Strandfürdő hulladékhőjének hőszivattyús hasznosítása Komárom város távhőellátó rendszerében

Waste heat recovery of swimming pool complex in the district heating system of Komárom

Abstract

In my paper I introduced an environmentally friendly and sustainable heat generation system, which can supply a whole district with zero local emission. I designed a viable scheme, that could be realized in a few years. The effluent thermal water of the Brigetio Thermal Spa could be exploited using a water source heat pump. I performed measurements on the temperature and volume of the effluent water. Using this data, I determined the amount of energy available for the heat pump. I also suggested more favourable operating conditions for the existing immersible pumps. Hence the heat pump would not be installed next to the spa, I defined a path for a double pipe network. I also determined an appropriate diameter considering the necessary pumping energy. I calculated an estimated rate of return-on-investment and described the emission savings available when replacing the condensing gas boilers with this thermal water utilising system, and the benefits of connecting other consumers to the district heating grid.

 Kivonat

Földünk átlaghőmérséklete napjainkra több, mint 1°C-kal emelkedett az iparosodás előtti időkhöz képest [1]. Az emberiség energiaigénye az elmúlt 100 évben 10-szeresére növekedett [2], a fosszilis energiahordozók elégetése és az ezzel járó károsanyag kibocsátás, az erdőirtások, a közlekedés és szállítmányozás mind hozzájárulnak a globális felmelegedéshez. Dolgozatomban egy olyan rendszert szeretnék bemutatni, ami a Komáromi Termálfürdő elfolyó vizének hőtartalmát hasznosítja hőszivattyú segítségével. Az így előálló meleg víz alkalmas lenne a város egy részének távhővel való ellátására, csökkentve a környék hőellátásának környezetre gyakorolt hatását. Dolgozatomban egy fenntartható, környezetkímélő hőtermelési megoldást mutattam be, mellyel egy városrész teljes hőellátása lenne biztosítható zéró lokális károsanyag kibocsátással. Egy valós szituációt dolgoztam fel, a tervezett rendszer akár néhány éven belül megvalósítható lenne. Ténylegesen rendelkezésre álló, jelenleg egyáltalán nem hasznosított geotermikus energiát lehetne a lakosság széles tömegei számára gazdaságosan, környezetbarát módon hasznosítani. Kutatásaim során találkoztam hasonló távhős alkalmazásokkal, az ottani tapasztalatokat felhasználva alapoztam meg munkámat a helyi környezeti adottságokra a komáromi távhő rendszerre specifikusan. Ez a dolgozat tanulmányát képezheti egy később megvalósuló fejlesztésnek. A Brigetio Gyógyfürdő elhasznált, Dunába engedett termálvize egy hőszivattyú beiktatásával képes lenne a Csillag lakótelep környékének teljes hőigényét kielégíteni. Méréseket végeztem a gyógyfürdő medencéinek elfolyó vizét összegyűjtő aknában a hasznosítandó víz hőmérsékletére és mennyiségére vonatkozóan. Ezen adatok ismeretében és a fürdő üzemeltetési szokásait figyelembe véve megállapítottam a hőszivattyú rendelkezésére álló hőmennyiséget. Méréseimből következtetéseket levonva javaslatot tettem a búvárszivattyúk előnyösebb üzemállapotának kialakítására. Mivel a hasznosítás helye nem közvetlenül a fürdő mellett van, meghatároztam egy lehetséges nyomvonalat a termálvíz elvezetésére. Ennek segítségével kiszámoltam a cső áramlási veszteségeit két lehetséges csőátmérőre és kiválasztottam a szivattyúzás szempontjából kedvezőbbet. A vízben lévő szennyeződések hőcserélőt károsító hatását elkerülendően a rendszerbe illesztettem egy automata szűrőberendezést. Kitértem a működéshez szükséges további alkotóelemek funkciójára is. A beruházás megtérülésének kalkulálásához árajánlatot kértem több gyártótól is minden rendszerelemre, azonban egyes esetekben konkrét ár hiányában becsült értékekkel számoltam. Itt figyelembe vettem megújuló energiaforrások hasznosítására elérhető magas intenzitású támogatásokat is, két lehetséges esetre meghatároztam a megtérülési időt. Ismertettem a jelenlegi gázkazános hőtermelés termálenergiával való helyettesítésének környezeti hatásait és kiszámítottam az elérhető károsanyag-kibocsátás megtakarítást. Kitértem arra is, hogy a rendszer fogyasztóinak növelése milyen további előnyökkel járna. Az ehhez hasonló fejlesztések elengedhetetlenek a fűtési szektor dekarbonizálásához és az EU határozatban rögzített drasztikus szén-dioxid csökkentési célok eléréséhez. Ki kell használnunk minden olyan hőforrást, amellyel károsanyagkibocsátás nélkül elégíthetők ki fűtési és használati melegvíz igényeink.