Barion Pixel

VGF&HKL szaklap

Kútvizes fűtési rendszerek szolár támogatással

2012/10. lapszám | Fördős Norbert |  2789 |

Figylem! Ez a cikk 12 éve frissült utoljára. A benne szereplő információk mára aktualitásukat veszíthették, valamint a tartalom helyenként hiányos lehet (képek, táblázatok stb.).

Az augusztus végétől életbe lépett fűtéskorszerűsítési pályázatnak (is) köszönhetően ismét előtérbe helyezhetők a megújuló energiaforrásokat hasznosító hőtermelők. Magyarország e tekintetben különleges helyzetben van, mert mindkét hőforrásból (geotermikus és napenergia) nálunk bőven akad. Hazánkban sajnos általánosan még nem terjedt el ezek használata, pedig Nyugat-Európa számos országában jelentős szerepet töltenek be a geotermikus hőszivattyúk – minden szempontból más körülmények között.

A megújuló energiák szinte korlátlanul rendelkezésre állnak, és intelligens módon hasznosíthatók. Ez a tény elsősorban a földben, talajvízben és levegőben tárolt környezeti hőre vonatkozik. Az energiaárak növekedése, illetve a környezettudatos magatartás miatt viszont ma már egyre többen választják az energiaforrásokat kímélő, gazdasági és ökológiai előnyökkel járó fűtési módokat, mert a lakossági energiafelhasználás jelentős részét emészti fel a fűtés és melegvíz-készítés, amelynek energiaigényét többségében még mindig fosszilis energiahordozók elégetésével állítjuk elő. A saját bőrünkön érzékeljük, hogy az energiaárak az elmúlt években jelentősen megemelkedtek. Az olaj, a szén, a villamos áram, a fa az idő előrehaladtával azonban csak egyre drágább lesz, hiszen a rendelkezésre álló források apadnak, miközben az igények ezzel egyidejűleg világszerte emelkednek.

Az egyedi fogyasztók számára ez azt jelenti, hogy az energiaigény részben ugyan csökken, de egy épület energetikai felújítása pluszköltséget is jelent, így egyre nagyobb jelentőséget nyer az egész épület szempontjából ideális energiahordozó-összetétel meghatározása. A villamos áram, amely a hőszivattyút működteti, az Európai Unió előírásai alapján egyre növekvő arányban származik majd megújuló energiaforrásból (2030-ig el kell érnie a 30%-ot), ennek köszönhetően a hőszivattyú egyre környezetkímélőbb hőtermelővé válik, miközben a jövőben alacsonyabb üzemelési és használati költség fogja jellemezni. A hőszivattyús berendezés tehát más fűtési technológiákkal összehasonlítva ebben is előnyt mutat, mert mindenképpen abból kell kiindulni, hogy a források kimerülése, a spekuláció és a nemzetközi konfliktusok befolyása miatt a kőolaj, a földgáz és a villamos áram ára még erősebb ingadozásnak lesz kitéve, és az árgörbe egyre meredekebben ível majd felfelé. Fentiek alapján így a hőtermelés új irányai közül most a kutakból kinyerhető hő hasznosítására adunk tippeket egy kiválasztott mintapéldán keresztül.

Energiatárolás elvén alapuló összetett fűtési rendszer. A több hőforrásból „táplálkozó” és az energiatárolás elvén alapuló összetett fűtési rendszerek központi eleme a puffertároló. Többfunkciós működésének, illetve moduláris felépítésének köszönhetően ez az egyik legkisebb helyszükségletű alternatíva, ami ma már nagyon fontos tényező az ingatlan belső kialakításának tervezése során.


A hőforrás tervezése

Ez minden geotermikus rendszernél kulcsfontosságú kérdés, mert számos reklamáció forrása lehet az előzetesen fel nem mért és meg nem tervezett hőhasznosító rendszer. Ebből a szempontból a kutas rendszer látszólag „egyszerűbb”, mégis itt az alábbi lépéseket célszerű minden esetben megtenni a nyitott kérdések tisztázásával együtt:

  • Léteznek a telekkel kapcsolatban információk egy már megvalósított talajvíz-hasznosításról? Az esetleges talajvíz-hasznosításnál döntő tényező a talajvíz minősége, valamint hogy elegendő mennyiség áll-e rendelkezésre, illetve hogy a talajvíz-forrás ne legyen túlságosan mélyen.
  • Vannak vízvédelmi előírások?
  • Létezik a talajvíz kapcsán vízminta-analízis?
  • Ismert a talajvíz hőmérséklete? A talajvízpróbánál meg kell mérni a talajvíz hőmérsékletét is, mivel az a későbbiek során jelentős hatással van a hőszivattyú teljesítményére.
  • A kutas rendszert – amely szívó- és nyelőkutakból áll – ki kell számolni.
  • A talajvíz minőségét, illetve mennyi- ségét ellenőrizni és dokumentálni kell.
  • Ismerni kell a talajvíz folyásirányát is.
  • A vízminőség függvényében szükség lehet egy köztes hőcserélőre, valamint egy kiegészítő szivattyúra.
  • Minden esetben az engedélykötelezett- ségben foglaltak szerint kell eljárni.

A hőforrásoldal kialakítása és előzetes számítása szempontjából elengedhetetlenül fontos a teljes hőszükséglet (a létesítmény fűtési és használati melegvíz-igényének teljesítménye, illetve az egyéb, még szükséges teljesítmény) ismerete. Minél alaposabb a szükséges hőigény meghatározása, annál pontosabban és végeredményben annál eredményesebben lehet a hőforrásoldalt kiépíteni. A hőforrásoldal mindig megfelelő tartalékkal rendelkezzen, ezért soha ne legyen alulméretezett. Ez a gyakorlatban azt jelenti, hogy a fűtési periódus alatt az átlagos forráshőmérsékletnek mindig magasabbnak kell lennie a szükségesnél. A növekvő forráshőmérséklet emeli a hőszivattyú hatásfokát (COP), ami pozitívan hat az éves munkaszámra (JAZ), valamint megakadályozza a forrás elfagyását. A relatív magas és szinte egész évben állandó forráshőmérsékletnek köszönhetően a talajvízből jelentős energiahozam nyerhető, ami kiváló hőszivattyú-hatásfokot eredményez. Annak érdekében, hogy a talajvízszivattyú elektromos teljesítménye alacsonyabb értéken maradhasson, nem szabad 15 méternél mélyebb kutakat kiképezni.

Kutas rendszerek esetén szükségünk van egy szívó-, illetve egy nyelőkútra, ahova a talajvízből elvett vizet hasznosítás után újból visz-sza lehet vezetni a talajba, mert a folyamatos talajvíz-elvétel helyileg csökkentheti a talajvízszintet, ami károsodást okozhat az épületszerkezetben. A talajvízoldali hőforrásnak, illetve a szívókútnak hosszú éveken keresztül kell biztosítania a szükséges térfogatáramot, ezért a szívó- és nyelőkutak számításánál, valamint kialakításánál nagyon alaposan kell eljárnia a telepítést végző szakcégnek.
 

Puffertároló-választás

A mintapéldában szereplő hőszivattyú scroll-kompresszorral rendelkezik, így a fűtési puffertároló alkalmazása több ok miatt is célszerű. A legkisebb kompresszor-ciklusidőhöz minden esetben biztosítanunk kell egy minimális fűtővíz-mennyiséget. A puffertároló segít az egyenletes kompresszorüzem biztosításában, illetve áthidalja a kedvezményes tarifarendszer „üzemszüneti idejét” is, ezen felül pedig kiváló „táptalaj” a szolár kollektormező bekötésére. A szükséges űrtartalom meghatározására kiindulási alap lehet az 50 l/kW feltétel, de nagyobb felületű kollektormezők esetén a tényleges térfogat kiszámításához 50-80 liter hasznos űrtartalommal kalkulálhatunk a mező fajlagos négyzetméterére. Természetesen mindez fordítva is igaz: egy 500 literes pufferre (4) 3-4 db sík (63), valamint 3-5 db vákuumcsöves (63a) kollektornál többet nem érdemes rákötni. Mit jelent ez melegvíz-szolgáltatásban?

A tároló melegvíz-érzékelőjét (SP) célszerű a puffer második, legmélyebben fekvő merülő hüvelyében elhelyezni, mert így a néveleges űrtartalom közel 50%-a szolgál a napenergiával támogatott használati melegvíz-készítésre. Természetesen a kollektormező által termelt hőmennyiség betárolására nyáron a puffer teljes űrtartalma rendelkezésre áll (a maximális pufferhőmérséklet az SP érzékelőn korlátozható), így tűző napsütésben hamar és „ingyen” elkészül a használati meleg víz. Szinte hihetetlen, de a 60 0C-ra felfűtött komfortzóna mellett már közel 314 liter, 45 0C fokos meleg víz csapolható, amely a nagyteljesítményű frissvizes állomással (26b) együtt 4-es NL tényező biztosítására képes! Téli időszakban, az érzékelő áthelyezésével 30%-ra csökkenthető a melegvíz-készítés készenléti űrtartalma, így mérsékelve a hőszivattyús utánfűtés energiaköltségét, illetve a felfűtés időszükségletét [30% = 35 perc, 50% = 56 perc (30 0C 60 0C)]. A frissvizes állomás pufferköri szivattyúja és motoros keverőszelepe a felhasználó igényeinek megfelelő mértékben közvetlenül a fűtővízből „keveri ki” a nagyteljesítményű lemezes hőcserélőn keresztül a szekunder oldal előre beállított (40 és 60 0C közötti) vízhőmérsékletét, ahol az átfolyt vízmennyiséget szárnykerekes áramlásérzékelő méri, a magas komfortot pedig az állomásba integrálható cirkulációs szivattyú (ZP) biztosítja.

Rugalmasság

A rétegtöltésű puffertároló nagyszerűsége éppen moduláris felépítésében rejlik: abban az esetben, ha a megrendelő anyagi lehetőségei korlátozottak, a szolár berendezés később is ráköthető a rendszerre. A szolárállomással (26a) ugyanis egy olyan univerzális termék vásárolható, amely gyárilag foglalja magában a szolárkör működéséhez szükséges összes komponenst. Az állomás teljesen automatikus, előzetes beállítást nem, illetve sokszor kollektorhőmérséklet-érzékelőt sem igényel, képes a szolárhozam mérésére, melyet a digitális képernyő folyamatosan kijelez. Általában gyári tartozék a szolár biztonsági szelep (42a), így csak a megfelelő szolár tágulási (42b) és előtéttartályt (64) kell az előremenő/visszatérő, illetve a geodetikus magasságkülönbség alapján kiválasztani. Természetesen mindez kevés még a teljes rendszer szakszerű megtervezéséhez, azonban nagyon sokat jelent a hazai gyakorlati tapasztalat, valamint a kiválasztott készülékgyártó tervezési segédlete is.