

különállóan telepíthető szerkezeti egységekből álló berendezést alkotnak. Beltéri és kültéri egységből állnak, amelyeket réz csővezetékkel és villamos kábelekkel kötnek össze. Hűtésre és fűtésre is alkalmazzák. Alapkivitelben egy kültéri egységhez egy beltéri egység tartozik, de vannak összetett („multi”) rendszerű készülékek, amelyeknél egy kültéri egységhez 2–5 beltéri rész tartozhat. Ez lehetővé teszi, hogy több helyiséget fűtsünk/hűtsünk egy kültéri géppel. Az osztott („split”) klímakészülék beltéri egységét a klimatizálandó helyiségbe szerelik. A kültéri egységet legtöbbször az épület homlokzatán, tartókonzolra szerelve helyezik el, de jobb, ha a tetőre kerül. Ennek a szétválasztási módnak óriási előnye, hogy a zajosnak számító részek (ventilátor, kompresszor) a kültéri egységben helyezkednek el, így a beltéri egység csöndessé válik. A beltéri egységet általában az oldalfalra szerelik, de megkülönböztetünk elhelyezés szempontjából álmennyezetbe süllyeszthető (kazettás), mennyezet alá szerelhető és parapetre szerelhető készüléket is.

Ventilátoros konvektor („fan-coil”)• Olyan fűtő/hűtő készülék, amelynél a hőátadás elősegítésére ventilátort használnak. Klímakonvektornak is nevezik. A hőcserélője rézcsőre

erősített sűrűn elhelyezett apró bordákból áll, ezáltal többszörösére növekedik a hőleadó felület egy hagyományos radiátorhoz képest. A levegőoldali nagy hőcserélő-felület és a ventilátorral segített hőátadás miatt a készülék nemcsak fűtésre használható, hanem hűtésre is, ha a meleg víz helyett hideg vizet keringtetünk a hőcserélő vízoldalán.


Kompresszoros hőszivattyús rendszer (napkollektorral)


Monoenergetikus működés elvi rajzaForrás: DAIKIN cég

A villamos hőszivattyúk monoenergetikus rendszerű működését úgy biztosítjuk, hogy a hőszivattyú az éves fűtési hőigény

90–95%-át fedezi, a maradék fűtési igény 5–10%-át pedig egy tartalék elektromos fűtőtest biztosítja (az ábrán az elektromos fűtőtestet egy kis zöld téglalap ábrázolja). A hőszivattyút úgy választják meg, hogy a fűtési hőigényt 60%-ban szolgáltatja a tervezett leghidegebb napon. A beruházási és üzemeltetési

költségek szempontjából általában ez az optimális választás.


Hőszivattyúsrendszerek

üzemmódjai:

• felső ábra: monovalens,

• középső ábra: bivalens alternatív,

• alsó ábra: bivalens parallel


Levegő/víz (A/W) hőszivattyú fűtésre és HMV készítésreMegjegyzés: itt a split készülék (levegő/víz hőszivattyú) kültéri egysége a

környezeti levegő energiáját hasznosítja, a beltéri hidraulikus modul adja át a hőenergiát a radiátoros padlófűtésnek és a HMV tárolójának.

Forrás: DAIKIN cég


Földhőhasznosítás zárt hurkos csövezéssel, vízszintes kollektorral, sólé/víz (B/W) hőszivattyúkkal

Forrás: Villavärmepumpar, Energimyndighetens sammanställning av värmepumpar för småhus


Földhőhasznosítás zárt hurkos csövezéssel, függőleges kollektorral, sólé/víz (B/W) hőszivattyúkkal

Forrás: Villavärmepumpar, Energimyndighetens sammanställning av värmepumpar för småhus


Földhőhasznosítás nyitott rendszerű, ún. kétkutas,

víz/víz (W/W) hőszivattyúvalForrás: Geowatt Kft.


A sümegi kávézó levegő/víz (A/W) hőszivattyújának szerelése

(a „split” készülék kültéri egysége látható)Forrás: Vetsey Klimatechnikai Kft.

• A kávézó levegő/víz hőszivattyúja a Hitachi cég gyártmánya.

• Inverter vezérlésű Scholl kompresszorral működik.

• A hőleadó rendszer: padlófűtés, előremenő melegvíz max. 35 °C;

• Hűtőteljesítménye: 6,7−14,0 kW (vízhőmérséklet min. 18 °C), EER = 3,51;

• Fűtőteljesítménye: 7,0−16,7 kW (vízhőmérséklet max. 48 °C), COP = 4,05;

• Kiegészítő elektromos fűtőbetét: 6 kW;

• Működési tartomány: –20 °C-tól + 43 °C-ig;

• Kültéri-beltéri telepítési távolság max. 30 fm;

• Környezetbarát hűtőközeg: R410a.

X. Újszegedi Bioépítészeti Napok Komlós Ferenc: Igény a hőszivattyúra Hőszivattyús rendszerek költségei (1)

1. Jellemző példaként ismertetem egy Kft. levegő/víz (A/W)hőszivattyúkkal kapcsolatos, anyagra és munkára vonatkozó tájékoztató árait.

• A készülékek 5−16 kW fűtőteljesítményig kaphatóak.• Az árak teljesítménytől és gyártótól függően 850.000.- Ft + áfa

és 1.650.000.- Ft + áfa között vannak.• A HMV-tárolók a saját rendszeréhez illeszthetőek. 150, 200 és

300 literesek. Áruk: 190.000.- Ft + áfa és 230.000.- Ft + áfa között vannak.

• A hőszivattyú beszerelési költsége kb. 80.000−100.000.- Ft + áfa (ezt az árat felmérés után pontosítják).

• A továbbiakban ugyanúgy kell szerelni, mint egy hagyományos fűtési rendszert.

• Karbantartási költség évente kb. 10.000.- Ft + áfa (+ kiszállási költség).


2. A hőszivattyús rendszerek gazdaságosságát alapjaiban meghatározza az adott rendszerrel elérhető COPéves teljesítménytényező értékének alakulása. A földhős zárt hurkos, ún. földszondás hőszivattyús rendszereket jelenleg COPéves = 4,5 értékre tervezik. Ennek az értéknek a megvalósulása azonban számos tényező függvénye. Az üzemeltetés is odafigyelést igényel. Az egyre korszerűbb automatikák beépítésével csökken a beavatkozás lehetősége és így csökken a negatív tényezők szerepe is.

• Ezen érték megvalósulása jelenleg 45−50% körüli pénzbeli megtakarítást hoz a megrendelőnek a vezérelt és nappali áram 70/30 százalékos igénybevétele által.


3. Jellemző példaként az alábbiakban ismertetem egy napjainkban elkészült 11 kW-os teljesítményű, ún. kétkutas hőszivattyús rendszer beruházási költségét:

• Hőszivattyú: 2.060.000.- Ft • Gépészet: 380.000.- Ft• Munkadíj: 170.000.- Ft• 2 db 15 m talpmélységű vízkútpár (termelő+nyelető):

600.000.- Ft• Kútgépészet: 460.000.- Ft• Beszabályozás, beüzemelés: 100.000.- Ft• Összes bruttó költség: 3.770.000.- Ft


4. Lakóépületek esetében a beruházási költség bruttó 4,0−5,3 millió Ft között mozog zárt hurkos, függőleges kollektoros (földszondás) hőszivattyús rendszerek kivitelezésével. Ezen érték csökkenése a magyarországi hőszivat-tyúgyártás (az ún. Heller-program) eredményekép-pen képzelhető el. Ez bruttó 0,8–1,0 millió Ft csökkenést eredményezhet.

Amennyiben a rendszerek megtérüléséről beszélünk, külön kell választanunk az újonnan épülő és az átalakításra, fűtéskorszerűsítésre szoruló épületeket, ezenkívül külön kell vizsgálni a családi lakóházakat (ez legfeljebb 10−20 kW hőigény) a nagyobb rendszerektől.

X. Újszegedi Bioépítészeti Napok Komlós Ferenc: Igény a hőszivattyúra Hőtermelők összehasonlítása

(az olaj- és a gázkazánhoz viszonyítva) Megjegyzés: a hőszivattyút jellemző teljesítménytényezőt, COPÉVES-t

jóságfoknak is írják.Forrás: IWP-Initiativkreis Warmepumpen e. V., Stiebel Eltron Kft.


A vonatkozó jogszabályok alapján a környezeti levegőből (a légkör troposzféra rétegéből), és a felszíni vizekből (állóvizek, vízfolyások) vett hőenergia hőmérséklethatár nélkül költségmentes (ingyenes), a földhő (geotermikus energia) hasznosítása pedig akkor, ha a hőszivattyú hőforrásoldali csőcsonkján a hőhordozó közeg hőmérséklete a 30 °C-ot nem haladja meg.

Szinte mindenütt van alkalmas környezeti hőforrás, amelyet csak hőszivattyúval lehet energetikailag kedvezően hasznosítani, ráadásul a hőhordozóját sem kell megvásárolni.

A hosszú élettartam (kb. 30 év) és a kisebb üzemeltetési költség miatt a beruházási többletköltség a berendezés működési ideje alatt többszörösen megtérül (szakszerű tervezés-kivitelezés és üzemeltetés esetén)!


Egy energetikai minőségtanúsítvány

összefoglaló mintalapjaForrás: Fritz Péter: Hol tart az energetikai

minőségtanúsítvány? (Facility Management [Létesítménygazdálkodás],

2007/3 szám. A folyóirat várhatóan októberben jelenik meg.)

A minőségtanúsítvány azt rögzíti, hogy rendeltetésszerű

használat mellett egy év alatt mekkora az épület vagy lakás

energiafelhasználása a hasznos alapterületre vetítve.

A 7/2006. (V.24.) TNM rendeletben az EU-irányelvnek (2002/91/EK) megfelelően az épületek energetikai minőségi

kategóriák szerint vannak besorolva: A+, A, B, C, ...I.


A hőszivattyúk hőforrásai HULLADÉKHŐ

adottságainkpl. elhasznált

(távozó) levegő,csurgalékvíz stb.

FELSZÍNI VÍZEK

hidrológiai adottságaink

KÖRNYEZETI LEVEGŐlégköri

adottságaink

FÖLDHŐ ILL.GEOTERMIKU

Sadottságaink


A hőszivattyú múltjának magyar vonatkozásával kapcsolatbanjelezni kell, hogy 1948-tól a Heller László (1907–1980)közreműködésével kidolgozott kompresszoros hőszivattyúáttörést jelentett e technológia történetében.

A „Heller László terv, egy munkahelyteremtő kezdeményezés”című javaslat névadója, világhírű professzor, akadémikus.1948-ban védte meg doktori disszertációját, amelynek témája a hőszivattyúk alkalmazásának technikai, gazdasági feltételeivolt

(Heller L.: Die Bedeutung der Warmepumpe bei thermischer Elektrizitadserzeugung Universitaetsdruckerei, Budapest, 1948)


Befejezésül még egy mottó:„Lehetetlen egy probléma megoldása azokkal a

módszerekkel, amelyek magát a problémát hozták létre.” (Albert Einstein)

A fenntartható fejlődés útja:az emberhez méltó környezet létrehozása

Ez a rajz Handbauer Magdolna grafikus munkája


Az előadó rövid bemutatásaokleveles gépészmérnök, épületgépész (BME), ny. vezető-főtanácsos. Aktív tagja vagyok a következő szakmai szervezeteknek: MEE, MNT, ETE, MIPOET, MET Hidrogén Tagozat, valamint az ÉTE Hőszivattyús Szakosztály elnökségének. 2005-ben kidolgoztam és széles szakmai körben ismertettem a „Heller László terv, egy munkahelyteremtő kezdeményezés” című (röviden: Heller-program) országos viszonylatú javaslatot. 2002 óta publikációm többsége a világhálón is megtalálható. E-mail: [email protected]

Felhasznált és ajánlott irodalom, internetes források

● Kiss Ernő−Monostory Péter: Bioépítészet — 2004−2005Bába Kiadó és a Magyar Bioépítészeti Egyesület Szeged, 2007

● Komlós Ferenc: Hőszivattyú lakossági tájékoztató anyag: http://klima.kvvm.hu/index.php?id=48 (Kapcsolódó háttéranyag: http://klima.kvvm.hu/index.php?id=14)

● Komlós Ferenc−Fodor Zoltán−Kapros Zoltán−Vaszil Lajos: A hőszivattyú. Csináljuk Jól! energiahatékonysági sorozat 22. szám. Energia Központ Kht. Budapest, 2007. november (várható megjelenés): http://www.energiakozpont.hu/

• http://www.epiteszforum.hu/• http://www.zoldtech.hu/• http://ekh.kando.hu/hoszivattyu.html • http://www.levego.hu/#showTheme(16)

mailto:[email protected]

http://www.energiakozpont.hu/




http://www.epiteszforum.hu/

http://www.zoldtech.hu/

http://www.levego.hu/#showTheme(16)

Documents

X. Újszegedi Bioépítészeti Napok Komlós Ferenc: Igény a hőszivattyúra