belépés / regisztráció
2020. december 2. szerda
Aktuális lapszám

Tömbfűtés földgáz helyett geotermális energiával

A Lakitelek Népfőiskola a magyar XX. század végének kulturális küldetéssel rendelkező intézménye. Ez az épületegyüttes több funkciónak megfelelő, sokrétűen kihasznált, tömegforgalomnak is kitett, tehát egész évben működő, összetett, térben és időben igénybevett létesítmény.

 

Az épületek több mint húsz éve épült, mára elavult épületszerkezettel és épületfizikai jellemzőkkel, nagy fajlagos energiafogyasztók.

A hőellátás földgáz bázison üzemelt, minden egyes épület külön kazánokkal termelt hőt és használati melegvizet (1. ábra). Megújuló energiát nem hasznosítottak. Az energia- és energiaköltség- célú megtakarítások két fő rekonstrukciós és fejlesztési iránya:

  • a meglévő épületek épületfizikai javítása,
  • új alap-energiahordozó felhasználása által lehetséges.

Erre a kettős feladatra a BME Épületenergetikai és Épületgépészeti Tanszéke átfogó tanulmányt készített, amely tartalmazza a fenti tennivalók részletes ismertetését. Javaslatunk tartalmazza a földgázfelhasználás jelentős csökkentését, új hévízkutak lemélyítését, ezzel az összetett hő- és hévízhasznosítás kialakítását. Ezenfelül az intézmény termálfürdő létesítését is tervbe vette, az első ütemben két termál medencével. Későbbi ütemezéssel új szálloda, növényház együttese és gyógyfürdő felépítése is szerepel a beruházási programban, amely kiemelt kormányberuházással valósul meg (2. ábra).

Az első ütemben a hévízkutak lemélyítésére került sor és a centralizált hőellátás kialakítására, a meglévő épületek hőfogadóinak átalakításával.

A fenntarthatóság szempontjából kritikus a helyzet, mert a következő főbb működtetési nehézségek állnak fenn jelenleg:

  • a hőellátáshoz az alapenergia-hordozó a vezetékes földgáz,
  • az egyes épületek decentralizáltan, saját gázkazánnal rendelkeznek, amelyek régi, elavult, rossz hatásfokú és fizikailag is korszerűtlen készülékek,
  • a meglévő épületek elavult 90/70 °C-ra méretezett központi fűtéssel rendelkeznek, kellően túlméretezve,
  • a hőközpontok alig szabályozottak,
  • nincs korszerű helyi fűtésszabályozás,
  • a légtechnikai rendszerekben nincs hővisszanyerő,
  • nincs a hőellátásban megújuló energia.

A geológiai szakvélemény 70 °C kútfejhőmésékletű hévíz felhozatalát várta, de sajnos a lemélyített termelőkút csak 52 °C-os termálvizet ad. Ezért különösen fontos lesz az épületek fokozott épületfizikai javítása.

A hőellátás költségszintjét a földgáz és villamos-energia költségek határozzák meg. Átlagos éves földgázfelhasználás 5500 GJ/év, de a leghidegebb időszakban bizonyos épületek fűtését szüneteltetik.

A több hektáros parkban hét nagyobb épület és néhány kisebb építmény található.

A teljeskörű, energetikai és építészeti célú rekonstrukció a fenntarthatóságot célozza. A felújítás és korszerűsítés épületszerkezeti területei: a külső falak hőszigetelése, a tetők hőszigetelése, ablakok, ajtók, üvegezett homlokzatok cseréje kétrétegű termopán üvegezéssel és külső árnyékolásokkal.

A hőellátás felújítási területei:

  • alap-energiahordozó váltás, a földgáztüzelés visszaszorítása, kiváltása megújuló energiákkal,
  • a hő szétosztásának korszerű megoldása,
  • centralizált hőellátás kialakítása,
  • korszerű fogadó hőközpontok kialakítása,
  • távfelügyeleti rendszer kiépítése,
  • többlépcsős hőhasznosítás, alacsony hőmérsékletű fűtés, szerkezeti fűtés/hűtés működtetése.
  • Ezen túl a mesterséges szellőzéseket hővisszanyerővel kell ellátni.

A II. ütemben új, korszerű szálló- és fürdőépület felépítése a cél, kis fajlagos hőigénnyel. Ennek az ütemnek az építészeti tervei még nem készültek el, ezért pontos hőigényeket nem tudunk meghatározni. Erre a területre fokozottan energiatakarékos új épületeket tervez az építész, ezért kizárólag alacsony hőmérsékletű fűtések, főleg hőszivattyús hőellátás jöhet szóba. Erre a célra fal-, padló- és mennyezetfűtéseket tervezünk. A hőforrás oldal jól hasznosítja majd az elfolyó termálvizek hőtartalmát, energiáját, ami alacsony hőfokszinten, de igen nagy vízmennyiségekkel áll rendelkezésre, a téli fűtési idényben, a többlépcsős hőhasznosítás során, a hőcserélők primer oldalán, illetve a későbbi termálvizes medencék elfolyó vizével együtt nagy hőtartalmat képvisel. A két hévízkút – téli csúcsban – egyenként is több mint 100 m3/h teljesítményre képes, búvárszivattyús termeltetéssel.

Az első ütem működésének elmélete

A rekonstrukció első ütemében, amelyet 2014. év végéig be kell fejezni, a népfőiskola meglévő épületeinek földgáz kiváltását meg kell valósítani.

Az LN-1 jelű hévízkútról kapott 52 °C kútfej-hőmérsékletű hévíz, mint primer oldali hőhordozó közeg, rendelkezésre áll, és a leegyszerűsített hőellátási vázlat szerint fűtési hőt szolgáltat a hévízközpontban elhelyezett hőcserélőn át. A távhőrendszerben nem a termálvizet visszük az épületekhez, hanem lágyított vizet, amelynek névleges hőfoklépcsője 50/30 °C lesz. Ez a távvezetéki víz közvetlen hőközpontokon át jut el az épületek hőleadóihoz. A gyakorlatban az épületek túlméretezett központi fűtései átlagosan 70/60 °C hőfoklépcsővel működnek, ezért az alacsony szekunder hőmérsékletű hőhordozóval -1 °C külső átlaghőmérsékletig tisztán geotermális energiával működhet a rendszer. A -1 °C és -6 °C közötti külső átlaghőmérsékletek közötti tartományban csúcskazánokkal vegyes termálvízüzem működik. A betervezett gáztüzelésű csúcskazánok összes teljesítménye 900 kW. A hőmérsékletgyakoriság szerint tk= -6 °C átlagos külső hőmérséklet Magyarországon évente nyolc napon fordul elő, tehát a tisztán csúcskazános üzem igen kis éves gázfelhasználást jelent (3. ábra).

Az épületek épületfizikai javításával, vagyis a külső falak hőszigetelésével, ablakok és üvegezett homlokzatok cseréjével, javításával és a tetők hőszigetelése által jelentősen eltolódik a teljesítménygörbe és a fűtések szabályozási görbéje. Ezt mutatják a mellékelt diagramok (4-5. ábra). Pl. a vegyes hévíz-kazán üzem tk= -9 °Cig működhet, ami a gyakorisági görbe szerint éves átlagban 4-5 napot jelent tisztán gázkazán fűtéssel (épületek fokozott szigetelése után).

Két hévízkút kooperációs üzeme

A meglévő épületegyüttes távhőellátását és az üvegházak fűtését az LN-1 jelű, névlegesen 52 °C-os kifolyóvíz- hőmérsékletű hévízkút biztosítja. Ha a kút búvárszivattyúja elromlik, vagy más primer oldali meghibásodás lép fel, akkor egyrészt a központi gázkazánok tiszta gázfűtéses üzeme látja el a fűtést, másrészt a központi hőcserélőre rávezethető az LN-2 kút 44 °C-os hévize. Ekkor csak néhány órai átmeneti üzemről lehet szó. A másik esetben arra is lesz lehetőség, hogy a legkényesebb fűtési üzemet, a növényházak fűtését tisztán az LN-2 hévízkútról biztosítsuk, mert a téli hideg időjáráskor nincs épületfizikai tartaléka az üvegházaknak.

A Népfőiskola bővítésének hőellátása

A következő ütemekben új épületekkel, gyógyfürdővel, a hozzátartozó medencékkel bővül az intézmény. Az épületek fűtését hőszivattyús ellátással tervezzük, mert igen sok elfolyó termálvíz, „csurgalékvíz” lesz a meglévő rendszer üzeméből, amire gázmotoros hőszivattyúkat telepítünk (6. ábra). A gázmotoros hőszivattyú igen kedvező energiafolyam ábráját mutatja a 7. ábra, ahol magasabb, 90-100°C-os hőfokszinten is lehet hőt kapni, mivel a motorhőt is hasznosítani tudjuk. Ekkor a nyári hőfelhasználásnál az abszorpciós hűtés lehetőségét is megteremtjük a gázmotor hőjével. Erre az új, tervezett szálloda esetében feltétlenül szükség lesz. Így a hévízhasznosítás – hőszivattyúkkal kiegészítve – csekély földgáz kiegészítéssel, többlépcsős hő- és vízfelhasználását jelent csaknem egész évben.

Irodalomjegyzék, hivatkozások:

D. Petraš, J. Takács: Nizkoteplotné vykurovanie, Bratislava, 2001. p.87-108.
D. Petraš, J. Takács: Vykurovanie rodinnych a bytovych domow, Bratislava, 2005. p. 90-93.
Garbai László: Távhőellátás, hőszállítás, Typotex, Budapest, 2013.

***

1. ábra. A lakitelki népfőiskola hőellátási helyszínrajza
2. ábra. Hőellátás első, tervezett változata
3. ábra. Népfőiskola hőellátásának elvi vázlata
4. ábra. Meglévő épületek fűtési szabályozási görbéje
5. ábra. Hőellátás teljesítmény igényei
6. ábra. Gázmotoros hőszivattyú
7. ábra. Gázmotoros hőszivattyú energiafolyam ábrája


A szerzõ egyéb cikkei:

  A hazai hévíz adottság

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