belépés / regisztráció
2020. november 29. vasárnap
Aktuális lapszám

Fűtőközegekrõl II.

Az energetikai hőközlő folyadékok és munkaközegek választéka gyorsan bővül. Azonban mi tagadás, vannak közöttük egészségre, környezetre károsak, sőt jellemzően olyanok. Ebből a szempontból még a legveszélytelenebbnek vélhető fűtővíz sem kivétel.

 

 
Az előző részben [1; 6] csupán azokról a szennyeződésekről volt szó, amelyek a kivitelezés során, vagy üzemeltetéskor a pótvízzel juthatnak a hálózatba, súlyos esetben gátolva még az áramlást is. Másfelől éppen tulajdonságainak javítására (PH-érték, passziválás, O2-lekötés) alkalmaznak vegyszeradagolást (1. ábra), amit a fűtőközegekről szóló első részben [6] a vákuum-vegyszeres gáztalanításról írva már ajánlottunk, és ami 2014-ben több fűtőműben kedvező tapasztalatokkal meg is valósult.

A vegyszerhasználatban nincs semmi különleges, hiszen éppen biológiai aktivitása miatt adagolnak az ivó- és az uszodavízhez is klórt, vagy használnak a HMV hőcserélők vízkő eltávolítására sósavat! A háztartásokban pedig 5 literes műanyag flakonokban tárolnak olyan veszélyes, maró folyadékokat, amelyeket különösebb felkészítés nélkül, csupán a cselesen megalkotott biztonsági kupakok sikeres letekerése után tudunk edényeink, öltözetünk tisztántartására használni. (Természetesen betartva a címkén feltüntetett biztonsági előírásokat.) A pótvíz vegyszeres kezelésével szemben azonban mégis tapasztalható egyfajta idegenkedés. Kérdések, aggályok merülnek fel, amelyek hátterében feltételezhetően kedvezőtlen tapasztalatok: a kezelőket, vagy fogyasztókat ért balesetek, vegyszer túladagolása miatti korróziós károk, vagy a jelentős vegyszerköltségek állnak, és amelyek gátolják terjedésüket. Amire pedig éppen a távhőellátásban, például az acél szerkezeti anyagok oxigén korróziójának gátlása céljából nagy szükség lenne.

A jelen írás ugyan próbálkozik a válaszadással, azonban inkább probléma felvetésként fogható fel ebben a ritkán felmerülő témakörben, amiben szakmai állásfoglalásra is szükség lehet.

A fűtővízben használt vegyszereknek ivóvíz hálózati minősítéssel kell rendelkezniük?

Sajátságos, azonban konkrét tervezés során mégis felmerülő kérdés ez. Hiszen aki már látott fűtési hálózatból ürített vizet, furcsának találhatja magát a kérdésfeltevést is. Álláspontja valószínűsíthetően az lenne, hogy a fűtőközeg (munkaközeg) nem ivóvíz minőségű, így az abba adagolt vegyszerek sem azok! Hiszen ha olyan kellene, hogy legyen, nem üzemelhetnének etylén-glykol fagyálló oldatú szoláris fűtő, vagy hűtő berendezéseket, és még sok minden mást sem.

Egyébként az ivóvízhálózatokban alkalmazható anyagok, berendezések, vezetékek, szerelvények, és nem utolsósorban vegyszerek vonatkozásában ez a kérdés már régen eldöntött: bármely ivóvízzel, vagy annak gőzével kapcsolatba kerülő termékre a gyártó OÉTI engedélyt kell, hogy kérjen, amiben alkalmazási feltételeket is előírhat. Amelyek egyébként nem csak a szerelési anyagokra, hanem komplett berendezésekre, sőt veszélyes vegyszerekre is kiterjednek! Az Országos Tisztifőorvosi Hivatal által kiadott engedélyezési jegyzék [5], az ivóvíz automaták, csövek és éktolózárak mellett tartalmazza például a medence tisztítószerként alkalmazott 33%-os sósavat is. Azonban csak minden körülményre (gyártásra, szállításra, kezelésre, használatra, egészség és környezetvédelemre stb.) kiterjedő feltételrendszer, biztonsági adatlap és engedélyi előírások figyelembevételével.

A teljesség kedvéért (nem pedig követendő példaként) az is megemlíthető, hogy külföldön korábban létesültek olyan, nagyvárosokat is ellátó ún. „nyitott távhőrendszerek”, amelyeknél a használati melegvizet közvetlenül a távfűtési hálózatban keringtetett, abban lehűlt vízből, hidegvíz hozzákeverésével állították elő. Amihez természetesen megfelelő teljesítményű pótvíz előkészítésre (lágyítás, gáztalanítás, tárolás) volt szükség, és sokféle, a hőforrásnál, távvezetéken és a fogyasztóknál jelentkező probléma kísérte, ami miatt ma már kerülik.

Magyarországon (szerencsére) csak zárt távfűtési hálózatok létesültek, hőcserélős HMV-készítéssel. Azonban mi történik, ha kilyukad a hőcserélő, és az eltérő, emellett folyamatosan változó nyomásviszonyok miatt a távhőhálózati és az ivóvíz cserélődése elindul? Korábban az ellenáramú hőcserélők használatakor előfordulhattak ilyen problémák, a korrózióálló acélból készülő lemezes hőcserélőkkel azonban láthatólag megszűntek. Ha viszont még léteznek valahol könnyen meghibásodó hőcserélők, vajon kell-e, hogy OÉTI engedéllyel rendelkezzenek?

Már maga a kérdésfelvetés is abszurd, hiszen a távhőhálózatokban alkalmazott szénacél szerkezeti anyagok sem minősítettek. A kérdést általánosítva pedig még sok hasonló szituáció merülhet fel. Hiszen a hűtőpultok, ital automaták is fagyálló keverékkel, vagy nagynyomású gázzal hűtöttek. Emellett a napkollektoros HMV-rendszerek fagyálló keverékei, vagy a hőszivattyúk munkaközege is ilyen. Így analóg módon felmerülhet a kérdés: vajon mi történne, ha azok hőcserélői is kilyukadnának, és a hűtőgáz, vagy kenőolaj a vízhálózatba jutna? Kell ellene védekezni, és ha igen, hogyan?

Természetes, hogy kell, és ez meg is történik: a hőcserélők anyaga és kialakítása, továbbá más eljárások szolgálnak erre. A hűtőgépek fokozatos munkaközeg váltásai szintén egészség-, tűzvédelmi, valamint környezetvédelmi okok miatt történtek. Nem is hallani mostanában ilyen okból történt balesetekről, károkról. Vagyis a probléma a hálózat, a hőcserélők megfelelő kialakításával láthatólag elkerülhető, valójában ezt az utat követi a távhőellátás is.

A humán környezet fűtőközeggel, vagy annak gőzeivel történő érintkezése azonban ürítéskor, havária vagy meghibásodás esetén, karbantartás során szintén előfordulhat. Emiatt a hőszolgáltató a fokozottabb biztonság szempontjából igényelheti az OÉTI engedélyt.

Ami azonban ma még nem minden arra alkalmas vegyszerre adott. Emellett mindent meg kell tenni azért, hogy a vegyszer igény csökkenthető legyen. Habár léteznek összetett hatásmechanizmusú, kombinált vegyszerek is, alkalmazásuk azonban mérlegelendő, mivel a kevésbé igényelt összetevő túladagolható.

Célszerűbb az adott feladat ellátására leginkább alkalmas vegyszer mérés alapján, külön történő adagolása, mivel akkor a felhasználása pontosan a szükségleteknek megfelelően történhet.

Meg kell tervezni a mérés módját is! Ha például az oxigénkoncentráció széles határok között változhat, már nem elegendő csupán a pótvíz térfogatáram ismerete, hanem a koncentrációt is mérni kell. Márpedig a nyomástartás, tágulás során a gáztalanító toronyba váltakozva friss, és már lerozsdásodott hálózati víz áramolhat, miközben a keveredő pótvíz oxigéntartalma 0-10 mg/l között ingadozhat. Így a jelenleg részáramú gáztalanításnak tekintett eljárás valójában a hálózat folyamatos oxigén utánpótlásához járul hozzá, és így újragondolásra méltó. Emellett, ha a vegyszeradagolás ilyenkor is csak a pótvízáram mérése alapján történik, nem csupán a vegyszer költség fog növekedni, hanem a vegyszer túladagolás miatt járulékos korróziós problémák is keletkezhetnek.

A vegyszer igény csökkenthető a lágyított víz előgáztalanításával is, ami például valamely nyitott (páracsöves) lágyvíz tartály hulladékhővel 70 oC-on történő fűtésével is elérhető. Általa a friss lágyvíz oldott gáztartalmának legalább a fele eltávolítható.

Tovább növelhető az előgáztalanítás hatásfoka a szintén 60-80 oC hőmérsékleten végezhető vákuumos gáztalanítással. A jelenleg beszerezhető vákuumos gáztalanító berendezések a hálózat feltöltésekor szükséges nagyobb pótvízáram esetén gazdaságosan nem képesek biztosítani a távhőrendszerek szigorú előírásait (0,03-0,05 mg/l). Azonban <1,0 mg/l koncentráció akkor is elérhető velük, ami által a vegyszer igény nagyságrenddel csökkenthető.

A fentiek alapján valamely kisebb távhőrendszer éves vegyszer igénye mindössze néhány háztartáséra redukálható, ami igazán nem veszélyezteti sem a személyzetet, sem a fogyasztókat. Vagyis a korábban ismertetett problémák (engedélyek, költségek) és megoldásuk valójában okafogyottá válnak.

A távhőellátó rendszerek oxigénkorrózió elleni védelmi stratégiáját tehát végül mégis a vegyszerhasználat jelentheti, azonban csak a pótvízáram és az oxigénkoncentráció mérése alapján végzett minőségi szabályozással. Emellett átgondolva a nyomástartó pótvízellátó rendszer kialakítását meg kell oldani, hogy a hálózatból visszatérő víz ne fertőződhessen a nyomástartás folyamatában oxigénnel (2. ábra). A lágyított vizet pedig érdemes előgáztalanítani a sorba kapcsolt fűtött lágyvíz tartályos és vákuumos gáztalanításával.

Lényegében ez képezte a 2014-ben három FŐTÁV fűtőműben megvalósult vákuum-vegyszeres gáztalanító berendezések technológiai alapgondolatát.

Hasonló megoldás kisebb tömbfűtésekben, társasházaknál is kialakítható.

A vegyszeradagolás kialakítása

Vegyszeradagolás a friss pótvíz és a tárolt hálózati víz ágak egyesítése után, közvetlenül a nyomástartó szivattyúblokk előtt alakítandó ki (3. ábra).

A vegyszer (HIDROKOND-X, 2969/2014 OÉTI, 20% nátrium-diszulfit) azonnali reakcióidejű, azonban a folyamat gyorsítására excentrikus bevezetésű „keverőoszlop” is ajánlható.

Azonban más típusú reagensek is léteznek, és az adagolási sebességnek is változónak kell lennie. Emiatt a keveredő lágyított és hálózati víz térfogatáramát és O2-koncentrációját az adagolás előtt mérni kell. Az adatokat PC program dolgozza fel, kiszámítva a belépő oxigén, valamint az adagolandó vegyszer mennyiségét, és jelet küldve az adagoló állomás szivattyújának működéséhez (4. ábra).

Az oxigén koncentráció folyamatos mérésére merülő érzékelő szolgál.

Az adagolás beállításához meg kell kérni a szállítótól az egységnyi oxigén tömeghez szükséges adagolási arányt. Ami a hatóanyag típusától, oldat koncentrációjától is függ, így azok változása esetén a programot is módosítani kell.

Az adagolást úgy kell beállítani, hogy az előírt határérték alatt (0,05 mg/l) ne lépjen működésbe. Továbbá megakadályozva a friss és a hálózati víz keveredését is, az utóbbi igen kis O2-koncentráció mellett állandósulhat. Ezt követően a hálózat oxigénkorróziója lelassul, meghibásodásai ritkulnak, így a korábbi jószándékú, ám folyamatos „zaklatása” után a minket hűségesen szolgáló fűtővíz is talán végre megnyugodhat.

Irodalom:
[1] Dávid Sándor: „Fűtési rendszerek javítása, tisztítása és karbantartása belülről”, Magyar Istallateur 2015. áprilisi lapszám.
[2] Forrai György: Távhőrendszerek víztechnológiája: vákuum vegyszeres gáztalanítás, Megjelentetés: MMK FAP 22/2015/3.
[3] 201/2001.(X.25.) Korm. Rendelet az ivóvíz minőségi követelményeiről, és az ellenőrzés rendjéről.
[4] Ivóvíz és fürdővíz fertőtlenítő, valamint algásodás gátló szerek engedélyeinek főbb adatai 1994-2013, 2014 évek (Kiadta: ANTSZ).
[5] Az ivóvíz ellátásban és a medencevíz kezelésben használható anyagok, berendezések, vegyszerek érvényes engedélyeinek listája. (2004-2011) Az Országos Tisztifőorvosi Hivatal által kiadott engedélyek listája.
[6] Forrai György: A fűtőközegekről I., Magyar Installateur 26. évfolyam, 2016. januári lapszám.

***
1. ábra. Oxigénkoncentráció: felső érték a hálózatból visszatérő víz, szétválasztott vízelőkészítés esetén, az alsó érték a vegyszeradagoló utáni
2. ábra. Vízelőkészítés szétválasztott tágulási és pótvíz tárolással: a bal oldalon: tágulási tartályok (4x5,0 m3, zárt, „zsákos” tartály), a jobb oldalon: pótvíz tárolók (2x8,0 m3, 1,0 bar)
3. ábra. Vegyszeradagoló berendezés és keverőoszlop
4. ábra. Vegyszeradagoló állomás adagoló szivattyúval

 

Forrai György
okl. gépészmérnök

A szerzõ egyéb cikkei:

  A fűtőközegekről I.
  A fűtési hálózatok kialakításának elve

Eseménynaptár

Hirdetés
Kiadja a Média az épületgépészetért Kft.
Szerkesztőség és kiadóhivatal:
H-1112 Budapest, Oltvány u. 43. I/2.
Telefon: +36 (1) 614 5688
E-mail: kiado@magyarinstallateur.hu

 
Előfizetésben terjeszti a Magyar Posta Zrt. Hírlap Igazg.
Előfizetés és reklamáció: +36 (1) 767-8262
E-mail: hirlapelofizetes@posta.hu
 
 
elfelejtettem a jelszavam