Hőszállítás Épületenergetika B.Sc. 6. félév 2009. február 16.

1. Alapfogalmak Távhőrendszerek felépítése és üzeme A hazai távhőellátás műszaki fejlődése Távhőrendszerek hőforrásai Güssing – energetikailag önellátó település Burgenlandban Hőszállítás Épületenergetika B.Sc. 6. félév 2009. február 16.

2. Az előadás témái • A hőszállítás eszközei és rendszerei • Távhőrendszerek osztályozása és felépítése • Hőellátó rendszerek üzeme • A hazai távhőellátó rendszerek műszaki fejlődése • A hazai távhőellátás jelenlegi problémái • A távhőellátás hőforrásai • Güssing – energetikailag önálló település távhőellátással

3. A távhőellátás definíciója: a hőt központilag, a fogyasztótól földrajzilag elkülönülten termelik és azt csővezetéken (távvezetéken) juttatják el a fogyasztónak. A távhőszolgáltatás definíciója: ha a fogyasztó a termelt és részére eljuttatott hőt szolgáltatási engedéllyel rendelkező, jogi személyiségű szolgáltatótól (társaságtól) közüzemi szerződéses formában, jogszabály (távhőtörvény) által szabályozottan veszi igénybe, távhőszolgáltatásról beszélünk.

4. A távhőellátás és távhőszolgáltatás technológiai rendszerének három fő eleme: • a hőforrás és hőtermelés, • a hőszállítás, vezetékhálózat, • a hőfogyasztók.

5. A távhőellátó rendszerek egymással szoros kapcsolatban álló részekből, alrendszerekből állnak. A távhőellátó rendszereket • a hőforrások típusa, • az alrendszerek (a primer és szekunder rendszer) hidraulikai kapcsolata, • a vezetékek típusa és az építés módja, • a vezetékrendszer jellege, kialakítása, topológiája, • a hőhordozó közeg fajtája, • a hőközpontok típusa szerint osztályozzuk.

6. A távhőellátás teljes rendszerének elemei: • a hőforrás és berendezései; • a távvezeték-hálózat és berendezései; • a fogyasztói berendezések; • a távvezeték-hálózat és a fogyasztási berendezések kapcsolódása, a hő átadásának helye, a hőközpont.

7. Forróvíz távhővezeték elemei • az előremenő és visszatérő vezetékek, alátámasztások, tartószerkezetek, • az ún. fix pontok, • szakaszoló és elzáró szerelvények : motoros vagy kézi működtetésű tolózárak, henger és gömbcsapok, szelepek, • aknák, • légtelenítő szelepek, • térfogatáram és hőmennyiségmérők, nyomásmérők, hőmérsékletmérők, jeladók, • szabályozók, • kompenzátorok, nyúláskiegyenlítők.

8. Gőz távhővezeték elemei • az előremenő és visszatérő vezetékek, alátámasztások, tartószerkezetek, • az ún. fix pontok, • szakaszoló és elzáró szerelvények : motoros vagy kézi működtetésű tolózárak, henger és gömbcsapok, szelepek, • aknák, • légtelenítő szelepek, • térfogatáram és hőmennyiségmérők, nyomásmérők, hőmérsékletmérők, jeladók, • szabályozók, • kompenzátorok, nyúláskiegyenlítők, • kondenzvezetékek, • kondenzedények, kondenzleválasztók, • kondenzgyűjtők.

9. A távhőellátás hőhordozói • forróvíz (>110°C); • melegvíz; • gőz; • egyéb.

10. A forróvíz távhőellátó alrendszerek hidraulikai kapcsolata alapján a távhőrendszerek • közvetett (indirekt) • közvetlen (direkt), kapcsolásúak

11. A vezetékrendszer fajtái • sugaras, amelyben minden fogyasztó csak egy úton érhető el, • hurkolt, amelyben a fogyasztók egy része több útvonalon is elérhető, • hurkolt, körvezetékes, amelyben a fogyasztók túlnyomó része egy körvezetékre kapcsolódik, • egy betáplálással vagy több betáplálással.

13. A vezetékek típusai a fektetés módja szerint • föld felett • bakon, • oszlopon; • föld alatt • betoncsatornában, • közvetlenül földbe fektetve, védőcsőben; • közműalagútban, közműfolyosóban

14. A vezetékek típusai a szigetelés módja szerint • helyszínen szigetelve, • előre szigetelve A vezetékek típusai a hálózatban elfoglalt helyük szerint • gerincvezeték, • bekötővezeték

15. A távhőellátás a hőellátó vezetékrendszerben alkalmazott csövek száma szerint lehet • egyvezetékes, • kétvezetékes, • háromvezetékes, • négyvezetékes

17. A hálózatban keringő tömegáram szerint • állandó tömegáramú • változó tömegáramú

18. A hőközpontok feladata • a primer közeg fogadása, • a primer közeg paramétereinek átalakítása, • a szekunder közeg kiadása, • mérés, szabályozás

19. A hőközpontok funkciójuk szerint lehetnek: • szolgáltatói hőközpontok, több épület ellátására, • fogyasztói hőközpontok, egy épület ellátására, egy épületrész (lakás) ellátására), • hőfogadó állomások: a szolgáltatói hőközpontokból ellátott épületekben a szekunder közeg fogadása A hőközpontok a hőcserélők kapcsolása szerint lehetnek: • soros, • párhuzamos, • vegyes

20. A hőközpontok a szekunder oldalon elhelyezett HMV előállítás rendszere szerint lehetnek: • a szekunder oldalon elhelyezett HMV-tárolóval, • HMV-tároló nélkül A hőközpontok a HMV-tároló kapcsolása szerint lehetnek: • HMV hőcserélővel sorba kapcsolt tárolóval, • HMV hőcserélővel párhuzamosan kapcsolt tárolóval

21. a primer előremenő hőmérséklet szabályozás a fűtőműnél a hőigény függvényében Q = f(tk) → ha a tömegáram állandó, az előremenő hőmérsékletet a külső hőmérséklet függvényében kell változtatni

22. az előremenő hőmérséklet előszabályozása a külső hőmérséklet függvényében + helyi megkerüléses szabályozás

24. az előremenő hőmérséklet előszabályozása a külső hőmérséklet függvényében • a fogyasztók (hőcserélők) helyi fojtásos szabályozása • a szekunder oldal fogyasztóinak automatikus tömegáram-szabályozása (termosztatikus szelepek) + • a keringető szivattyú fordulatszámának szabályozása (lehetőleg) a végponti nyomáskülönbség alapján

25. A hazai távhőszolgáltatás problémái I. • távhőszolgáltatás ≠ lakótelep fűtés • a kapcsolt hőtermelés, a hulladékhő (olcsó hő) hasznosítás részaránya nem elegendően magas, jelentős a földgáz közvetlen felhasználása • függés a hőforrástól • 1989: hiányoznak az optimális üzemeltetés primeroldali műszaki feltételei:állandó tömegáramú rendszerek igénytelen szabályozástechnika hiányos hőszigetelés az épületállomány hiányosságai szekunder rendszerek hiányosságai a fogyasztói érdekeltség hiánya

26. A hazai távhőszolgáltatás problémái II. A távhőszolgáltatás technológiai monopólium, amely más technológiai monopóliumokkal versenyez. Valódi piaci helyzet a hőpiacon. A versenytárs a közvetlen, központi gázfűtés • a gázvezetékek mindenütt ki vannak építve a távhővel ellátott fogyasztói épületekhez • a fogyasztók szabadon dönthetnek a saját fűtésükről A távhőszolgáltatónak nincs jogi és gazdasági monopóliuma.

27. A hazai távhőszolgáltatás problémái III. A két fűtési mód közötti versenyhelyzetet alapvetően a gáztarifa-rendszer határozza meg. Ha a távhőtermelő egységek (erőművek, fűtőművek), mint nagyfogyasztók nem jutnak olcsóbban földgázhoz, mint a közvetlen gázfűtéssel bíró végfelhasználók (épületek), akkor a távhőrendszer karbantartási, működési költségeivel együtt (beleértve a távhőszolgáltató általános költségeit) a távhőszolgáltatás sohasem lesz nyereséges a gázfűtéssel szemben a fűtési piacon. Hazánkban – az európai trenddel ellentétben – a távhőszolgáltatást tekintve ez a hátrányos helyzet jelenleg is fennáll. Ennek következményeként, figyelembe véve a fogyasztók által fizetendő költségeket (beruházás, működés, energia), a távhőszolgáltatás 15-25%-kal drágább a fogyasztó számára, mint a közvetlen gázfűtés.

28. Távhőrendszerek korszerűsítési lehetőségei A feladat: versenyképesség javítása költségek csökkentése komfort javítása Költségek csökkentése: energiafelhasználás csökkentése olcsó hőforrás üzemvitel, szabályozhatóság érdekeltség megteremtése

29. Távhőrendszerek energiafelhasználásának csökkentése kapcsolt hőtermelés • t1”, t2” csökkentése • a hőtermelés hatásfokának javítása • berendezések jobb hatásfokúra való cseréje • veszteségek csökkentése • a szekunder oldal veszteségének csökkentése épületek pótlólagos hőszigetelése ablakok cseréje hidraulikai beszabályozás éjszakai fűtéscsökkentés? (demonstrációs ábra!) MSZ-04-140/1991 – 7/2006 TNM HMV rendszer hőszigetelése cirkuláció javítása: a HMV rendszer hőfelhasználása nő! • szállítási veszteségek csökkentése távvezetékek hőszigetelésének cseréje hálózati ellenállás

30. Üzemvitel, szabályozhatóság • szekunder rendszerek hidraulikai beszabályozása • termosztatikus szelepek alkalmazása • áttérés változó tömegáramra • keringetés végponti nyomáskülönbség alapján • optimális menetrend megvalósítása

31. Érdekeltség megteremtése • elszámolás a hőfogyasztás egyedi mérése alapján (fűtés, HMV) • a korábban épült rendszerek nem ezen szempontok szerint kerültek kialakításra • ▬►fűtési költségosztás • HMV fogyasztás + cirkuláció mérése? • a fogyasztással arányos és az átalánydíjak optimális aránya?

32. A távhőellátás lehetséges hőforrásai • kondenzációs erőmű, • hőszolgáltató erőmű, • fűtőerőmű, • ipari erőmű, • kombinált ciklusú, gőzturbinás és gázturbinás fűtőerőmű, • gázmotoros fűtőerőmű, • kazántelep gőzkazánokkal ipari technológiai igényekhez, • fűtőmű gőz és/vagy forró vízkazánokkal fűtési igényekhez, • geotermikus hőforrás, • nukleáris hőforrás, • egyéb.

41. Güssing (Németújvár) adottságai a 80-as évek végén • 40 év a vasfüggöny határvidékén; • Ausztria legszegényebb régiója; • nincs vasút és autópálya-összeköttetés; • a mezőgazdasági területek apró parcellásak; • nincsenek nagyobb ipari üzemek; • kevés munkahely a régióban; • a munkavállalók 70 %-a Bécsbe vagy Grazba ingázik; • magas elvándorlás; A fosszilis energia vásárlása miatt (olaj, áram, üzemanyag) a régióból jelentős tőke vándorolt el. A régió rendelkezésre álló forrásait (pl. 45 % erdősültség) már alig használták, ami az erdőgazdálkodásban nagy erdőápolási hiányhoz és a mezőgazdasági területek elsorvadásához vezetett.

42. Güssing, az energia-önellátó város • 1990, önkormányzati határozat: 100 %-os kilépés a fosszilis energiaellátásból • az épületek energetikai optimalizálása → az energiaigény közel 50%-os csökkenése • fatüzelésű fűtőmű + távhőellátó rendszer • repceolajbázisú biodízelüzem • két biomassza alapú gázmotoros távfűtő-erőmű • ipari fellelndülés: 17 év alatt 50 új üzem, 1000 új munkahely (4200 lakos!)