2024. április 22., hétfő

UJ HONLAP BANNER 250 100

kep-kicsiLapunk 2013/2–3. számában, sorozatunk előző részében már foglalkoztunk a napenergia felhasználási területeivel. Ezúttal a melegvízkészítésre és fűtésrásegítésre szolgáló napenergiahasznosításról lesz szó.

Korábbi írásunkban láttuk, hogy a „helyes", azaz az optimális rendszer a méretezésen vagy a program szerinti kiválasztáson alapszik. Megvizsgáltuk a hasznosságot, a fedezet és a kihasználtság viszonyát. Épületeink egyre alacsonyabb hőszükséglete miatt a négy évszakos országokban is többször előfordul az igény, hogy napkollektorral oldjuk meg a fűtésrásegítést. A feladat egyszerűnek tűnik, de nem az, ha az elérhető maximális megtérülést is kritériumként határozzuk meg.

Általános megfogalmazásban szoláris energiával a melegvíz-készítésre fordított energia közel 70 százaléka, a fűtésrásegítéses megoldásban a fűtési és a HMV hőszükséglet együttesének 5–15 százaléka fedezhető. A 70 százalékos HMV fedezetet a cikksorozat előző részében megvizsgáltuk. A 5–15 százalékos fűtési ráta elég „kicsinek" tűnik, de számszerűen is nézzük meg ezt az értéket.

Ehhez vegyünk alapul egy házat, aminek az éves eltüzelt földgázmennyisége 3000 m³. A felhasznált energiahordozó a következő megosztásban kerül eltüzelésre:

fűtés 75%=2250 m3
HMV 20%=600 m3
főzés 5%=150 m3

Napenergiával fedezhető (kiváltott) energia (vegyük a középértéket):

fűtés + HMV 2250 + 600 m³ 10%-a = 285 m³

Jól látható, hogy a „kicsi" ráta, a fűtésre fordított energiaszükséglet magas aránya miatt nem is olyan kicsi szám. Ennek ellenére óvatosan kell bánnunk ezzel a kijelentéssel, mert a fűtésrásegítés méretezése külön odafigyelést követel meg.

1abra-kicsiKONKRÉT PÉLDÁK

Mennyire valós ez az állítás? Vizsgáljuk meg a kérdést egy konkrét példán keresztül (1. ábra). A gyakorlati példánál analóg módon meghagytuk az előző szám HMV fogyasztási adatait és földrajzi elhelyezkedéseket, hogy ilyen szempontból is következtetéseket vonhassunk le.

2abra-kicsiAz ábráról leolvasható, hogy a nem súlyozott (statikus példa) és a szimuláció eredménye (súlyozott érték) különbséget mutat. Ez abból is fakad, hogy a sztenderdek alapján végrehajtott súlyozás a méretezési bázist (földrajzi fekvés) és a szabvány szerinti fogyasztási paramétereket (főleg a HMV) figyelembe veszi. Egy 4 fős háztartás teljesen átlagos melegvíz-felhasználása mellett a 30 000 kWh/év energiaszükséglettel rendelkező családi házba (kb. 3000 m³/év gázfogyasztás) válasszunk egy 900 l-es energiatárolót, 4 db 2,31 m² felületű síkkollektort, déli tájolással és 40º-os tető hajlásszöggel.

A szimuláció eredménye 63,7 százalékos HMV és 4,7 százalék fűtésfedezeti fok (Deckungsrate), ami súlyozva 10,7 százalékot ad, valamint hatásfoka (Wirkungsgrad) 30,2 százalékos. A kézzelfogható eredmény, a földgáz m³-ben kifejezett megtakarítása is kiolvasható, ami 416 m³. A lakossági gázárakat figyelembe véve ez összegszerűen ~50 000 forintot jelent évente. (2. ábra)

3abra-kicsi5abra-kicsiMielőtt levonjuk a következtetéseket, vizsgáljuk meg, hogy mi történik akkor, ha növeljük a kollektorok mennyiségét (3. ábra). Az eredmények alapján meggondolandó, hogy ha el is értük az elméleti 70 százalékos értéket a HMV fedezettel, növeltük a fűtési részarányunkat közel 5 százalékkal, de a hatásfok 8 százalékkal csökkent!

Megtakarítunk további 185 m³ gázt (~25 000 Ft/év) és beruházunk 4 db kollektorral és a hozzá tartozó egyéb költségekkel többet, ami beláthatóan nem a 185 m³ gáz ára! Itt kell ismét megismerkednünk a fedezeti fok és a hatásfok/kihasználtsági fok fogalmával! Ebben a példában is jól látszik, mint ahogy ezt a korábban a tisztán HMV üzemnél bemutattuk, hogy az „ex-has" kiválasztás, illetve a „minél több, annál jobb" elv nem érvényesül (5. ábra).

OKOK ÉS VÁLASZOK

Mi ennek az oka? A fűtésrásegítésre használt napkollektoroknál a nyári üzem nagyon kritikus tud lenni. Télen az lenne a legjobb, ha minél nagyobb lenne a napkollektorok felülete, mert annál több energiát tudnánk hasznosítani. Ezzel szemben, az így „túlméretezett" kollektorfelület nyáron nem tud dolgozni, mert a rendelkezésre álló tárolókapacitást nagyon gyorsan fel tudja fűteni (nem beszélve arról, hogy csak HMV igény van) és nem tud tovább dolgozni, üresjáratba kerül. Ha nem tud dolgozni, energiát betárolni, akkor nincs is megtérülésszámítási lehetőség, mert csak fenn van a tetőn, pénzbe került és haszontalan.

4abra-kicsiMit lehet tenni? A logikus válasz, hogy növeljük a tárolókapacitást. Ezt valljuk be, helyhiány, anyagi erőforrások stb. okok miatt, nehéz feladat elé állítja az átlagembert. Amennyiben viszont van fűthető kültéri (vagy beltéri) úszómedence, akkor már sokkal jobb a helyzet. A 4. ábrán a 8 kollektoros rendszert kiegészítjük egy kültéri, 50 m3-es, 28°C-ra fűtött (ez fontos paraméter!) medencével, amit áprilistól szeptemberig használnak. (6. ábra.)

6abra-kicsiAz eredmények alapján megállapítható, hogy bár csökkent 48 százalékra a HMV és 7,4 százalékra a fűtésfedezet, de a hatásfokot 25 százalékkal növeltük! A földgázban mért megtakarítás 1409 m³ (~170 000 Ft/év) és nem ruháztunk be az előző rendszerhez képest több szolár berendezést! Természetesen a kültéri medence költségei nem elhanyagolhatók, de ebben az esetben arra kívánjuk felhívni a figyelmet, hogy a fűtésrásegítésre kiválasztott kollektorfelület nyári üzemmódját is meg kell vizsgálni és értékelni.

Az igazsághoz az is hozzátartozik ilyenkor, hogy azért ilyen magas a megtakarított gázmennyiség, mert azt a földgázmennyiséget is kiváltja a napkollektor, amit a medence fűtésére használna el a gázkészülék.

A szimulációs példáknál a primer hőtermelőt (fűtőkészülék) eleve kondenzációs készülékre választottuk ki, hogy egy modern rendszer esetén is reális képet kaphassunk a várható megtakarításról, mintha egy korszerűtlen, esetleg még kéményes készülékkel végeznénk a gazdaságossági számításokat.

A napkollektoros rendszerek „helyes" kialakítása tervezési feladat és valójában egy „helyes" kiválasztási módszeren alapul, hisz a mai szoftverek nagyon megkönnyítik a rendszeroptimum meghatározását. Az effektív megtakarítás mellett nagyon fontos paraméter, hogy a fosszilis energia megtakarítás milyen környezetvédelemmel (CO2
kg/év) társul. Ahogyan például a 2. ábrán 790 kg/év a 6. ábrán pedig 2678 kg/év (!) széndioxiddal kevesebb kerül a légtérbe.

Összegzés: a környezettudatos szemléletnek mint érzelmi paraméternek egyensúlyban kell lennie a racionális értékkel (gáz m³) annak ellenére is, hogy a beruházás költségeit ki kell fizetni, ami viszont nem emocionális kérdés.

Zárszó: a mérnöki munka az összetett, többváltozós rendszerek hatékony működése érdekében elengedhetetlen. Nem amiatt, hogy nem lehet „helyesen" összeállítani egy rendszert, hanem amiatt, hogy összefüggéseiben is lássuk a feladat-berendezés-bekerülés-hatékonyság-üzemeltetés egyenletet.

Versits Tamás
épületgépész mérnök
Weishaupt Hőtechnikai Kft.

Eseménynaptár

április 2024
H K Sz Cs P Szo V
1 2 3 4 5 6 7
8 9 10 11 12 13 14
15 16 17 18 19 20 21
22 23 24 25 26 27 28
29 30 1 2 3 4 5

Keresés

banner kne 180 240

mehi-banner-media 120x240

Partnereink

EVOSZ-logo

measzlogo fb

 

 

logo rigips-w 

proidea-logo-fb

VarepitoPalyazat logo-web

 

 

bme logo-kicsi

 

Ybl-logo-kicsi

  mapasz-logo-web

 

zeosz-logo-webebsz logo 2

 

 

 HuGBC LOGO kicsi

 

TEGY-web

 Burkolattechnika-egyesulet-logo-web

 Hazicincer logo

    Kivet-logo-web

 

 

 

 

Construmalogo-web

  emsz-logo-web180

mti hirfelhasznalo

 

dimag logofinal-web

 
 
 observer logo-web