A napelemes technológia és a hőszivattyú intelligens és gazdaságos szimbiózusa – tanulmány

Bevezet?

Több országban csökkentették már és csökkentik ezentúl is folyamatosan a napelemes rendszerek által termelt villamosenergia betáplálási támogatásának nagyságát, ami által egy napelemes rendszerbe történ? befektetés csak hosszú id? után lenne nyereséges. Az olyan európai államokban, ahol a betáplálási támogatás nagysága eleve jóval alacsonyabb, mint az (esetlegesen államilag alacsonyan tartott) átlagos fogyasztási tarifa, pedig egyenesen predesztinált az ilyen rendszerek technológiailag továbbfejlesztett változatainak az alkalmazása.

Ezért tehát a szoláráram tárolási megoldásai – éppen a háztartások számára egyre attraktívabb lesznek. A továbbfejlesztett napelemes rendszerekben alkalmazott akkumulátoros tározók által a termelési többletet elraktározása lehetséges és így a napelemes rendszerek üzemeltet?inek lehet?ségük van a saját fogyasztásuk megemelésére és így messzemen?en függetlenné válni a közcélú hálózati szolgáltatóktól.

A megfelel? nagyságúra méretezett akkutározóval rendelkez? ún. On-Grid (párhuzamos üzem?) szerkezet? háztartási méret? napelemes rendszerek természetesen nem csak az eddig megszokott háztartási elektromos fogyasztók állandó ellátását tudják így biztosítani, hanem a lakóépületek f?tési és h?tési igényeinek intelligens kielégítésében is nagymértékben hozzá tudnak járulni.

Az akkutározós rendszereknek van egy befektetési szempontból nézett alsó határa, amely alatt nem gazdaságos az üzemeltetésük. Amíg egy 3.000 kWh éves villamosenergia fogyasztású háztartás tározói kapacitásának alsó határa On-Grid rendszerben minimum 4,6 kWh körül van, úgy egy 12.000 kWh-s átlagos éves fogyasztásnál már 41 kWh-s tározói kapacitással kell számolnunk. Nyilvánvaló, hogy egy akkumulátoros tározós rendszerrel a már meglév? napelemes rendszert is ki lehet egészíteni.

Sokan tudják, hogy a h?szivattyús rendszerek f?tésre és h?tésre egyaránt alkalmasak, de kevesebben ismerik a napelemes rendszerrel történ? üzemeltetés alkalmazásának intelligens szimbiózisát. Ami által az individuálisan tervezhet? és kifejlesztett intelligens megoldásokkal segíteni tudjuk a megújuló energiák fejl?dését hazánkban is.

A környezet energiájának hasznosítására szolgáló h?szivattyúval f?teni, h?teni, illetve meleg vizet el?állítani lehet. A berendezés a m?ködtetésére felhasznált energiát nem közvetlenül h?vé alakítja, hanem küls? energia segítségével a h?t az alacsonyabb h?fokszintr?l magasabbra emeli, a föld, a leveg? és a víz által tárolt napenergiát hasznosítva.

A cél a végleges fosszilis energiahordozók és a távh? kiváltása a megfizethet? és így fenntartható jöv?képes energiagazdálkodás érdekében.

A jelen tanulmányban ennek a lehet?ségét szeretném bemutatni a tisztelt olvasóközönségnek az alábbi lépésekben:

    1. Bevezetés a h?szivattyú, a smart-f?tés és -h?tés funkciójába

Alapfeltételek, funkciók: lépcs?zetes tarifák, a szoláram használata

   2. Feltételek ennek alkalmazására

Napelemes rendszer, kapcsolódás az áramkörbe, mér?óra

  3. A fogyasztó el?nyei és haszna

A saját fogyasztás megnövelése, önellátás, költségmegtakarítás

 

Bevezetés a h?szivattyú, a smart-f?tés és -h?tés funkciójába

A h?szivattyú el?nyei

• Azoknak a h?források alkalmazása lehetséges, amelyeket f?ként a lakóhelyiségek f?téséhez használunk, ezek a természetes és a megújuló h?források, pl.

• a küls? leveg?

• a talaj

• a talajvíz

• a felszíni vizek (tavak, folyók).

• A h?szivattyú egész évben képes a napelemes rendszerrel közvetett módon kiaknázni a nap energiáját. M?ködése nem függ a pillanatnyi napsugárzás er?sségét?l, mivel a környezetben eltárolt energiát hasznosítja.
• H?szivattyú alkalmazásával 1 egységnyi villamos energia befektetéssel 3-5 egységnyi energia termel?dik. A h?szivattyú révén az energiafelhasználás 75 százaléka ingyenesen, a környezetb?l nyerhet?.
• Az integrált automatikavezérléssel programozható az éjszakai és a hétvégi csökkentett üzemmód.
• H?szivattyúval külön beruházás nélkül megvalósítható a h?tés és a légkondicionálás is.
• H?szivattyú alkalmazásával a f?tési, h?tési költségek 30-60 százalékkal az egyéb energiahordozóval történ? megoldások költségei alatt maradnak.
• Amennyiben a f?tést teljes egészében h?szivattyú végzi, nincs szükség kéményre, a helyszínen nincs károsanyag kibocsátás.

• H?szivattyú egy nagyon dinamikus h?szállító gép, amely segítségével alacsony h?mérsékletszint? h?forrásokból is kinyerhet? a h?, illetve a hulladékh? is hasznosítható.

Egy leveg?/víz h?szivattyú a kültéri leveg?t szívja be egy ventillátor segítségével. Mialatt a leveg? természetes h?energiája át lesz adva a f?tési rendszernek.

A leveg?/víz-h?szivattyú vagy a szabadban vagy pedig az épületben történ? felszerelése igény költségkedvez?.

Egy leveg?/víz-h?szivattyúval lefedhetjük a h?energia szükségletünk kb. 2/3-át a természet tározójából.

 

A h?szivattyú alkalmazási lehet?ségei

F?tés

• a h?forrásból elvont h?t a berendezés általában a zárt körben keringetett víz f?t?közeg felmelegítésére használja fel. Els?sorban az alacsony h?mérséklet? f?tési rendszerek alkalmasak h?szivattyúval történ? táplálásra, mert annál nagyobb a rendszer hatékonysága, minél kisebb a f?tési el?remen? h?mérséklet. Emiatt f?leg padló-, fal- és mennyezetf?tés jöhet számításba, ahol a nagy h?leadó felület miatt már 35 °C is elegend?. Az úgynevezett monovalens rendszer a ház teljes f?tési energiaszükségletét biztosítja, míg az úgynevezett bivalens rendszernél a h?szivattyú mellé kiegészít? f?tés kell, ami lehet bármilyen kazán, vagy napkollektoros rendszer is.

Melegvíz-készítés

• a h?szivattyú használati meleg víz készítésére is felhasználható, de a kondenzátor oldali fels? h?mérséklet határ körülbelül 55-60 °C, emiatt a meleg víz h?mérséklete 60 °C alatt marad.

H?tés

• a h?szivattyú a f?tésnél h?forrásként használt közegnek adja át a helyiségekb?l elvont h?t.

 

A h?szivattyú f? részei

• Primer kör (a természet adta energia köre): voltaképpen bármilyen folyamatos h?energia utánpótlással rendelkez? h?forrás alkalmazható, amely a h?igényeket képes kiszolgálni. A h?szivattyú alkalmazhatósága nem kimondottan csak a h?mérséklettel függ össze, hanem a h?mérséklet különbséggel. A h?szivattyú képes akár magas h?mérséklet? közegb?l kinyerni a m?ködéséhez szükséges h?energiát, de széls?séges, akár -15 °C h?mérséklet alatti helyzetben is képes m?ködni. Természetesen minél magasabb a primer kör h?mérséklete, annál kisebb energiát kell fordítani a h?szivattyú m?ködtetésére. A h?szivattyú – a primer h?forrás alapján, jóságfoka szerinti sorrendben – lehet vizes (a talajvíz állandó h?mérséklete 7-12 °C), talajszondás (átlag h?mérséklet 10 °C), talajkollektoros (0-10 °C), illetve leveg?s (maximum -25 °C-ig) primerkörös h?szivattyú.

• H?szivattyú (a berendezés): az egész rendszer lelke a h?szivattyú, maga a gép, amely a primer körben lév? h?energiát a m?ködtet? energia (általában villamos energia) segítségével el?állítja a szekunder kör h?energiájává (fordított m?ködtetéssel h?tési energiájává). A h?szivattyú méretezésének összhangban kell lennie a szekunder kör h?igényével és a primer kör h?ellátási képességével.

• Szekunder kör (a h?leadó elemeket magába foglaló rendszer): a h?szivattyú alacsony h?mérséklet? rendszer, azaz a szekunder oldali maximális h?mérséklet 45-55 °C lehet. Ez a hagyományosnak mondott 90/70-es f?tési rendszerekkel szemben ténylegesen alacsony h?mérsékletet jelent, de az élettani hatása messzemen?en kedvez?bb. Az ember testh?mérséklete a környezeti 20-25 °C körüli h?mérsékletet tartja a legkedvez?bbnek, így a 90/70 rendszer túlf?tött, sokkoló hatású f?tési rendszernek min?síthet?.

 

A szekunder körök alapvet?en a következ?k lehetnek:

• padlóf?tés/falf?tés (a h?szivattyú legjobb kihasználását eredményezi, a f?tési h?mérséklet a h?szivattyú ideális munkapontja környékén érhet? el, a hatásfok kiemelked?, esztétikában nem befolyásol, de többletfigyelmet igényel az eltakart csövek sérülésmentesen tartását illet?en),
• a fan-coil rendszer (minimális zajjal jár, éjszakai üzemmódban nem mindig javasolt),
• a leveg?s rendszer (nagy légmozgással jár, gondoskodni kell a csatornakiépítés hátterér?l),
• a radiátoros rendszer (méretezése az alacsony h?mérséklet miatt nagyobb radiátorokat eredményez, mint a szem által általában megszokottak, hatásfoka – az alacsony h?mérséklet? f?tés miatt – nem kiemelked?). (forrás: http://epitesimegoldasok.hu/index.php?id=20110225hoszivattyuval-az-energia-75-szazaleka-ingyenesen-nyerheto)

 

Alapfeltételek

„Villamos, valamint gázmotoros hajtású és abszorpciós h?szivattyús rendszerek támogathatóságának kritériumrendszere“, az Új Széchenyi Terv 4. számú mellékletéb?l.

 

Általános követelmények valamennyi rendszer esetén

Megújuló energia felhasználásával történ? f?tési-, h?tési technológia, ill. kazáncsere csak abban az esetben támogatható, amennyiben a beruházással érintett ingatlan eredeti állapotában megfelel a 7/2006. (V.24.) TNM rendeletben meghatározott, az épület fajlagos h?veszteség tényez?jére vonatkozó követelményértéknek.

Ahol az áramszolgáltató rendelkezik H-tarifával, és a tervezett h?szivattyús rendszer jogosult ezek valamelyikének igénybevételére, ott az áramszolgáltatóval szerz?dést kell kötni, és a kiépítést is ennek megfelel?en kell megvalósítani.

Monovalens és bivalens üzemmódban m?köd? rendszerek egyaránt támogathatók. Bivalens rendszerek esetén, a bivalencia pont nem lehet magasabb 0°C-nál. Azaz 0°C-ig a h?igényeket teljes mértékben a h?szivattyúnak kell ellátnia. Ennek teljesülése a monitoring adatok alapján ellen?rizhet?.

A kivitelezés során, a Magyar Mérnöki Kamaránál regisztrációval rendelkez? m?szaki ellen?r alkalmazása kötelez?.

Ne feledjük el! A tervezésre és a kivitelezésre kérjünk legalább három árajánlatot és a munkákat bízzuk egyaránt szakemberekre! A kivitelezést végz? f?vállalkozónak az elvégzett tevékenységekre 5 év jóteljesítési garancia vállalása kötelez?.

 

Szíves olvasásra ajánlom az ENERGIAKLUB Szakpolitikai Intézet és Módszertani Központja által 2011 májusában elkészített

„A MAGYAR LAKÓÉPÜLETEKBEN REJL? ENERGIAHATÉKONYSÁGI POTENCIÁL” cím? kutatási jelentést

(http://www.negajoule.hu/sites/default/files/nega_kiadvany.pdf).

Amiben azért tartják fontosnak az Energiahatékonyságot, mert a leggazdaságosabb és leghatásosabb módon így lehetséges választ adni korunk legf?bb energia- és klímapolitikai kihívásaira. Az energiahatékonyság ugyanis egyszerre szolgálja a környezeti fenntarthatóság növelését, a biztonságosabb energiaellátást és a gazdaság versenyképességét is. A hatékonyság hatására mérsékl?d? energiafelhasználás egyrészt kisebb üvegházhatású gáz-kibocsátást okoz, vagyis nagyobb környezeti fenntarthatóságot, környezetbarátabb energiafelhasználást (és –termelést) eredményez.

Másrészt csökken a fosszilis, azaz a fogyóban lév?, dönt? részben importált energiahordozók iránti igény, és csökken az ország importfügg?sége. Így javul az ország külkereskedelmi mérlege, és kevésbé lesz kitéve az energiaárak nemzetközi ingadozásainak is. Harmadrészt, n? az energiahatékony iparágak, termékek és szolgáltatások iránti kereslet, amelyek jelent?sen növel(het)ik a gazdaság teljesítményét.

Számításaik során a helyiségf?tés, illetve a használati melegvíz-el?állítás során felhasznált és megtakarítható energiával foglalkoznak, mivel a háztartásokban ez a két terület igényli a legtöbb energiát és erre a két területre irányult eddig a legkevesebb kutatás.

Az energiahatékonyságban rejl? lehet?ségek kiaknázása ugyanakkor nagymértékben függ a kormány intézkedéseit?l és a bürokráciamentesen elérhet? anyagi támogatásainak lehet?ségeit?l.

Az alábbi fiktív számítási példánkban egy új építés? 4 f?s családi ház komplett HMV+f?tés és h?tési energiaigényének lehetséges fedezésére tervezett technológiák együttes alkalmazását mutatjuk be hagyományos kondenzációs kazán illetve a h?szivattyú plusz napelemes technológia együttese esetében.

 

Gazdaságossági számítás

(nem teljesérték? levezetés!)

Emelkedtek az energiahordozók világpiaci árai, a forint árfolyam sem éppen kedvez? és ránk nyomták az új ÁFA-kulcsot is! Ez egyúttal arra is lehet?séget ad, hogy elmagyarázzuk melyik áramtarifa mikor igényelhet? és hogyan lehet összehasonlítani a más és más mértékegységben mért földgáz és villamos energia árát.

A számítás alapjai:

Az itt alkalmazott, egyszer?sített megtérülés-számítás csak a beruházás összegét veti össze a beruházás révén a technológia vagy berendezés élettartama során megtakarítható energiaköltségek mennyiségével.

Az elemzés készítésekor érvényes lakossági földgáz illetve villamos energia átlagárát és a KÁT árát a Magyar Energia Hivatal által közölt ártáblázatokból illetve az Elm?-t?l és a GDF SUEZ-t?l vettük át.

A földgáz árát köbméterben vagy újabban MJ-ban adják meg, az energiafelhasználást azonban kWh-ban mérjük, ezért célszer? ismerni az átváltást a mennyiségek között.

A földgáz f?t?értéke az MSZ 1648 szabványban meghatározottak szerint a 34 MJ/m³, de ett?l ±5%-al el lehet térni, vagyis szolgáltatónként és id?szakonként kis mértékben változhat.

Egy joule az egy watt teljesítménnyel egy másodpercig végzett munka, vagyis 1 kWh = 3,6 MJ. Tehát 1 m³ gázból 9,44 kWh energia nyerhet? ki. Ebben a formában már sokkal könnyebben összehasonlíthatóak a tételek a villamos energia árával.

Így a földgáz elméleti ára: 17,30 Ft/kWh.

Ez a megközelít? érték azonban eltér a valóságban a kondenzációs kazán hatásfoka miatt!

Ezért kalkulációnkban 19,00 Ft/kWh-val (90 %-os kazánhatásfok mellett) fogunk számolni.

Egy h?szivattyú gazdaságosságának megítéléséhez átlagos meteorológiai adatok és el?re meghatározott áramfelhasználási számok szükségesek.

Minél nagyobb a h?forrás-berendezés (WQA) és a h?hasznosító-berendezés (WNA) közötti h?mérsékletkülönbség, annál kisebb a h?szivattyú teljesítményszáma. Tervezéskor a lehet? legmagasabb teljesítményszám elérése a cél, hogy a nagymennyiség? hasznos energia az ehhez szükséges hajtóenergiával kinyerhet? legyen.

A gazdaságossági számítást legalább egy f?tési periódusra kell vonatkoztatni. Új épületek esetén a h?felhasználás, a még nedves falak miatt, az els? periódusban lényegesen magasabb, mint az azt követ? években.

A h?szivattyú energiaigénye bivalens üzemnél:

 

 

 

Ahol:

Q_a = éves h?igény, kWh

n = teljes üzemórák, lakóépületekre vonatkozó el?írásokban 13 h /d

Qh = szükséges f?tési teljesítmény

G_tz = foknapszám, klímazónánként

t_i = helyiségh?mérséklet

t_a = minimális küls? h?mérséklet

f_WP = a h?szivattyú összes h?igényének százalékos része

f_Z = a kiegészít? f?tés összes h?igényének százalékos része

?_z = a kiegészít? f?tés hatásfoka

A berendezés összes energiaigénye:

A h?szivattyú energiaigényéhez az összes részegység (segédüzemek) energiaigényét figyelembe kell venni, mint pl. h?forrás-, tárolótölt?szivattyú, vezérl?- és szabályozó egységek, stb., beleértve egy f?tési periódus alatti tárolási veszteséget.

 

 

A többlet ráfordítás akár 8,8 éven belül is megtérülhet.

 

 

A többlet ráfordítás akár 5,1 éven belül is megtérülhet.

 

A fiktív lakóépület lehetséges energiamérlege a h?szivattyú plusz napelemes rendszerrel

 

 

 

 

 

 

 

 

Megjegyzés: A gazdaságossági számítást legalább egy f?tési/h?tési periódusra kell vonatkoztatni. Új épületek esetén a h?felhasználás, a még nedves falak miatt, az els? periódusban lényegesen magasabb, mint az azt követ? években.

Azt is meg kell itt sajnos jegyeznünk, hogy az energiaárak igen jelent?s befolyással vannak a gazdaságossági, megtérülési szempontokra. Mert minél alacsonyabbak (ill. államilag eltorzítva alacsonyan tartottak) az energiaárak, annál kevésbé ösztönzik a háztartásokat korszer?sítésekre. Így még a magas energiafogyasztású épületeknek is megéri inkább pazarolni és fizetni a számlákat, mint beruházni az energiahatékonyságba.

De a háztartások beruházási képessége sem javul belátható id?n belül az igen alacsony jövedelemszint és a bizonytalan munkahelyek miatt.

 

H?szivattyús GEO tarifa

A „B GEO” tarifa kizárólag a h?szivattyús berendezések villamos energia ellátására használható. Az elosztó által alkalmazott vezérlés naponta legalább 20 óra f?tési id?t biztosít úgy, hogy 2 óránál hosszabb megszakítás nem fordul el? és két megszakítás között legalább 2 óra bekapcsolási id?t biztosít. Más berendezés üzemeltetése err?l a csatlakozásról szerz?désszegésnek min?sül. Ennek bruttó ára: 32,3 Ft/kWh. Ezt hívjuk h?szivattyús áram tarifának.

H tarifa csak f?tési idényben, de nemcsak h?szivattyúra

„H” árszabás hasonlít a „B GEO” tarifára, de van két nagy különbség közöttük:

a „H” tarifa csak f?tési idényben (október 15. – április 15.) igényelhet?

a „H” tarifáról nem csak h?szivattyú üzemeltethet?, hanem megújuló energiaforrást hasznosító egyéb készülékek is. A pontos meghatározás szerint „legalább 3 jósági fokú (leveg?-víz h?szivattyú esetén +2 °C fok leveg?-, és +35 °C fok el?remen? vízh?mérsékletnél mérve, h?szivattyús klímaberendezés esetén +2 °C küls? h?mérsékletb?l 20°C bels? h?mérsékletet létrehozva) h?szivattyúk és a napenergiából, egyéb megújuló energiaforrásokból az épületek h? ellátását biztosító berendezések üzemeltetését közvetlenül szolgáló készülékek (pl. keringet? szivattyúk, automatikát) villamosenergia-fogyasztása” fedezhet? „H” tarifával. Ennek bruttó ára 30,76 Ft.

A H és a GEO tarifa nem létezik minden szolgáltatónál.

Lásd ehhez a témához még: http://www.aram.hu/geotarifa/index.html

Az áramszolgáltató által kínált h?szivattyús áramtarifának 3 el?nye a lakossági és kisvállalati ügyfelek számára:

• Igen kedvez? fogyasztói ár (= az elfogyasztott kilowattóránkénti áramért).
• Az éjszakai valamint a hétvégi és az ünnepnapi nagyon kedvez? fogyasztói árak.
• Az alaptarifa költségébe beszámított speciális mér?órát a további támogatások kihasználásához szükséges számításokhoz is fel lehet használni.

A h?szivattyús áramtarifának vannak hátrányai is:

• Magasabb szerelési ráfordítás (saját, különálló vezeték a mér?órától a h?szivattyúig).
• Esetenként kett? mér?óra helyének a kiépítése szükséges a kapcsoló szekrényben, vagy egy új szekrényre lesz szükség.
• Leválasztási id?k, amik esetenként szükségtelen megszakításokat eredményeznek és ezáltal a h?szivattyú gyorsabb kopásához vezethetnek (mint az autónál a rövid útszakaszok) és csökkentik a komfortot akkor, ha nincs tározó a rendszerben.
• Relatív magas alapköltség a fogyasztói árhoz képest.
• Csak a h?szivattyúra és a közvetlen hozzátartozó aggregátokra valamint a f?t?szálra érvényes, nincs éjszakai árama ebb?l a mosógépnek, a ruhaszárítónak és a világításnak.

 

Kitekintés Németországba

A Németországban egyre csökken? betáplálási támogatás miatt attraktívabb lett a megtermelt szoláráram sajátcélú felhasználása. Mivel a mostani piacokon azonban még hiányoznak a kifizethet? és teljesít?képes energiatárolók, ezért gazdaságos f?tési célokra is felhasználni a megtermelt szoláráramot. Egy egyszer? lehet?ség az épület f?tését és a h?tését a gazdaságos alternatívával, a h?szivattyús rendszerrel kiegészíteni. Ez felhasználja a környezeti-/beltéri hideg vagy meleg leveg?t és helyettesíti a központi f?tés általi használati melegvíz felmelegítését.

Ez f?tési költségmegtakarításhoz vezet és megemeli a napelemes rendszer sajátcélú üzemeltetését.

A saját célra felhasznált szoláráram bonuszos támogatását a Megújuló Energia Törvényben (EEG) szabályozzák Németországban. Két különböz? tarifa létezik a saját célú szoláráram felhasználásában. A támogatási nagyság abban különbözik, hogy a saját célú felhasználás 30 % alatt vagy a fölött van-e.

A h?szivattyú az olaj- és a gázf?tés igen kedvelt alternatívája. A négy hálózatátviteli felel?snél (E.ON, RWE, Vattenfall és EnBW) és több áramszolgáltatónál vannak igen kedvez? speciális h?szivattyú áramtarifák, ami által jutányosan lehetséges üzemeltetni a h?szivattyúkat.

A h?szivattyú áramát kizárólag a h?szivattyú üzemeltetésére lehet felhasználni. Ennek csatlakoztatására és üzemeltetésére külön mér?órát kell beépíteni.

Néhány áramszolgáltatónál két különböz? áramtarifa is létezik. Ezek a csúcs id?i (HT) és a kedvez?bb alacsony tarifák (NT). A különbség függ a hálózat ún. alacsonyleterhelés? id?szakától. Az éjszakai órákban adják az alacsony tarifájú áramot. Napközben, amikor a hálózatok nagy leterhelés alatt vannak, akkor a h?szivattyú árama drágább.

Az áramszolgáltatóval kötött szerz?déseket havonta bármikor fel lehet bontani.

(Megjegyzés: Ausztriában a Wienenergie is felkínálja a h?szivattyús áramtarifákat. A h?szivattyúval rendelkez? háztartásokban azonban csak egy mér?óra szükséges és az egész háztartási fogyasztásra érvényes a kedvez? tarifa, ami által akár fele akkora is lehet a h?szivattyús f?tési költség a hagyományos f?tési rendszerekhez viszonyítva).

A nagyság és annak értelmezése

A melegvizet el?állító (napkollektoros) rendszer értelmezésének alapjául a mindennapi HMV szükséglet megteremtése a fontos a lakossági döntésben. Ahol 100 százalékos lefedésre igyekeznek nyári hónapok ideje alatt, ami kb. 60 százalékos éves fedezeti nagyságot jelent.

Egyre gyakrabban találkozunk olyan kombinált rendszerekkel, amelyek a HMV el?állítása mellett a lakóhelyiség f?tésére is rásegítenek az átmeneti évszakokban (tavasz, ?sz). Ezt a fejl?dést lehet?vé teszi az, hogy javul az épületek h?szigetelése, ami által kevesebb lesz a f?tésre fordítandó energiaigény. A f?tésrásegítéskor lényegesen nagyobbra lesznek a kollektor felületei és a melegvíz tározók méretezve, mint a csak HMV el?állítására szolgáló rendszereknél az eset.

A régebbi épületeknél ez azonban csak egy modern f?tési rendszerrel és az épület megfelel? h?szigetelésével értelemszer?. Az ilyen feltételek mellett felszerelt modern berendezések az épület f?tésének 20-50 százalékát is fedezni tudják.

 

A h?szivattyú közvetlen üzemeltetése a napelemes rendszerrel

A h?szivattyú üzemeltetése azonban nem jön ki teljesen küls? villamosenergia nélkül, de a magasabb áramköltségek még mindig olcsóbbak, mint a gáz vagy az olajtüzelésekkel keletkez? költségek. A h?szivattyúval kinyerhet? kb. 4 kWh f?tési energiához mindössze 1 kWh áram szükséges. Tehát a villamosenergia tarifáinak emelkedése a kés?bbiekben sem fog annyira kihatni a h?szivattyú tulajdonosaira, mint a fosszilis tüzel?anyagok áremelkedése.

Egy h?szivattyú kizárólagosan szolárárammal való üzemeltetését nem tanácsoljuk, mert az nem lenne (még) gazdaságos. Mivel a napelemes rendszerek igen alacsony és ingadozó névleges teljesítményt nyújtanak a mi földrajzi szélességi körünkön, ezért csak az átmeneti évszakok f?tésrásegítésére szolgálhatnak.

Különösen a téli hónapokban termel kevés áramot a napelemes rendszer (rövidebb nappalok, több napig tartó felh?s égbolt stb.), amikor a h?szivattyúnak éppen szüksége lenne a villamosenergiára

Az ezeknek a tényez?k figyelembevételével kell?képpen megnövelt napelemes modulfelület viszont a magas befektetési költségek miatt gazdaságtalanná tenné a rendszert.

De, ha viszont megfelel?en méretezett napelemes rendszert és egy jól szigetelt h?tározót párosítani tudunk, úgy a h?szivattyú „Nulla-emissziós f?tés?” lesz (Smart-Home-menedzsment).

 

A piacra érett rendszerek komponensei

3,5-3,9 COP teljesítményszám közötti típus semlegesen bemutatott elemei.

 

Kompletten el?szerelt hidraulika

Kompletten integrált:

• moduláló szivattyúval ellátott vegyes f?t?kör csoport
• a tározó feltöltésére szolgáló egység
• a szolár-f?tés bivalens egysége
• átfolyó szelepek
• sorosan összekötött puffertartályok
• gázég? csatlakozó
• cseppfolyósító a leveg?/split-h?szivattyú részére
• nyomást, átfolyást ellen?rz? és h?mérsékletmér? szenzorok
• biztonsági egység
• a szolár rendszerszabályozó, a f?tési kör és a h?el?állító a szolárenergia maximumára van optimalizálva, a h?el?állítás legnagyobb hatékonyságának érdekében.

 

 

 

A komponensek – a h?szivattyú kültéri egysége

 

állandó f?tési teljesítmény -15°C-os küls? h?mérsékletig, elektromos f?t?szál nélkül

• az 55°C-os el?remen? h?mérséklet – 15°C-os küls? h?mérsékletig garantált
• az invertertechnológia lehet?vé teszi a f?tési teljesítmény 30 – 100%-ig történ? modulációját
• Optimalizált jégtelenítés
• Alacsony üzemzaj

 

Hozamoptimálás: az ivóvíz és a f?tési h? kombi tározója

 

 

 

 

 

A megfelel?en szigetelt tározó átgondolt konstrukciója optimalizálja a megújuló energiák hozamát, csökkenti a tározási veszteségeket és növeli a hatékonyságot.

A frissvíz technika garantálja az optimális higiéniát: A víz csak a felhasználás pillanatában lesz felmelegítve.

A h?szivattyú kiegészít? tartálya integrálva van a tározóban, ami helymegtakarításhoz vezet.

 

 

F?tés-/h?tés szabályzó

• egyszer? kezelés,
• beltéri szabályozó- és kommunikációs egység,
• helyiségh?mérséklet-érzékel?vel,
• el?reprogramozott üzemmód,
• 3D-felület,
• Energia bilanc megtekintése,
• Eco-funkció,
• Smart-Grid,
• egyszer? programkapcsolóval és h?mérséklet-beállító és információs-, programozó és beállító gombokkal.

 

H?szivattyú alapelve napkollektorral és másodtartállyal, bivalens üzemmód

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A hibrid-h?szivattyú alapelve napkollektorral, bivalens üzemmód

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H?szivattyú plusz fotovoltaik

Alapok

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H?szivattyú plusz fotovoltaik

Smart-Heating-and-Cooling funkció, fogalmak és funkciók

 

Smart Heating & Cooling funkció

Lépcs?s tarifák, Smart-Grid, a szoláráram használata

Eredmény:

• üzemid? eltolása
• energiaköltségek megtakarítás és
• a PV sajátcélú alkalmazásának optimalizálása

 

Költségmegtakarítás a Smart-Grid-ajánlatok által

A megtermelt szoláráram saját célú felhasználása

 

H?szivattyú plusz fotovoltaik

• két verzióban valósítható meg
• Hibrid-h?szivattyú
• Split-leveg?/víz-h?szivattyú szolárh?vel vagy a nélkül
• nincs szükség utólagos tartályra; a melegvíz tároló, ill. maga az épület (padló-/falf?tés) a tározó
• a  hidraulikamodul-szabályzóban integrálva
• a szükséges információkat az egyszer?en kezelhet? kommunikációs felületen keresztül lehet bevinni.

 

Smart Heating & Cooling

• Els?rangú a komfort biztosítása

A PV alacsony termelése miatt nem lesz lekapcsolva a h?szivattyú

• Szabályzó logika:

Ha túltermelés (PV-teljesítmény – háztartás fogyasztási igénye) > h?szivattyú áramigénye

-A h?szivattyú üzemeltetése

• Csak akkor, ha a h?szivattyú üzemeltetéséhez nem elegend? a többlettermelés

-?Hálózatra táplálás

• A h?szivattyú vill.energia igénye nem állandó, hanem az a rendszer által lesz kiszámítva
• A h?szivattyú melegvíz el?állításához szükséges teljesítménye a túltermeléshez lesz igazítva!

 

Feltételek

A napelemes rendszer tervezése

A napelemes rendszer nagyságánál nem kell különösképpen fontos kritériumokat figyelembe venni. Új rendszereknél általában a saját felhasználásból indulunk ki. Az alábbi minimális nagyságokat azonban érdemes betartani illetve jó ha létezik:

• min. 3 kWp,
• min. 4 kWp,
• min. 5 kWp.

H?szivattyú rákapcsolása – h?szivattyú áramtarifa

H?szivattyú áramtarifa nélkül

 

 

 

 

 

 

 

• Csak egy mér?óra van a háztartás és a h?szivattyú áramának is,
• A napelemes rendszert és a h?szivattyút a háztartás használja,
• A Smart-Grid-ajánlatokkal ill. a lépcs?zetes tarifákkal kiegészít? megtakarításokat és még nagyobb gazdaságossági fokot érhetünk el.

H?szivattyú áramtarifával

 

• A szoláráramot csak a háztartás használja,
• A h?szivattyú külön, kedvez? h?szivattyú áramtarifával üzemel,
• A h?szivattyúval ki lehet használni a Smart-Grid-ajánlatokat illetve a h?szivattyú lépcs?zetes tarifáit,
• Probléma nélkül lehetséges a kés?bbi szolgáltató váltás, amennyiben a h?szivattyú áramtarifája ott már nem attraktív.

Feltételek

Mér?óra a Smart-Heating-and-Cooling funkcióhoz

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Megfelel? mér?óra:

• Elektromos számláló, TS 35-ös kalapsín szerelésre (DIN EN 50022)
• Smart-Meter (ez azonban gyakran igen alacsony impulzusnagyságú)
• S0-ás interfésszel rendelkez? inverter a hozam kezelésére.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

• Minimális impulzus gyakorisága: 500 Imp./kWh (ajánlott: 1.000 Imp./kWh)

 

Hogyan üzemel a melegvizes h?szivattyú?

A melegvizes h?szivattyú ventillátoron keresztül szívja a környezeti leveg?t és egy h?cserél?n keresztül elvonja t?le a felesleges h?mennyiséget. Ez a h? ugyanakkor elpárologtatja a h?szivattyúban lév? h?t?folyadékot, ami ezután gáz formájában komprimálva lesz, és ezáltal felmelegszik. Az így „felpumpált” h?mennyiség szolgál a használati víz felmelegítésére egy közvetlen mellette lév? h?tározóba. Amennyiben egyszer magasabb a melegvíz igény, úgy egy integrált f?t?szál gyorsan felmelegíti azt. Mindkét esetben lehetséges a napelemes rendszer által termelt ökoáramot használni úgy, hogy nem csak a sajátcélú felhasználás emelkedik, hanem a CO2 emissziót is elkerülhetjük. Ezt a hatást egy speciális vezérlés csak növelheti, amikor a víz pontosan akkor lesz felmelegítve, amikor a napelemes rendszer éppen a hálózatra termelné az áramot.

 

Hogyan vezérli a napelemes rendszer a h?szivattyút?

Egy mér?óra méri a napelemes rendszer által termelt összes villamosenergiát. A nem közvetlenül felhasznált szoláráram rá lesz táplálva a közcélú hálózatra. Egy másik, külön kétirányú mér?óra számlálja az energiatöbbletet. A termelt és a fogyasztott szoláráram különbsége adja tehát a saját célú felhasználás mennyiségét. Ha egyszer mégis több áram szükségeltetik, úgy egyszer?en a hálózatból lesz az vételezve. A h?szivattyú vezérlésére ezért ez az inverterrel össze van kötve. Így felismeri a h?szivattyú, amikor sok szoláráramot termel a napelemes rendszer, és pont ez a fázis az, amikor céltudatosan lehet a fotovoltaikkal f?teni.

Nem szabad megfeledkeznünk arról, hogy Ausztriában és Németországban is több különböz? tarifák léteznek a háztartási vill.energia fogyasztáskor. Megkülönböztetünk nappali, éjszakai és h?szivattyús tarifákat, amelyek különböz? érték?ek és külön számlálón keresztül is csatlakoznak!

 

El?nyei

Megéri egy fotovoltaik-h?szivattyú kombináció?

El?ször is egy napelemes rendszernek sajátcélú felhasználás nélkül is gazdaságosnak kell lenni. A magasabb sajátcélú felhasználást összefüggésbe kell hozni a h?szivattyús üzemmód által megtakarított f?tési költségekkel. Itt kiindulhatunk abból, hogy a tipikus egycsaládos ház melegvízszükséglete közel 15 százalékot tesz ki a f?tési költségekb?l. Egy melegvizes h?szivattyú általában, minden kiegészít? f?t?szál nélkül alapvet?en a szükséglet háromnegyedét fedezi. Egy a sajátcélú felhasználást élvez? Master-kapcsolással fele annyi id? alatt tudjuk szolárárammal üzemeltetni a h?szivattyút, amikor is az felmelegíti a szükséges melegvizet. És így az összes f?tésszükséglet közel 5 százalékát tudjuk szolárárammal lefedni.

Számítási példa németországi adatokkal:

 

4 személyes családi ház 60 m2-es szabadfelülettel rendelkez? tet?cserepes nyeregtet? 30°-os d?lési szöggel és déli tájolással, 80331 München:

Melegvíz igény: max. 240 liter/nap (60 liter/f?/nap)

A h?szivattyúnak ehhez a mennyiséghez 2-2,5 kWh el. energia szükséges.

Napelemes rendszer névleges teljesítménye: 7,2 kWp (30 x 240 Wp)

Fajlagos besugárzás: 1.171,3 kWh/m2

Éves szoláráram termelés: 8.433,36 kWh p.a

Napi átlagos termelés: 23,105 kWh/nap

H?szivattyú: WWK 300 PV (Stiebel Eltron)

Bekerülési költség: 19.011,00 Euró (inkl. 300 €/kWp szerelési költséggel)

Amortizációs id?: 10 év (éves hozamnagyság 5,19%)

(Számítás a VDI 4650 | Teil 1 (März 2009) és DIN V 4701-10, EEG 2011szerint)

Számítsunk pl. a nappali áramtarifával (HT), ami 20 Cent és továbbá 8 és 12 Centet a sajátcélú felhasználás támogatására (mert ezt is támogatják!), úgy összességében 28-32 Cent megtakarítást érünk el. Így a h?szivattyúval és a napelemes rendszerrel el?állított h? már csupán csak 2 és 4 centbe fog kerülni.

 

Értékesítési adatok 2012-ig Németországban.

(kék=leveg?/víz-h?szivattyú, barna= földszondával üzemel? h?szivattyúk)

Használati melegvíz el?állítására felszerelt h?szivattyúk 2012-ig Németországban.

A saját célú felhasználás és a fedezet nagysága

 

 

 

• A szoláráram saját célú felhasználását növeli a h?szivattyú alkalmazása.
• A Smart-Heating-funkció pedig csak tovább optimálja a vill.energia saját célú felhasználását.

 

 

 

• A melegvíz el?állításának fedezeti nagysága megduplázódik a Smart-Heating funkció által és a napkollektoros rendszerek munkaterülete közelében mozog.

 

 

 

El?nyei

Egy épület lehetséges energiamérlege a h?szivattyú plusz napelemes rendszerrel

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A h?szivattyú plusz napelemes rendszer alkalmazásakor szükséges energiamennyiség egy új épületnél.

A fenti grafika azt mutatja, hogy mennyivel lehetséges az éves energiaszükségletet (kWh) egy hagyományos (gáz plusz napkollektor) rendszerhez képest lecsökkenteni.*

*) Feltétel az el?írásoknak megfelel? h?szigetelési standard elérése (h?átbocsátási veszteség).

 

Már ma fektessünk be az állandóan alacsony energiaköltségek megtartásának érdekében

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A befektetési és az üzemi költségek összehasonlítása egy fiktív lakóépületre 20 éven keresztül.

Jelmagyarázat:

Fekete – olajtüzelés plusz napkollektor

Szürke – gáztüzelés plusz napkollektor

Zöld – h?szivattyú plusz napelemes rendszer.

 

A magyarok rendkívül sok pénzt költenek lakásfenntartásra

„A 2001-es és a 2006-os évek közötti id?szakban a keresetünk mindössze 19 százalékát kellett a lakásfenntartásra fordítanunk. Ez a szám napjainkban már a 24 százalékot is elérte, ami azt jelenti, hogy az inflációt is meghaladó mértékben növekedett a rezsiköltség. Drágult a f?tés, a melegvíz, valamint a gáz ára is igencsak magasra szárnyalt.”

„Az energiapazarlás f?ként a családi házak esetében látványos, itt ugyanis akár a rezsiköltség 90%-kát is meg lehetne spórolni, a szigetelések és a f?tési rendszerek felújítása által.”

„Míg hazánkban csupán 2012 óta m?ködik a kötelez? energiatanúsítvány rendszere, addig külföldön már 10-20 évvel ezel?tt be lett vezetve. Például, Írországban és Hollandiában, a várakozásoknak megfelel? hasznot hozza a lakástulajdonosok számára, a kiváló besorolással rendelkez? ingatlan. Hosszú távon ugyanis, már igen szembet?n? az energia hatékony épületekkel való pénzmegtakarítás.”

„Az állam, 2012-ben bevezette a kamattámogatási hitelt, amely során az igényelt összeget lakásfelújításra is fel lehet használni. Ez remélhet?leg ösztönözni fogja majd a lakástulajdonosokat arra, hogy az ingatlanjaikat minél el?bb elkezdjék korszer?síteni.”

„…hiszen egy megfelel? szigeteléssel rendelkez? épület nem csupán télen képes meg?rizni a f?tési h?t, hanem nyáron, a nagy melegben is, kellemes komfortérzetet tud biztosítani a lakástulajdonos számára.”

https://www.mnnsz.hu/a-magyarok-rendkivul-sok-penzt-koltenek-lakasfenntartasra/

 

A h?szivattyús technológia hasznosításának elterjedését befolyásoló tényez?k hazánkban

• Energiatörvény (megújuló energia törvény),
• Energetikai kormányzati szervezet átalakítása,
• H?szigetelési és energiaracionalizálási program,
• A pályázati támogatási rendszer átalakítása (KEOP, ZBR, NEP),
• Zöld Bank pénzügyi finanszírozáshoz,
• Energiaárak revíziója,
• „H” h?szivattyús tarifa kiterjesztése a nyári h?tésre is.

 

F?t?-h?szivattyú és a fotovoltaik

Összefoglaló

• Egyedülálló Smart-Heating-and-Cooling funkció a h? és a napelemes rendszer intelligens és hatékony összekapcsolásával,
• Az éjszakai és a nappali tarifák vegyes használatát is lehet?vé teszi,
• Villanyórán kívül nincs szükség egyéb befektetésre, mivel a modern szabályzókban az összes funkció integrálva van.
• Magas gazdaságossági fok, a napelemes rendszer által termelt villamosenergia saját célú felhasználásának magas foka valamint magas önellátói szint,
• A melegvíz fedezetének nagysága a napkollektoros rendszerrel történ? el?állítási sávban mozog.

 

2013.05.15. | Michael Debreczeni, Dipl.-Ing. (FH)