Hőszállítás Épületgépészet B.Sc.; Épületenergetika B.Sc. 5. félév szeptember 14. Budapest távhőellátása Alapfogalmak Távhőrendszerek felépítése és üzeme A hazai távhőellátás műszaki fejlődése Távhőrendszerek hőforrásai

Tömeges lakásépítés között Budapest távhőellátása Alapfogalmak –A hőszállítás eszközei és rendszerei –Távhőrendszerek osztályozása és felépítése A hazai távhőellátó rendszerek műszaki fejlődése A távhőellátás hőforrásai A hazai távhőszolgáltatás problémái Az előadás témái

15 éves lakásépítési program eleve távhőellátásra tervezett épületek (nincs kémény!) olajtüzelésű fűtőművek állandó tömegáramú rendszerek panelprogram „lakásínség”, társbérletek a tervezett lakásépítési tempó csak nagypaneles technológiával tartható olcsó, gyors, tömeges lakásépítés 1973: első olajválság „bukaresti árelv” (KGST) egycsöves fűtések 1989/90 Tömeges lakásépítés között

A budapesti lakásépítések adatai

A budapesti lakótelepek építésének ideje

Távhőrendszerek Magyarországon

95 településen 205 távhőrendszer ezer távfűtött lakás = a teljes lakásállomány 15,2%-a (1990-ben még 16,6% volt) A földgázzal fűtött lakások aránya 61,8% A távfűtött lakások aránya településenként igen eltérő: Dunaújváros 85%, Tatabánya 76%, Pornóapáti 47%, Zalaegerszeg 0% MW beépített hőforráskapacitás, ebből az elmúlt 15 évben létesült MW korszerű CHP egység, nyvkm távvezeték hálózat, db hőközpont.

1990. óta folyamatosan csökkenő hőigények ben az összes távhőmennyiség több, mint fele volt ipari célú, 2009-ben már csak a negyede Termelt távhőmennyiség 45,1 PJ kapcsoltan 28,3 PJ (62,7%) közvetlenül 16,8 PJ (37,3%) Kapcsoltan termelt villamos energia 6,5 TWh (átlagosan s=0,78)

MW beépített kapacitás nyomvonalkm távvezeték Technológia Kiadott hőteljesítmény, termelt hőmennyiség Kapcsolt villamos energia PEM MW% MWTJ/év%TJ/évMWMWh/évTJ/év% Gázmotorok3718, , ,5 Kombinált ciklusú erőművek 73417, , ,5 Gázturbinák hőhasznosításs al 741,73711, ,7 Hagyományos kapcsolt hőtermelés 2505, , ,8 Nem kapcsolt hőtermelés , ,8 Összesen , , ,3

A felhasznált tüzelőanyag 82,6%-a földgáz, és a kommunális hulladékkal együtt is kevesebb, mint 5%-a megújuló. (2011)

Budapest távhőellátása kerületben 238 ezer távfűtött lakás, 7 ezer egyéb felhasználó 32,7 millió lm 3 fűtött légtér 525 km primer távvezeték-pár db hőközpont MW beépített hőkapacitás –728 MW (31%) kapcsolt –584 MW (25%) Főtáv tulajdonban –1.609 MW (69%) alternatív tüzelésű –1.269 MW (54%) KÁT-tal érintett P=653 MW, E=2 TWh/év között: –12,4-15,8 PJ/év hőforgalom –1,2 -1,3 PJ/év távvezetéki hőveszteség – ezer m 3 /év pótvízigény –37-50 GWh/év villamosenergia-igény

hőforrások beépített teljesítmény PQ cogen Q MW 1 gázturbina fűtőmű 174 2KC erőmű KC erőmű szemétégetőmű4 (24)30 fűtőmű 174 gázmotor fűtőmű gázmotor2018 fűtőmű gázmotor99 fűtőmű 46 7 KC erőmű gázmotor66 8KC erőmű 125 (396) Total 651 (942) Budapesti távhőtermelés

A különböző hőforrásokból származó hő arányának változása

A ( SIKERES ) TÁVHŐSZOLGÁLTATÁS ALAPJA AZ OLCSÓN TERMELT HŐ ! 18 Bécs

Budapest

hőforrások beépített teljesítmény PQ cogen Q MW 1 gázturbina fűtőmű 174 2KC erőmű KC erőmű szemétégetőmű4 (24)30 fűtőmű 174 gázmotor fűtőmű gázmotor2018 fűtőmű gázmotor99 fűtőmű 46 7 KC erőmű gázmotor66 8KC erőmű 125 (396) Total 651 (942) Budapesti távhőtermelés

Alapfogalmak

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.

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

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.

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.

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.

Gőz távhővezeték elemei az előremenő 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.

A távhőellátás hőhordozói forróvíz (>105°C); melegvíz; gőz; egyéb.

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

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.

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

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

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

A hálózatban keringő tömegáram szerint állandó tömegáramú változó tömegáramú

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

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

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

A hazai távhőellátás műszaki fejlődése

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

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

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 Szabályozási feladatok a változó tömegáramú távhőellátó rendszerekben

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.

(megcsapolás) (előfűtő hőcserélő)

70

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

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.

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. s.

57 A TÁVHŐ ( ÉS A KHV ) MAGYARORSZÁGI TÁRSADALMI HASZNA A távhő ~2/3-át Magyarországon (ma még!) a 2004/8 EU direktíva szerinti nagyhatékonyságú kapcsolt energiatermeléssel állítják elő. A ~6,5 TWh (ebből KÁT-os ~5,0 TWh) távhővel kapcsolt villamos energia a hazai fosszilis erőművek átlagos hatásfokát alapul véve megfelel ~ 35 PJ évi primerenergia-megtakarításnak ~2 millió tonna évi CO 2 kibocsátás elmaradásának ~1 milliárd gnm 3 évi földgázimport csökkenésnek A kapcsolt energiatermeléssel, ezen belül a távhőszolgáltatáson alapuló kapcsolt energiatermeléssel elérthez fogható mértékű primerenergia-megtakarítás és CO 2 - kiváltás konkrét műszaki intézkedésekkel az elmúlt másfél évtizedben egyetlen más területen nem valósult meg! Az eddigiekben még nem korszerűsített panelépületekben lévő ~ lakás ésszerű korszerűsítésével elérhető összes primerenergia-megtakarítás ~6 PJ/év. Ennek egyszeri beruházási költsége legalább 750 mrd forint !

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

59 A ( SIKERES ) TÁVHŐSZOLGÁLTATÁS ALAPJA AZ OLCSÓN TERMELT HŐ !

Távhőrendszerek energiafelhasználásának csökkentése kapcsolt hőtermelés –t 1 ”, t 2 ” 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? MSZ /1991 – 7/2006 TNM HMV rendszer hőszigetelése cirkuláció javítása: a HMV rendszer hőfelhasználása nő! –szállítási veszteségek csökkentése távvezetékek hőszigetelésének cseréje hálózati ellenállás

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

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?

Köszönöm a figyelmet!