Barion Pixel

Villanyszerelők Lapja

Nem csak villanyszerelőknek

Innovatív fűtéstechnikai rendszerek

2007. november 1. | Szemán Róbert Dibáczi Zita |  2209 | |

Az alábbi tartalom archív, 13 éve frissült utoljára. A cikkben szereplő információk mára aktualitásukat veszíthették, valamint a tartalom helyenként hiányos lehet (képek, táblázatok stb.).

Épület vagy családi ház esetében sok lehetőség van az energiatakarékosságra, a hő elosztásnál, a fűtőberendezésnél, az üzemeltetésnél és a karbantartásnál. A céltudatos fűtési rendszer kiválasztása, az üzemeltetés, a fűtések okos és energiatakarékos ...

Épület vagy családi ház esetében sok lehetőség van az energiatakarékosságra, a hő elosztásnál, a fűtőberendezésnél, az üzemeltetésnél és a karbantartásnál. A céltudatos fűtési rendszer kiválasztása, az üzemeltetés, a fűtések okos és energiatakarékos használata, az igények és a fűtési szokások felülvizsgálata számos energia-megtakarítási lehetőséget biztosít.


Az épület rendeltetésétől, méretétől függetlenül a fűtési rendszer feladata a kívánt helyiség-hőmérséklet, -komfort biztosítása és kellő mennyiségű használati melegvíz előállítása a rendelkezésre álló energia optimális felhasználásával.

A hőtermelés hatásfokának növelésére nyílik lehetőség a megújuló energiaforrások alkalmazásával. Az energiahatékonyságot javító, megújuló energiaforrásokat hasznosító eszközök közül a hőszivattyúkra országunk szakmai köreiben is fokozott figyelem hárul. A regeneratív energiák hasznosításának egyik környezetbarát módja a talajhő hasznosítása.

A fejlett országokban a hőszivattyús rendszerek nemcsak a rövid- és hosszútávon növekvő energiaárak miatt, hanem a környezetvédelem növekvő népszerűsége következtében is rendkívüli mértékben terjednek. Például Svédországban az értékesítés 2000-ben 24 000 db, 2002-ben már 39 602 db, Norvégiában pedig 2001-ben 6 500, míg 2002-ben már 15 000 db volt az eladott hőszivattyúk darabszáma [1].

Amint már a korábbi lapszámokban is kiemelésre került, a Gazdasági Versenyképesség Operatív Program (GVOP) által támogatott, az Ing-Reorg Építőipari Szolgáltató és Kereskedelmi Kft. által 2005-ben indult „Autonóm ház” című projekt célja az alternatív energiaforrások alkalmazásának, hatékonyságának vizsgálata.

A Debrecenben létesített új irodaépület és raktárcsarnok kialakításánál az alternatív és megújuló energiaforrások maximális felhasználására épülő, úgynevezett autonóm házat alakítottunk ki, mindemellett pedig olyan mérőberendezések kerültek beépítésre, amelyek biztosítják a különböző fajtájú energiahordozók vizsgálatát az üzemszerű működési környezetben.

A projekt tárgyát képező épület

A projekt során a debreceni logisztikai központ építészeti, épületgépészeti, valamint villamossági rendszereit a megújuló energiaforrások jelenlegi csúcstechnológiai megoldásaival alakították ki.

A lehetőségekhez képest minimalizálni kívánták az épület külső energiaszükségletét, ezért a tervezés során a passzív építészeti megoldásokra törekedtek. Kiemelt hőszigetelést alkalmaztak, alacsony K-értékű nyílászárók arányát optimalizálták, illetve az épület megfelelő tájolását és az árnyékolástechnikai megoldásokat biztosítottak.

A projekt tárgyát képező irodaépület építészeti megoldásainak sorában központi szerepet játszik az úgynevezett alacsony hőmérsékletű szerkezettemperálás és felületfűtés, a belső hűtés-, fűtésrendszer telepítése. A technológia segítségével az épülettömb fűtési és hűtési költsége jelentősen csökkenthető, mivel jelentősen mérsékelhető a temperálásra fordított energia-mennyiség. Az épületben minden felhasznált és megtermelt energiát külön mérni és dokumentálni lehet.

Az irodaépület fűtési és használati melegvíz igényét talajszondás hőszivattyú, napkollektor, talaj-kollektor és vegyes tüzelésű kazán látja el. Mivel az épület egész éves energiaigényt kívánják vizsgálni, ezért nyáron a hűtést passzív talajszondás rendszer biztosítja. A továbbiakban a hőszivattyús rendszert részletezzük.

Az irodaépületbe 2 db villamos energiával hajtott hőszivattyút alkalmaztak, amelyeknek hőforrása talajhő. A különböző hőszivattyú tulajdonságait az 1. számú táblázatban mutatjuk be. Látható, hogy a talajhő/víz hőszivattyú jóságfoka körülbelül 4,7.

Hőszivattyúk tulajdonságai
hőforrás levegő talajhő talajvíz-hő
készüléktípusok WPL... WPL...COOL WPF..., WPF...M, WPC..., WPC...COOL WPW..., WPW...M
teljesítmény-tartomány kw/bb 6-15 5-66 5-22
hőforrás éves átlaghőmérséklete °C 12 (3,4) 0 0
hőforrás-oldali térfogatáram m3/h 3500 3,1 2,6
hőforrás mozgatásához szükséges teljesítmény-felvétel KW 0,5 0,35 0,55 (15 M mély kút)
jóságfok 4,1 (3,3) 4,7 6,2
jóságfok tartalmazza a hőforrás mozgatásához szükséges teljesítmény-felvételt igen nem nem

Az irodaépületben a hőszivattyú jóságfokának meghatározása céljából külön fogyasztásmérő áll rendelkezésre az elektromos hálózaton, illetve hőmennyiségmérők a termelt hőmennyiség mérésére. Mindamellett, hogy a különböző megújuló energiaforrások alkalmazására és egyben megfigyelésére is sor kerül (geotermikus, napenergia), a talajszondák esetében össze kívánják hasonlítani a különböző mélységű talajszondákból kinyerhető pontos energiamennyiséget hőmennyiségmérőkkel, ezért 9 db DN 32 átmérőjű, 50 méter hosszúságú, és 6 db DN32 átmérőjű, 100 méter hosszúságú négycsöves talajszondát telepítettek.

A szondákra különböző mélységben hőmérsékletérzékelőket szereltek, így a talaj hőmérsékletét detektálni tudják. A kutatási terv egyik jelentős témája a talaj hőmérséklet lefutási görbe vizsgálata.  

A rendszer működését az épületfelügyeleti rendszer biztosítja, mely által felülethőmérsékleti méréseket lehet végezni, a harmatpont-érzékelőkkel a páralecsapódás mértékét lehet kontrollálni, segítségével megoldható a helyiségek önálló szabályozása, a fűtési görbék beállítása.

A hőszivattyú esetében lehetőség nyílik többek között a villamos energiafogyasztás völgyidőszakának növelésére, mivel kellő űrtartalmú melegvíz-puffertárolót telepítettek, így a csúcsidőszakokat át lehet hidalni (külön mérővel, a villamos fűtésű melegvíztárolóhoz hasonlóan). A hőtárolással kombinált völgyidőszaki ellenállásfűtés széleskörűen elfogadott módszer a használati meleg víz készítésére, sőt még helyiségfűtésre is. Így egy fűtési puffer segítségével mindez kihasználható, és a körülbelül 4-5 jóságfokkal működő hőszivattyú megtérülési idejét csökkenteni lehet.

Az épületfelügyeleti rendszer segítségével az épületben működő szabályzók állapotáról, a hőmérsékleti adatokról pontos, pillanatnyi adatokat nyerhetünk. Mindemellett az adatok a program segítségével rögzítésre kerülnek, és Excel formátumba exportálhatók. A hőmennyiségmérők által rögzített adatok alapján a fogyasztásra vonatkozóan kaphatunk információt. 

A 2. képen mutatjuk be az épületfelügyeleti rendszer által rögzített talajhőmérsékleti adatokat. A program segítségével látványosan összMsoNormal´tr bgcolor=ehasonlítható a különböző mélységekre jellemző hőmérsékleti értékek. Mindemellett a vizsgált talajszonda adatainak átlaga is rögtön megtekinthető.

Fontos célkitűzés az egész épület energetikai megfigyelése, és a rendszerelemek működés közbeni vizsgálata. A projekt során az installált mérőberendezések következtében egyértelműen „ellenőrizhetővá vált” a beépített hőszivattyúk jóságfoka. A projekt keretében a hőszivattyú üzemelése során a méréseket folytatják, így a téli időszakban a fűtési szezon során a hőszivattyú jóságfokának meghatározásához kapnak majd pontos információt, és ezek alapján lehetőség nyílik a projekt tárgyát képező irodaépület esetében a rendszer megtérülését vizsgálni.

A projekt során azokra a kérdésekre is szeretnének választ kapni, hogy a talajszondák milyen hatással vannak a környezetükre és egymásra. Milyen mélységű talajszonda alkalmazása a legkedvezőbb ár és teljesítmény szempontból? A mélyebb, százméteres szondák fúrása valóban jelent-e fajlagosan kinyerhető nagyobb energiát, és ha igen, mennyivel? Mennyivel nagyobb a 100 vagy 50 méteres hőforrás átlag hőmérséklete? Miképp változik a hőszivattyúk jóságfoka ezáltal?

Meg kell jegyeznünk, hogy a fúrások során fennáll az a veszély, hogy ha nem megfelelően tömedékelik el szondatelepítést követően a furatot (zárványosan vagy vízáteresztő anyaggal), akkor elszennyeződhet a mélyebb környezet. A felszín közeli szennyezett talajvíz a mélyebben elhelyezkedő, alacsonyabb nyugalmi potenciállal rendelkező porózus rétegek tiszta vizét átfejtődéssel elszennyezheti.

A szonda hosszának tervezésekor az adott teljesítmény és jóságfok eléréséhez figyelembe kell venni a szondák által haránttolt geológiai képződmények jellegét és minőségét is, ami befolyásolja a hővezető képességet. További fontos szempont, hogy száraz vagy vízzel telített-e a környezet. Legrosszabb a száraz, laza, porózus (homok, kavics, agglomerátum, tufa, tufit) képződmény. Legjobb a vízzel telített nagy porozitással bíró üledék (kavics), ahol a víz legalább 1-2 m/nap keresztáramlatú sebességgel mozog.

Valószínű, hogy a kisebb mélységű szondák ár/hatásfok aránya jobb, de a telepítéskor figyelembe kell venni a helyszín sajátosságait is, sőt, úgy a geológiai rétegsor összetételét, mint a telepítéshez rendelkezésre álló terület nagyságát. A szondák közti távolság növelésével az egymásra hatás csökkenthető. Gyenge hővezető képességgel bíró közeg esetén nagyobb távolságot kell tartani. A kétcsöves rendszernél nagyobb a közvetítő felület nagysága, így jobb a hatásfoka is. Fontos megvizsgálni egy részletes költséghatékonysági számítás alapján, hogy mennyiért mit kapunk! Ezen információk alapján szeretnénk választ kapni a fent említett kérdésekre, illetve a szondák környezeti hatására rövid és hosszú távon!

Felhasznált irodalom:
[1] Scanvac Newsletter2/2003.

(x)

 


Kérjük, szánjon pár pillanatot a cikk értékelésére. Visszajelzése segít a lap és a honlap javításában.

Hasznos volt az ön számára a cikk?

 Igen

 Nem