-1TARTALOMJEGYZÉK. következtetések...71.oldal. Irodalom jegyzék oldal Mellékletek felsorolása oldal

-1TARTALOMJEGYZÉK

1. 2. 3. 4. 5. 6.

Tartalomjegyzék...........................................................................................1. oldal Bevezetés......................................................................................................2. oldal Szakirodalmi összefoglaló.............................….......................................... 3. oldal Széchenyi Fürdő geotermikus potenciálja....................................................6. oldal A felhasználható szabad energia éves mennyisége.......................................9. oldal. Az elfolyó termálvíz elhelyezésének jogi szabályozásának magyarországi gyakorlata............................................................................10. oldal Lehetséges felhasználók köre…..................................................................12. oldal Javaslat az épületgépészeti átalakításokra • BVSC uszoda ….................................................................................. 13. oldal • Hermina u.63. Irodaház..........................................................................21. oldal • Fővárosi Nagycirkusz…........................................................................26. oldal. • GUNDEL vendéglő...............................................................................34. oldal. • ROBINSON vendéglő...........................................................................40. oldal. • Szépművészeti Múzeum........................................................................46. oldal • Irodaház Dózsa György út 84/b............................................................52. oldal. • Vajdahunyad Vár...................................................................................56. oldal 6/a geotermikus gépészeti kérdések • Vízkémiai analízis tartalmi elemzése....................................................63. oldal • szűrő választás.......................................................................................67. oldal • hőcserélő választás................................................................................70. oldal következtetések...........................................................................................71.oldal Irodalom jegyzék........................................................................................72. oldal Mellékletek felsorolása...............................................................................73. oldal

– 2-

BEVEZETÉS Lehetőséget látok az elfolyó termálvizek hasznosítása során felmerülő kérdésekre a választ megtalálni egyrészt a Miskolci Geotermikus Szakmérnök Képzésen tanultakból, másrészt az eddigi műszaki ismereteim alapján. A geotermikus energia feltárása jelentős költségekkel jár. A szénhidrogén iparban alkalmazott fúrási technológiák árát a meleg vízből, a földhőből kell előállítani. Az elfolyó vizek hőhasznosítását nem terheli ez a költség. Mivel a víznek a tározóba történő visszatermelésének kötelezettsége alól is felmentést ad a törvény: a költségek tovább csökkennek a geotermikus energiatermelés szokásos megoldásaihoz képest. Ezért a megvalósulás valószínűsége nagyobb. A hőszivattyús hasznosítás tervezése során megkerülhetetlen kérdés a hőszivattyúk szokásos bemenő oldali vízhőfok igénye és a rendelkezésre álló, a szükségesnél melegebb víz közötti eltérés kezelése. Az elfolyó vizek hőhasznosítása kevesebb helyen valósult meg ezidáig, mint az a lehetőségekből adódik. Szakdolgozatom ezekre a kihívásokra a Budapesti Széchenyi Fürdő adottságain keresztül ad választ Kifejezem köszönetemet a szakdolgozatommal kapcsolatos együttműködő támogatásért: Balogh Éva osztályvezetőnek, Budapesti Gyógyfürdő Zrt. Balás Lóránt szakértőnek, Budapesti Gyógyfürdő Zrt Livó László szakértőnek, MARKETINFO Bt. Kiss László műszaki vezetőnek, Thermoversus Kft. Deák Sándor létesítményigazgató BVSC uszoda Dózsa Pál műszaki igazgatónak, GUNDEL vendéglő és szálloda Kozma András klímacsoport vezetőnek, Szépművészeti Múzeum Szabó Gyula gazdasági igazgatónak, ROBINSON vendéglő Szelle Tibor osztályvezetőnek, Mezőgazdasági Múzeum, Vajdahunyad Vára Szpirulisz Alexandrosz műszaki vezető Hermina u. 63. irodaház Varga Gyula műszaki vezetőnek, Fővárosi Nagycirkusz Várnai Máriusz Msc Property Manager, CUSHMAN & WAKEFIELD®

Kiss László Szigorló Geotermikus Szakmérnök Hallgató Miskolc 2011 április 25.

-31./SZAKIRODALMI ÖSSZEFOGLALÓ Szakdolgozatom alapgondolata: napi 6300 m3 ,40 °C és 32 °C közötti hőmérsékletű termálvíz hőenergia tartamának felhasználása. Hőszivattyúk alkalmazásával gondolom megoldani, ezért a geotermikával foglalkozó publikációk, technikatörténeti információk köréből a hőszivattyút érintő irodalomból idézek. Geotermikus adottságok és a technikai lehetőségek alakítják a geotermikus energiatermelés gyakorlatát. Jelentős geotermikus potenciállal bíró rezervoárokon az erőművi hasznosítás lehetősége válik valóra. A technikatörténeti kezdet: 107 éve, a toszkánai Larderelloban, Piero Ginori Conti herceg egy 3/4- lóerős dugattyús gőzgéppel generátort működtetett, amely, nem mellesleg: GANZ gyártmányú volt. Ez volt az első villamosáram termelés, geotermikus energiából.

1./1. számú kép: A kezdő lépés, Larderello 1904 A geotermikus villamosáram termeléshez szükséges rezervoárok állapotjelzői nem mérhetők össze a Széchenyi Fürdőből a Városligeti tóba távozó víztömeg paramétereivel. A hőszivattyú létrehozása és folyamatos fejlesztése vezetett el ehhez a helyzethez, amikor megvalósulhat az itt évszázada elfolyó meleg víz magasabb hőfokon történő felhasználása. James Joule és William Thomson (Lord Kelvin) 1852 – ben alkotta meg a hőszivattyú elvét. Peter Ritter von Rittinger készítette a világ első ipari hőszivattyúját, Nicolas Leonard Sadi Carnot termodinamikai írásait tanulmányozva. A hőszivattyú a tudománytörténetben az abszolút 0° elérésével összefüggésben kerül először említésre. Zürichben létesült az első tartósan hőszivattyúval fűtött épület , a zürichi városháza. Az épület hőforrása a Limmat folyó vize. A hőszivattyú fejlesztésének magyar vonatkozása: 1948-tól, Heller László közreműködésével kidolgozott kompresszoros hőszivattyú technikatörténeti jelentőségű előrelépést jelentett. Heller László 1948 -ban védte meg doktori disszertációját Zürichben. Témája: a hőszivattyúk alkalmazásának technikai, gazdasági feltételei. ( Heller L.: Die Bedeutung der Wärmepumpe bei

-4thermischer Elektrizitätserzeugung. Budapest 1948 ) Nevéhez köthető a besűrítési folyamatoknál alkalmazható párakompressziós megoldás. ( MVR= Mechanical Vapour Recomression ) Ismerteti: vízerőművi villamos energia-bázis esetén gazdaságos lehetőség a hőigények hőszivattyús kiszolgálása, mivel a COP értékének megfelelően „megfialtatja” a kilowattórákat. Hőerőművekkel előállított villamos energia esetén számolni kell a termikus erőművek hatásfokával. Termodinamikai leírásban az erőmű hatásfokának és a hőszivattyú COP szorzata dönt. Ha a szorzat < 1, energiát veszítünk. A felhasználó közvetlen gazdasági értelmezése a termodinamikai mérlegelést felülírhatja. Értekezésében Heller hangsúlyozza: az erőművi hatásfok és a hőszivattyú COP javulása, folyamatosan növeli a hőszivattyú alkalmazhatóságának esélyeit. Úgy tűnik, megvalósulni látszanak ezek a feltételek. A hőszivattyú a különösen kedvező hazai geotermikus adottságok mellett jelentős energia tartalékokat tesz használhatóvá. Az elfolyó termálvizek , úgynevezett csurgalékvizek hőenergia tartalma jelentős. A termálvizek közvetlen hőhasznosítására számos külföldi és hazai példa van. A 20 °C és 30 °C közötti, balneológiai eredetű szennyezettségű víz hőszivattyús hasznosítása feltételezésem szerint – nem túl gyakori. Elvi - műszaki akadálya ugyan nincs, de feltételezésem szerint azért nem találtam szakirodalmi bemutatását , mert ez fajta geotermikus hőforrás - már és még - nem kerül felhasználásra. A termálvíz közvetlen hőhasznosítása egyszerűbb és olcsóbb , mint a hőszivattyúval megvalósítható. Ismereteim szerint a hazai geotermikus távfűtő rendszerek ( Szarvas, Bóly, Hódmezővásárhely ) sem elfolyó vizekből nyerik az energiát, valamint a visszasajtolásra kerülő vízhőmérsékletek magasabbak , mint az általam hasznosításra javasolt csurgalékvíz hőfoka.

1. ábra: Hőszivattyú alkalmazások a világban , IEA. Nemzetközi Energia Ügynökség 2008 A hőszivattyús alkalmazások számának növekedése az utóbbi években örvendetesen felgyorsult.

– 5-

2.ábra: különböző hőtermelések primerenergetikai hatásfoka ( forrás: Joós Lajos: Energiamegtakarítás a háztartások földgázfelhasználásában. Magyar Épületgépészet, XLI. évf. 2002/4. szám )

3.ábra: villamos energia termelés tüzelőanyagok szerint ( forrás: IEA Energy 2010 ) A 2. és 3. ábra Heller Professzor Úr által leírtakat igazolja, valamint a hőszivattyú alkalmazás gazdaságosságára utal. SZAKIRODALMII ÖSSZEFOGLALÓ

-62./ SZÉCHENYI FÜRDŐ GEOTERMIKUS POTENCIÁLJA Az 1878 – ban a Városligetben Zsigmondy Vilmos által fúrt 970 m mély kút ma a Hősök Tere alatt van, már nem üzemel. Napi 1200 m3 hozamával, 73,2 °C hőmérsékletével első kútja volt a Széchenyi Fürdőnek. Ma a fürdőt a B-13.számú kút napi hozama 5040 m3 76 °C hőmérsékletű termálvízzel látja el. Az 1. számú melléklet a kút vízkémiai analízise és „Természetes Ásványvíz „ minősítése. Ezen a B-13. számú termálvízkúton kívül 14 db hideg vizes kútja is van a fürdőnek. Ezek a kutak együttesen adják hőteljesítményükkel a Széchenyi Fürdő geotermikus potenciálját. A kapott adatokból rajzolható az 1. számú és 2. számú grafikon.

NAPI KÚTHOZAMOK=ELFOLYÓVÍZ 8 000 7 000 6 000 5 000 4 000 3 000 2 000 1 000 0 február január

április március

június május

július

augusztus október december szeptember november

m3/nap

3 ÉV ÁTLAGA m3//nap 1. grafikon: elfolyó víz eloszlása ( adatforrás: Széchenyi.Fürdő) A januári átlagot 6 353 m3 /nap alapul véve a 24 órán belüli eloszlás a 2. számú grafikon szerinti.

m3/ó

ELFOLYÓ VÍZ 24 ÓRAI ELOSZLÁSA 400 350 300 250 200 150 100 50 0

ÓRA m3/ó

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

2. grafikon: óránkénti mennyiségek ( adatforrás: Széchenyi Fürdő )

-7Az elfolyó víz hőmérsékletének alakulása a csatornában egy mérés szerint :

3.számú grafikon: az elfolyó víz és a levegő hőmérséklete a csatornában ( forrás: Széchenyi Fürdő ) Csak a termálkútból kinyert hőmennyiség felhasználására utal a 4. számú ábra. A fürdő területén működő hűtőberendezés a medencetöltésekhez szükséges alacsonyabb hőfokú vizet állítja elő. Az elfolyóvízből számítható geotermikus potenciál alacsonyabb, mint a teljes rendelkezésre álló mennyiség. Az elfolyó víz 3 év januári átlagával összevetve, a tervezett fűtési célú energiafelhasználásra tekintettel. kg/s

ΔT [ °C ]

Q = c m ΔT [ kJ/s ]

Össz.elfolyó víz

73,53

32 – 10* = 22

6800

B-13 maximum

58,33

76 – 10 = 66

16000

* 10 °C , eddig a hőmérsékletig visszahűtve

.

– 8-

4.ábra: B-13 termálkút vizének felhasználása ( forrás: Széchenyi Fürdő )

-93./ FELHASZNÁLHATÓ SZABAD ENERGIA ÉVES MENNYISÉGE

A kapott adatok alapján leírható: 3 évben az elfolyó víz évi átlaga m = 2,419251 x 109 [ kg] ΔT = 22 [ °C ] c = 4,187 [ kJ/kg°C ] Q = c x m x ΔT = 4,187 x 2,419251 x 109 x 22 = 222,84 TJ Az éves felhasználható hőmennyiség, 10 °C – ra történő visszahűtés esetén 222,84 TJ

- 10 4./ AZ ELFOLYÓ TERMÁLVÍZ ELHELYEZÉSÉNEK JOGI SZABÁLYOZÁSÁNAK MAGYARORSZÁGI GYAKORLATA A geológia és a hidrogeológia a hőkinyerést szolgáló rezervoárok állapotváltozását leírja. Az esetleg bekövetkező előnytelen változások megakadályozása és a vízvagyon védelme a törvényi szabályozás rendezőelve. A jogalkotói szándék és annak törvényi megvalósulása a termálvízkincs védelmét, fenntartható felhasználását célozza. Ennek érdekében a hazai jogszabályok a kitermelt víz visszajuttatását írják elő.

1995 évi LVII. törvény a vízgazdálkodásról 15.§ (3) Az ásvány-,gyógy- és termálvizek felhasználásánál előnyben kell részesíteni a gyógyászati, illetve gyógyüdülési használatot. A kizárólag energia hasznosítás céljából kitermelt termálvizet – a külön jogszabályban megfogalmazottak szerint – vissza kell táplálni. 1.sz. Melléklet 16. termálvíz: minden olyan felszín alatti ( vízadó rétegből származó ) eredetű víz, melynek kifolyó ( felszínen mért ) hőmérséklete 30 °C, vagy annál magasabb

219/2004. (VII.21.) Korm. rendelet a felszín alatti vizek védelméről 9.§ (5) A 13. §-ban foglaltak figyelembevételével engedélyezhető: b.) a kitermelt felszín alatti vizek ugyanazon vagy azonos célra használt rétegbe történő visszajuttatása, ha biztosított, hogy a visszasajtolt víz nem tartalmaz a kitermelt víztől eltérő anyagot és nem okoz kedvezőtlen minőségváltozást ba) geotermikus energia hasznosítás céljából zárt rendszerű technológiával Az itt felsorolt törvényi rendelkezések a balneológiai hasznosítású vizek visszasajtolását a szennyezettsége miatt egyértelműen tiltják. Az elfolyó vizek energetikai hasznosításával kapcsolatos a bányászatról szóló 1993. évi XLVIII. törvény végrehajtásáról szóló 203/1998 (XII. 19.) Korm. rendelet (Vhr.) 34. §. előírja: Nem minősül energetikai célú hasznosításnak a geotermikus energiát gyógyászati, balneológiai, valamint vízellátási célokra való felhasználása, még abban az esetben sem, ha azt másodlagos felhasználással energetikai célra is hasznosítják. TERM ÁLKÚT

ENERGETIKAI FELHASZNÁLÁS

FÜRDŐ

ÖSSZSÓ: 5000 m g/l Na eé rt: 95%

KIBOCSÁTÁSI HATÁRÉRTÉK

ÖSSZSÓ: 3000 m g/l Na e ért: 45%

FELSZÍNI VÍZFOLYÁS

1. ábra: 28/2004. KvVM rendelet a technológiai határértékről

- 11 FELSZÍNI VIZEKBE BOCSÁTÁS KÖRNYEZETI HATÁSAI A víz só- és vízszennyezést okozhat, esetenként mérgező hatása is lehet. A mérgező anyagok akár a vízi élőlények tömeges pusztulását is okozhatják. Szerencsétlen, ma már ritkán alkalmazott eljárás, hogy a lehűtött termálvízzel halastavakat töltenek fel. Már csekély fenol tartalom is kellemetlen ízűvé teszi a halak húsát. A hőszennyezés abból adódik, hogy a hasznosítás után a víz még általában melegebb a környezeténél. A melegebb víz kevesebb oldott oxigént tartalmaz, ez a hőmérséklet emelkedésének legfontosabb hatása. Az oxigénveszteség elérheti a 4-5 mg/l értéket is, így azonos lehet a szennyvízterhelés hatásával, ezért hőterhelésnek nevezik. A hőmérséklet emelkedés növeli a kémiai reakciók sebességét, 10°C-os emelkedés megkétszerezi azokat. A kémiai reakciók gyorsulása fokozza a vízi élőlények aktivitását, ami további oxigénelvonáshoz vezet. A legsúlyosabb hatások az élővilágot érintik, ezek közül néhány ( a közvetlen hőhatás mellett ): az életjelenségekben bekövetkező zavarok ( pl. a légzés fokozódása, fotoszintézis gyorsulása, egyedfejlődési rendellenességek ), a táplálékszervezetek oxigénhiány miatti megritkulása, a mérgezéssel szembeni ellenálló képesség csökkenése stb. Ebből is látszik, hogy milyen károkat okozhat az a gyakorlat, ha a használt termálvizet az élő vízfolyásokba engedik, különösen, ha az lassú folyású, kis vízhozamú. A ’80-as évek elején Békés megyében több szerencsétlen eset történt, amikor a gondatlan hévízfeltárás és -üzemeltetés kisebb vízfolyások biológiai pusztulásához vezetett. A hőszennyezés a vízi élővilágon kívül még a talajra is veszélyes. Öntözővízként a termálvizek általában csak hígítás után használhatók. A nagy sótartalmú, magas nátriumszázalékú vizek a talajban ioncsere folyamatokat indítanak el, a kalcium ionok helyére belépnek a Na+ ionok. A talaj elszikesedik. A víz átmeneti, úgynevezett hűtőtóba vezetése csökkenti ezeket a problémákat. A termálvíz itt a külső hőmérséklet hatására tovább hűl. A csapadék, a felszíni vizek szintén hűtik, és hígítják is. Azután alkalmas időben ( nem az öntözési időszakban ) és meghatározott mennyiségenként a csatornákba, majd onnan az élő vizekbe engedik le. A tároló tavak gyakran nagy kiterjedésűek. Egy-egy földmedrű hűtőtó talajkárosító hatása lokálisan nagymérvű lehet.

4./ JOGI SZABÁLYOZÁS

5./ LEHETSÉGES FELHASZNÁLÓK

- 12 -

1. ábra: lehetséges felhasználók

LEHETSÉGES FELHASZNÁLÓK FELSOROLÁSA: • • • • • • • •

BVSC uszoda Hermina u. 63. irodaház Fővárosi nagycirkusz GUNDEL vendéglő és szálloda ROBINSON vendéglő Szépművészeti Múzeum Irodaház Dózsa György út 84/b Vajdahunyad Vár és Mezőgazdasági Múzeum

Kiválasztásuk szempontjai: • 1000 m körön belül helyezkednek el • jelentős fogyasztók LETSÉGES FELHASZNÁLÓK .

6./ JAVASLAT AZ ÉPÜLETGÉPÉSZETI ÁTALAKÍTÁSOKRA

• • • • • • • •

BVSC uszoda Hermina u.63. Irodaház Fővárosi Nagycirkusz GUNDEL vendéglő ROBINSON vendéglő Szépművészeti Múzeum Irodaház Dózsa György út 84/b Vajdahunyad Vár

..

-13BVSC USZODA HŐENERGIA ELLÁTÁSA A SZÉCHENYI FÜRDŐ ELFOLYÓ TERMÁLVIZÉBŐL Földrajzi közelsége és folyamatos, egész évi energiaigénye miatt tartozhat a lehetséges felhasználók körébe. Előző időkben már vezettek át ki mennyiségű meleg vizet a Széchenyi Fürdő 2. számú kútjából közmű alagúton, amely ma is megvan, de a vezetéket lezárták.

1. számú fotó: BVSC uszoda épülete Épületleírás: Épület felújjítás1988 – 1992 között Tégla falazatú épület, feszített beton födémszerkezet, speciális acél függesztéssel. Nyílászárók leírása: fa szerkezetű, dupla üvegezésű. Tömítő profilok számára kialakított hornyokkal. Az épület nagy ablakfelületekkel borított, az uralkodó széliránynak jelentős mértékben kitett, rendhagyó kialakítású, egyedi konstrukció. Átépítése során nem érvényesült a kor színvonalának megfelelő hőszigetelési megoldások következetes felhasználása. Az épület jelenlegi állapota: A nyílászárók állapota leromlott. A faszerkezet karbantartása elmaradt, a tömítőelemek hiánya általános. Az utóbbi 3 év növekvő gázfogyasztás adatsorának az értelmezése során ennek a körülménynek kiemelkedő a jelentősége. Kalorikus gépészet leírása: Az épületfűtéshez és a medencefűtéshez gázkazánok szolgáltatják a hőt. Meleg vizet állítanak elő. Adatai: FÉG gyártmány, AF 105 típusú , hagyományos gázégők csoportjaiból áll. Névleges összteljesítménye 960 kW

– 14 -

2. számú fotó: BVSC uszoda kazánház A hőleadó oldali gépészeti megoldások felsorolása: • medence hőcserélők • légfűtés hőcserélők • radiátorok, padlófűtés • használati meleg víz, napkollektorok rásegítésével Gázfogyasztás: Beszerzett adatokból az utóbbi 3 év gáz alapú energia felhasználása

ÉVES ENERGIAFOGYASZTÁS,GÁZBÓL 14 000 000 13 500 000

MJ

13 000 000 ÉVES MJ

12 500 000 12 000 000 11 500 000 11 000 000 2008 év

2009 év

2010 év

1./számú grafikon,BVSC

- 15 Évi eloszlás: 2008, 2009, 2010 évek alapján

3 ÉVI ÁTLAGOS GÁZ ENERGIAIGÉNY HAVI ELOSZLÁSA 1 800 000 1 600 000 1 400 000 1 200 000

MJ

1 000 000 3 ÉV ÁTLAGA

800 000 600 000 400 000 200 000 0

február április június augusztus október december január március május július szeptember november

2./számú grafikon,BVSC

A jelenlegi energiafogyasztás értelmezése: 2008, 2009, 2010 évek alapján

AZ ÉVES FELHASZNÁLÁS HAVI MEGOSZLÁSA 1 200 000 1 000 000

MJ

800 000 600 000 400 000 LÉGFŰTÉS

200 000

MEDENCÉK

0 március január

május

július november szeptember

3./számú grafikon,BVSC A nyári hónapok energiafogyasztása a medencék hőn tartására és a használati meleg víz előállítására fordítódik.

- 16 -

AZ ÉVES FELHASZNÁLÁS JELENLEGI ARÁNYAI MJ

6 128 126 7 200 000

LÉGFŰTÉS MEDENCÉK

4./számú grafikon,BVSC Energia igény becslése, a javasolt átalakítás utáni állapotra: 1. a medencék hőenergia igénye és a használati meleg víz mennyisége valószínűleg évszakoktól függetlenül azonos. Mivel a BVSC egész évben fedett uszoda, állandó belső hőmérsékletű. Ezért választom szét a 2./ grafikon görbéjét a 3./ grafikon szerint. A 27 °C medencék hőmérséklete előállítható közvetlen hőhasznosítással, hőcserélőkkel. Ehhez a megoldáshoz csak a szivattyúzás villamos energia igénye szükséges. 2. A légfűtő rendszer hőcserélőit jelenleg a gázkazánok látják el meleg vízzel. Bemenő vízhőmérséklet 70 °C. Ezeket az elemeket cserélni, illetve átalakítani szükséges, a hőszivattyúkhoz illeszthető hőcserélőkre. Ezt az átalakított légfűtést a gázkazánok is elláthatják – szükség estén – meleg vízzel

3. számú fotó: kazán adattábla

-17 3. A gázkazánok hatásfokát 75% értékűnek tekintem. Erre a meggondolásra okot adnak egyrészt az erre vonatkozó, a szakirodalomban ismertetett adatok. (irodalom jegyzék: 1. és 2. ). Másrészt a kazánok típusa és kora. 4. Az uszoda épület légszigetelésének helyreállítása kiemelkedően költséghatékony épület energetikai korszerűsítés. Tekintettel a nem kívánt légcseréknek az épület energiafogyasztására gyakorolt kiemelkedő hatására, a légszigetelés a legolcsóbb energiamegtakarítási módszer. ( hivatkozás az EPC minősítés rendszerére ) A légszigetelés helyreállítása után a légfűtésben várható energiaigény csökkenést 25% mértékűnek veszem.

ÁTALAKÍTÁS UTÁN AZ ENERGIAFELHASZNÁLÁS EGY ÉVBEN MJ 3 000 000 6 000 000

FŰTÉSRE MJ

MEDENCÉKRE MJ

5./ számú grafikon 5. A Széchenyi Fürdőből beszerzésre kerülő hőenergia éves megoszlása az 5./ grafikon szerinti. Részletezve: • a 27°C medencék , közvetlen hőhasznosítással igényelnek évi 6 x 1012 J hőenergiát • ennek forrása az elfolyó termálvízből napi ~ 1000 m3 mennyiségű, 32°C hőmérsékletű vízben rejlő hőenergia, 27°C hőmérsékletre visszahűtve • a légfűtést kiszolgáló hőszivattyú éves energiaigénye 3 x 1012 J • a javasolt hőszivattyúk vízigénye: . A 27 °C medencék hőcserélőjéből kilépő víz alkalmas a hőszivattyúk számára. Nem szükséges az előzőekben megállapított 1000 m3 mennyiségnél többet igénybe venni BVSC uszoda javasolt hőséma kialakításának szempontjai: 1. A geotermikus rendszer kialakítása mellett üzemképes állapotban szükséges tartani a jelenlegi, gázenergián alapuló rendszert, ezzel bivalens energiaellátás valósul meg. Ennek a főbb okai: egyrészt a termálvízből nyerhető hőmennyiség esetleges ingadozásai, másrészt a véletlenszerű csúcsterhelések miatt. ( szélsőségesen hideg időjárás ) 2. A Széchenyi Fürdőből a Városligeti Tóba elfolyó víz egy ∅ 500 mm csőben halad. A mellette kialakításra kerülő aknában elhelyezett szivattyú szűrőn keresztül juttatja a termálvizet a BVSC uszodába. A termálvíz zárt rendszerben marad, a hőt vesszük ki belőle, hőcserélőkkel. A lehűtött termálvíz visszajut a Városligeti Tóba. A hőszigetelt 1200 m cső közműalagútban halad. A közműalagút létezik, korábbi években már cső kötötte össze a két fürdőt.

- 18 ELFOLYÓ TERMÁLVÍZ ELOSZTÁS VAJDAHUNYAD VÁRA

IRODAHÁZ CUSHM AN

4. Ø 130 V=0,983 m/s RE=127 727 P=6 bar m=13,041 kg/s Tbe =32°C

HERMINA U.63. 1/A Ø 74 V=0,133 m/s RE=9876 m=0,574 kg/s Tbe =32°C

4/a Ø 130 V=0,679 m/s RE=88 296 P=6 bar m=9,015 kg/s Tbe =32°C Tki=10°C

ROBINSON VENDÉGLŐ

3. Ø 130 V= 1,98 m/s RE=257 362 P= 6bar m=26,277 kg/s Tbe =32°C

Tki=10°C

Tki=10°C

3/B Ø 74 V=0,266 m/s RE=19 656 P= 6 bar m=1,142kg/s Tbe =32°C Tki=10°C

Tk i=10°C

SZÉCHENYI FÜRDŐ

BVSC 1. Ø 130 V=1,021 m/s RE=132 705 P=6 bar m= 13,549 kg/s Tbe =32°C

V=0,935 m/s RE= 121 575 P= 6 bar m=12,413 kg/s Tbe =32°C Tki=10°C

3/a Ø 90 V=1,304 m/s RE=117 382 P= 6 bar m=8,297 kg/s Tbe =32°C

2. Ø130 V=0,453 m/s RE=58 829 P=6 bar m=6,006 kg/s Tbe =32°C

Tki=10°C

SZÉPM ŰVÉSZETI M ÚZEUM

V=1,268 m/s RE=164 826 P=6 bar m=16,829 kg/s Tbe =32°C

Tk i=10°C

Tki=10°C

Tki=10°C

GUNDEL FŐV.CIRKUSZ

1.ábra: vezeték a Széchenyi Fürdő és a BVSC uszoda között SZÉCHENYI FÜRDŐ

32°C VÁROSLIGETI TÓ 1.

2.

3.

...

n

SZŰRŐK, SZIVATTYÚK

32 - 40°C FELHASZNÁLÓKHOZ

10°C VISSZA

2.ábra: Elosztó vázlata

-19 -

LÉGFŰTÉS, radiátorok, padlófűtés

HASZNÁLATI MELEGVÍZ

27 °C 33 °C MEDENCE

30-38 °C

27 °C

HŐCSERÉLŐ 2

HŐSZIV.1.

HŐSZIV.2.

HŐCSERÉLŐ 1

32-40°C

3.ábra: BVSC uszoda javasolt hőséma 6. Hőszivattyúk ajánlása: fűtőteljesítmény

ΔT=7°C

1./

Hőszivattyú 1.

200 kW

Tbe=25°C Tki=18°C

2./

Hőszivattyú 2.

100 kW

Tbe=25°C Tki=18°C

1.táblázat : hőszivattyúk AERMEC NXW 0500, fűtési teljesítménye 112 kW AERMEC NXW 0700, fűtési teljesítménye 205 kW Az elpárologtató oldali magas hőmérséklet fogadását lehetővé tevő berendezések. Elfolyó termálvizek hőszivattyús hasznosítására javasolhatóak. Az épület kalorikus gépészetének átalakítása a hőszivattyús üzem szempontjai szerint szükséges. A radiátoros fűtési szakaszok és a légtechnikai hőcserélők átalakítása elsődleges.

- 20 BERUHÁZÁSI KÖLTSÉGEK Részletes épületgépészeti és légtechnikai tervek hiányában az adatok tájékoztató jellegűek. A kazánok és a légtechnikai berendezések szemléje alapján megkísérelek közelítő adatokat adni. A Széchenyi Fürdő és a BVSC uszoda közötti vezeték költségét táblázat nem tartalmazza. MEGNEVEZÉS ( anyag és munkabér )

SZÁMÍTOTT Ft

4

33°C medencéhez & HMV hőszivattyú és hőcserélő

7.500 000.- Ft

5

Légtechnikai rendszer átépítése

6

Légtechnikai rendszer hőszivattyú és hőcserélő

8.500 000.- Ft.

7

Levegő előmelegítő hőcserélők átalakítása

2.700 000.- Ft.

9

Monitoring rendszer

4.600 000.- Ft

BECSÜLT Ft

7.000 000.- Ft

2. táblázat: beruházási költségek Összesen: 30,3 millió Ft. Az egy évi közvetlen üzemi költségek, COP=5 hőszivattyú jósági fokot feltételezve , 2010 évi adatok alapján:

ÉVES KÖLTSÉGEK HŐSZIVATTYÚVAL 2010 ÉVI ADATOK ALAPJÁN 18 000 000 Ft 16 000 000 Ft 14 000 000 Ft

FORINT

12 000 000 Ft HŐSZIV. KÖLTSÉGE

10 000 000 Ft 8 000 000 Ft 6 000 000 Ft 4 000 000 Ft 2 000 000 Ft 0 Ft 30 Ft/kWh 25 Ft/kWh 35 Ft/kWh

A megtérülésre következtetni lehet az elektromos tarifa ismeretében.

- 21 HERMINA ÚT 63. IRODAHÁZ HŐENERGIA ELLÁTÁSA A SZÉCHENYI FÜRDŐ ELFOLYÓ TERMÁLVIZÉBŐL

1.kép:Hermina út 63. Irodaház A terv és a megvalósítás lehetősége kevésbé ismert adottságokon alapul. ADOTTSÁGOK: 1. Az épületétől 300 m távolságban haladó csatornában elfolyó termálvíz a Széchenyi Fürdőből a Városligeti Tóba juttat naponta 587 000 MegaJoul hőenergiát. Ez 6,8 MW hőteljesítmény.

NAPI KÚTHOZAMOK=ELFOLYÓVÍZ SZÉCHENYI FÜRDŐ 2008, 2009, 2010 évek átlaga 8 000 7 000 6 000

m3/nap

5 000 4 000 3 000 2 000 1 000 0 február január

április március

június május

július


1.ábra: Széchenyi Fürdő, napi kúthozamok.

- 22 Ajánlatomban a januári mennyiséget veszem alapul. Ennek napi eloszlása a következő:

HERMINA ÚT 63. HŐENERGIA IGÉNYE AZ ELFOLYÓ VÍZ ENERGIATARTALMÁHOZ VISZONYÍTVA ÓRÁNKÉNT 40 000

30 000 25 000 20 000 15 000

380

380

380

380

380

380

380

380

380

380

380

380

380

380

380

380

380

380

380

380

380

380

5 000

380

10 000

380

HŐENERGIA MJ

35 000

0 1

2

3

4

5

6

7

ÓRA

8

9

10

11

12

SZÉCHENYI

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

HERMINA U.63.

2. ábra: a rendelkezésre álló és a szükséges hőenergia aránya A különbség 70X nagyságú A Városligeti Tóba elfolyó víz hőmérséklete:

3.ábra: Hőmérséklet az elfolyó víz csatornában

3.ábra: az elfolyó víz hőmérséklete ( Széchenyi Fürdő adatközlése )

23

24

- 23 A vízhőmérséklet görbe minimumát 32°C tekintem. A hőmérséklet növekmények a geotermális hasznosítás tartalékát adják. A geotermikus energia elérésének költségei közül a feltárás, kiépítés megvalósítása jelentős tétel. Kiemelkedő jelentőségű: ez itt rendelkezésre áll. Hasonlóan lényeges szempont: a termál energia időbeli állandósága. Az elfolyó vizet fűtő termálkút már73 éve üzemel. Hozama állandósága dokumentált. JAVASLAT: 1. A termál energia hasznosításra hőszivattyúk felhasználását javasolom, a gázkazánok megtartásával, bivalens rendszerben. Ennek indokai: * a felhasználható termálvíz és termál energia mennyisége, elérhetősége * a hőszivattyús üzem technikai és szolgáltatási színvonala, megbízhatósága * az épület kalorikus gépészete a hőszivattyúk rendszerbe állítására különösebb átalakítások nélkül alkalmas, modern rendszer. Az épület éves fűtési energia felhasználása, adatközlésük alapján a 3. ábra szerinti.

HERMINA ÚT 63 FŰTÉSI ENERGIAIGÉNYE, GÁZBÓL 2010 ÉV 160 000 140 000

MEGAJOUL

120 000 100 000 80 000 60 000 40 000 20 000 0 január

február április június augusztus október december március május július szeptember november

3. ábra: egy évben 24.000 m3 gázfelhasználás alapján becsült hőenergia felhasználás, gázkondenzációs kazánnal

– 24 -

GÁZFŰTÉS ÉS HŐSZIVATTYÚS FŰTÉS KÖLTSÉGEINEK ARÁNYA ÉVES FOGYASZTÁS, 2010 ÉVBEN 3 500 000 Ft 3 000 000 Ft 2 500 000 Ft 2 000 000 Ft

GÁZ Ft/ÉV HŐSZIV. Ft/ÉV

1 500 000 Ft 1 000 000 Ft 500 000 Ft 0 Ft GÁZ 3 Ft/MJ GÁZ 4 Ft/MJ ÁRAM 35 Ft/kW GÁZ 2,5 Ft/MJ GÁZ 3,5 Ft/MJ ÁRAM 31 Ft/kW ÁRAM 40 Ft/kW

4. ábra: 2010 évi fogyasztás alapján, különböző tarifákkal számolt fűtési költség Az áram beszerzési lehetőségek a piacon elérhetővé teszik az olcsóbb beszerzést. Elvi vázlat Az elfolyó termálvizet szűrőn keresztül, hőszigetelt csővezetékben az épület hőközpontjába, hőcserélőkbe juttatjuk. Innen a lehűlt termálvíz vissza kerül a Városligeti Tóba. A kalorikus gépek nem érintkeznek a termálvízzel. Ez hőveszteséget jelent ahhoz az állapothoz képest, amikor közvetlenül vezetjük be a hőt hordozó közeget, de a termálvíz agresszív tulajdonságai így csak ezeket a hőcserélőket terhelik. Teljes körű , az energiaracionalizálás összes paraméterét felügyelő és azt irányító, szabályzó monitoring rendszer szükséges. A geotermikus energia optimális felhasználása egyensúlyi helyzetben valósul meg. Ez összetett irányítástechnikai feladatot jelent. Vezeték vázlat:


BVSC

V=0,935 m /s RE= 121 575 P= 6 bar m =12,413 k g/s T be=32°C T ki=10°C

Tki=10°C

SZÉCHENYI FÜRDŐ 1. Ø 130 V=1,021 m /s RE=132 705 P=6 bar m = 13,549 kg/s T be=32°C T ki=10°C

5. ábra: vezeték vázlat

- 25 Elvi hőséma:

Hőszivattyú 80kW fűté shez/hűtés he z HM V

Hőcse ré lő HM V TARTÁLY

hőcserélő

HM V

HERM INA U.63.

SZŰRŐ

9 120 M J/nap M =0,574k g/s T be=32 °C SZÉCHENYI FÜRDŐ

T ki=10 °C

6.ábra: elvi hőséma A felhasználásra kerülő víz a hőszivattyúba 25°C hőmérsékletre előmelegítve kerül. A légkondicionáló rendszerből távozó hő a használati meleg víz előállítása során hasznosul. A 2010 évi gázfogyasztási adatokból egy energia takarékos épület képe rajzolódik ki. MEGVALÓSÍTÁS: 1. hőcserélők beépítése 2. Hőszivattyú, beépítése 3. monitoring rendszer kiépítése BERUHÁZÁS KÖLTSÉGEI Az alábbiak becslésen alapulnak. Pontos összeg a tervek alapján számítható. MEGNEVEZÉS ( anyag és munkabér )

BECSÜLT Ft

3

Hőszivattyúk, 80 kW és hőcserélő

9.500 000.- Ft

6

Monitoring rendszer

2.500 000.- Ft

Összesen: 12 millió Ft.

- 26 FŐVÁROSI NAGYCIRKUSZ HŐENERGIA ELLÁTÁSA A SZÉCHENYI FÜRDŐ ELFOLYÓ TERMÁLVIZÉBŐL

1.fotó: a Fővárosi Nagycirkusz épülete A terv és a megvalósítás lehetősége kevésbé ismert adottságokon alapul. ADOTTSÁGOK: 1. A Cirkusz épületétől 70 m távolságban haladó csatornában elfolyó termálvíz a Széchenyi Fürdőből a Városligeti Tóba juttat naponta 587 000 MegaJoul hőenergiát. Ez 6,8 MW hőteljesítmény. A Cirkusz tervbe vett épületkorszerűsítése és energiaracionalizálása 550 kW hőteljesítményű rendszert tervez megvalósítani. A rendelkezésre álló energiapotenciál ennek több mint a 10-szerese. A termálvíz kút és a 12 hideg vizes kút együttes napi hozama a Városligeti Tóba jut.


m3/nap

5 000 4 000 3 000 2 000 1 000 0 február január

április március

június május

július



- 27 A januári mennyiséget veszem alapul. Ennek napi eloszlása az alábbi:

CIRKUSZ MAXIMÁLIS FŰTŐENERGIAIGÉNYE A RENDELKEZÉSRE ÁLLÓ ENERGIÁHOZ VISZONYÍTVA

MEGAJOUL

40000 30000 20000 10000 0

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 ÓRA SZÉCHENYI

CIRKUSZ

2.ábra: Rendelkezésre álló és a szükséges energia aránya Az elfolyó víz hőmérséklete:

3.ábra: Hőmérséklet az elfolyó víz csatornában ( Széchenyi Fürdő adatszolgáltatása )

-28 A vízhőmérséklet görbe minimumát 32°C tekintem. A hőmérséklet növekmények a geotermális hasznosítás tartalékát adják. A geotermikus energia elérésének költségei közül a feltárás, kiépítés megvalósítása jelentős tétel. Kiemelkedő jelentőségű: ez itt rendelkezésre áll. Hasonlóan lényeges szempont: a termál energia időbeli állandósága. Az elfolyó vizet fűtő termálkút már 73 éve üzemel. Hozama állandósága dokumentált.

JAVASLAT: 1. A Cirkusz épületszerkezeti és épületgépészeti felújítása együttes feladat. Hőszivattyús monovalens rendszert javasolok. A gázkazánokat nem tartalmazza az elképzelés, még tartaléknak sem. Ennek indokai: * a felhasználható termálvíz és termál energia mennyisége, elérhetősége * a hőszivattyús üzem technikai és szolgáltatási színvonala, megbízhatósága * a teljes rekonstrukció részeként megvalósuló hőszivattyús rendszerhez alkalmazható hőleadó egységek kerülnek beszerelésre * „1 MJ energia előállítási költsége hőszivattyúval vagy gázkondenzációs kazánnal ?” kérdésre adható válasz . A válaszom az alábbi: Vízből nyert és vízbe átvezetett hőáramlást megvalósító hőszivattyúkkal a COP=5 hatásfok elérhető. Az 1 MJ hőenergia előállítási közvetlen költsége a szolgáltatótól kialkudott áram tarifától függ. A geotermikus tarifaként ismert kedvezményes díjszabást nem vehetjük alapul a várható fogyasztás mérete miatt. Reálisnak tűnik 2011 árviszonyai között a 40 Ft/kWh nettó ár.

1 MJ ENERGIA HŐSZIVATTYÚVAL COP=5 ESETÉN 20% ÁRAMBÓL 80% VÍZBŐL SZÁRMAZIK 20

ÁRAMBÓL VÍZBŐL

80 4.ábra: A vízből nyert hőenergiához szükséges elektromos áram aránya, COP=5 jósági foknál

-29 A 40 Ft/kWh, nettó áramtarifa az 5. ábra szerint 1 MJ hőszivattyúval nyert hőenergiához 2,22 Ft áramköltséget rendel. A kondenzációs gázkazán hatásfokát 107% tekintve az alábbi diagram rajzolható:

ENERGIAKÖLTSÉG ARÁNYOK COP=5 ESETÉN 4,5 4 3,5

FORINT/MJ

3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 25 Ft/kWh 35 Ft/kWh 2,5 Ft/MJ 3,5 Ft/MJ 4,5Ft/MJ 20 Ft/kWh 30 Ft/kWh 40 Ft/kWh 3 Ft/MJ 4 Ft/MJ HŐSZIVATTYÚ Ft/MJ

KOND.GÁZKAZÁN Ft/MJ

5.ábra: áramköltség és gázköltség aránya, nettó értéken Az elfolyó víz használatáért , az abból nyert hőmennyiségért fizetendő összeget a hőszivattyú áramköltségéhez hozzáadódik, ha az ismerté válik. A diagram egyszerű segédlete a vízhasználati díj kialakításának, valamint a beruházás megtérülés számításának. A kérdés eldöntése: hőszivattyú vagy gázfűtés , a közeljövőbe vetített mérlegelést is kíván.

2. Elvi vázlat Az elfolyó termálvizet szűrőn keresztül, hőszigetelt csővezetékben a Cirkusz hőközpontjába, hőcserélőkbe juttatjuk. Innen a lehűlt termálvíz vissza kerül abba a csatornába, ahonnan kiszivattyúztuk. A Cirkusz kalorikus gépei nem érintkeznek a termálvízzel. Ez hőveszteséget jelent ahhoz az állapothoz képest, amikor közvetlenül vezetjük be a hőt hordozó közeget, de a termálvíz agresszív tulajdonságai így csak ezeket a hőcserélőket terhelik. A termálvíz zárt rendszerben halad. A lehűlt víz visszajut a Városligeti Tóba. A vizet nem, csak a hőtartamát használjuk fel. A légtechnikai rendszer felújítása során a levegő/víz üzemű hőcserélőket a hőszivattyús üzemhez kell tervezni. Teljes körű , az energiaracionalizálás összes paraméterét felügyelő és azt irányító, szabályzó monitoring rendszer szükséges. A geotermikus energia optimális felhasználása egyensúlyi helyzetben valósul meg. Az „SPF” faktor követése tűnik elsődlegesnek. Az egész rendszer energiahatékonyságát egy éven keresztül vizsgálva az „SPF” értéket kapjuk. Ehhez hőmennyiség mérőket kell felszerelni a primer és a szekunder oldalra. Mérni kell a felhasznált villamos energiát is. A kapott értékek változása a rendszer állapotában bekövetkezett változásokra utalnak.

-30 3. Hőséma A megadott hőenergia igény keretein belül a hőszivattyúk elrendezése a vázlat szerinti:

Le vegő előm elegítő hőcs erélő

Hős zivattyú légfűté shez/hűtés he z

Hőszivattyú Radiátorokhoz HM V

Hőcs erélő HM V hőcserélő

FŐV.CIRKUSZ

SZŰRŐ

47 520 M J/nap M =5,952 kg/s T be=32 °C T ki=10 °C SZÉCHENYI FÜRDŐ

6.ábra: Fővárosi Nagycirkusz hőszivattyús fűtése/hűtése. Hőséma.

- 31 4.Elosztó az elfolyó víz csatornában Kialakítása egy csoportba rendezi a szűrőket és a szivattyúkat

SZÉCHENYI FÜRDŐ

32°C VÁROSLIGETI TÓ 1 .

2 .

.. .

3 .

n


32°C FELHASZNÁLÓKHOZ

10°C VISSZA

7.ábra: elfolyó termálvíz elosztás. A 32 °C termálvíz hőmérséklet és a hőszivattyú bemeneti hőfok illesztése A hőszivattyúk számára a termálvizet egyszerű keverőszelepes megoldással lehet a szükséges hőfoklépcsőben előállítani: BEMENETI HŐFOK SZABÁLYOZÁS

32°C X°C

28°C

15°C HŐSZIV.

HŐCSERÉLŐ 10°C

8.ábra: hőszivattyúhoz szükséges hőfoklépcső előállítása

- 32 5. Használati meleg víz előállítása: Hőcserélő közbeiktatásával a vezetékes vizet felmelegítve 28 °C hőmérsékletre, a hőszivattyúval tovább melegítve 45°C hőfokig. BERUHÁZÁS KÖLTSÉGEI Részletes épületgépészeti és főleg a légtechnikai részt tartalmazó tervek hiányában ezeket az itt közölt adatokat tájékoztató jellegűnek szántam. Többek között nem tartalmazza a költségekben is megjelenő összefüggést a tervezett épületkorszerűsítéssel. A szükséges bontások járulékos költségeit. A termálvíz vezeték építésének költségeit a táblázat nem tartalmazza. MEGNEVEZÉS ( anyag és munkabér )

SZÁMÍTOTT Ft

3

Radiátorok cseréje

4

Radiátorokhoz, HMV-hez hőszivattyú és hőcserélő

5

Légtechnikai rendszer átépítése

6

Légtechnikai rendszer hőszivattyú és hőcserélő

8.500 000.- Ft.

7

Levegő előmelegítő hőcserélők

2.700 000.- Ft.

9

Monitoring rendszer

5.250 000.- Ft

BECSÜLT Ft 11.000 000.- Ft

12.500 000.- Ft 15.000 000.- Ft

1. táblázat: költségek Összesen: 55 millió Ft. A teljes körű épületfelújítás és épületgépészeti rekonstrukció utáni állapotban az alábbiak szerint alakulhat egy év energiaköltsége gázkondenzációs kazánnal vagy hőszivattyúval:

GÁZ / HŐSZIVATTYÚ KÖLTSÉG ARÁNYOK EGY ÉVRE 7 000 000 Ft 6 000 000 Ft 5 000 000 Ft

GÁZ 4 Ft/MJ HŐSZIV.40 Ft/kWh

4 000 000 Ft 3 000 000 Ft 2 000 000 Ft 1 000 000 Ft 0 Ft f ebruár április június augusztus október december január március május július szeptember november

9. ábra: költség arányok/a

- 33 Egy évben a költségek viszonya:

35 000 000 Ft

Ft 44 5 2 98 31

30 000 000 Ft

25 000 000 Ft

Ft 05 1 3 76 17

20 000 000 Ft

EGY ÉV 15 000 000 Ft

10 000 000 Ft

5 000 000 Ft

0 Ft

GÁZ 4 Ft/MJ

HŐSZIV.40 Ft/kWh

10. ábra: költség arányok/b A tarifák kedvezmény nélküliek. Nettó számok. A megtakarítás ~ 14 milló Ft/év. Az elektromos áramköltség szerencsés szolgáltatói szerződéssel jelentősen befolyásolhatja a megtérülést.

- 34 VÁROSLIGETI GUNDEL VENDÉGLŐ ÉS SZÁLLODA HŐENERGIA ELLÁTÁSA A SZÉCHENYI FÜRDŐ ELFOLYÓ TERMÁLVIZÉBŐL

A terv és a megvalósítás lehetősége kevésbé ismert adottságokon alapul. ADOTTSÁGOK: 1. A GUNDEL épületétől 140 m távolságban haladó csatornában elfolyó termálvíz a Széchenyi Fürdőből a Városligeti Tóba juttat naponta 587 000 MegaJoul hőenergiát.


m3/nap

5 000 4 000 3 000 2 000 1 000 0 február január

április március

június május

július


1.ábra: Széchenyi Fürdő, napi kúthozamok. Ajánlatomban a januári mennyiséget veszem alapul. Ennek napi eloszlása az alábbi:

- 35 -

GUNDEL FŰTŐENERGIAIGÉNYE ÉS AZ ELFOLYÓ VÍZ ENERGIÁJA JANUÁR EGY NAP ELOSZLÁSA 40 000

HŐENERGIA MJ

35 000 30 000 25 000 20 000 15 000 10 000 5 000 0

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

ÓRÁK SZÉCHENYI

GUNDEL

2.ábra: Rendelkezésre álló és a szükséges energia aránya


- 36 A vízhőmérséklet görbe minimumát 32°C tekintem. A hőmérséklet növekmények a geotermális hasznosítás tartalékát adják. A geotermikus energia elérésének költségei közül a feltárás, kiépítés megvalósítása jelentős tétel. Kiemelkedő jelentőségű: ez itt rendelkezésre áll. Hasonlóan lényeges szempont: a termál energia időbeli állandósága. Az elfolyó vizet fűtő termálkút már73 éve üzemel. Hozama állandósága dokumentált. JAVASLAT: 1. Hőszivattyús rendszert javasolok. A gázkazánokat nem tartalmazza az elképzelés. Ennek indokai: * a felhasználható termálvíz és termál energia mennyisége, elérhetősége * a hőszivattyús üzem technikai és szolgáltatási színvonala, megbízhatósága * az épületet padlófűtéssel, radiátorokkal fűtik. Egyedi légkondicionáló berendezések vannak felszerelve. A konyha légtechnikai konstrukciója hűtést tartalmaz. * „1 MJ energia előállítási költsége hőszivattyúval vagy gázkondenzációs kazánnal ?” kérdésre adható válasz az alábbi: Vízből nyert és vízbe átvezetett hőáramlást megvalósító hőszivattyúkkal a COP=5 hatásfok elérhető. Az 1 MJ hőenergia előállítási közvetlen költsége a szolgáltatótól kialkudott áram tarifától függ. A geotermikus tarifaként ismert kedvezményes díjszabást nem vehetjük alapul a várható fogyasztás mérete miatt. Reálisnak tűnik 2011 árviszonyai között a 40 Ft/kWh ár.

1 MJ ENERGIA HŐSZIVATTYÚVAL COP=5 ESETÉN 20% ÁRAMBÓL 80% VÍZBŐL SZÁRMAZIK 20 ÁRAMBÓL VÍZBŐL

80

4.ábra: A vízből nyert hőenergiához szükséges elektromos áram aránya, COP=5 jósági foknál

- 37 Az 5. ábra 1 MJ hőenergia előállításához szükséges áramköltséget viszonyítja a gázbeszerzés költségeihez. A kondenzációs gázkazán hatásfokát 107% tekintve az alábbi diagram rajzolható:

ENERGIAKÖLTSÉG ARÁNYOK COP=5 ESETÉN 4,5 4 3,5

FORINT/MJ

3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 25 Ft/kWh 35 Ft/kWh 2,5 Ft/MJ 3,5 Ft/MJ 4,5Ft/MJ 20 Ft/kWh 30 Ft/kWh 40 Ft/kWh 3 Ft/MJ 4 Ft/MJ HŐSZIVATTYÚ Ft/MJ


5.ábra: áramköltség gázköltség aránya Az elfolyó víz használatáért , az abból nyert hőmennyiségért fizetendő összeg a hőszivattyú áramköltségéhez adódik, ha az ismerté válik. A diagram egyszerű segédlete a vízhasználati díj kialakításának, valamint a beruházás megtérülés számításának. A kérdés eldöntése: hőszivattyú vagy gázfűtés , a közeljövőbe vetített mérlegelést is kíván. Ez nem része a tájékoztatónak, ugyanakkor nem hagyható figyelmen kívül. A jelenleg üzemelő gázkazánok hatásfokát 75% tekintem, koruk és műszaki színvonaluk okán. A 2010 évi gáz költségek alapjául 4 Ft/Mj tarifát feltételezve, a hőszivattyúkhoz szükséges elektromos energia árát 40 Ft/kWh választva az alábbi a költségek aránya:

2010 ÉVI GÁZKÖLTSÉGEK ÖSSZEHASONLÍTÁSA HŐSZIVATTYÚS KÖLTSÉGGEL 5 000 000 Ft

FORINT

4 000 000 Ft 3 000 000 Ft 2 000 000 Ft 1 000 000 Ft 0 Ft február január

április március

június május

GÁZBÓL 4 Ft/MJ

augusztus október december július szeptember november

HŐSZIV. 40 Ft/kWh

6.ábra: feltételezett költségviszonyok Összesítve:

Gáz 23,6 millió Ft./év Nettó költség. Áram 9,8 millió 145 Ft./év Nettó költség

- 38 – Elvi vázlat Az elfolyó termálvizet szűrőn keresztül, hőszigetelt csővezetékben a GUNDEL hőközpontjába, hőcserélőkbe juttatjuk. Innen a lehűlt termálvíz vissza kerül a Városligeti Tóba. A GUNDEL kalorikus gépei nem érintkeznek a termálvízzel. Ez hőveszteséget jelent ahhoz az állapothoz képest, amikor közvetlenül vezetjük be a hőt hordozó közeget, de a termálvíz agresszív tulajdonságai így csak ezeket a hőcserélőket terhelik. Teljes körű , az energiaracionalizálás összes paraméterét felügyelő és azt irányító, szabályzó monitoring rendszer szükséges. A geotermikus energia optimális felhasználása egyensúlyi helyzetben valósul meg. Ez összetett irányítástechnikai feladatot jelent. ROBINSON VENDÉGLŐ

– Vezeték vázlat:

SZÉCHENYI FÜRDŐ

3. Ø 130 V= 1,98 m /s RE=257 362 P= 6bar m =26,277 kg/s

3/B Ø 74 V=0,266 m/s RE=19 656 P= 6 bar m=1,142 kg/s


3/a Ø 90 V=1,304 m /s RE=117 382 P= 6 bar m =8,297 kg/s

V=0,1,268 m /s RE=164 826 P=6 bar m =16,829 kg/s

GUNDEL

7.ábra: vezeték vázlat Elvi hőséma:

hőcserélő

Hős zivattyú fűtés he z/hűté shez 2 x 300 kW

Hősziv. 50kW GUNDEL

SZŰRŐ

m =8,297 kg/s T be=32 °C SZÉCHENYI FÜRDŐ

T ki=10 °C

8.ábra: elvi hőséma

Has ználati M eleg víz

- 39 – Használati meleg víz előállítása: A felhasználásra kerülő hideg víz a hőszivattyúba 25°C hőmérsékletre előmelegítve kerül. BERUHÁZÁS KÖLTSÉGEI Részletes épületgépészeti tervek hiányában az itt közölt adatokat tájékoztató jellegűnek szántam. Nem tartalmazza a szükséges bontások, átalakítások járulékos költségeit. Hőszivattyúk és hőcserélők adatai a mellékletben találhatóak. A termálvíz vezeték költségét nem tartalmazza a1 1. táblázat. MEGNEVEZÉS ( anyag és munkabér )

BECSÜLT Ft

3

Hőszivattyú, 2 x300kW és hőcserélő

21.500 000.- Ft

4

Konyhai légtechnikai rendszerhez csatlakozás

2.500 000.- Ft

5

HMV hőszivattyú, hőcserélős tartály

10.200 000.- Ft

6

Monitoring rendszer

4.250 000.- Ft

1.táblázat: a beruházás költségbecslése Összesen: 38 millió 450 ezer Ft.

GÁZFŰTÉS ÉS HŐSZIVATTYÚS FŰTÉS KÖLTSÉG ARÁNYAI 25 000 000 Ft 20 000 000 Ft 15 000 000 Ft

2010 ÉV

10 000 000 Ft 5 000 000 Ft 0 Ft HŐSZIV. 40 Ft/kWh GÁZBÓL 4 Ft/MJ

Feltételezett megtakarítás = 13,8 millió Ft/év A megtérülésre irányuló következtetést a termálvíz vezeték létrehozásának pénzügyi körülményei befolyásolják.

- 40 VÁROSLIGETI ROBINSON VENDÉGLŐ HŐENERGIA ELLÁTÁSA A SZÉCHENYI FÜRDŐ ELFOLYÓ TERMÁLVIZÉBŐL

1.kép: ROBINSON vendéglő, a Városligeti Tóra építve A terv és a megvalósítás lehetősége kevésbé ismert adottságokon alapul. ADOTTSÁGOK: 1. A ROBINSON vendéglő épületétől 140 m távolságban haladó csatornában elfolyó termálvíz a Széchenyi Fürdőből a Városligeti Tóba juttat naponta 587 000 MegaJoul hőenergiát.


m3/nap

5 000 4 000 3 000 2 000 1 000 0 február január

április március

június május

július


1.ábra: Széchenyi Fürdő, napi kúthozamok. Ajánlatomban a januári mennyiséget veszem alapul. Ennek napi eloszlása az alábbi:

HŐENERGIA MEGAJOUL

– 41 -

ROBINSON VENDÉGLŐ HŐENERGIA IGÉNYE AZ ELFOLYÓ VÍZ ENERGIA TARTAMÁHOZ VISZONYÍTVA, ÓRÁNKÉNT 40 000 30 000 20 000 10 000 0 1

2

3

4

5

6

ÓRA

7

8

9

10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

SZÉCHENYI

ROBINSON

2.ábra: Rendelkezésre álló és a szükséges energia aránya Az arány 70X nagyságú A Városligeti Tóba elfolyó víz hőmérséklete:


- 42 A vízhőmérséklet görbe minimumát 32°C tekintem. A hőmérséklet növekmények a geotermális hasznosítás tartalékát adják. A geotermikus energia elérésének költségei közül a feltárás, kiépítés megvalósítása jelentős tétel. Kiemelkedő jelentőségű: ez itt rendelkezésre áll. Hasonlóan lényeges szempont: a termál energia időbeli állandósága. Az elfolyó vizet fűtő termálkút már73 éve üzemel. Hozama állandósága dokumentált. JAVASLAT: 1. Hőszivattyús, bivalens rendszert javasolok, a kazán megtartásával. Ennek indokai: * a felhasználható termálvíz és termál energia mennyisége, elérhetősége * a hőszivattyús üzem technikai és szolgáltatási színvonala, megbízhatósága * az épületet padlófűtéssel, radiátorokkal fűtik. Egyedi légkondicionáló berendezés van felszerelve. A konyha légtechnikai konstrukciója hűtést tartalmaz. * Az „1 MJ energia előállítási költsége hőszivattyúval vagy gázkondenzációs kazánnal ?” kérdésre adható válasz az alábbi: Vízből nyert és vízbe átvezetett hőáramlást megvalósító hőszivattyúval COP=5 hatásfok elérhető. Az 1 MJ hőenergia előállítási közvetlen költsége a szolgáltatótól kialkudott áram tarifától és a COP értékétől függ. A geotermikus tarifaként ismert kedvezményes díjszabást vehetjük alapul a várható fogyasztás mérete miatt. Ez 31 Ft/kWh bruttó ár. Az épületben található hőleadó elemek közül a radiátorok módosítása,esetleg klímakonvektorokra cserélése szükséges a COP érték optimális szinten tartásához.


80 4.ábra: A vízből nyerhető hőenergia eléréséhez szükséges elektromos áram aránya, COP=5 jósági foknál

- 43 -

A 24,8 Ft/kWh, nettó áramtarifa a grafikon arányai szerint 1 MJ hőszivattyúval nyert hőenergiához 1,38 Ft áramköltséget rendel. Az itt jelenleg üzemelő, modern WOLF MGK130 gázkondenzációs kazán hatásfoka 107%. A 2010 évi gáz költségek 3,06 Ft/Mj tarifa szerintiek. (Adatszolgáltatásuk alapján )

ENERGIAKÖLTSÉG ARÁNYOK 4 3,5 3

Ft/MJ

2,5 HŐSZIVATTYÚ Ft/MJ

2 1,5

KOND.GÁZKA ZÁN Ft/MJ

1,38

1

0,5

ROBINSON 3,06 Ft/MJ

0 25 Ft/kWh 2 Ft/MJ 3 Ft/MJ 20 Ft/kWh 30 Ft/kWh 2,5 Ft/MJ 3,5 Ft/MJ 5ábra: áramköltség gázköltség aránya

TARIFA

6.ábra: feltételezett költségviszonyok

Az elfolyó víz használatáért , az abból nyert hőmennyiségért fizetendő összeg a hőszivattyú áramköltségéhez hozzáadódik, ha az ismerté válik. A diagram egyszerű segédlete a vízhasználati díj kialakításának, valamint a beruházás megtérülés számításának. A kérdés eldöntése: hőszivattyú vagy gázfűtés , a közeljövőbe vetített mérlegelést is kíván. Ez nem része a tájékoztatónak, ugyanakkor nem hagyható figyelmen kívül.

- 44 Elvi vázlat Az elfolyó termálvizet szűrőn keresztül, hőszigetelt csővezetékben a ROBINSON vendéglő hőközpontjába, hőcserélőkbe juttatjuk. Innen a lehűlt termálvíz vissza kerül a Városligeti Tóba. Tehát hőtartamot vásárolunk, nem vizet. A ROBINSON kalorikus gépei nem érintkeznek a termálvízzel. Ez hőveszteséget jelent ahhoz az állapothoz képest, amikor közvetlenül vezetjük be a hőt hordozó közeget, de a termálvíz agresszív tulajdonságai így csak ezeket a hőcserélőket terhelik. A kondenzációs gázkazán megtartásával mellett,teljes körű , az energiaracionalizálás összes paraméterét felügyelő és azt irányító, szabályzó monitoring rendszer szükséges. A geotermikus energia optimális felhasználása egyensúlyi helyzetben valósul meg. Ez összetett irányítástechnikai feladatot jelent. ROBINSON VENDÉGLŐ

3. Ø 130 V= 1,98 m /s RE=257 362 P= 6bar m =26,277 k g/s

SZÉCHENYI FÜRDŐ

3/B Ø 74 V=0,266 m/s RE=19 656 P= 6 bar m=1,142 kg/s


7.ábra: vezeték vázlat Elvi hőséma: Hőszivattyú 100kW fűté shez/hűtés he z HM V

Hőcs erélő HM V TARTÁLY

hőcserélő

ROBINSON

SZŰRŐ

9 120 M J/nap m = 1,142 kg/s T be=32 °C SZÉCHENYI FÜRDŐ

T ki=10 °C


HM V

- 45 Használati meleg víz előállítása: A felhasználásra kerülő víz a hőszivattyúba 25°C hőmérsékletre előmelegítve kerül. MEGVALÓSÍTÁS: 1. Hőcserélők beépítése 2. Hőszivattyú, használati meleg vizet előállító hőszivattyú és tartály beépítése 3. Monitoring rendszer kiépítése 4. Az épületgépészet jelenlegi hőleadó elemei ( radiátorok ) a hőszivattyú által gazdaságosan előállítható hőmérsékletű vizet csak átalakítás után képesek hasznosítani. Radiátorok cseréje, vagy további radiátorok felszerelése szükséges. A padlófűtést nem kell átalakítani. Klímakonvektorok felszerelésével lehet alkalmassá tenni a hőszivattyús fűtéshez az épületet. BERUHÁZÁS KÖLTSÉGEI Az alábbiak becslésen alapulnak. Pontos összeg a tervek alapján számítható. A termálvíz vezeték elkészítését a táblázat nem tartalmazza. MEGNEVEZÉS ( anyag és munkabér )

BECSÜLT Ft

3

Hőszivattyú, 100kW és hőcserélő

8.500 000.- Ft

4

Konyhai légtechnikai rendszerhez csatlakozás

500 000.- Ft

5

HMV hőcserélős tartály

700 000.- Ft

6

Radiátorok felszerelése

1.500 000.- Ft

6

Monitoring rendszer

1.500 000.- Ft

1. táblázat: a beruházás költség becslése Összesen: 12, millió Ft.

2010 ÉV HŐENERGIA KÖLTSÉG ARÁNYOK GÁZZAL VAGY HŐSZIVATTYÚVAL 3 000 000 Ft

307 9 4 2 5

Ft

2 500 000 Ft 2 000 000 Ft

4 1 1

1 500 000 Ft

04 7 8

Ft

1 000 000 Ft 500 000 Ft 0 Ft GÁZBÓL 3,06Ft/MJ

HŐSZIV. 24,8Ft/kWh

9. ábra: költségarányok MEGTAKARÍTÁS = 1,4 millió Ft/év A megtérülésre irányuló következtetést befolyásolja: • a légkondicionálás olcsóbbá válik a víz/víz üzemű hőszivattyúval, mint a jelenlegi levegős rendszerrel ROBINSON

- 46 SZÉPMŰVÉSZETI MÚZEUM HŐENERGIA ELLÁTÁSA A SZÉCHENYI FÜRDŐ ELFOLYÓ TERMÁLVIZÉBŐL

A terv és a megvalósítás lehetősége kevésbé ismert adottságokon alapul. ADOTTSÁGOK: 1. A Szépművészeti Múzeum épületétől 200 m távolságban haladó csatornában elfolyó termálvíz a Széchenyi Fürdőből a Városligeti Tóba juttat naponta 640 000 MegaJoul hőenergiát.


m3/nap

5 000 4 000 3 000 2 000 1 000 0 február január

április március

június május

július



- 47 2. Diplomatervemben a januári mennyiséget veszem alapul. Ennek napi eloszlása az alábbi:

SZÉPMŰVÉSZETI MÚZEUM HŐENERGIA IGÉNYE A Z ELFOLYÓ VÍZ ENERGIA TARTAMÁHOZ VISZONYÍTVA, EGY NAP ELOSZLÁSA 40 000 35 000

HŐENERGIA MJ

30 000 25 000 20 000 15 000 10 000 5 000 0

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 ÓRA

SZÉCHENYI

SZÉPMŰVÉSZ.

3. ábra: Rendelkezésre álló és a szükséges energia aránya AZ ELFOLYÓ VÍZ HŐMÉRSÉKLETE

4.

3.ábra: Hőmérséklet az elfolyó víz csatornában (Széchenyi Fürdő adatszolgáltatása )

- 48 A vízhőmérséklet görbe minimumát 32°C tekintem. A hőmérséklet növekmények a geotermális hasznosítás tartalékát adják. A geotermikus energia elérésének költségei közül a feltárás, kiépítés megvalósítása jelentős tétel. Kiemelkedő jelentőségű: ez itt rendelkezésre áll. Hasonlóan lényeges szempont: a termál energia időbeli állandósága. Az elfolyó vizet fűtő termálkút már73 éve üzemel. Hozama állandósága dokumentált. JAVASLAT: 1. Hőszivattyús, monovalens rendszert javasolok. Ennek indokai: * a felhasználható termálvíz és termál energia mennyisége, elérhetősége * a hőszivattyús üzem technikai és szolgáltatási színvonala, megbízhatósága * az épületet padlófűtéssel, radiátorokkal fűtik. Jelentős teljesítményű légtechnikai berendezések működnek. A központi folyadékhűtők leadott teljesítménye 2x300 kW vízhűtéses, valamint 270 kW léghűtéses Dunham Bush gyártmányúak. Ezeken túl még több helyi klímaberendezés üzemel. * „1 MJ energia előállítási költsége hőszivattyúval vagy gázkondenzációs kazánnal ?” kérdésre adható válasz az alábbi: Vízből nyert és vízbe átvezetett hőáramlást megvalósító hőszivattyúkkal a COP=5 hatásfok elérhető. Az 1 MJ hőenergia előállítási közvetlen költsége a szolgáltatótól kialkudott áram tarifától függ. A geotermikus tarifaként ismert kedvezményes díjszabást nem vehetjük alapul a várható fogyasztás mérete miatt. A közölt 2010 éves a 37,94 Ft/kWh árral számolva 1 MJ hőenergia az 5. ábra szerinti.


80

4.ábra: A vízből nyert hőenergiához szükséges elektromos áram aránya, COP=5 jósági foknál

- 49 A kondenzációs gázkazán hatásfokát 107% tekintve az alábbi diagram rajzolható:

FORINT/MJ

ENERGIAKÖLTSÉG ARÁNYOK COP=5 ESETÉN 5 4,5 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0

4,733

2,11

25 Ft/kWh 35 Ft/kWh 2,5 Ft/MJ 3,5 Ft/MJ 4,733 Ft/MJ 20 Ft/kWh 30 Ft/kWh 37,94 Ft/kWh 3 Ft/MJ 4 Ft/MJ HŐSZIVATTYÚ Ft/MJ


5ábra: áramköltség gázköltség aránya Az elfolyó víz használatáért , az abból nyert hőmennyiségért fizetendő összeg a hőszivattyú áramköltségéhez hozzáadódik, ha az ismerté válik. A diagram egyszerű segédlete a vízhasználati díj kialakításának, valamint a beruházás megtérülés számításának. A kérdés eldöntése: hőszivattyú vagy gázfűtés , a közeljövőbe vetített mérlegelést is kíván. A jelenleg üzemelő gázkazánok hatásfokát 75% tekintem, koruk és műszaki színvonaluk okán. A Szépművészeti Múzeum 2010 évi energia költségei alapján, az arányok a 6.ábrán láthatóak:

FELTÉTELEZETT ENERGIAKÖLTSÉG ARÁNYOK 2010 ÉVRE 70 000 000 Ft

40 000 000 Ft 30 000 000 Ft 20 000 000 Ft 10 000 000 Ft 0 Ft

GÁZBÓL 4,733 Ft/MJ

2010 év

21 668 905 Ft

50 000 000 Ft

64 878 312 Ft

60 000 000 Ft

HŐSZIV. 37,94Ft/kWh

6.ábra: feltételezett költségviszonyok, 2010 évi adatok alapján

- 50 A 2010 évben megvalósított gáztakarékosság hatása miatt készült ezzel az adatválasztással a grafikon. Bizonyos épületrészek fűtését lekapcsolták. A májustól szeptemberig felhasznált gázenergia levegő szárításra fordítódik. Használati meleg víz szolgáltatás: kiépített összefüggő meleg víz hálózat nincs. Elektromos vízmelegítés van a vízelvételi helyeken. Ezen a javaslatom nem változtat. A jelenlegi légtechnikai berendezések levegős folyadékhűtőit víz/víz hőszivattyúkkal helyettesítve további megtakarítás érhető el. Ennek a mértéke monitoring adatok hiányában nem határozható meg. A javasolt hőszivattyúk hűtőteljesítményük alapján alkalmasak a jelenlegi folyadékhűtők helyettesítésére. – Elvi vázlat Az elfolyó termálvizet szűrőn keresztül, hőszigetelt csővezetékben a Múzeum hőközpontjába, hőcserélőkbe juttatjuk. Innen a lehűlt termálvíz vissza kerül a Városligeti Tóba. A víz hőtartamát javasolom megvenni, nem a vizet. A hőszivattyúk nem érintkeznek a termálvízzel. Ez hőveszteséget jelent ahhoz az állapothoz képest, amikor közvetlenül vezetjük be a hőt hordozó közeget, de a termálvíz agresszív tulajdonságai így csak ezeket a hőcserélőket terhelik. Teljes körű , az energiaracionalizálás összes paraméterét felügyelő és azt irányító, szabályzó monitoring rendszer szükséges. A geotermikus energia optimális felhasználása egyensúlyi helyzetben valósul meg. Az „SPF” faktor követése tűnik elsődlegesnek. Az egész rendszer energiahatékonyságát egy éven keresztül vizsgálva az „SPF” értéket kapjuk. Ehhez hőmennyiség mérőket kell felszerelni a primer és a szekunder oldalra. Mérni kell a felhasznált villamos energiát is. A kapott értékek változása a rendszer állapotában bekövetkezett változásokra utalnak. Vezeték vázlat:

ELFOLYÓ TERMÁLVÍZ ELOSZTÁS VAJDAHUNYAD VÁRA


BVSC


IRODAHÁZ CUSHM AN


SZÉCHENYI FÜRDŐ 1. Ø 130 V=1,021 m/s RE=132 705 P=6 bar m= 13,549 kg/s Tbe =32°C Tki=10°C

ROBINSON VENDÉGLŐ

Tki=10°C

Tki=10°C

Tki=10°C

4/a Ø 130 V=0,679 m/s RE=88 296 P=6 bar m=9,015 kg/s Tbe =32°C


Tki=10°C

Tk i=10°C

2. Ø130 V=0,453 m/s RE=58 829 P=6 bar m=6,006 kg/s Tbe =32°C Tk i=10°C

FŐV.CIRKUSZ

7.ábra: vezeték vázlat

3/B Ø 74 V=0,266 m/s RE=19 656 P= 6 bar m=1,142kg/s Tbe =32°C

3/a Ø 90 V=1,304 m/s RE=117 382 P= 6 bar m=8,297 kg/s Tbe =32°C Tk i=10°C

GUNDEL


V=1,268 m/s RE=164 826 P=6 bar m=16,829 kg/s Tbe =32°C Tk i=10°C

- 51 Elvi hőséma: Hőszivattyú fűté s/hűtés 2 x 400 k W

hőcserélő

Hőszivattyú fűtés /hűté s 2 x400k W SZÉPM ŰVÉSZETI M ÚZEUM

SZŰRŐ

M =8,399 k g/s T be=32 °C SZÉCHENYI FÜRDŐ

T ki=10 °C

8.ábra: elvi hőséma BERUHÁZÁS KÖLTSÉGEI Részletes épületgépészeti tervek hiányában az itt közölt adatokat tájékoztató jellegűnek szántam. MEGNEVEZÉS ( anyag és munkabér )

BECSÜLT Ft

1

Hőszivattyúk ( 4b NWX1400 AERMEC és 1db hőcserélő )

49.500 000.- Ft

2

Gépház átalakítások

3.000.000.- Ft.

3

Monitoring rendszer

5.250 000.- Ft

1. táblázat: beruházási költségek Összesen: 57 millió 750 ezer Ft. Éves megtakarítás = 2010 gáz – hőszivattyúk áram= ~65millió Ft.- ~22milló Ft. = ~43 millió Ft. Az itt felhasznált tarifákat az adatszolgáltatásukból vettem. A légkondicionálást szintén a javasolt hőszivattyúk végzik. Ezt a megtakarítást nem vettem figyelembe.

SZÉPMŰVÉSZETI MÚZEUM

DÓZSA GYÖRGY ÚT 84/b. IRODAHÁZ HŐENERGIA ELLÁTÁSA A SZÉCHENYI FÜRDŐ ELFOLYÓ TERMÁLVIZÉBŐL

1.kép:Dózsa György út 84/b. Irodaház A terv és a megvalósítás lehetősége kevésbé ismert adottságokon alapul. ADOTTSÁGOK: 6. Az épületétől 450 m távolságban haladó csatornában elfolyó termálvíz a Széchenyi Fürdőből a Városligeti Tóba juttat naponta 587 000 MegaJoul hőenergiát.


m3/nap

5 000 4 000 3 000 2 000 1 000 0 február január

április március

június május

július



- 52 -

PARK IRODAHÁZ HŐENERGIAIGÉNYE AZ ELFOLYÓ VÍZ ENERGIATARTALMÁHOZ VISZONYÍTVA ÓRÁNKÉNT 40000

HŐENERGIA MJ

35000 30000 25000 20000 15000 10000 5000 0 1

2

3

4

5

6

7

8 ÓRA

9

10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 SZÉCHENYI

PARK IRODA

2. ábra: a rendelkezésre álló és a szükséges hőenergia aránya A Városligeti Tóba elfolyó víz hőmérséklete:

3.ábra: Hőmérséklet az elfolyó víz csatornában

ábra: az elfolyó víz hőmérséklete (Széchenyi Fürdő 3. ábra: elfolyó víz hőmérséklete ( Széchenyi Fürdő adatközlése )

- 53 A vízhőmérséklet görbe minimumát 32°C tekintem. A hőmérséklet növekmények a geotermális hasznosítás tartalékát adják. A geotermikus energia elérésének költségei közül a feltárás, kiépítés megvalósítása jelentős tétel. Kiemelkedő jelentőségű: ez itt rendelkezésre áll. Hasonlóan lényeges szempont: a termál energia időbeli állandósága. Az elfolyó vizet fűtő termálkút már73 éve üzemel. Hozama állandósága dokumentált. JAVASLAT: 1. A termál energia hasznosításra hőszivattyúk felhasználását javasolom, a kazánok megtartásával, bivalens rendszerben Ennek indokai: * a felhasználható termálvíz és termál energia mennyisége, elérhetősége * az épület kalorikus gépészete a hőszivattyúk rendszerbe állítására különösebb átalakítások nélkül alkalmas.

FELTÉTELEZETT HŐENERGIA KÖLTSÉGEK GÁZ / HŐSZIVATTYÚ 2010 ÉVBEN 25 000 000 Ft

ÉVES KÖLTSÉG

20 000 000 Ft 15 000 000 Ft GÁZ HŐSZIV.

10 000 000 Ft 5 000 000 Ft 0 Ft

3 Ft/MJ 4 Ft/MJ 35 Ft/kW 2,5 Ft/MJ 3,5 Ft/MJ 30 Ft/kW 40 Ft/kW TARIFÁK

4.ábra: lehetséges költségviszonyok 2010 évben Az áram beszerzési lehetőségek a piacon elérhetővé teszik az olcsóbb beszerzést. Elvi vázlat Az elfolyó termálvizet szűrőn keresztül, hőszigetelt csővezetékben az épület hőközpontjába, hőcserélőkbe juttatjuk. Innen a lehűlt termálvíz vissza kerül a Városligeti Tóba. A hőszivattyúk nem érintkeznek a termálvízzel. Ez hőveszteséget jelent ahhoz az állapothoz képest, amikor közvetlenül vezetjük be a hőt hordozó közeget, de a termálvíz agresszív tulajdonságai így csak ezeket a hőcserélőket terhelik. A hőszivattyúk mellett a kondenzációs kazánok is a rendszerben maradnak. A tervezettet meghaladó csúcsfogyasztás esetére.

- 54 -




Tki=10°C

Tki=10°C


ROBINSON VENDÉGLŐ

Tki=10°C 3. Ø 130 V= 1,98 m/s RE=257 362 P= 6bar m=26,277 kg/s Tbe =32°C

Tki=10°C

SZÉCHENYI FÜRDŐ

BVSC

V=0,935 m/s RE= 121 575 P= 6 bar m=12,413 kg/s Tbe =32°C

IRODAHÁZ CUSHM AN

1. Ø 130 V=1,021 m/s RE=132 705 P=6 bar m= 13,549 kg/s Tbe =32°C Tki=10°C

Tk i=10°C

Tk i=10°C 3/a Ø 90 V=1,304 m/s RE=117 382 P= 6 bar m=8,297 kg/s Tbe =32°C



Tki=10°C


V=1,268 m/s RE=164 826 P=6 bar m=16,829 kg/s Tbe =32°C Tki=10°C

Tk i=10°C

GUNDEL

FŐV.CIRKUSZ

5. ábra: vezeték vázlat

Elvi hőséma:

Hős zivattyúk 2x419kW fűtés he z/hűté shez HM V NXW1400

Hőcs erélő HM V TARTÁLY

hőcserélő

PARK IRODAHÁZ.

SZŰRŐ

72 000 M J/nap m =0,9,015k g/s T be=32 °C T ki=10 °C


HM V

- 55 A felhasználásra kerülő víz a hőszivattyúba 25°C hőmérsékletre előmelegítve kerül. A légkondicionáló rendszerből távozó hő a használati meleg víz előállítása során hasznosul. A 2010 évi gázfogyasztási adatokból egy energia takarékos épület képe rajzolódik ki. MEGVALÓSÍTÁS: 1. hőcserélők beépítése 2. Hőszivattyú, beépítése BERUHÁZÁS KÖLTSÉGEI Az alábbiak becslésen alapulnak. Pontos összeg a tervek alapján számítható. A termálvíz vezeték, szűrő és szivattyú költsége a költségek között nem szerepel. MEGNEVEZÉS ( anyag és munkabér )

BECSÜLT Ft

1

Hőszivattyúk, 2X419 kW és hőcserélő

25.500 000.- Ft

2

Monitoring rendszerhez csatlakoztatás, telepítés

2.500 000.- Ft

Összesen: 28 millió Ft. Megtérülésre vonatkozó következtetéseket a 4.ábra alapján lehet felállítani. A PARK irodaházhoz vezetett hőtartalom a szolgáltatás tárgya. A termálvíz zárt rendszerben marad. Visszajut a Városligeti tóba.

PARK IRODAHÁZ DÓZSA GYÖRGY U.84/b

- 56 VAJDAHUNYAD VÁR HŐENERGIA ELLÁTÁSA A SZÉCHENYI FÜRDŐ ELFOLYÓ TERMÁLVIZÉBŐL

1.kép:VAJDAHUNYAD VÁR A terv és a megvalósítás lehetősége kevésbé ismert adottságokon alapul. ADOTTSÁGOK: 1. Az épületétől 250 m távolságban haladó csatornában elfolyó termálvíz a Széchenyi Fürdőből a Városligeti Tóba juttat naponta 587 000 MegaJoul hőenergiát.


m3/nap

5 000 4 000 3 000 2 000 1 000 0 február január

április március

június május

július



- 57 2. Ajánlatomban a januári mennyiséget veszem alapul. Ennek napi eloszlása a következő:

VAJDAHUNYAD VÁR HŐENERGIA IGÉNYE AZ ELFOLYÓ VÍZ ENERGIA TARTAMÁHOZ VISZONYÍTVA, ÓRÁNKÉNT 40 000

HŐENERGIA MEGAJOUL

35 000 30 000 25 000 20 000 15 000 10 000 5 000 0

1

2

3

4

5

6

7

ÓRA

8

9

10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

SZÉCHENYI

VAJDAHUNYAD

2.ábra: Rendelkezésre álló és a szükséges energia aránya A Városligeti Tóba elfolyó víz hőmérséklete:

3.ábra: Hőmérséklet az elfolyó víz csatornában ( Széchenyi Fürdő adatközlése )

- 58 A vízhőmérséklet görbe minimumát 32°C tekintem. A hőmérséklet növekmények a geotermális hasznosítás tartalékát adják. A geotermikus energia elérésének költségei közül a feltárás, kiépítés megvalósítása jelentős tétel. Kiemelkedő jelentőségű: ez itt rendelkezésre áll. Hasonlóan lényeges szempont: a termál energia időbeli állandósága. Az elfolyó vizet fűtő termálkút már73 éve üzemel. Hozama állandósága dokumentált. JAVASLAT: 1. A hasznosításra hőszivattyús rendszert javasolok, a kazánok megtartásával, bivalens üzemben. Ennek indokai: * a felhasználható termálvíz és termál energia mennyisége, elérhetősége * a hőszivattyús üzem technikai és szolgáltatási színvonala, megbízhatósága * az épületet radiátorokkal fűtik. Egyedi légkondicionáló berendezés van a tanácsteremben. * Az „1 MJ energia előállítási költsége hőszivattyúval vagy gázkondenzációs kazánnal ?” kérdésre adható válasz az alábbi: Vízből nyert és vízbe átvezetett hőáramlást megvalósító hőszivattyúval COP=5 hatásfok elérhető. Az 1 MJ hőenergia előállítási közvetlen költsége a szolgáltatótól kialkudott áram tarifától és a COP értékétől függ. Az épület kalorikus gépészetének a hőszivattyús rendszerhez csatlakoztatása átalakításokat igényel. A radiátorok módosítása,esetleg klímakonvektorokra cserélése szükséges a COP érték optimális szinten tartásához.

1 MJ ENERGIA HŐSZIVATTYÚVAL COP=5 ESETÉN 20% ÁRAMBÓL 80% VÍZBŐL SZÁRMAZIK 20

ÁRAMBÓL VÍZBŐL

80 4.ábra: A vízből nyerhető hőenergia eléréséhez szükséges elektromos áram aránya, COP=5 jósági foknál

- 59 A 40 Ft/kWh, nettó áramtarifa a grafikon arányai szerint 1 MJ hőszivattyúval nyert hőenergiához 2,22 Ft áramköltséget rendel. Ezt viszonyítjuk a gázbeszerzés költségeihez. Az áram beszerzési árának csökkentésére a piac lehetőséget ad. Ez a körülmény a grafikonon láthatóan csökkentheti a gázfűtéshez viszonyított költséget. A kondenzációs gázkazán hatásfokát 107% tekintve az alábbi diagram rajzolható:

ENERGIA KÖLTSÉG ARÁNYOK COP=5 ESETÉN 4 3,5 3

FORINT/MJ

2,5 2

HŐSZIVATTYÚ Ft/MJ

1,5

KOND.GÁZKAZ ÁN Ft/MJ

1 0,5 0 30 Ft/kWh 3 Ft/MJ 20 Ft/kWh 40 Ft/kWh

4 Ft/MJ

5ábra: áramköltség gázköltség aránya COP=5 Be kell látni: ez az ideális hatásfok az épületgépészet hőleadó részének teljes körű átalakítását kívánja. Részben a radiátorok felületének növelése, részben klímakonvektorok felszerelése elképzelhető . A hatásfok COP=3,2 értéke esetén az energia költség arányok a 6. ábra szerint alakulhatnak:

ENERGIA KÖLTSÉG ARÁNYOK COP=3,2 ESETÉN 4 3,5 3

FORINT/MJ

2,5 2

HŐSZIVATTYÚ Ft/MJ

1,5

KOND.GÁZKAZ ÁN Ft/MJ

1 0,5 0 30 Ft/kWh 3 Ft/MJ 20 Ft/kWh 40 Ft/kWh

4 Ft/MJ

6.ábra: áramköltség gázköltség aránya COP=3,2 Az elfolyó víz használatáért , az abból nyert hőmennyiségért fizetendő összeg a hőszivattyú áramköltségéhez hozzáadódik, ha az ismerté válik. A diagram egyszerű segédlete a vízhasználati díj kialakításának, valamint a beruházás megtérülés számításának. A kérdés eldöntése: hőszivattyú vagy gázfűtés , a közeljövőbe vetített mérlegelést is kíván.

- 60 Az itt jelenleg üzemelő, 2 db, modern gázkondenzációs kazán hatásfoka az előbb említett 107%. Az alábbi a költségek feltételezett aránya, 2010 alapján:

2010 ÉVI GÁZKÖLTSÉGEK ÖSSZEHASONLÍTÁSA HŐSZIVATTYÚS KÖLTSÉGEKKEL COP=3,2 7 000 000 Ft 6 000 000 Ft

FORINT

5 000 000 Ft GÁZBÓL 4Ft/MJ

4 000 000 Ft

HŐSZIV. 40Ft/kWh

3 000 000 Ft 2 000 000 Ft 1 000 000 Ft 0 Ft február április június augusztus október december január március május július szeptember november

ÉVES MEGTAKARÍTÁS = 4 MILLIÓ Ft./ÉV 6.ábra: feltételezett költségviszonyok Ezeket a feltételeket a technikai és a piaci lehetőségek együttesen befolyásolhatják előnyösen is. Amennyiben megvalósul a COP=5 , az elektromos áramköltséget a piac lehetőségeit kihasználva 31 Ft/kWh nettó értékre választva a 7. ábra szerintire módosul a költség arány:

HŐSZIVATTYÚ ÉS GÁZ KÖLTSÉGARÁNYOK COP=5 ESETÉN 7 000 000 Ft 6 000 000 Ft

FORINT

5 000 000 Ft GÁZBÓL 4Ft/MJ

4 000 000 Ft

HŐSZIV. 31Ft/kWh

3 000 000 Ft 2 000 000 Ft 1 000 000 Ft 0 Ft március január

július május

november szeptember

MEGTAKARÍTÁS = 16,5 MILLIÓ Ft/ÉV 7. ábra: feltételezett költségviszonyok elvi vázlat Az elfolyó termálvizet szűrőn keresztül, hőszigetelt csővezetékben az épület hőközpontjába, hőcserélőkbe juttatjuk. Innen a lehűlt termálvíz vissza kerül a Városligeti Tóba. A kalorikus gépek nem érintkeznek a termálvízzel. Ez hőveszteséget jelent ahhoz az állapothoz képest, amikor közvetlenül vezetjük be a hőt hordozó közeget, de a termálvíz agresszív tulajdonságai így csak ezeket a hőcserélőket terhelik. Teljes körű , az energiaracionalizálás összes paraméterét felügyelő és azt irányító, szabályzó monitoring rendszer szükséges. A geotermikus energia optimális felhasználása egyensúlyi helyzetben valósul meg. Ez összetett irányítástechnikai feladatot jelent.

- 61 Vezeték vázlat: VAJDAHUNYAD VÁRA

IRODAHÁZ CUSHM AN

4. Ø 130 V=0,983 m /s RE=127 727 P=6 bar m =13,041 kg/s T be=32°C T ki=10°C SZÉCHENYI FÜRDŐ

7.ábra: vezeték vázlat Elvi hőséma:

Hőszivattyú 205 k W NXW0700

Hőszivattyú 419kW fűté shez/hűtés he z HM V NXW1400

Hőcse ré lő HM V TARTÁLY

hőcserélő

VAJDAHUNYAD VÁRA

SZŰRŐ

104 000 M J/nap m =13,041kg/s T be=32 °C SZÉCHENYI FÜRDŐ

T ki=10 °C


HM V

- 62 Használati meleg víz előállítása: A felhasználásra kerülő víz a hőszivattyúba 25°C hőmérsékletre előmelegítve kerül. MEGVALÓSÍTÁS: 1. 2. 3. 4.

hőcserélők beépítése Hőszivattyú, használati meleg vizet előállító hőszivattyú és tartály beépítése monitoring rendszer kiépítése Az épületgépészet jelenlegi hőleadó elemei ( radiátorok ) a hőszivattyú által gazdaságosan előállítható hőmérsékletű vizet csak átalakítás után képesek hasznosítani. Radiátorok cseréje, vagy további radiátorok felszerelése szükséges. Klímakonvektorok felszerelésével lehet alkalmassá tenni a hőszivattyús fűtéshez az épületet.

BERUHÁZÁS KÖLTSÉGEI Az alábbiak becslésen alapulnak. Pontos összeg a tervek alapján számítható. MEGNEVEZÉS ( anyag és munkabér )

BECSÜLT Ft

3

Hőszivattyúk, 1x410 kW és1x205 kW és hőcserélő

21.500 000.- Ft

5

HMV hőcserélős tartály

700 000.- Ft

6

Épületgépészeti átalakítások a hőszivattyús rendszer feltételeihez

25.000 000.- Ft

6

Monitoring rendszer

2.500 000.- Ft

Összesen: 49,7 millió Ft.

ÜZEMI KÖLTSÉGEK ARÁNYA 1 ÉVBEN 30 000 000 Ft 25 000 000 Ft 20 000 000 Ft 2010 év

15 000 000 Ft 10 000 000 Ft 5 000 000 Ft 0 Ft GÁZBÓL 4Ft/MJ

HŐSZIV. 31Ft/kWh

9. ábra: költségarányok MEGTAKARÍTÁS = 16,6 millió Ft/év VAJDAHUNYAD VÁR .

6/a GEOTERMIKUS GÉPÉSZETI KÉRDÉSEK

• • •

Vízkémiai analízis tartalmi elemzése szűrő választás hőcserélő választás

.

6/a lap

- 63 6/a VÍZKÉMIAI ANALÍZIS TARTALMI ELEMZÉSE A GEOTERMIKUS ENERGIA KINYERÉSÉNEK SZEMPONTJAI SZERINT A víz hőenergia tartama hőcserélőkön keresztül jut a felhasználókhoz. A hőcserélők a felhasználók kezelésében, a saját épületében lesznek elhelyezve. A felhasználásra kerülő elfolyó víz a Széchenyi Fürdőtől induló hőszigetelt vezetékekre , szűrőkre, szivattyúkra, a hőcserélőkre és a visszatérő, nem hőszigetelt vezetékekre fejti ki a hatását.



BVSC


IRODAHÁZ CUSHM AN



SZÉCHENYI FÜRDŐ 1. Ø 130 V=1,021 m/s RE=132 705 P=6 bar m= 13,549 kg/s Tbe =32°C Tki=10°C

ROBINSON VENDÉGLŐ

Tk i=10°C

Tki=10°C

Tki=10°C


Tki=10°C

Tki=10°C

2. Ø130 V=0,453 m/s RE=58 829 P=6 bar m=6,006 kg/s Tbe =32°C Tki=10°C


3/a Ø 90 V=1,304 m/s RE=117 382 P= 6 bar m=8,297 kg/s Tbe =32°C Tki=10°C



GUNDEL

FŐV.CIRKUSZ

1. ábra: víz elosztás A víz nem kívánt hatásainak felsorolása a geotermikus üzemeltetés szempontjai szerint: • lerakódások, kiválások • korrozív hatások • gázkiválás, kavitáció előidézése Ezeknek a káros következménye elsősorban a hőcserélőkben előálló lerakódások formájában jelentkezik. Vízkő a hidrokarbonátok, kalcium jelenléte miatt, illetve vashidroxid csapadék a víz vastartalma következtében. Jelentősen lerontva ezzel a hőcserélőkben végbemenő hőátadási folyamatot. Ugyanez a lerakódás a vezetékek szabad keresztmetszetét is csökkentik, növelik a cső ellenállását, és kedvezőtlenül befolyásolják a csőben kialakuló áramlást, és térfogatáramot. A gázképződés kritikus áramlási helyzetet okozhat a hőcserélők járataiban. A keresztmetszet változások, a pangó terek kialakulása , az áramlási sebességek gyors változása a víz korrozív hatásait erősítik. Az 1. számú fotó egy hasonló összetételű termálvíz körben működtetett hőszivattyú elpárologtatójának az előállt korróziós és kavitációs jelenségek miatti elváltozásait szemléltetik.

– 64 -

1.számú fotó : elpárologtató korróziós károsodása, hasonló termálvíz közegben A felületi elváltozások a szerkezet kilyukadásához vezettek. A belső felületi lerakódások és a korrózió okozta kioldódásokat a 8. sz. fotó illusztrálja

2.számú fotó: Korróziós roncsolódás egy elpárologtató köpeny meghibásodott részén. Maratott metszet N=500X. Hasonló összetételű termálvíz hatása.

- 65 Az elfolyó viz laboratóriumi vizsgálati eredménye: A Széchenyi Fürdő Igazgatósága által átadott, az elfolyó vízre vonatkozó vízkémiai vizsgálati eredmény a 2. számú melléklet. A korróziós folyamatot elsősorban befolyásoló értékek, összetevők: KOMPONENS

ELFOLYÓ VÍZBEN

pH

7,14

Fajlagos vezetés [μS/cm ]

1525

Oldott oxigén tartalom O2[ DO ]

nincs vizsgálva

Kötött széndioxid CO2 [mg/l]

nincs vizsgálva

Ammónium NH4+ [mg/l]

0,2

Nitrát NO3- [mg/l]

13

Klorid Cl- [mg/l]

248

Szulfát SO42- [mg/l]

240

Hidrogén-karbonát [mg/l]

nincs vizsgálva

Lúgosság [nmol/l]

6,9

Összes keménység [CaOmg/l]

315

Kalcium Ca2+ [mg/l]

146

Magnézium Mg2+ [mg/l]

48

Vas Fe2+ [mg/l]

<0,03

Szulfid, oldott [mg/l]

nincs vizsgálva

Összes oldott anyagtartalom [mg/l]

nincs vizsgálva

Értékelés: Az elfolyó víz vizsgálatából hiányzó adatok jelentősége nagy. Ezeket pótolni szükséges. Az 1. számú melléklet: a fürdőt termálvízzel ellátó „ Budapest Széchenyi II. számú kút” részletes vízvizsgálati szakvéleménye tartalmaz ilyen adatokat. A nevezett kúton kívül 12 db hideg vizes kút vizét használja a fürdő. Ezek közül a H-11, H-12, H-13 vízvizsgálati eredményei is ebben a mellékletben vannak. Ezek a vízvizsgálati eredmények a kútfejen vett minták alapján készültek. Kizárólag csak ezek figyelembevételével nem lehet az elfolyó vízre vonatkozó következtetéseket hozni. Mert az nem csak a kutak hozamának keverékéből áll. Továbbá a medencékben a víz nagy felületen érintkezik a levegővel, áramlási sebessége nincs, kicsapódások , gáz eltávozás történhet. Megjelennek az elfolyó vízben a vízkezelő vegyszerek: az NaOCl nátrium hypoklorid fertőtlenítő szer és polialumínium-klorid pelyhesítőszer . Ezen kívül a fürdő elfolyó vizének szennyeződése az emberi használat következtében is sokféle. A napi medencetakarítás során felhasznált tisztítószerek szintén az összetételéhez adódnak. Összességében a rendelkezésre álló adatokból az elfolyó vízről megállapítható: • kemény víz, jelentős a szulfát és kalcium tartalma • a termálkút vízének analízise erős hidrogén-karbonát tartalmat mutat. Ez különösen indokolttá teszi az elfolyó víz erre irányuló vizsgálatát

•

- 66 a széndioxid tartalom a termálkút vizében szabad szénsav formájában 446 [mg/l] található. Az elfolyó vízben való vizsgálata indokolt. A víz korróziós agresszivitását a CO2 tartalom jelentősen fokozza. A vízkő kiválás elsősorban az oldott kalcium- és magnézium sók mennyiségétől, valamint az oldott szénsav és szabad széndioxid jelenlététől és mennyiségétől függ. A CaCO3 oldékonysága légköri nyomáson kicsi, oldatban tartását a CO2 teszi lehetővé. Ha a szabad széndioxid mennyisége csökken, a kalciumkarbonát kiválik, lerakódások keletkeznek. A lerakódások vegyszeradagolással előzhetők meg, utólag pedig savazással eltávolíthatók.

•

A sótartalom miatt a víz fajlagos vezetőképessége jó, ami elősegíti a víz mint elektrolit korróziós hatását és akadályozza védőréteg kialakulását a fém felületén. Jellemző, hogy az elektromos vezetőképesség növekedésével főként a legnagyobb potenciálkülönbségű helyi anódok ill. katódok válnak hatásossá, lecsökken a helyi elemek száma, de a megmaradó aktív helyeken a jobb vezetés következtében nagyobb lesz a korrózió sebessége.

•

Mikrobiológiai vizsgálat szükséges a szulfátredukáló baktériumok kvalitatív meghatározására. [ db/ml ] . A szulfát tartalmú vizekben jelen lehetnek a szulfátredukáló baktériumok. Hatásukra a pangó részeken, anaerob körülmények között kénhidrogén képződik. Ezzel korrodáló hatást fejthetnek ki az acélszerkezeteken. ( irodalom jegyzék 4./ )

KÖVETKEZTETÉSEK Az elfolyó víz erős korrozív tulajdonságai és változó szennyeződései meghatározzák a szerkezeti anyagok és a vízkörbe épített szerkezeti elemek választhatóságát. Elvárások: 1. Csövek, szerelvények korrózióállósága 2. Szűrés indokolt 3. A hőcserélők anyaga: DIN 13 CrMo44 ötvözött acél, 1% Cr , 0,5% Mo névleges ötvözőanyag tartalommal. Felületén nitridálva. Ez az anyagszerkezeti minőség kompromisszumot jelent a költségek és a várható élettartam között. Jobb tulajdonságokkal rendelkező és drágább szerkezeti anyag: erősen ötvözött szuper-duplex acél. 25% Cr + 7% Ni + 4% Mo + 0,3% N. 4. A beépített anyagok nem képezhetnek galvánelem párt. Megelőzve ezzel az elektromos korróziót. 5. Modellkísérletet javasolok egy: hőcserélőből, szűrőből, szivattyúból álló teszt vízkör üzemeltetésére, 3 hónapos vizsgálati időtartammal. Az így beszerezhető információk valóságtartalma befolyásolhatja a geotermikus gépészeti konstrukció anyag és alkatrész választását. A hőnyeréshez felhasználásra kerülő közeg összes tulajdonságai nagyobb változatosságot sejtetnek, mint az a hidrogeológiai gyakorlatban szokásos. Az egész beruházás költségeit előnytelenül befolyásolja, ha indokolatlanul választunk drága konstrukciót.

6/a VÍZKÉMIAI ANALÍZIS TARTALMI ELEMZÉSE

- 67 6/a, SZŰRŐ VÁLASZTÁS A Széchenyi Fürdőből a Városligeti tóba elfolyó vizet szűrőkön át vezetjük hőcserélőkbe. Lebegőanyag tartalmától, szennyeződéseitől itt tisztul meg. Úgynevezett „gyertyás kivitelű szűrőt” javasolok. Ez könnyen szerelhető, kis térfogatban viszonylag nagy felületű szűrő helyezhető el. A szűrő egy hengeres testre felhelyezett fém-, vagy műanyagháló

A gyertya általános felépítését az 1.1 ábrán látható. ( Forrás: MARKETINFO Bt. ) Az L/d arány az áramlástechnikai viszonyokat befolyásolja. A szűrési finomság, a szabad felület, a szűrő anyaga együttesen alakítják az induló ellenállás értékét, a szűrő eltömődési idejét. Kaszkád kialakítás a hosszú idejű üzemet teszi lehetővé.

1.2 sz. ábra Kaszkád kialakítás ( Forrás: MARKETINFO Bt. )

- 68 ECOFILT mikrofilter szűrő jellemzői:

1.3 ábra: szűrő jellemző adatok ( forrás: MARKETINFO Bt. ) A kaszkádszűrő tisztítható. A működését ellenőrző műszerekkel biztosítható az optimális üzemeltetése. Erre a Széchenyi Fürdő mellé, az elfolyóvíz csatornához építendő elosztónál nagy szükség van. Áramlásmérő, Δp monitoring adatok a rendszer egyensúlyban tartásához szükségesek.

1.4 ábra: vezérelt szűrőberendezés ( forrás: MARKETINFO Bt. )

- 69 -

VÁROSLIGETI TÓ

1.

2.

3.

...

n


32°C FELHASZNÁLÓKHOZ

10°C VISSZA

1.5 ábra: elfolyó termálvíz elosztó a Széchenyi Fürdő és a Városligeti Tó között A vízkémiai-, és az áramlási adatok alapján a MARKETINFO Bt. az itt felsorolt szűrőberendezéseket ajánlotta beépítésre. Korrózióállóságuk a termálvíz összetétele miatt szükséges.

MELLÉKLET

VEZETÉK

RAJZSZÁM

4/1

Hermina u. 63. és ROBINSON vendéglő

2-610320

4/2

Vajdahunyad,GUNDEL,Szépműv, Főv.Nagycirkusz

2-610321

4/3

1. főág, 2. főág

2-610322

4/4

Szűrőtartály, szűrőbetét

2-610323

6/a SZŰRŐ VÁLASZTÁS

6/a HŐCSERÉLŐ VÁLASZTÁS

- 70 -

A víz hőmérséklet és tömegáram adatokból kiindulva a hőcserélőket az APV gyártmányaiból az 5. számú mellékletben, árajánlat formájában ismertetem. Anyaga : 0,5 mm lemezvastagságú AISI316L acéllemez.

ELFOLYÓ TERMÁLVÍZ ELOSZTÁS VAJDAHUNYAD VÁRA 4. Ø 130 V=0,983 m/s RE=127 727 P=6 bar m=13,041 kg/s Tbe =32°C


BVSC

ROBINSON VENDÉGLŐ


SZÉCHENYI FÜRDŐ 1. Ø 130 V=1,021 m/s RE=132 705 P=6 bar m= 13,549 kg/s Tbe =32°C


Tki=10°C

Tki=10°C

4/a Ø 130 V=0,679 m/s RE=88 296 P=6 bar m=9,015 kg/s Tbe =32°C Tki=10°C

Tki=10°C

Tki=10°C

V=0,935 m/s RE= 121 575 P= 6 bar m=12,413 kg/s Tbe =32°C

IRODAHÁZ CUSHM AN

3/B Ø 74 V=0,266 m/s RE=19 656 P= 6 bar m=1,142kg/s Tbe =32°C Tki=10°C

Tki=10°C 3/a Ø 90 V=1,304 m/s RE=117 382 P= 6 bar m=8,297 kg/s Tbe =32°C Tki=10°C

Tki=10°C

GUNDEL



FŐV.CIRKUSZ

1. ábra: kiinduló adatok a hőcserélők választásához

HŐMENNYISÉG MÉRŐ

T1 ˃ T2 Pbe

32 °C TERMÁLVÍZ OLDAL

10 °C

Pki

2. ábra: hőcserélő beszerelési vázlata Amikor a hőcserélőn előálló Δp nyomásesés változása meghaladja a 33% nagyságot, ellenáramú öblítés szükséges. A keverőszelep a felhasználó oldali hőmérséklet lépcső előállításához szükséges.

- 71 6/a KÖVETKEZTETÉSEK

1. A Széchenyi Fürdőben feltárható összes szabad hőenergia hasznosítása egységes, rendszerszemléletű megközelítést kíván. A fürdőt tápláló kutak összes szabad hőenergiáját az elfolyó víz nem tartalmazza. A fürdőben működő hűtőberendezés szükségességét balneológiai szempontok indokolhatják, de szerencsés lenne megkeresni az egyensúlyt az energiahatékonysági érdekek mentén. 2. A szükséges hőszigetelt vízvezeték hálózat létrehozása , a víz előkészítő és elosztó aknával együtt az egész gondolatkísérlet súlyponti eleme. Nem valószínű, hogy a létrehozásához szükséges költségeket a felhasználók, vagy a Fürdő biztosítani képesek. Külső források elérhetősége - az összes érintett bevonásával – valószínűnek tűnik, akár a piacról, akár pályázatokból. 3. Vázlataimban a víz elosztó akna a benne elhelyezett vízgépészettel együtt a fürdő területén kívül van. Ezt tekinthetjük jelképesnek is. Az energiaszolgáltatás kihívása is kívül esik a fürdő kompetenciáin. 4. Jelenleg az összes megcélzott fogyasztó gázt éget el, hőenergia beszerzés okán. Ez évente összesen 1 527 615 m3 gáz. Ebből évente ~ 2 700 tonna CO2 keletkezik, amely az emisszió kereskedelemben is kezelhető tétel

6a/ KÖVETKEZTETÉSEK

- 72 IRODALOM JEGYZÉK

1. Fabulya Zoltán: doktori (PhD) értekezés tézisei (2010) Kaposvári Egyetem,Gazdaságtudományi Kar, 2. 3. 4. 5.

Matematika és Fizika Tanszék Dr. Barna Lajos: Hőtermelők időszakos energetikai felülvizsgálata Magyar Épületgépészet, LVIII. évfolyam, 2009/4. szám CORWELD Kft. : Szakvélemény az Esztergomi Tanítóképző intézetben működő hőszivattyúik alkatrészeinek termálvíz okozta elváltozásairól ECOFILT mikrofilter leírás. MARKETINFO Bt. Landy Kornélné: Geotermális Energiahasznosítás Mo.-on, szakdolgozat,

6. Dr. Bobok Elemér - Dr. Tóth Anikó : Megújuló Energiák, Egyetemi Jegyzet

IRODALOM JEGYZÉK

– 73 MELLÉKLETEK FELSOROLÁSA 1. Széchenyi Fürdő kútjainak vízvizsgálati jegyzőkönyvei V.2946/09 1. és 2. oldala H-11 kút kémiai - bakterológiai vizsgálati éredménye H-12 kút kémiai - bakterológiai vizsgálati éredménye H-1 kút kémiai - bakterológiai vizsgálati éredménye 2. Elfolyó víz vizsgálati eredménye 3. Szűrőberendezés rajzok : • 2-610320 • 2-610321 • 2-610322 • 2-610323 4. Hőcserélők árajánlata SPX 12086 - 11

MELLÉKLETEK

-1TARTALOMJEGYZÉK. következtetések...71.oldal. Irodalom jegyzék oldal Mellékletek felsorolása oldal

Recommend Documents