belépés / regisztráció
2019. november 15. péntek
Aktuális lapszám

Szálloda monovalens hőszivattyús rendszerrel

November végén nyílt meg a bükfürdői Hotel Caramell nagyszabású fejlesztése révén létrejött új épületszárnya. A holisztikus szemléletet megtartva resorttá alakul a szálloda, kapacitásai jóformán megduplázódtak, és jelentősen gazdagodtak szolgáltatási körei is. Az újjászületést tükrözi a névváltozás, mely szerint a jövőben Caramell Premium Resort néven fut majd a komplexum. A fejlesztés eredményeként három új épületszárny épült. Ebben a cikkben ezt az új komplexumot mutatjuk be.

 

A „B” épületbe kerültek a medencék és a pihenő tereket tartalmazó és strandkapcsolattal rendelkező wellness. A földszintjén az alábbi medencék létesültek: termálmedence, kisebb gyerekmedence és a súlypontban az élménymedence kiúszóval, összekötve az udvari külső medencerésszel. A medencék körül pihenőterek létesültek.

A pincetérbe került az új épületek fűtési és hűtési energiaellátását biztosító talajszondás hőszivattyús rendszer gépészeti központja. A pincetér további területén a medencék és a légkezelést kiszolgáló berendezések és tartályok kaptak helyet.

A kétszintes „C” épület földszintjén lévő tér szórakoztató funkciókat ellátó részekkel van megtöltve. A bárpult és annak fogyasztótere a központi elem, amely köré golf szimulátorok, billiárd asztalok és automata bowling pályák vannak kiépítve. A folyosó a „C” épület földszintjénél előcsarnokká szélesedik ki, ahonnét az emeletre vezető lépcső is indul. Az emelet meghatározó helyisége a közel 700 fő befogadóképességű konferenciakomplexum, amellyel így országos szintű nagyrendezvények is Bükfürdőt választhatják majd helyszínként. A tér modul elemes mozgatható falak segítségével további egységekre osztható a flexibilis használat érdekében.

A „D” épületrészben 62 db további szállásegységet tartalmazó, változatos helyiségstruktúrájú szállodaépületet alakítottak ki (1. ábra).

Az új szállodarész megépítésénél nagy hangsúlyt kapott az energiatudatosság is, így az épületek hő- és hűtési energiaellátását 800 kW névleges teljesítményű folyadék-víz rendszerű hőszivattyúk biztosítják.

Az új szállodarész számított teljesítményigényei: 1. táblázat

A medencék mérete és teljesítményigénye:

  • Beltéri élménymedence: 120 m2-es és 32 °C-os fürdővíz hőmérséklettel rendelkezik.
    Hővesztesége: kb. 20 kW.
  • Kültéri élménymedence: 200 m2-es és 28 °C-os fürdővíz hőmérséklettel rendelkezik.
    Hővesztesége: 70 kW (20 °C átlag léghőmérséklet, minimális szél, fedés nélkül)
  • Beltéri gyerekmedence: 30 m2-es, 32 °C-os fürdővíz hőmérséklettel rendelkezik.
    Hővesztesége: kb. 5 kW

A hőközpont kialakítása (2. ábra)

A hő- és hűtési teljesítmény igények alapján 8db Vaporline® GBI80 hőszivattyút illesztettek a rendszerbe az alábbi megosztásban:

  1. 1 db GBI80-H (R410A) hőszivattyú HMV és kombinált üzemmódban aktív hűtésre tervezve.
  2. 2 db GBI80-HW (R410A) hőszivattyú előnykapcsolásban téli/ nyári medencefűtésre állítva, igény esetén kombinált fűtő-aktív hűtő üzemmódban is lehetséges a működtetése.
  3. 5 db GBI80-HACW (R410A) hőszivattyú a padlófűtés, fancoil-ok, légtechnikai kaloriferek fűtését és aktív hűtését biztosítják.

A fűtési üzemmód

Téli üzemmódban a padlófűtés, fancoil-ok, légtechnikai kaloriferek fűtését elsődlegesen az 5 db Vaporline GBI80-HACW hőszivattyú biztosítja (2. ábra).

Az alkalmazott hőszivattyúk EVI (Enhanced Vapor Inject) körfolyamattal, az ehhez szükséges ekonomizerrel és speciális EEV szeleppel, R410A hűtőközeggel, max.65 °C előremenő fűtési hőfokszinten képesek működni.

A hőszivattyúk mindegyike saját szabályzó és monitoring rendszerrel, távkapcsolati lehetőséggel, belső hűtőköri védelmekkel, reed relés áramlásőrökkel, reversing szeleppel, EEV szeleppel,1 négyjáratú fordító szeleppel2, hűtőközeg tartállyal, desuperheaterrel3, HMV cirkulációs szivattyúval, rezgés és hangcsillapított, szinterezett burkolattal szerelt készülék.

A belső hőleadóknál tervezett maximális fűtési előremenő hőfokszint 55 °C/48 °C.

A mindenkori előremenő fűtési hőfokszintet a külső hőmérséklet függvényében, belső referenciahely hőmérsékletéről kompenzáltan határozzuk meg. Ez az időjáráskövető intelligens szabályozás biztosítja a hőszivattyús fűtési rendszer SCOP (SPF)4 értékének maximalizálhatóságát.

A szondarendszer tervezett legalacsonyabb feljövő folyadék hőmérséklete 4,0 °C.

A tervezett max. 50 °C-os fűtési, 4,0 °C-os bemenő folyadék hőfokszinteken a tervezett Vaporline hőszivattyú kimenő fűtési egység teljesítménye 90,0 kW.

Az 5 db HACW típusú (fűtés-aktív hűtés, HMV-termelés) hőszivattyú vezérgépes szabályzással működik, mind fűtési, mind hűtési üzemmódban. Emellett a teljesítménye 15%-ában használati melegvizet állít elő, amenynyiben szükséges. A vezérgép szabályzója mindig csak annyi hőszivattyút indít, amennyi a megkívánt előremenő hőfokszintet tartani képes.

A legnagyobb terhelésnél (legalacsonyabb tervezett külső léghőmérséklet):

Pfössza=5db*90kW=450 kW

COP4/50c=3,6

A legkisebb terhelésnél (tervezett legmagasabb külső léghőmérséklet):

Pfösszm=5db*100kW=500 kW

COP10/35C=5,6

A medencék fűtése

A betervezett 2 db Vaporline® GBI80-HW hőszivattyú a tervek szerint elsődlegesen az épületből elvont hőből (szimultán üzemmód) előnykapcsolásban fűti a medencéket, és a medencék felfűtése után automatikusan átvált fűtő üzemmódra, a puffer tartályt a külső hőfoknak megfelelő hőfokú meleg vízzel tölti fel.

A fűtésrásegítésnél a cirkulációs szivattyút indítja a vezérgép, ekkor a hőkivétel megtörténik, és a két hőszivattyú rásegít a fűtési puffertartályra. Ezen megoldás legnagyobb hatékonysága a tavaszi, nyári, őszi időszakban várható, amikor az aktív hűtési igény már jelentkezik. A kapcsolt megoldás magas hatékonysága célszerűtlenné tette a passzív hűtés rendszerbe illesztését.

Fűtési időszakban 110 kW egyidejű fűtési és aktív hűtési igény tervezett, amely a 4 csöves beépített fan-coil hőleadókkal, és a beépített 5000 literes hűtési puffertárolóban előállított hűtött vízzel ekkor is előállítható. A fűtési üzemmódban a medencefűtő hőszivattyúk a hűtési tároló mellett a talajszondákból tudnak hőt felvenni.

A fűtési COP alakulása medencefűtésnél téli üzemmódban

Ekkor a hőszivattyú az elpárologtató oldalon min. 5,5 °C-os, max. 12 °C tápvizet fog kapni.

Qf min= 91,0kW

Elektromos telj.igény: 18,2kW

COPmin(5,5/35C 0)=91,0kW/18,2= 5

Qf max= 104,0kW

Elektromos telj.igény: 18,3kW

COPmin(5,5/35C0)=104,0kW/18,3≈5,7

A HMV-előállítás kombinált üzemmódban

A HMV-előállítás elsődlegesen az aktív hűtéssel egy időben (szimultán üzemmód), az épületből elvont hőből magas hatékonysággal történik a terv szerint. Ezzel a tervezett szondarendszer évi terhelését is jelentős mértékben lehet csökkenteni, így a szondarendszer átlagos hőfokszintjét lehet emelni.

Előállítás „desuperheaterrel”

A használati melegvíz-előállítás „desuperheaterrel” a fűtési teljesítmény ∼15%-ában lehetséges max. 60 °C-os átlagos tároló hőfokszinten, a fűtési SCOP értékkel azonos hatékonysággal fűtési üzemmódban.

Hűtési üzemmódban a HMV-teljesítmény az épületből elvont hőből külön elektromos energiabevitel nélkül történik, így növeli a hűtési EER értékét!

Megjegyzendő, hogy ez a HMV-teljesítmény csak akkor jelentkezik, ha a hőszivattyúk fűtő vagy hűtő üzemmódban működnek!

QHMV=7db*14kW/db= 98kW

A HMV-előállítás GBI80-H hőszivattyúval szondából

Magas hőmérsékletű, 60 °C-os HMV előállítás. Magas fűtési hőmérséklet igény esetén a legnagyobb tervezett talajterhelésnél:

Qf(5/65)= 1db*95kW=95 kW (szondából)

A tároló felfűtési ideje

A tároló kapacitása: V=6 m3

Átlagos fűtési kapacitás: 144 kW5

A 60 °C-ra történő felfűtéshez szükséges hőmennyiség: 1260 MJ (350 kWh)

A felfűtési idő: ∼2,4 h

COP (5/60 °C)=2,9

A szondarendszer kialakítása

Ismerve a talaj- és kőzetviszonyokat, a talajkonduktivitás (hővezetőképesség) értékét, és a szükséges összes paramétert figyelembe véve a GLD design tervező programmal meghatároztuk az adott területen a szükséges szondahosszt. A gépenként 15 db, 100 m-es szonda a tervezett évi futási időkkel SCOP=4,1-es értékkel működik a számítás szerint.

Hűtési üzemmódban a várható SEER érték: 5,6.

Ezen értékekbe a föld oldali cirkulációs szivattyúk rontó hatása be van számítva.

A szonda kétcsöves rendszerű, távtartókkal ellátva, DN32-es SDR11 min.16 bar-os KPE csövekből készült, a végén fordítóidommal szerelt.

Hőmennyiségmérés

A fűtő-hűtő hőszivattyús rendszerbe 12 db Zenner „Sonar” – ultrahangos átfolyás – érzékelőt építettünk be, amelyek segítségével a rendszer hatékonyságát, a valós SCOP, SEER érték alakulását nyomon lehet követni.

Az ultrahangos átfolyás-érzékelők nagy előnye, hogy nincs mozgó alkatrész az áramlás-érzékelőben. Ennek eredményeként az ultrahangos hőmennyiségmérő érzéketlen az áramló közegben előforduló szenynyeződésekre és csendesen működhet. Ezért szinte mentes a kopástól. A térfogatáram információk elektromos impulzusok formájában jutnak el a hőmennyiségmérő elektronikájához. A ZENNER ultrahangos érzékelőjének egyik legfontosabb jellemzője a folyamatos, automatikus önellenőrzés.

Az elektronikus mérőberendezés folyamatosan figyeli az érzékelő által átküldött jeleket, hiba érzékelése esetén azt azonnal regisztrálja (3. ábra).

A hőszivattyús hőközpont szabályozása

A hőközponti hőszivattyúk szabályozását, a hőszivattyúk monitoringját, a hálózati és távkapcsolati lehetőséget alapvetően a hőszivattyúkba épített Siemens Albatros szabályzók végzik.

A fűtési üzemmód

Fűtési üzemmódban az 5 db hőszivattyú kaszkád üzemmódban dolgozik a fentebb leírtaknak megfelelően. A kaszkád szabályzást szintén az általunk vezérgépnek kinevezett és programozott Siemens Albatros szabályzó látja el.

Ezenkívül hőszivattyúkba épített és a külső és belső léghőmérsékletek alapján intelligens szabályzást valósít meg, ami azt jelenti, hogy a fűtési jelleggörbét önállóan, az épület mindenkori igényének megfelelően állítja be.

A szabályzó váltakozó indítást és teljesítmény szabályozást valósít meg a fűtési előremenő hőfok függvényében.

A beépített hőmérséklet- és nyomásérzékelőkön keresztül ellátja az elsődleges védelmi feladatokat (magas, alacsony oldali nyomás, feljövő vízhőmérséklet, kompresszor hőmérséklet ellenőrzés) és hibakijelzést valósít meg.

A hőnyerési mód szabályozása az R1 jelű szabályzó

Az elpárologtató oldalon a hőszivattyúk kétféle üzemmódban képesek működni. Az elsődleges cél a kombinált fűtő/hűtő üzem megvalósítása.

A szabályozást egy külön, szabadon programozható szabályzóval kell megoldani (4. ábra).

A szabályzó érzékeli a kiegészítő hűtési puffertartály (pT3) hőmérsékletét. Amennyiben a tartály hőmérséklete a beállított érték felett alakul, akkor a szabályzó zárja a hőcserélők előtti motoros szelepeket, és a beépített hőcserélőkön keresztül hűti a kiegészítő hűtési tárolót. Amikor a puffer hőmérséklete elérte a beállított szintet, akkor nyitja a motoros szelepeket, és így a medencefűtés, illetve fűtésrásegítés a földszondákon keresztül valósul meg.

Távolsági elérés

A beépített szabályzórendszer biztosítja a felhasználó részére a hőszivattyús rendszerre vonatkozó működési információkat egy internet modemen keresztül. A szerviz részére ezenkívül a teljeskörű hozzáférést biztosít a beállított paraméterek megváltoztatásához, a működés közbeni esetleges hibák kiküszöböléséhez (5. ábra).

A hőszivattyús rendszer az elmúlt év novemberétől teljes üzemben működik. Megtörtént a teljesen új komplexum felfűtése, a medencék felfűtésével egyetemben. A rendszer probléma nélkül teljesítette a feladatát annak ellenére, hogy a belső hőleadó rendszerben még sok szabályozatlanság, hővisszanyerési probléma volt. Ezenkívül a hőszivattyús rendszer is próbaüzemet teljesített, hiszen a hőszivattyúk szabályozását is csak egy kész rendszerhez lehet pontosan beállítani. Az átlagnál hosszabb és hidegebb tél a szondarendszert is próbára tette. A szondarendszer átlaghőmérséklete ennek ellenére a tervezett módon alakult. A rendszer hatékonyságáról pontos képet nem lehetett alkotni, mert a hőszivattyús rendszer hőmennyiségmérőit csak ez év januárjában üzemelték be.

A rendszer indulásától számítva a hőszivattyúk a primer, szekunder, valamint HMW cirkulációs szivattyúkkal egyetemben 197 312 kWh elektromos energiát fogyasztottak el, és ezen idő alatt a kompresszor üzemórák alapján kalkulált rendszerbe bevitt fűtési energia 715 645 kWh. Ez, amennyiben a szekunder oldali és HMV szivattyúkat leszámítjuk, a föld oldali szivattyúkkal együtt, SCOP=3,8 körüli érték. Amennyiben figyelembe vesszük, hogy a hőszivattyús rendszert csak a leghidegebb időszakban üzemelték be és mérték, és az idő nagyobb részében folyamatosan 57 °Cos előremenővel dolgozott, akkor ez igen jó érték. A következő szezonban már pontos és regisztrált adatok fognak rendelkezésre állni az SCOP alakulására vonatkozóan.

2. ábra. Az új épületrész hőszivattyús hőközpontja


1 Elektronikus, léptetőmotoros expanziós szelep.

2 A négyjáratú fordító szelep hűtési üzemmódban ellenáramúvá teszi az elpárologtatót, és ezzel jelentősen növeli a hűtés hatékonyságát.

3 Magas hőmérsékletű HMV-t biztosító elsődleges hőcserélő.

4 Seasonal Power Factor (évi átlagos COP érték)

5 A „desuperheater” összes teljesítményét 50%- kal számoltuk be.

 

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?
  A hőszivattyús rendszerek hatékonysága a pályázati követelmények tükrében
  A kettő, vagy több épület megújuló, hidrotermikus energiaellátásának megvalósítása hőszivattyúkkal

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