A h ıszivattyúk alkalmazásának lehet ıségei a … MUBI Komlos Ferenc...2 Komlós Ferenc: A h ıszivattyúk alkalmazásának lehet ıségei a kertészetben Tartalom A legegyszer

1

Magyar Elektrotechnikai Egyesület (MEE) "Villamosság és Energia a Mezıgazdaságban" Munkabizottság (MUBI) ülése

2013. szeptember 24-én, kedden 14:00 órakor Budapest, VII. kerület, Madách Imre út 5. III. emelet, a MEE székhelyén

Levezetıelnök: dr. Sibalszky Zoltán a MUBI vezetıje

Az elıadás címe:

A hıszivattyúk alkalmazásának lehetıségei a kertészetben

Elıadó:Komlós Ferenc

ny. minisztériumi vezetı-fıtanácsosa Magyar Napenergia Társaság (ISES Hungary)

Szoláris hıszivattyúk munkacsoport vezetı

E-mail: [email protected] Honlap: www.komlosferenc.info

2

Komlós Ferenc: A hıszivattyúk alkalmazásának lehet ıségei a kertészetben

Tartalom● A legegyszerőbb hıszivattyú vázlata és mőködése● Elsı növényházak és a növényház fogalma● Mőszaki-gazdasági követelmények● Vázlatrajzok növényházak főtésére● Geotermikus energia ─ hıszivattyúzás● Energiahatékonyság ─ energia-megtakarítás● Tévhit ─ tényadat● Külföldi példák● Kapcsolási rajz hıszivattyúval való főtésre ─ hőtésre● Váltószelepes főtés ─ hőtés vázlatrajzai● Vidékfejlesztési koncepció● Szemelvény (javaslat)

3


Mindenekelıtt ıszinte örömmel szeretném megköszönni Sibalszky Zoltán professzor Urnak,

hogy hıszivattyús témakörben Önöknek ismét elıadást tarthatok.

MottóForrás: Marx György: A MARSLAKÓK ÉRKEZÉSE (392. oldal). Akadémiai Kiadó, Budapest, 2000.

„A jövıt nem lehet megjósolni, de a jövıket föl lehet találni. Az ember feltaláló képessége hozta létre az emberi társadalmat. A feltaláló elıször elképzel valamit, ami eddig nem létezett, de aminek létrehozása kívánatosnak tőnik számára.Ezután racionálisan kezd gondolkodni elıre és hátra, amíg a meglévı valóságtól eljut találmánya megalkotásához.”

Gábor Dénes (1900–1979)

4


A legegyszer őbb hıszivattyú vázlata és m őködése

5


Elıadásommal is szeretnék hozzájárulni alábbi két publikációm („ A hıszivattyú hangsúlya a

kertgazdaságban” és „ Hıszivattyúk a kertészetben” ) megvalósításához

…A hıszivattyúval ellátott növényházi termesztés az agráriumban megvalósuló közfoglalkoztatási programhoz is illeszthetı. Ezt a munkát, az ország minden szántóterületén lehet végezni. Nem kell hozzá pince, geotermikus adottságúterület és egész évben sokak által végezhetı betanított munkát igényel…

─ Komlós Ferenc: A hıszivattyú hangsúlya a kertgazdaságban. Mezıgazdasági Technika, LIV. évfolyam, 2013. április (16–17. oldal).

─ Komlós Ferenc: Hıszivattyúk a kertészetben. Kertészet és sz ılészet, 62. évfolyam, 2013. július 3. (22–23. oldal).

6


Elsı növényházak és a növényház fogalma

● „A növényházak azok a létesítmé-nyek, amelyekben a növények szá-mára szükséges életfeltételeket mesterségesen befolyásoljuk, vagy megteremtjük.”Karai János: Épületgépészet a termesztıtelepeken (15. oldal). Akadémiai Kiadó, Budapest 1979.

Ezek az életfeltételek a földrajzi elhelyezkedés (pl. hazánk mérsékelt égövön fekszik) szerint változnak.

● Az üvegházi dísznövények a legdrágább mezıgazdasági áruk közzé tartoznak, igénylik akondicionált környezetet.

● A római birodalomban Tiberius császár az év minden napján szeretett uborkát enni, ezen okból kifejlesztették a vékony csillám lap illetve áttetszı térlefedésbıl állóüvegházat. Szakirodalom szerint az elsı üvegház így jött létre.

● Már 1869-ben Selmecbányán a Botanikus Kertben növényház épült.

7


Mőszaki-gazdasági követelmények (1)

● A hıszivattyú kertészeti alkalmazása olyan növényházakban nevezetesen fóliasátrakban és fıleg üvegházakban indokolt, amelyekben a teljes naptári évben termelnek zöldséget, dísznövényt vagy gombát, vagyis ahol elıírt technológiai igény a főtés és hőtés. ● Kedvezı a multifunkciós hıszivattyú üzemeltetése ha főtés és hőtés mellett használati melegvíz ellátás is a feladat. Növényházak főtési illetve a hőtési hıigényén kívül pl. öntözıvíz melegítés, a telepen lévı kommunális épület hıellátására is igény.● A termesztési technológia szerint megkülönböztetünk szaporító-, hajtató-, termesztı- és teleltetı házakat. A különbözıkultúrák más-más növényház külsı-, belsı kialakítást ésépületgépészeti rendszereket igényelnek, az optimális kultúrnövény komfort megteremtése komplex feladat.

8


Mőszaki-gazdasági követelmények (2)

● Fontos a növényélettani folyamatok betartása, az egész hıleadó illetve hıfelvevı rendszer(ek) és a szellıztetı rendszer átgondolása, hımérsékletszint szerinti csoportosítása. Kiemelendı, hogy a gyökérzet hımérsékletének megváltoztatásával befolyásolható a léghımérséklet és a növény fejlıdésének idıtartama.

● Az agrárgazdasági termények folyamatos piaci elhelyezésének a feltételeit létre kellene hozni.Drágább dísznövényeket és gombákat kellene termeszteni, amelyeket exportálni is lehetne. Gombatermesztésünk a háború elıtt a világ élvonalába tartozott.A gomba iránti érdeklıdés világszerte emelkedik.

9


Növényházak vegetációs (növényközeli) és talajf őtése

Forrás: Mary H. Dickson and Mario Fanelli: What is Geothermal Energy?

10


Bordás f őtıvezetékkel és sima cs ıfőtéssel kialakított növényházak


11


Növényházak fan-coilos f őtéseés kaloriferes f őtése légcsatornával


12


A geotermikus energia piaci lehet ıségei Forrás: Lindal, 1973

● A baloldalon szemléltetett ún. Lindal-diagram a geotermikus fluidomok különböz ı

hımérséklet tartományaihoz közvetlen hasznosítást rendel.

● Két fontos szempontra hívja fel a figyelmet:

– a kombinált hasznosítás gyorsítja a geotermikus projektek megtérülését, ugyanakkor

– a készleth ımérséklet korlátozza a lehetséges hasznosítások számát.

13


Energiahatékonyság növelés

● A hıszivattyú jellemzıje: az üzemeltetésére, ill. a mőködésére bevezetett villamos energiát – természeti közvetlen energiaforrás felhasználásával – megtöbbszörözi, napjainkban 3,0–7,0-szeresére.● Napjaink leghatékonyabb mőszaki eszköze annak, hogy energiát takarítsunk meg. „A hıszivattyú egyike azon alternatív technológiáknak, amelyek jelentısége nem elsısorban a hagyományos megújuló energia kategóriák keretei közé szorított értékelésével, hanem a technológia sokszínőségével, hatékonyságával és a benne rejlılehetıségek alapján értelmezhetı.”[1]

[1] Írja dr. Farkas István egyetemi tanár a „Hıszivattyús rendszerek. Heller László születésének centenáriumára” egy szakkönyv 8. oldalán (ISBN 978-963-06-7574-1, English version: ISBN 978-963-06-8297-8).

14


Hıszivattyúzás el ınyei

● A különbözı főtési megoldások között a hıszivattyús technika kiemelkedı minıségi elınyei:

– nincs helyi károsanyag-kibocsátása, – megújuló energiát hasznosít és – használata az energiahatékonyság növekedését jelenti. ● A hıszivattyús főtés olcsóbb*, mint az olaj**- vagy gázfőtés, és

megtérülési ideje rövid.

* Fodor Zoltán, Komlós Ferenc: Érvek, adatok, számítások a hıszivattyúk alkalmazásához. Gondolatok jelenünkrıl és jövınkrıl. Mérnök Újság 2013. június–július digitális változata, + PLUSZ, (62–64. oldal).

* * Magyarországon az olajfőtés drágább a földgázfőtésnél egy helytelen politikai döntés miatt. Akkoriban az ártorzítás gyakorlatilag megszüntette az olajfőtést. A rossz döntés mielıbbi megszüntetését javaslom!

15


Tévhit ─ tényadat„A h ıszivattyúval elméletileg 1 kWh villamos energia bef ektetése árán a veszteségeket is fegyelembe véve 2,5 kWh h ıenergiát lehet nyerni.”

● A hazai villamosenergia-rendszer átlagos hatásfoka, am ivel helyileg a hıszivattyúknál számolni lehet: ηηηη = ηηηηerımő × ηηηηhálózat

ahol:ηηηηerımő – a magyarországi összes er ımői technológiák hatásfokaiból és

részarányából számítható, értéke a kezdett ıl fogva növekedik – ma is és el ıre várhatóan a jöv ıben is határozottan n ı;ηηηηhálózat – hálózati hatásfok illetve szállítási és elosztási hatásfok, ez csak

hosszabb távon növekv ı érték.● A fenti képlet számértékekkel behelyettesítve:

ηηηη = 0,35 × 0,90 = 0,315, illetve 31,5% *Hıszivattyúval elméletileg 1 kWh villamosenergia befekt etése árán a veszteségeket is fegyelembe véve, kerekítve en ergetikai szempontból legalább 3,2 kWh (1/0,315) hıenergiát szükséges nyerni!*Forrás: Dr. Stróbl Alajos „A hıszivattyú használatának mőszaki és gazdasági lehetıségei, feltételei” címő vetítettképes elıadása. MTA Budapest, 2009. november 25.

16


Példa: talajvizes f őtés geotermikus h ıszivattyúvalForrás: Geowatt Kft.

Mőszaki adatok

● Hıszigetelt üveggel rendelkezı1 hektár (10 000 m2) alapterületőnövényházról készült ajánlat fıbb adatai paprika termesztésre.

● Az 500 kW-os hıleadórendszert 40/33 – 63/57 °C hıfokszintekre, illetve hılépcsırekell méretezni feltételezve, hogy talajfőtés is lesz.

Költség adatok

● A hıszivattyús bekerülési költség (nettó):

54 millió Ft.

● Földgázkazán fogyasztásához viszonyítottüzemeltetésiköltségmegtakarítás évenként (nettó):

6 millió Ft.

17


Növényház f őtése és h őtése talajvizes h ıszivattyúval (1)

Mőszaki adatoktájolás: hossztengely kelet-nyugat; hosszúság: 6 m; szélesség: 8 m;

gerincmagasság: 3,5 m; 6 db fan-coil 2 m magasságban az északi falon

18



Forrás: Liong Chai Chengwei: STUDY ON A GROUNDWATER SOURCE HEAT PUNP COOLING SYSTEM IN SOLAR GREENHOUSE. CIGR - International Conference of Agricultural Engineering XXXVII. Congresso

Brasileiro de Engenharia AgricolaBrazil, August 31 to Septenber 4, 2008.

● Főtési üzemmód elvi kapcsolási rajza (nincs váltószel ep)

19



Forrás: Liong Chai Chengwei: STUDY ON A GROUNDWATER SOURCE HEAT PUNP COOLING SYSTEM IN SOLAR GREENHOUSE. CIGR - International Conference of Agricultural Engineering XXXVII. Congresso

Brasileiro de Engenharia AgricolaBrazil, August 31 to Septenber 4, 2008.

● Hőtési üzemmód elvi kapcsolási rajza (nincs váltószel ep)

20


Főtés napkollektor ─hıszivattyú megoldássalForrás: Onder Ozgener, Arif Hepbasli: An Economical Analysis on a Solar Greenhouse Integrated Solar

Assisted Geothermal Heat Pump System (JOURNAL OF ENERGY RESOURCES TECHNOLOGY. Manuscript received June 9, 2004; final manuscript received July 27, 2005. Assoc. Editor: Srinivas Garimella)

21


Geotermikus h ıszivattyúval való f őtés és h őtés elvi kapcsolási rajza

22


Reverzáló (f őtı, hőtı és hmv el ıállító) h ıszivattyúfőtési üzemmódja

23


Reverzáló (f őtı, hőtı és hmv el ıállító) h ıszivattyúhőtési üzemmódja

24


A Vidékfejlesztési Programban alapkövetelmény lesz a környezetvédelem

● A 2007-2014-es idıszakban a megújuló energiaforrások elterjesztésének ösztönzése a legtöbb ÚMVP konstrukcióban önálló célterületként jelenik meg, ez a pályázati pontozás során eddig is elınyt jelentett – mondta V. Németh Zsolt vidékfejlesztésért felelıs államtitkár az „Energianövények termesztési és felhasználási lehetıségei 2020-ig” címő szakmai tanácskozás megnyitóján Gödöllın (2013. szeptember 11.).

● A kertészet korszerősítését a tárca biomassza kazánok, nap-és geotermikus energiahasznosító berendezések beszerzésének támogatásával, valamint a termálkutak létesítésének megkönnyítésével támogatta.(https://www.mvh.gov.hu: Gépkatalógus link: Vaporline® hıszivattyúk)

25


A Geowatt Kft. magyar fejlesztés ő és gyártásúVaporline ® márkanev ő hıszivattyúk kitüntetése

● Magyar Termék Nagydíj®-jal kitüntetett hıszivattyúcsalád ünnepélyes díjátadása 2012. szeptember 4-én volt a Parlament Felsıházi Termében. A trófeát és az oklevelet Bencsik János, az Országgyőlés Gazdasági és Informatikai bizottságának tagja, az Energetikai Albizottság elnöke adta át Fodor Zoltán (Geowatt

Kft.) fejlesztımérnöknek (hollóházi porcelánváza a kezében).

Szerzı: Lakos Gábor

26


Iparfejlesztési javaslatIdézet forrása: Lovas Rezsı akadémikus (szerk.): Köztestületi Stratégiai Programok 1. Áttekintés

Magyarország energiastratégiájáról (61–62. oldal). MTA Bp. 2012.

„6.2.3. Teendık …A hıszivattyúk alkalmazása beindult. A vállalkozói lendületet érdemes kihasználni és használatukat megsokszorozni.”…… „A villamosenergia-szolgáltatóknak – a szolgáltató és a

fogyasztó közös érdekében – a hıszivattyúk csúcsidıszaki használatát kizáró csökkentett tarifát kellene rendszerbe állítaniuk. A hıszivattyús rendszerek tervezéséhez szükséges energetikai és épületgépészeti ismeretek oktatásában fıleg az állami felsıoktatásnak kell szerepet vállalnia. A magyar ipar képes hıszivattyúkat és a földhıhasznosítását szolgáló egyéb berendezéseket gyártani és ezek ösztönzése ugyancsak állami feladat.

A hasznosítás állami támogatása a földgáz-megtakarítás arányában indokolt. A támogatás itt is elsısorban a létesítésre adható, és a hıhasznosítót illeti meg. A környezeti hı hasznosításához szükséges berendezések gyártásának meghonosítása is állami támogatást érdemel.”

27


Ajánlott irodalomKomlós Ferenc – Fodor Zoltán – Kapros Zoltán – Dr. Vajda József – Vaszil Lajos:

Hıszivattyús rendszerek. Heller László születésének ce ntenáriumára. Magánkiadás: Komlós F., Dunaharaszti, 2009. www.komlosferenc.info

(Magyar és angol nyelven megjelent szakkönyv a BME OMIKK-ban is megtalálható.)A lektorált, 215 oldalas, A4 formátumú szakkönyv 27 táblázatot és 152 ábrát tartalmaz.

Documents

A h ıszivattyúk alkalmazásának lehet ıségei a … MUBI Komlos Ferenc...2 Komlós Ferenc: A h ıszivattyúk alkalmazásának lehet ıségei a kertészetben Tartalom A legegyszer