belépés / regisztráció
2019. április 20. szombat
Aktuális lapszám

A földhő hőszivattyús rendszerek fajlagos költségei fűtéskorszerűsítéseknél I.

„A széllel szemben vagy ennyire ismeretlen? II.” cikkben leírtakat most a földhő hőszivattyús rendszerek alkalmazhatóságának pénzügyi, közgazdasági szempontjából vizsgáljuk meg, méghozzá a fűtéskorszerűsítéseknél, a különböző hőnyerési módok és fűtési-hűtési HMV-kapacitások esetén.

 

Elöljáróban megjegyzendő, hogy az alább közölt, számított beruházási és energiaköltségek alakulásának megvannak a műszaki tervezési szemléletbeli követelményei, amelyeknek mindenképp teljesülniük kell ahhoz, hogy a számított mutatók valós értéket mutassanak.

Az összehasonlítást az LCOE (fajlagos energia költség, élettartamra vonatkoztatva) mutató alapján végezzük.

Ez a számítási módszer1, amelyet a Nemzetközi Energia Szövetség (IEA) is használ, diszkontálja a jövőbeli költségeket, majd elosztja a kapott eredményt a jövőbeli output jelenértékével.

Mint egy pénzügyi eszköz, az LCOE nagyon értékes összehasonlítást ad a különböző fűtési rendszereknél. A viszonylag alacsony hőszivattyús rendszer LCOE érték a gázkazános rendszerek értékéhez viszonyítva azt jelenti, hogy magasabb a megtérülés valószínűsége. Ha a költségek egy megújuló technológia alkalmazása esetén olyan alacsonyak, mint a jelenlegi hagyományos rendszerek költségei, akkor azt mondják, hogy elérte a „Rács paritást”, vagyis azt a pontot, ahol a megújuló energiaforrás széleskörű elterjedésre számíthat állami támogatás nélkül is.

A földhő hőszivattyús rendszerek fajlagos költségelemzése

A hőszivattyús rendszerek költségvizsgálatakor a fűtéskorszerűsítést vesszük alapul. Ilyenkor a meglévő, magas fűtési hőmérsékletű (max. 63 °C radiátoros), kondenzációs gázkazánnal működtetett rendszerek kiváltása történik, különböző hőnyerési módú geotermikus hőszivattyúkkal. Az ilyen jellegű hőszivattyús alkalmazás feltétele, hogy az alkalmazott hőszivattyúk képesek legyenek magas kondenzációs hőfokszinteken és SCOP értéken dolgozni.

A magyar hőszivattyú-fejlesztés ebben az irányban történt és a többéves tapasztalatok alapján a közvetlen radiátoros rendszerek hőszivattyúkkal történő működtetése lehetséges monovalens módon, de az optimális megoldás a monoenergetikus rendszerek kialakítása.

Emiatt az alábbi elemzések, a fűtéskorszerűsítésekre jellemző, magas fűtési hőmérsékletű, max. 63 °C/57 °C rendszerekre vonatkoznak. Az összehasonlítás alapjául a jelenlegi leghatékonyabb, szénhidrogén alapú energiahordozóval működő kondenzációs gázkazános rendszer szolgál.

Az egyedi családi házas, tömbházas, valamint közepes és nagy intézményi rendszerek fűtéskorszerűsítése hőszivattyúk alkalmazásával többféle módon lehetséges.

Zárt szondás hőszivattyús rendszerek, egyedi hőszivattyúk alkalmazásával

A családi házaknál, közepes és nagy intézményeknél a leggyakoribb a hőszivattyús megoldás, amelyet családi házas fűtési-hűtési HMV-rendszerek esetén, főleg új házak építésénél, sok esetben pályázati támogatás nélkül is alkalmaznak.

Tömeges alkalmazása viszonylag magas költségei miatt fűtéskorszerűsítéseknél nem jellemző.

A sok esetben irreálisan magas költségek oka az, hogy a hőszivattyús készülékek legtöbbjének alacsony a hatékonysága, hiányosak a készülékekkel gyárilag kiadott paraméterek, tervezésre alkalmatlanok, illetve a tervezői ismeretek nem megfelelők.

A tömeges ár/érték aránynak megfelelő rendszerek alkalmazásának egyik feltétele a pénzügyi támogatáson felül a követelményszintjének szigorúbb megfogalmazása, az ellenőrzés feltételeinek megteremtése, amely a tervezőket ismereteik bővítésére, az általuk alkalmazott hőszivattyús technika gondosabb megválasztására ösztönzi.

Csoportos, nyitott kutas vagy hulladékhő megtáplálású rendszerek, egyedi hőszivattyúk alkalmazásával

Családi házak és tömbházak támogatott hőszivattyús fűtéskorszerűsítését kedvezőbb beruházási költségekkel és magasabb hatékonysággal úgy lehetne megoldani, hogy nem szondákat, hanem utcaszinten (akár településrész szinten) egy folyadékvezeték párt fektetnének le, és 100-200 m mély fúrt kútpárokból egy központi hőcserélőn keresztül adnánk át a hőt a zárt rendszerben keringő tápfolyadékba (víz-fagyálló keverék), amelyből akár 50-100 épület hőszivattyús, alacsony hőfokú táphője lenne biztosítható.

Egy ilyen zárt rendszerű vezetékhálózat kiépítése lehetővé tenné azt is, hogy a településen esetlegesen keletkező hulladékhőt, a szennyvíztelep hőjét, a lakóépületek elfolyó szennyvizének hőjét, vagy például a település ivóvizének pár fokos hűtéséből keletkező hőt egy hőcserélőn keresztül a tápvízhálózatba engedjék, és ezzel csökkentsék a kútvíz tömegáram igényét, valamint javítsák a hőszivattyús rendszerek hatékonyságát.

A fajlagos költségek alakulása egyedi családi házak földhőszondás hőszivattyús rendszereinél

Az összehasonlítás alapjául a hagyományos hőközpontok, kondenzációs gázkazánok szolgáltak, a kondenzációs kazánok átlagos árainak, a kéményépítés, tervezés, kazánházi szerelvények, munkadíjak figyelembevételével.

A fűtési hőfoklépcsőt 60 °C-os fűtési középhőmérsékletben határoztuk meg. Ez azt jelenti, hogy a fűtési hőfoklépcső gázkazán esetén 70°C/50 °C. Hőszivattyú esetén 63 °C/57 °C.

Az 1. ábra alapján a kondenzációs gázkazánoknál 96%-os átlag hatásfokot (ηátl=96%) vettünk figyelembe. A gázárakat és elektromos energia árakat a rezsicsökkentés előtti árakon, áfával számoltuk.

A számított LCOE értékek

A számítások adatait és eredményét a lakóépületeknél leggyakoribb 15 kW fűtési teljesítményű rendszeren keresztül mutatjuk be. (Fűtött épület térfogat:700-1000 lm3.)

Az egyedi, zárt szondás hőszivattyús rendszerek esetében a beruházási költségek, a hazai viszonyok között elérhető SCOP értékek, a magyar fejlesztésű Vaporline® hőszivattyúkra vonatkoznak, amely értékek és paraméterek a gyakorlatban is bizonyítottak.

A fűtés HMV-funkcióval rendelkező hőszivattyús, magas hőmérsékletű radiátoros hőleadóval szerelt fűtési rendszer esetében az SCOP=4,1 az EVI (Enhanced Vapor Inject) körfolyamatnak, a HMV-előállítást biztosító „desuperheaternek”, valamint a hőszivattyú-fejlesztés egyéb eredményeinek köszönhetően reálisan megvalósítható paraméter. A fűtési hőfokszintek beállítása, beépített külső hőmérséklet függő szabályozással, átlagban 40 °C/34 °C- 63 °C/57 °C között történik (2. ábra).

A fűtő, aktív-hűtő HMV-funkcióval rendelkező hőszivattyús rendszer megvalósítása – fűtéskorszerűsítés esetén – megkívánja a magas hőmérsékletű hőleadók fan-coil rendszerre történő, legalább részleges cseréjét, mert így a fűtési hőfokszint is jelentősen csökkenthető, és a fűtés és aktív hűtés összevont SCOP=4,5 értéke ez esetben megvalósítható (3. ábra).

A csoportos, nyitott kutas hulladékhő megtáplálású hőszivattyús rendszer számításban szereplő beruházási költsége, a tápvezeték építés lehetőségeinek és költségének függvényében változó és jelenleg hazai referencia nélkül csak kalkulált költség. A tervezett összevont SCOP=5, a fűtő-hűtő-HMV funkciók esetén a víz-víz, illetve hulladékhő hőnyerési módú hőszivattyús rendszer esetén mindenképp reális érték (4. ábra).

(Folytatjuk)

1A számítási metódust készítette: Laurinyecz Norbert, közgazdász
2Az ábrákban szereplő COP értékek alatt az SCOP(SPF) értékek értendők.

***

1. ábra. Kondenzációs hatásfok (Forrás: Remeha)
2. ábra. Egyedi zárt szondás, fűtés+HMV hőszivattyús rendszer2
3. ábra. Egyedi zárt szondás, fűtés+aktív hűtés+HMV hőszivattyús rendszer
4. ábra. Csoportos, nyitott kutas hulladékhő megtáplálással (fűtés-aktív hűtés-HMV)

FODOR ZOLTáN
fejlesztőmérnök, Geowatt Kft.
MÉGSZ Geotermikus Hőszivattyús Tagozat elnöke

A szerzõ egyéb cikkei:

  Tervezz felelőséggel a környezetért!
  A hőszivattyúk alkalmazhatósága távfűtéseknél
  Aktív vagy passzív hűtést?
  Mellőzhető a mérnöki munka?
  Szálloda monovalens hőszivattyús rendszerrel
  A hőszivattyús rendszerek hatékonysága a pályázati követelmények tükrében

A szerzõ összes korábbi cikke >>

Eseménynaptár

Hirdetés
Kiadja a Média az épületgépészetért Kft.
Szerkesztőség és kiadóhivatal:
H-1112 Budapest, Oltvány u. 43. I/2.
Telefon: +36 (1) 614 5688
E-mail: kiado@magyarinstallateur.hu

 
Előfizetésben terjeszti a Magyar Posta Zrt. Hírlap Igazg.
Előfizetés és reklamáció: +36 (1) 767-8262
E-mail: hirlapelofizetes@posta.hu
 
 
elfelejtettem a jelszavam