belépés / regisztráció
2020. december 5. szombat
Aktuális lapszám

Okos megoldások?

A napokban a szaklapokat böngészve kezembe került egy cikk, amelyben Európa legkorszerűbb arénájáról olvastam. A viszonylag rövid írást áttanulmányoztam, és a beépített technikát az interneten megismertem, így a létesítményt szerény ismereteim alapján, nagyrészt korszerűnek ítélem meg, de az energetikai megvalósítással kapcsolatban már felmerültek kérdéseim. Annak ellenére, hogy az épület energetikai minőség szerinti besorolása „A+”, vagyis fokozottan energiatakarékos.

 

Előre jelzem, hogy e véleményemet a pontos helyszíni ismeretek nélkül csak fenntartásokkal tudtam a magam számára is megfogalmazni, de mint az energetika bizonyos területén jártassággal bíró mérnök, úgy érzem, hogy mint egy elméleti lehetőséget, egy, a megvalósítottnál korszerűbb megoldást, mindenképpen szükséges elméleti szinten körbejárni.

A tervező kollégák figyelmét szeretném felhívni a stadionoknál általánosan alkalmazott fűtési, aktív hűtési rendszerek lényegesen hatékonyabb, és szerintem a jelenleginél nem, vagy alig költségesebb megoldására.

A megvalósult állapot

A cikk szerint az aréna fejépületében beépített hűtési teljesítmény 1,5 MW, és a hűtési igény fedezésére pedig kompakt folyadékhűtőket telepítettek.

Az épület fűtését kondenzációs gázkazánok látják el, a beépített teljesítmény 60/40 °C hőfoklépcsővel 2 MW. Ebből a glikolos pályafűtés kiszolgálására 1150 kW fűtési teljesítmény szükséges.

A helyiségek fűtéséről és hűtéséről alacsony hangteljesítmény-szintű fan-coil berendezések gondoskodnak.

Alternatív megoldás

Az első gondolat, amely megfogalmazódott bennem a cikk elolvasásakor az volt, hogy amennyiben egy arénát Európa legkorszerűbbjeként említünk, akkor a beépített sok innovatív „zöld” technológia mellett a fűtési-hűtési rendszert is korszerűen kellett volna kialakítani. Ellentétben a cikkben szereplő „takarékos” jelzővel én ezt a megoldást nem ítélem annak, hiszen Magyarországon is vannak példák arra, hogy korszerűtlennek, energiapazarlónak ítélt levegőkondenzátoros folyadékhűtőket és gázkazánokat innovatív gondolkodású üzemtulajdonosok költségkímélő fűtő, aktív hűtő zárt szondás hőszivattyús rendszerekre cserélték le.1

A jelen esetben, amikor 1,5 MW aktív hűtési teljesítmény és emellett 1,15 MW alacsony hőmérsékletű fűtési igény jelentkezik egy arénánál, a zöld technológia, a hatékonyság és beruházási költség szempontjait figyelembe véve célszerűnek tartottam volna a leghatékonyabb, és egyben költségkímélő hőszivattyús fűtési-hűtési rendszer kialakítását.

Egy aréna fűtése egy speciális terület olyan értelemben, hogy a fűtési-hűtési rendszer kihasználtsága egy lakóépülethez viszonyítva kisebb, emiatt elemezni szükséges egy drágább, „zöld” technológia beépítését, annak megtérülését. Ezen szempontokat is figyelembe véve ennél a projektnél a hőszivattyús rendszert – megítélésem szerint – az aktív hűtési teljesítményigény nagyságrendjéig kellett volna betervezni, ami egyben biztosította volna a pályafűtést is. Egy ilyen, két feladatot ellátó rendszer várható bekerülési összege közel azonos a folyadékhűtő rendszer és a gázkazános rendszer kiépítésének költségével, amit a kihasználtságától függetlenül mindenképp ki kellett építeni.

A fejépület fűtésére2, amely rendszer fűtési óraszáma maximum fele akkora, mint ami egy lakóépületnél jelentkezik, az ár/érték arányt tekintve célszerű megoldásnak tartom kondenzációs gázkazánok alkalmazását. Ebben az esetben a rossz kihasználtság miatt egy lényegesen költségesebb hőszivattyús megoldást alkalmazva a megtérülési idő jelentősen növekedne.

A fenti elképzelés alátámasztására az alábbiakban megvizsgálom egy fentebb vázolt hőszivattyús rendszer kialakításának lehetőségét, lehetséges költségmegtakarítását, és beruházási költségét.

Zárt szondás hőszivattyús rendszer

Mint fentebb említettem, egy ilyen nagy hőterhelésű arénában az aktív hűtés hatékony megvalósítására célszerű fókuszálni a hőszivattyúk és a hőnyerési mód megválasztásánál. Ez alapján pedig egyértelmű, hogy a tervezettnél lényegesen jobb SEER3 értéket csak a hűtési hőfokszinteken is hatékonyan működő hőszivattyúkkal, és zárt szondás hőnyerési rendszer alkalmazásával lehet biztosítani.

Hőszivattyú választás

Elsődleges szempont a kiválasztásnál, hogy a földhő tervezett hőfokszintjén és alacsony fűtési előremenő hőmérsékleten4 a leghatékonyabb, és egyben a lehető legnagyobb egységteljesítményű, és így beruházási költségkímélő hőszivattyút válasszunk.

Erre a feladatra alkalmasnak ítélhetők a Vaporline GB260-HAC-típusú, R410A hűtőközeggel működő tandem scroll kompresszoros hőszivattyúk.

A hőszivattyúk paraméterei hűtési üzemmódban

A tervezett 7 °C/12 °C hűtési, valamint 25,1 °C/19 °C föld hőfokszinten:

  • hűtési teljesítmény: 265 kW,
  • COP(EER): 6,0,
  • elektromos teljesítmény igény: 44,2kW,
  • tömegáram igény: 720 l/min.

A 7 °C/12 °C hűtési, valamint 21 °C/15 °C kezdő föld hőfokszinten:

  • hűtési teljesítmény: 275 kW,
  • COP(EER): 6,6,
  • elektromos teljesítmény igény: 41,6kW,
  • tömegáram igény: 720 l/min.

A fenti paraméterek alapján az 1,5 MW hűtési teljesítmény igényt 6 db GB260-HAC hőszivattyú párhuzamos működtetésével lehetne biztosítani, így az összes hűtési teljesítmény: Qhössz= 6db*265kW= 1590 kW

A hőszivattyúk paraméterei fűtési üzemmódban

A tervezett legalacsonyabb 5,0 °C-os földhő és max. 40 °C-os kondenzációs hőfokszinten:

  • hűtési teljesítmény: 233 kW,
  • COP(EER): 4,2,
  • elektromos teljesítmény igény: 55,0kW,
  • tömegáram igény: 720 l/min.

A 10 °C/35 °C kezdő föld/fűtési hőfokszinten:

  • hűtési teljesítmény: 271 kW,
  • COP(EER): 5,3,
  • elektromos teljesítmény igény: 51,0kW,
  • tömegáram igény: 720 l/min.

A fenti paraméterek alapján a tervezett 6 db GB260- HAC hőszivattyúval biztosítható összes fűtési teljesítmény a legnagyobb terhelésnél: Qfössz= 6db*233kW= 1398 kW

Megállapítható, hogy a pályafűtés teljesítmény igényét a beépített hőszivattyúk tartalékkal kielégítik.

A szondarendszer

A szondarendszer elhelyezésére a terület egy aréna esetében mindenképp adott, hiszen a pálya alatt a szondarendszer elhelyezhető. A „Tichelmann” rendszerű gerincvezeték kiképzés alkalmazásával 2 m mélységben minden csővezeték eltüntethető, így az a pályakiképzését nem akadályozza. Érdekes és speciális megoldás, hogy a talaj mélyebb rétegeiből feljövő hővel fűtjük a pálya felső rétegét. Ebben az esetben nem jelent gondot az sem, hogy a talaj felsőbb rétegét magasabb hőmérsékleten tartva a 2 m mélyen lévő, lényegesen alacsonyabb gerincvezeték felé hő áramlik, mert az visszakerül a rendszerbe és némileg növeli a hőszivattyú elpárologtató oldali folyadék hőfokszintjét, és így a hőszivattyús rendszer SCOP értékét.

A szükséges szondaszámot mutatja az 1. és a 2. ábra.

Az adott terület földtani paramétereinek figyelembevételével, a csökkentett futási óraszámokkal számolva a szükséges szondaszám egy hőszivattyúhoz 26 db 100 méter mélységű, 2 csöves szonda. Az összes szondaszám igénye: 156 db 100 m-es szonda.

A szondaszámok és hőszivattyú paraméterek alapján számított rendszer fűtési SCOP=4,7, hűtési SEER=5,8.

A beruházási költségek alakulása

Szondarendszer földmunkával kompletten: 85.360.000,- Ft

Hőszivattyús hőközpont: 88.000.000,- Ft

Összes beruházási költség (nettó): 173.360.000,- Ft

Amennyiben ezt a beruházási költség igényt összehasonlítjuk egy 1,5 MW teljesítményű folyadékhűtő rendszer, valamint 1,2 MW gázkazános rendszer kiépítésével, ahol ennek a teljesítménynek megfelelő kazánházat, füstelvezetést, gázvezetéket is ki kellett építeni, akkor biztosan állíthatom, hogy megtérülést ebben az esetben nem kell számolni, hiszen a beruházási költségek között jelentős eltérések nem valószínűsíthetőek.

A fentiek alapján megállapítható, hogy amennyiben valamilyen technológiai, vagy egyéb akadálya nem volt egy ilyen hőszivattyús rendszer kiépítésének, amely több mint 50%-kal csökkentette volna a primer energiahordozó felhasználást, így ennek megfelelően hozzájárult volna a térség CO2, CO, NOX terhelésének csökkentéséhez, akkor az arénát tervező mérnökök az ismert, hagyományos, de sajnos közel sem a legkorszerűbb, „legzöldebb”, megoldást választották.

Remélem, hamarosan lesz olyan arénánk is, amelyre összességében tényleg rá lehet mondani, hogy „okos megoldás”!

***

1. ábra.
2. ábra.


12008. Felina Hungaria Szeghalom. Nagy évi terhelésű folyadékhűtőket cseréltek le zárt szondás hőszivattyús rendszerre, amellyel így a gázkazánokat is kiváltották.
2A pályafűtésen felüli rész: 850 kW.
3SEER =évi átlagos hűtési COP(EER) érték.
4Nem ismerve a pályafűtés fűtési előremenő hőfokszintjét, csak feltételezni tudom, hogy a fűtési előremenő hőmérséklete a 40 °C-ot nem haladja meg.

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