belépés / regisztráció
2020. január 23. csütörtök
Aktuális lapszám

Új év, új támogatási periódus, új várakozások

Most egy új év, és egy új EU támogatási periódus kezdetén kis összegzést, kis áttekintést szeretnék e cikk keretében adni, bemutatva a geotermikus hőszivattyús alkalmazások lehetőségét, azt a munkát, amelyet a területen tevékenykedő fejlesztő és tervező mérnökök végeztek. Megemlíteném továbbá a jövőbeli reményeinket, céljainkat, amelyek meggyőződésünk szerint hozzájárulnának felzárkózásunkhoz, a világon zajló robbanásszerű fejlődéshez.

 

Bevezetésként sokadszorra, de érezhetően nem elégszer fogalmazzuk meg, hogy Magyarországon milyen adottságai és milyen komoly lehetőségei vannak a hőszivattyúk alkalmazásának.

A hőszivattyúk alkalmazhatósága, geotermikus adottságaink

A geotermikus energia a Föld belsejéből származó hőenergiát jelenti, amely döntően a földkéregben koncentrálódó hosszú felezési idejű radioaktív elemek bomlási hőjéből táplálkozik. A hő a felszín és a mélyebb zónák közötti hőmérséklet-különbség miatt sugárzás, áramlás és vezetés révén a Föld felszíne felé áramlik és kilép az atmoszférába (1. ábra).

Magyarország geotermikus adottságai – annak ellenére, hogy nem vulkáni területen található – európai, de nemzetközi viszonylatban is kiemelkedőek. Magas kőzethőmérséklettel rendelkező, sekély mélységű geotermikus területek ott is előfordulhatnak, ahol az átlagosnál vékonyabb a földkéreg. Ez az alapja Magyarország kedvező geotermikus adottságainak. Magas a hőmérséklet mélységgel történő emelkedése, ∼ 50-60 °C/km, szemben az átlagos 20-30 °C/km értékkel. Így 100 m mélységben az átlaghőmérséklet már 15-16 °C, amely a talajhő hőszivattyúval történő hasznosításához már igen kedvező érték.

Ez az adottság nagy lehetőségeket teremt hazánkban a magas hatékonyságú, zárt szondás, valamint nyitott kutas, reverzibilis hőszivattyús rendszerek kialakítására.

A hőszivattyúk alkalmazásának másik lehetősége, amikor „hulladékhőt”, vagyis olyan hőt, amely különben viszonylag magas hőmérsékleten a környezetbe távozna, hasznosítunk. Ez a hő lehet 20 °C-40 °C-os termálvíz1, de ipari folyamatoknál keletkező melegvíz vagy levegő formájában jelentkező „hulladékhő” is.

A hőszivattyús technika fejlődésével a magasabb hőmérsékletű (20-40 °C) elfolyó termálvizeket, illetve hulladékhőt magas fűtési hőfokszinten 60 °C-65 °C, magas COP-értéken lehet hasznosítani, ami az eddigieknél tágabb teret enged a hőszivattyúk alkalmazhatóságának ipari folyamatokban, és magas hőmérsékletű konvekciós fűtési rendszerek közvetlen megtáplálásában.

Megállapíthatjuk tehát, hogy hazánkban a hőszivattyúk alkalmazásának geotermikus lehetőségei adottak, és a technikai fejlődéssel a felhasználási lehetőségek bővülnek.

A hőszivattyúk magyarországi alkalmazhatóságának sokadszorra – de érezhetően nem elégszer – megfogalmazott lehetőségeivel kapcsolatban és a fenti megállapítás alátámasztására, az alábbiakban szeretnék idézni egy 2008. márc. 31-i keltezésű tanulmányból:2

„ A hőszivattyúk használatának elterjesztése a legkisebb ráfordítást és számottevő környezetvédelmi (széndioxid emisszió megtakarítás) hasznot ígérő lépés a geotermikus energia és a talajhő hőszivattyúkkal történő kihasználásának elősegítéséhez.

  1. Rendelkezésben célszerű rögzíteni a hőszivattyús fűtési-hűtési technológia fontosságát.
  2. Ki kell dolgozni a hőszivattyús rendszerek telepítésének, támogatásának jelenleginél hatékonyabb módozatait, az energia-hatékonysági, - takarékossági, fenntarthatósági és munkaerőpiaci előnyök tükrében. Mindezt azért, hogy jelenlegi szerény mutatóinkat mielőbb felzárkóztathassunk a világon lejátszódó robbanásszerű fejlődéshez.
  3. A hőszivattyúk nagyobb arányú elterjesztésénél törekedni kell a hazai technológiafejlesztés és gyártás felfuttatására. A földgáz üzemű hőszivattyúk kifejlesztésével alkalmazkodni lehet a hazai energia-struktúrához, és így saját piacunkra tudunk termelni. A berendezés azonban működtethető biogázzal és egyéb környezetbarát hajtóanyaggal is.”

Az idézet elismert személyek megalapozott véleménye, melyet 2008-ban, közel 7 éve írtak le! A 2008-ban megfogalmazott fenti megállapítások lendületet és reményt adtak a hőszivattyús területen tevékenykedő mérnökök számára arra vonatkozóan, hogy Magyarországon is kiemelt jelentőséget fog kapni ez a részben megújuló energiát hasznosító technika. És hová jutottunk? A lendület csökkent, a várakozás még megmaradt. Megállapítható, hogy a hőszivattyús technika alkalmazásának volumene számottevően nem bővült, a megítélése szakmai politikai körökben érezhetően nem javult. Annak ellenére, hogy szakmai szervezetek, fejlesztő mérnökök, cégek sokat próbáltak tenni annak érdekében, hogy a hőszivattyús technika színvonala a magyarországi döntéshozók, beruházók ingerküszöbét elérje, és egyértelművé váljon a geotermikus hőszivattyús rendszerek alkalmazásának környezeti, gazdasági, komfort előnye más fűtési-hűtési és HMV-rendszerekhez képest.

A szakmai fejlődésünk

Kritikus szemmel tekintve a szakterületünkre, megállapítható, hogy a hőszivattyúk hatékony és gazdaságos alkalmazásának területén – bár folyamatos javulás érzékelhető – még bőven van javítanivalónk, és ez az elmaradás visszahat a hőszivattyús technológia megítélésére is. Mindenképp a hőszivattyús technikában rejlő lehetőségek maximális kihasználására kell törekednünk annak érdekében, hogy ne lehessen lesöpörni a palettáról, és a beruházók ingerküszöbét jelentősen meghaladjuk.

A hazai hőszivattyú fejlesztés és gyártás

A fent idézett tanulmányban megfogalmazódott, hogy „törekedni kell a hazai technológiafejlesztés és gyártás felfuttatására”. Elmondhatjuk, hogy ez a folyamat megtörtént, olyan geotermikus hőszivattyús család került kifejlesztésre hazánkban, amelynek körfolyamata eltérő az EU-ban forgalmazott hőszivattyúkétól, hatékonysága, SCOP, SEER értéke jelentősen meghaladja azt, magas fűtési hőmérsékletű rendszerekben is gazdaságosan alkalmazható. Emellett multifunkciós kivitelei, alkalmazkodva az ellátandó funkciókhoz, tovább maximalizálják a hatékonyságát.

A HMV-előállítás COP értékének növelése érdekében speciális EVI3 körfolyamaton alapuló, két kondenzátoros hőszivattyúk is kifejlesztésre kerültek, amelyek a fűtési funkció mellett akár 60 °C-os HMV-t magasabb COP-értékkel képesek előállítani, mint a hagyományos körfolyamaton alapuló, és külső hőcserélővel működő hőszivattyúk a 45 °C-os HMV-t. A tesztlabori méréseken túl, ezeknek a hőszivattyúknak a gyakorlati alkalmazása, a magyarországi és romániai megrendelők, beruházók kivétel nélküli pozitív visszajelzése bizonyítja, hogy a magyar fejlesztés és gyártás mindenképpen versenyképes terméket produkált, amely nemcsak a készülékek hatékonyságában, hanem megbízhatóságában, komfortjában is lemérhető. Természetesen a gyártás felfuttatásával a készülékek külsején, egyedi megjelenésén is lehetne javítani (2., 3. ábra).

A hőszivattyú termékcsalád a TÜV által bevizsgált. Eleget tett hazánkban a legmagasabb minőségi követelményeknek és 2012-ben elnyerte a Magyar Termék Nagydíj kitüntető címet.

Remélve, hogy a magyar fejlesztésű hőszivattyúk szélesebb körű elterjesztése megoldható, a fejlesztés a gyártó részéről folyamatos: megjelent a geotermikus hőszivattyú család újabb generációja, az R410A hűtőközeggel működő EVI körfolyamatú hőszivattyúk. Nagy gondot fordítottak a fejlesztéseknél arra, hogy a különféle alkalmazásokra a leghatékonyabb készülékek álljanak rendelkezésre.

Ennek megfelelően külön hőszivattyú- családot fejlesztettek ki a magas hőmérsékletű (max. 30 °C) elfolyó termálvizek, magas hőmérsékletű (max. 65 °C) magas COP értékű hasznosítására.

A legnagyobb egységteljesítményű, GWI100-HACW típusjelű hőszivattyúk paraméterei:

COP(29,4°C/50°C)= 5,4 Pfűtés=150,8 kW
COP(30,0°C/35°C)= 8,0 Pfűtés=159,0 kW
COP(30,0°C/60°C)= 4,3 Pfűtés=152,6 kW

Kifejlesztették a viszonylag nagy egységteljesítményű R410A hűtőközeggel működő reverzibilis víz-víz rendszerű hőszivattyúkat, amelyek ipari alkalmazásoknál kedvező ár/érték arányú megoldást jelentenek.

A legnagyobb egységteljesítményű, GW260-HAC típusjelű hőszivattyúk paraméterei:

COP(24,3°C/50°C)= 5,0 Pfűtés=360,0 kW
COP(25,9°C/35°C)= 7,3 Pfűtés=410,0 kW
COP(22,9°C/62°C)= 3,6 Pfűtés=319,0 kW

A fenti hőszivattyú családok a fűtő- hűtő, HMV-funkciókkal kombinálva a legkülönfélébb felhasználásokra nyújtják a leghatékonyabb hőszivattyú választás lehetőségét.

Oktatás

A hőszivattyús rendszerek hatékonysága, SCOP, SEER értékek alakulása nagyban függ az adott feladatra legmegfelelőbb hőszivattyú típus kiválasztásától, a hőszivattyús hőközpont, a belső fűtési rendszerek és szabályzás összhangjától.

A hőszivattyúk külsőleg viszonylag egyszerű szerkezetnek látszódnak, de a valóságban a bennük lejátszódó körfolyamat mélyebb működési ismerete nélkül sok buktatója van az alkalmazásuknak, különösen nem tipikus körülmények4 között.

Az adott feladatra megfelelő hőszivattyú kiválasztásának elősegítésére, a zárt szondás hőszivattyús rendszerek tervezésének elméletére, gyakorlati megvalósítására, az egyes speciális hőszivattyús alkalmazások (kórházak, stadionok, termálfürdők, üzemek, intézmények) célszerű megvalósításának metódusára, optimálisan megvalósított rendszerek bemutatására, a hőszivattyús rendszerek fajlagos költségeinek összehasonlító elemzésére az elmúlt három évben a Magyar Installateur szaklapban 20 db, az Épületgépészet szaklapban 8 db, a Zöld Áram című újságban 3db szakcikket írtam.5 Emellett meg kell említenem Komlós Ferenc önállóan, illetve velem közösen írt szakcikkeit, a legkülönbözőbb fórumokon tartott előadásainkat.6

Sajnos odáig nem jutottunk, hogy egységes anyagot, tervezői segédletet dolgozzanak ki a szakmai szervezetek a tervező mérnökök számára. Az egységes anyag kidolgozása ezután sem lesz egyszerűen megvalósítható, hiszen a MAHÖSZ a EHPA tananyagát szándékozik átvenni, lefordítani, amellyel mi, a MÉGSZ Geotermikus Hőszivattyús Tagozata, nem teljesen értünk egyet. Mi azt valljuk, hogy a hazánkban felgyülemlett szakmai tapasztalatot mindenképpen be kell illeszteni az oktatásba, ne csak követői és kiszolgálói legyünk a véleményem szerint nagyon egysíkúan kiépített7 hőszivattyúkra kidolgozott EHPA oktatási metódusnak.

Az eredmény?

Nem mondanék igazat, ha azt mondanám, hogy nem érezzük a megírt cikkek hatását, és nem kapnánk pozitív visszajelzéseket, amelyeknek még jobban örülnénk, ha azok nem szóban, hanem az elkészített tervekben nyilvánulnának meg. A hibák ellenére van előrelépés a hőszivattyús rendszerek kiépítése területén, és biztosak vagyunk benne, hogy a jövő mindenképp a hatékony rendszereké.

Sajnos a leginkább szükségesnek vélt területen, magas szakmai körökben úgy érezhető, hogy nem sikerült e technika és technológia iránt a bizalmat növelni.

Mindezek ellenére mi úgy gondoljuk, hogy a jót meg lehet akadályozni, terjedését le lehet lassítani, de megállítani nem. Ezért tesszük a dolgunkat és reméljük, hogy egyre több tervező és beruházó belátja a technikában rejlő energia-megtakarítási, környezetkímélési és komfort lehetőségeket. Reméljük továbbá azt is, hogy a mezőgazdasági termékekhez hasonlóan előtérbe kerül a magyar termék alkalmazása az állami hőszivattyús beruházásoknál is.


1Olyan hőmérsékletű vizet szabad hőszivattyúval hasznosítani, amelyet az adott viszonyok között elsődlegesen nem lehet felhasználni.
2„A geotermikus energiahasznosítás nemzetközi és hazai helyzete, jövőbeni lehetőségei Magyarországon Ajánlások a hasznosítást előmozdító kormányzati lépésekre és háttértanulmány Megbízó: Magyar Tudományos Akadémia Elnöki Titkárság Témafelelős: Mádlné Dr. Szőnyi Judit PhD, egyetemi docens ELTE, FFI, AAF Felkért közreműködők: Dr. Rybach László geotermikus, professzor, az MTA külső tagja, az ELTE díszdoktora, a Nemzetközi Geotermikus Szövetség elnöke, ügyvezető igazgató, Geowatt AG, Svájc Dr. Lenkey László PhD, tudományos főmunkatárs, MTA-ELTE Geológiai, Geofizikai és Űrtudományi Kutatócsoport Dr. Hámor Tamás PhD, főosztályvezető, Magyar Bányászati és Földtani Hivatal Zsemle Ferenc egyetemi tanársegéd, ELTE, FFI, AAF
3Enhanced Vapor Inject (gőzbefecskendezéses)
4Hulladékhő hasznosítás, nagy rendszerek komplex, különböző hőfokszintű hőenergia ellátása, ipari alkalmazások stb.
5http://www.geowatt.hu/megujulo-energia /cikkek
6http://komlosferenc.info/publikacio.html
7A forgalmazott hőszivattyúk nagy százaléka csak fűtési célra alkalmas, folyadék-víz, vagy víz-víz rendszerű. Az aktív hűtést, HMV-t úgy állítják elő, olyan rossz hatásfokkal, ahogy a mai technikai szinten nem szabadna. Nincsenek speciális célokra (pl. hulladékhő) alkalmas hőszivattyúk.

***

1. ábra. A geotermikus hőtermelés elve (Rybach, 2005 b,c in Mádlné Szőnyi, 2006) a) A hőáram kilép a világűrbe és „elvész” b) A szonda befogja a földi hőáramot
2. ábra. Meglévő radiátoros rendszer működtetése a magyar fejlesztésű hőszivattyúkkal. Óvoda, iskola hőközpont, Szakály
3. ábra. Légtechnikai fűtő-hűtő rendszer működtetése egy üzemcsarnokban, Esztergomban

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