belépés / regisztráció
2020. november 26. csütörtök
Aktuális lapszám

Távfűtési hőközpontok

Napjainkban a távfűtés társadalmi megítélése eléggé negatív hazánkban. Eközben Nyugat-Európában számos olyan példát látunk, hogy még manapság is létesülnek új rendszerek. Ezeket a rendszereket a méreteik miatt gyakran nem a korábbi „Fernwärme” névvel illetik, hanem egy új kifejezést „Nahwärme” nevet használnak, jelezve, hogy lényegesen kisebb kiterjedésű rendszerekről van szó, amelyek gyakran azért létesülnek, hogy a megújuló energiaforrások drágább berendezéseinek közös használatával tegyék gazdaságosabbá azokat. A cikkben nem a távfűtés létjogosultságáról, hanem a hőközpontok kialakításának technológiai kérdéseiről kívánok írni. 

 

Hőközpontok szerepe

A hőközpontok a hő fogadására, mérésére, szabályozására és szétosztására szolgálnak.

A hőközponton belül gyakran két élesen elkülönülő részt, a hőfogadót és a fogyasztói hőközpontot különböztetjük meg, ezekről a későbbiekben esik szó.

A hőközpontok kialakításának egy fontos szempontja, hogy figyelembe kell venni, hogy a távfűtési rendszer üzemviszonyai jelentősen megváltozhatnak. Elsősorban a rendszerhez csatlakozó fogyasztók számának, teljesítményigényének változása jelenthet nagy változást. Amíg korábban a tömeges állami lakásépítések időszakában a nagy kapacitásbővülés volt a jellemző, napjainkban tipikusabb a leválás és az épületenergetikai korszerűsítések miatti teljesítménycsökkenés.

A gazdaságilag vonzóbb energiahordozó használatára épült új rendszerek esetében viszont változatlanul fontos kérdés, hogyan lehet további fogyasztókkal bővíteni a rendszert.

A hazai távfűtési rendszerek többségében ezért a hőközpontokat úgy tervezik, hogy azok primer oldali ellenállása az 1 bar értéket ne haladja meg, a vezetékhálózatot pedig úgy alakítják ki, hogy valamennyi hőközpontnál ez a nyomáskülönbség mindig rendelkezésre álljon.

A hőközpontok csatlakozása szerint beszélhetünk

  • közvetlen vagy direkt,
  • közvetett vagy indirekt hőközpontokról.

Közvetlen csatlakozású hőközpontok

A közvetlen csatlakozású hőközpont jellemzője, hogy a távhőellátó hálózat és a fogyasztási rendszer közös vízteret képez. Ennek előnye az egyszerűbb kialakíthatóság, elmarad a hőcserélő, így magasabb hőmérsékletszint (akár a primer előremenővel megegyező szekunder előremenő lehet) biztosítható, nincsenek teljesítménykorlátok.

Hátránya viszont az, hogy az üzemvitele érzékenyebb. Nem alakítható ki olyan helyen, ahol az egyes épületek között jelentősebb terepmagasságok vannak, mert a lejjebb elhelyezkedő épületeknél túl nagy statikus nyomások alakulnának ki, amivel a szekunder rendszerek nem terhelhetők. További gond, hogy a szekunder rendszer tömörtelensége a teljes rendszer működését veszélyeztetheti, valamint az így (akár a fűtött létesítmény egy helyiségébe) kijutó és ott részben gőzzé alakuló forró víz súlyos égési sérülést is okozhat.

Napjainkban, hazánkban arról lehet beszélni, hogy közvetlen kapcsolású hőközpontok alkalmazása csak kis kiterjedésű és 90 °C vízhőmérséklet alatti rendszereknél fordul elő. Korábban a debreceni távhőellátó rendszer volt Magyarországon a legnagyobb közvetlen kapcsolású rendszer, de az üzemeltetési nehézségek és a biztonság igénye miatt teljesen átalakították, így napjainkra valamennyi hőközpont közvetett kapcsolású.

A közvetlen kapcsolású hőközpontok tehát csak kis rendszerméret mellett jellemzőek, érdekesek lehetnek ezért, ha hazánkban is megindulnak azok a folyamatok, amelyek kis kiterjedésű távfűtések létrehozását eredményezik (1. ábra).

Közvetett csatlakozású hőközpontok

A közvetett hőközpont esetén a távhőellátó hálózat és a fogyasztási rendszer egy hőcserélővel külön van választva, így mindkét oldalon a rendszer sajátosságainak megfelelő nyomás tartható.

A rendszer előnye a nagyobb üzemeltetési biztonság, hátránya viszont, hogy a hőcserélő miatt hőmérsékletszint csökkenés van, illetve a fogyasztói oldalon rendelkezésre álló teljesítmény korlátozott (2. ábra).

A kialakításuk szerint beszélhetünk:

  • állandó tömegáramú,
  • változó tömegáramú hőközpontokról.

A műszakilag korrekt állandó/változó tömegáram helyett kissé pontatlanul gyakran az állandó/változó térfogatáram kifejezést használjuk, de ugyanazt értjük alatta.

Az állandó tömegáramú hőközpontok alkalmazása esetén a távhőellátási hálózatban a rendszer beszabályozása után az egyes fogyasztókhoz a beállított fűtővíz tömegáram érkezik folyamatosan. Azért, hogy ez az állapot ne is változzon, a csatlakozás előtt egy átkötést alakítanak ki az előremenő és visszatérő vezetékpár közt. Ha a hőközpontot karbantartási munkák miatt ki kell zárni, akkor az átkötésben található elzáró szerelvényt kinyitva, azon keresztül továbbra is átáramolhat a hőközpont méretezési tömegárama, így nem változnak a távfűtési hálózatban a nyomásviszonyok, a többi hőközpont működését ez a beavatkozás nem befolyásolja (3. ábra).

A változó tömegáramú hőközpontok azután kezdtek elterjedni, hogy az erőművi szivattyúk fordulatszámszabályozó berendezéseinek költségei csökkentek, miközben az energiaköltségek növekedtek. Amennyiben a primer rendszerben mindig csupán akkora vízmennyiséget keringetünk, mint amennyi éppen szükséges, az állandó tömegáramú kialakításhoz képest jelentős villamosenergia- megtakarítás érhető el.

Mivel a változó tömegáramú rendszerben a hálózat ellenállása is változó, ezért az egyes hőközpontok csatlakozási nyomásai is jelentősen változhatnak. Azért, hogy ez a nyomásingadozás a hőközpont működését ne befolyásolja, a változó tömegáramú hőközpontok hőfogadó részébe egy nyomáskülönbség-szabályozó van beépítve. Ennek feladata a hőközpontra jutó nyomáskülönbség állandóságának biztosítása mellett többnyire az is, hogy a hőközponton átáramló térfogatáramot korlátozza, a hőközponton maximum a lekötött, szerződött vízmennyiség folyhat keresztül. A kettős feladat miatt nyomáskülönbség- szabályozó és térfogatáram- korlátozó szelepnek nevezik (4. ábra).

A hőközpontokat két markáns részre lehet osztani:

  • hőfogadó,
  • fogyasztói hőközpont.

A hőfogadó a szolgáltató tulajdonába tartozó rész. Ez a fogyasztói hőközponttól fallal, kerítéssel le van választva, kivéve, ha a fogyasztói hőközpontot is a szolgáltató üzemelteti. Ennek oka, hogy itt van elhelyezve az elszámolás alapját képező hőmennyiségmérő. E mellett a hőfogadó az alábbi szerelvények, berendezések elhelyezésére szolgál:

  • elzáró szerelvények,
  • beszabályozó szerelvény,
  • iszapfogó, szennyfogó szűrő az előremenőben,
  • hőmérők, nyomásmérők,
  • a szekunder rendszer feltöltésére szolgáló csatlakozás vízmérővel,
  • átkötő szakasz (csak állandó tömegáramú hőközpontnál),
  • nyomáskülönbség-szabályozó és térfogatáram-korlátozó szelep (csak változó tömegáramú hőközpontnál).

A fogyasztói hőközpont üzemeltetője és tulajdonosa egyaránt lehet a fogyasztó és a szolgáltató. Ebben a részben vannak elhelyezve a fűtés és HMV-készítés hőcserélői, szabályozó szerelvényei, szabályozói az érzékelőkkel, valamint a szekunder rendszerek működését szolgáló szivatytyúk stb. Ezeket a fogyasztó által megbízott üzemeltető kezeli.

A 3. ábrán látható állandó tömegáramú hőközpont kapcsolásában a fűtés teljesítményszabályozását a hőcserélő után beépített motoros háromjáratú (kétutúnak is nevezett) szeleppel lehet elvégezni. A szeleppel a hőcserélőn és a kerülő ágon áramló vízmennyiség aránya állítható, az össztömegáram állandó. A szelep működtetését végző szabályozó a szekunder előremenő víz hőmérsékletét a külső hőmérséklet függvényében szabályozza.

A HMV-rendszer teljesítményszabályozása ugyancsak háromjáratú szerelvénnyel történik, hogy a térfogatáram állandóságát biztosítani lehessen. A szelep a hőcserélőn és a kerülő szakaszon áramló víz arányát változtatja úgy, hogy a termelt HMV állandó vízhőmérsékletét biztosítsa.

Amennyiben a fűtésről érkező teljes vízmennyiség átáramlik a hőcserélőn, de a HMV hőmérséklete továbbra is alacsonyabb a megkívántnál, akkor a fűtési hőcserélőn kevesebb vizet átengedve, a kevert fűtővíz hőmérsékletének emelésével növeli a szabályozó a HMV hőcserélő teljesítményét. Ezt nevezzük HMV előnykapcsolásnak, ami a fűtési rendszer és a fűtött épület hőkapacitása (hőtároló képessége) miatt engedhető meg.

A 4. ábra változó tömegáramú hőközpont kapcsolásában a fűtés teljesítményszabályozására a hőcserélő utáni egyutú motoros szelep szolgál. A fűtési hőcserélőből kilépő víz hőmérséklete gyakran elegendő ahhoz, hogy azzal a HMV felfűthető legyen, ezért az innen kilépő víz vagy a HMV hőcserélőn megy keresztül, vagy a kerülőágon. Amennyiben a teljes fűtési vízmennyiség átvezetése mellett sem elegendő a HMV hőcserélő teljesítménye, akkor a másik egyutú motoros szelep segítségével a HMV hőcserélőbe áramló primer víz mennyisége, valamint a HMV hőcserélő belépő hőmérséklete növelhető.

Ennek a kapcsolásnak a hátránya, hogy a fűtési és primer víz keverésével a HMV hőcserélőbe belépő víz hőmérséklete alacsonyabb a primer vízénél. Javítja a helyzetet, ha a HMV hőcserélőt kettébontva elő- és utófűtő hőcserélőt alakítunk ki. Ilyen kapcsolást mutat be az 5. ábra.

Ennél a kapcsolásnál az előfűtő hőcserélőben primer oldalon a fűtési hőcserélőből és HMV utófűtő hőcserélőből kilépő vizet használják, míg az utófűtő hőcserélő közvetlen a primer előremenő vízről üzemel. A kapcsolás célja, hogy minél kisebb primer tömegárammal, a primer víz minél nagyobb lehűtésével lehessen megvalósítani a feladatot, mert így a távfűtési rendszer üzemeltetési költségei csökkennek.

A HMV elő- és utófűtő hőcserélők gyakran egybe vannak építve, ilyenkor az erre alkalmazott lemezes hőcserélőnek 6 csatlakozó csonkja van. Az ábrán a világos kékkel határolt rész jelzi egy ilyen hőcserélő határait.

Jól bevált gyakorlat, hogy a hőközpontokat nem a helyszínen alakítják, ki hanem előre gyártott hőközponti blokkokat lehet vásárolni. Ezeket joggal illetik gyakran a kompakt jelzővel is, mert kis helyigénnyel időnként egészen komoly energiaigényeket elégítenek ki.

***

1. ábra. Közvetlen csatlakozású, változó tömegáramú hőközpont

2. ábra. Közvetett csatlakozású, változó tömegáramú hőközpont

3. ábra. Közvetett csatlakozású, állandó tömegáramú hőközpont

4. ábra. Közvetett csatlakozású, változó tömegáramú hőközpont

5. ábra. Közvetett csatlakozású, változó tömegáramú hőközpont HMV elő- és utófűtővel

BAUMANN MIHáLY
adjunktus
PTE PMMK Épületgépészeti Tanszék

A szerzõ egyéb cikkei:

  Épületek vízhálózatának méretezése
  „Már a fűtés sem a régi” – szemléletváltás a fűtéstechnikában I.
  Bivalens rendszerek energiaarányának meghatározása
  Gőzüzemű hőcserélők szabályozása
  Tápszivattyúk kondenzátum szállítása
  Kondenzelvezetők sajátosságai

A szerzõ összes korábbi cikke >>

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