Lakóépületek hőszivattyús rendszerei

Az előadások a következő témára: "Lakóépületek hőszivattyús rendszerei"— Előadás másolata:

1 Lakóépületek hőszivattyús rendszerei
A szén lábnyomunk minimalizálása

2 Hőszivattyús rendszer kiválasztásának célszerű stratégiája
A technikai színvonal adta legmagasabb energia hatékonyság a lehető legegyszerűbb technika beépítésével. Ezzel csökkenthető a lehető legminimálisabb értékre a szén lábnyom.  (A fosszilis erőforrások elégetéséből, a földhasználat-változásból és kémiai folyamatokból keletkező CO2 elnyeléséhez szükséges erdőterület nagysága.) A hőszivattyús rendszereknél ez azt jelentheti,hogy új rendszerek esetén a monovalens,illetve monoenergetikus hőszivattyús rendszereket célszerű előtérbe helyezni a bivalens rendszerekkel szemben,hiszen két párhuzamos rendszer kiépítése esetén a termék előállításakor,beépítésekor és üzemeltetésekor keletkező energia,anyag,CO2 szükséglet jelentősen növeli a szén lábnyomunkat. .

3 Monoenergetikus rendszer
Általános rendszerkonfiguráció esetén a hőszivattyú fűtőteljesítményét az épület maximális hőszükségletének kb. 70 – %-ára (az EN szabvány szerint) célszerű méretezni. Ebben az esetben a hőszivattyú éves fűtési fedezeti aránya kb – 98 %. A kiegészítő fűtést célszerű egy puffertartályba épített elektromos fűtőbetéttel megoldani, amelyet automatikusan a hőszivattyú szabályzója indít szükség esetén. Az elektromos betétes megoldás a legegyszerűbb,előállítása kis anyagmennyiséget és energiát igényel, s az igen rövid idejű évi működtetése minimális többletenergiát igényel. Nem összehasonlítható egy bivalens rendszerrel,ahol teljes kapacitásra kiépül az alternatív fűtés(pl.gázkazán). A rendszerek túltervezésével,egy vagy több hőforrás párhuzamos kiépítésével(bivalens rendszerek) épp azt a környezetvédelmi célt veszítjük szem elől ami miatt a megújuló energiákat alkalmazzuk! Ne feledjük! A hőszivattyús fűtő-hűtő-HMV rendszer elsődlegesen környezetvédelmi technológia, s nem feltétlenül a túlzott ellátásbiztonság a cél!

4 Melyik hőnyerési módot válasszuk?
Hőnyerési módok Környezeti levegő Talajvíz Földhő Elfolyó termálhő A választás környezetvédelmi vezérelve: Azt a hőnyerési módot célszerű választani amely az adott helyen az adott környezetben rendelkezésre álló legmagasabb évi SCOP(SPF)értéket biztosítja, s emellett a legkisebb anyag és eszközráfordítással megvalósítható .

5 Melyik hőnyerési módot válasszuk?
Optimális megoldás ott, ahol egyéb hőnyerési mód megvalósíthatatlan,vagy más hőnyerési mód megvalósítása aránytalanul nagy kockázattal, energia szükséglettel,többlet anyag felhasználással járna, s a várható SCOP(SPF) érték alacsony volta hosszú távon sem kompenzálná a kiépítés többlet CO2 igényét! Levegő-víz hőszivattyúk Levegő-víz hőszivattyú esetén a leghatékonyabb megoldás az inverteres és EVI(gőzbefecskendezéses) kompresszorral szerelt körfolyamat,amely képes a nagy elpárolgási hőfokkülönbségek áthidalására, s alacsony elpárolgási hőmérsékletek esetén jobb COP értékekkel rendelkezik a standard rendszerekhez viszonyítva.

6 Levegő-víz hőszivattyúk
Az alkalmazás egyéb szempontjai Olyan helyeken ahol talajhő, talajvíz, vagy esetlegesen elfolyó termálhő áll rendelkezésre az alkalmazása környezetvédelmi szempontból nem indokolható. Monoenergetikus fűtési üzemmódban viszonylag alacsony SCOP értékkel üzemeltethető az egyéb hőnyerési módokhoz viszonyítva. 00C –(-150C) közötti léghőmérsékletek esetében -100C -(-250C) az elpárolgási hőmérséklet szemben egy földhő hőszivattyú legalacsonyabb -40C –os elpárolgási hőmérsékletével ! Ennek megfelelően egy monoenergetikus levegős hőszivattyú SCOP értéke –figyelembe véve a leolvasztási fázis rontó hatását is –jó esetben is alig haladja meg az SCOP=3,0 értéket. Emellett egy szondás illetve víz-víz rendszerrel elérhető a SCOP=4,5-5,0 közötti érték.

7 Levegő-víz hőszivattyúk
Aktív hűtési üzemmódban energiafaló rendszer,max. SEER=3,0 szemben a földhő hőszivattyús rendszerek SEER=6,0-7,0 értékével! Kisebb energia befektetéssel történő alkalmazása így nem kompenzálja az élettartama alatt kibocsájtott többlet CO2 mennyiséget! Hatékonyan,az SCOP értéket közelítve a földhő hőszivattyús rendszerekhez, meglévő épületeknél bivalens csak fűtő rendszerekben alkalmazható. -Új épületek esetén ,amikor az alternatív fűtés kialakítása szükséges,a termék előállítás,beszerelés CO2 kibocsájtás nagysága teszi alkalmazását környezetvédelmi szempontból indokolatlanná.

8 A földhő hőszivattyús rendszerek
Alkalmazása a magyarországi geotermikus viszonyok között minden olyan helyen javasolt,ahol elegendő hely áll rendelkezésre ,valamint a telepítés megvalósítható. Lényeges: A szondarendszer precíz tervezése, és a feladatra alkalmas hőszivattyú választása. A feladatra nem alkalmas hőszivattyúk ,valamint a tervezési metódus nem ismerete miatti szonda túltervezés növeli a szén lábnyomunkat, s így csökken a rendszer környezetre gyakorolt pozitív hatása.

9 Nyitott kutas hőszivattyús rendszerek
A nyitott kutas rendszer talajvizet (kút) vagy felszíni vizet (tó) használ arra, hogy hőt vonjon ki, ill. hőt szállítson az adott hőszivattyús rendszerbe. A tervezés, kiépítés követelményei  jó a víz minősége (pl. ivóvíz minőségű), a vízmennyiség elegendő ahhoz, hogy olyan áramlási sebességet biztosítson, amely a hőszivattyú számára szükségessel egyenlő, elfogadható alacsony költségű vízelvezetés lehetséges. A talajvíz visszavezetése ugyanabba az aquaferbe kívánatos, kivitelezés szempontjából nem praktikus amiatt, hogy szükség van nyelő (visszavezető) kút fúrására, amely megnöveli a költségeket. Családi házak esetében csak korlátozottan javasolt az alkalmazása

10 Tervezési cél a legegyszerűbb és leghatékonyabb rendszerek kiépítése
A legegyszerűbb hőszivattyús hőközpontok kiépítését a multifunkciós hőszivattyúk alkalmazásával lehet biztosítani Fűtés-aktív hűtés-HMV Az aktív hűtés,HMV előállítás minimális hűtőköri ráfordítással, A lehető legmagasabb hatékonysággal megoldott. A hőszivattyú rendszerbe illesztése,szabályozása is egyszerű.

11 Tervezési cél a legegyszerűbb és leghatékonyabb rendszerek kiépítése
Nagy mennyiségű HMV előállítás a leghatékonyabban kétkondenzátoros hőszivattyúkkal valósítható meg. Kisebb méretű kondenzátor szükséges,mint a külsőleg szerelt víz-víz hőcserélő. Magas HMV hőfokszint a fűtési COP értékkel azonos hatékonysággal. Egyszerű rendszerbe illesztés

12 Nem ajánlható hőközponti kialakítások
Csak fűtési feladatra készített hőszivattyúk alkalmazása aktív hűtési feladatra 4 db motoros háromjáratú szelep beépítését követeli meg. (lásd.:ábra)A szondarendszer összenyitása a fűtő-hűtő rendszerrel szakmailag elfogadhatatlan. Hőcserélő beépítése pedig jelentős SCOP érték csökkenést jelent.

13 Családi házak esetén a fajlagos beruházási költség bruttó:
Földhő Hőszivattyús rendszerek várható fajlagos beruházási költsége és energia megtakarítása Családi házak esetén a fajlagos beruházási költség bruttó: eFt/kW (20-10kw) A várható energiaköltség megtakarítás mai árakon(folyamatos üzem,fűtő-aktív hűtő -hmv) 295eFt- 597 eFt