Távfűtési rendszerek geotermális hőellátással

Az előadások a következő témára: "Távfűtési rendszerek geotermális hőellátással"— Előadás másolata:

1 Távfűtési rendszerek geotermális hőellátással
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Távfűtési rendszerek geotermális hőellátással DR GARBAI LÁSZLÓ Ph.D DR KONTRA JENŐ Ph.D Távhőkonferencia Velence

2 Magyarországon – a rendkívül kedvező geotermális adottságok mellett – igen csekély mennyiségű a lakás kommunális hőfelhasználás területén működő hőenergia ellátó rendszer. Fejlett fürdő- és gyógyfürdő létesítmények üzemelnek országszerte, sok mezőgazdasági termesztőtelep alaphőellátása geotermális bázisú. A kistelepülési táv-hőellátás kifejlesztésre vár. Nem teljeskörű a meglévő hévízkutakból nyert energiahordozók – hévíz és kísérőgázok – energiahasznosítása. A kishőmérsékletű fűtések még mindig nem terjedtek el a hőforrás oldalnak megfelelő mértékben. A tisztán geotermális bázisú hőellátásokat célszerűen át kell alakítani a vízkészlet gazdálkodás követelményei szerint. A legalább 50°C felszíni hőmérsékletű hévízrendszerek és az épületfűtések össze-illeszthetők.

3 TERMÁLENERGIA FELHASZNÁLÁS A TÁVHŐBEN [GJ/év]
Megszűnt: Kapuvár, Mosonmagyaróvár, Makó. Működő újabb rendszerek: Bóly, Veresegyház, Kistelek. Előkészítés alatt: Miskolc, Vácrátót.

4 A.) Meglévő távfűtési rendszer fosszilis energia ellátással – geotermális alaphőellátással.
Kazántelepi csúcshőellátás- Épületek változatlan épületfizikai állapotban. A/1. Meglévő távhőrendszer konvekciós hőleadókkal, a szekunder rendszer meghagyásával: csúcshőtermelő szükséges, nincs épület fogyasztói hőigényváltozás, nagy teljesítményű, a névleges hőigényeket önmagában is kielégítő hévízmű esetében is szükséges a kazántartalék kapacitás. Előnye: a csúcshőtermelő éves energiahordozó felhasználása csekély mennyiségű, az éves energia költség kisebb, mint a tisztán fosszilis energiával üzemelő rendszer esetén.

5 A/2. A fogyasztói oldal épületfizikailag változatlan
Előnye: kevés csúcshőigény, fosszilis energia költségmegtakarítás, környezetvédelmileg kedvezőbb (zárt rendszerrel). A/2. A fogyasztói oldal épületfizikailag változatlan szekunder oldalon a hőleadók bővíthetők, szekunder oldali fizikai felújítás, csúcshőtermelő igénybevétele.

6 B.) A meglévő épületek épületfizikai javításával kisebb hőigények,
tisztán geotermális hőforrás oldal is elegendő lehet. B/1. Épületek felújítása után hőeladók cseréje vagy régi szekunder rendszer, mesterséges szellőzés létesítése, állagvédelem, ha változik a hőmérséklet lépcső vagy kisebb előremenő hőmérséklet:

7

8

9 A geotermális energia Belső energia áramlása: földkéreg, köpeny és mag tömege által tárolt hő  hőáram a felszín felé. Legnagyobb hazai hő- és víztároló kőzet (homokkő) fajhője 0,855 kJ/kgK Fluidumbányászat mélyfúrású kutakból. Intenzív földi hőáram az Alföldön: q = 60 mW/m2 helyett kb mW/m2 Geotermális gradiens:  Hi = a rétegek vastagsága i = hővezetési tényező Rétegeken belül állandó a hőáram és lineáris a hőmérséklet eloszlás:

10 Alföld: Gyorsan süllyedő, üledékes fiatal medence instacioner hővezetés: Hőmérsékleteloszlás: A geotermális gradiens nem állandó: A földi hőáram a mélységgel nő: Zárt tároló termikus állapota: hőmérséklet nyomás állandó termeltetés az idő függvényében a rezervoár tárolóképessége Túlnyomásos zárt tárolóból rugalmas tágulással p1-p2 nyomáscsökkenés hatására kitermelhető az M folyadéktömeg.

11 Felsőpannon rétegekben:
UTÁNPÓTLÓDÓ ZÁRT TÁROLÓ a kitermelt mennyiség függ az utánpótlódás intenzitásától, optimális kitermelést kell elérni, kedvezőtlen, ha lehűlt víz áramlik be a víz-gőz keverékkel töltött tárolóba. A megnyitott tárolóra vonatkozó tömeg mérleg:  = porozitás  = kompresszibilitás az utánpótlódást adó tárolóra: a két tárolót összekötő térben a nyomásesés: A kitermelhető mennyiség: (t2 idő alatt)

12

13 MESTERSÉGES TERMELTETÉSŰ ÖNNYOMÁSÚ
TERMELŐ KÚT MESTERSÉGES TERMELTETÉSŰ ÖNNYOMÁSÚ VÍZKEZELÉS ÁTMENETI TÁROLÓ TOVÁBBÍTÁS HŐCSERÉLŐ SZEKUNDER KÖR VÍZKEZELÉS FELSZINI VÍZELHELYEZÉS ÁTMENETI TÁROLÓ VÍZVISSZASAJTOLÁS KÖZVETETT RENDSZERŰ NYITOTT HÉVÍZRENDSZER BLOKKSÉMÁJA

14 A hévíz kőzetmátrixban párhuzamos áramlás van.
HÉVÍZVISSZASAJTOLÁS Felsőpannon réteg: A hévíz kőzetmátrixban párhuzamos áramlás van. Termelőkút és besajtoló kút azonos térfogatáramú. Koordinátarendszer a síkáramlás sebességével egyező x irányban. l távolságra a két kút. A komplex potenciálok:    párhuzamos forrás nyelő áramlás Cél: sebességi mező és áramvonalak zérus áramvonal (Cassini görbe) A két áramlási tartomány nem keveredik.

15 Előnyei: - a rezervoárban nincs nyomáscsökkenés, - csekély a kőzet lehűlése, - a kőzetváz hőjét is kitermeli, - nincs a felszínen hévízszennyezés, - azonos vízadó rétegbe jut vissza a lehűlt fluidum. Hidrodinamikailag zárt tároló. Termodinamikailag kvázi zárt tároló. Eltérések lehetnek: - nem azonos termelt és visszasajtolt vízmennyiség, - több kutas rendszer, - időben változó termelés, üzemvitel. Speciális eset: Más rétegbe történő visszasajtolás: (pl. Szentes városi II. hévízkút)

16

17

18

19

20

21

22

23