24. TÁVHŐ VÁNDORGYŰLÉS MEGÚJULÓ ENERGIAFORRÁSOK A FENNTARTHATÓSÁGÉRT HOGYAN TOVÁBB? TÁVHŐELLÁTÁS GÁZMOTORRAL, ÉS DECENTRALIZÁLT HŐSZIVATTYÚPROGRAMMAL Forrai György (EN-BLOCK Kft.) 2011.09.23. 1
Bevezetés Az előadás témája a távhőellátás jövőképe! Hogyan tehető versenyképesebbé egy új technológia bevezetésével a szolgáltatás, amelynek létesítése és fenntartása költséges? A távhőpiac fogyasztói kevéssé méltányolják azokat az energetikai, környezeti, és egyéb előnyöket, amelyek másoknál jelentkeznek, nekik viszont többlet költséget okoznak. Vajon jogos, illetve megváltoztatható e az esetenként a médiában is megjelenő, rosszabb társadalmi megítélése? A továbbiakban olyan, általános megoldást keresünk, amely által a távhőellátás feladatköre, eszköztára, személyi állománya bővülhetne, önállósága növekedhetne, energiafogyasztása és költségei csökkenthetők lennének. Az előadás végül is éppen annyira próbál megoldást keresni, mint amennyire választ szeretne kapni a tisztelt hallgatóságtól! 2011.09.23. 2
Esettanulmányok távhőellátásra A vizsgált változatok elsődlegesen közüzemre (gáz és villamos) alapozottak! Azonban más hőforrások is kedvező ajánlat esetén szintén kiépíthetők, vagy integrálhatók 1. Változat: távhőellátás földgáztüzelésű kazánokkal. 2. Változat: villamos közműre kapcsolt kompresszoros hőszivattyú, mint monovalens hőellátó rendszer. 3. Változat: távhőellátás gázmotor kapcsolt hővel, mint monovalens hőellátó rendszer, áram értékesítéssel. 4. Változat: távhőellátás gázmotor kapcsolt hővel, hőbázisú (abszorpciós, adszorpciós) hőszivattyúval, mint bivalens hőellátó rendszer áram értékesítéssel 5. Változat: távhőellátás gázmotor kapcsoltan termelt árammal működő kompresszoros hőszivattyúval, és hővel, mint bivalens hőellátó rendszer. 6. Változat: távhőellátás gázmotor kapcsoltan termelt árammal működő kompresszoros, és hőbázisú hőszivattyúval mint multivalens hőellátó rendszer.
1. Változat: Távhőellátás földgáztüzelésű kazánokkal 1. A távhőellátás primer földgáz energia igénye kazánokkal: 120% 2. A névleges kazánteljesítmény : 110%
2. Változat: villamos közműre kapcsolt kompresszoros hőszivattyú 1. Primer földgáz igény földgáztüzelésű erőműből: 135% 2. A névleges hőszivattyú teljesítmény : ~150%
3. Változat: távhőellátás gázmotorral termelt kapcsolt hővel, áram értékesítéssel 1. Primer földgáz igény gázmotoros hőellátásnál, az értékesített áram gázegyenértékét levonva: 220-270=-50% (gázmegtakarítás) 2. A névleges gázmotor hőteljesítmény: 110 %
4. Változat: távhőellátás gázmotorról hőbázisú hőszivattyúval, áram értékesítéssel 1. Primer földgáz igény gázmotoros hőbázisú hőszivattyúzás esetén az értékesített áram gázegyenértékét levonva: 145-180= -35% (gázmegtakarítás) 1. A névleges gázmotor hőteljesítmény: 70% 3. A névleges abszorber teljesítmény : 100%
5. Változat: távhőellátás gázmotor hővel, és kompresszoros hőszivattyúval 1. Primer földgázigény gázmotoros hőellátás és kompresszoros hőszivattyúzás esetén : 71% 2. A névleges gázmotor hőteljesítmény : 34% 3. A névleges kompresszoros hőszivattyú teljesítmény : 70%
6. Változat: távhőellátás gázmotorról hőbázisú és kompresszoros hőszivattyúval 1. Primer földgáz igény gázmotoros hőbázisú és kompresszoros hőszivattyúzás esetén : 60% 2. Gázmotor hőteljesítmény : 30 % 3. Kompresszoros hőszivattyú kondenzátor teljesítmény : 60% 4. Hőbázisú hőszivattyú kondenzátor teljesítménye : 40%
7. Változat: távhőellátás gázmotorral, hőszivattyúkkal és külső hőforrásokkal 1. Primer földgázigény: a legnagyobb mértékben csökkenthető 2. Berendezés költségek megoszthatók.
1 501 1001 1501 2001 2501 3001 3501 4001 4501 5001 5501 6001 6501 7001 7501 8001 8501 Teljesítmény (%) Időtartam- hőigény gyakoriság (Tartamdiagram) 100,00 90,00 Kazánhő Abszorberhő Kompresszorhő 80,00 70,00 60,00 50,00 40,00 30,00 20,00 10,00 Éves óraszám (h) 0,00
-20-15 -10-5 0 5 10 15 20 25 30 35 40 Gyakoriság (nap) Külső hőmérséklet gyakoriság 18 16 Egész év; 2009 Fűtési idény; 2009 Egész év, Bp. 30 év átlag 14 12 10 8 6 4 2 0 Külső hőmérséklet oc
1 5 9 13 17 21 1 5 9 13 17 21 1 5 9 13 17 21 Külső léghőmérséklet lefutása 2009.07.25 27-én 35 tmin:11,0oc; tmax:31,4oc 30 25 20 15 10 5 Külső hőmérséklet 0
-20-15 -10-5 0 5 10 15 20 Hőigény gyakoriság % Hőigény gyakoriság 8,00 7,00 6,00 5,00 Hőigény- hőmérséklet gyakoriság Hőigény gyakoriság: fűtés Hőigény gyakoriság F+HMV 4,00 3,00 2,00 1,00 0,00 Külső hőmérséklet oc
-15-10 -5 0 5 10 15 20-15 -10-5 0 5 10 15 20 Hőm. oc, % Hőm. oc, % Kompresszoros hőszivattyúzás 60,00 50,00 Lokális hőnyereség : 67% Erőműi hő : 120% Hőigény gyakoriság: fűtés Hőigény gyakoriság F+HMV Fűtési előremenő Fűtési visszatérő KondenzátoroC Elpárologtató Hőnyereség arány 10*COP (l-v) 60,00 50,00 Lokális hőnyereség : 69% Erőműi hőigény : 100% Hőigény gyakoriság: fűtés Hőigény gyakoriság F+HMV Fűtési előremenő Fűtési visszatérő KondenzátoroC Elpárologtató Hőnyereség arány 10*COP (l-v) 40,00 40,00 30,00 30,00 20,00 20,00 10,00 0,00 10,00 Külső hőmérséklet oc 0,00-10,00-20,00 Külső hőmérséklet oc
-15-10 -5 0 5 10 15 20-15 -10-5 0 5 10 15 20 Hőm. oc, % Hőm. oc, % Hőbázisú hőszivattyúzás hőnyeresége 60,00 50,00 Lokális hőnyereség : 30% Gázmotor hőigény : 77% Hőigény gyakoriság: fűtés Hőigény gyakoriság F+HMV Fűtési előremenő Fűtési visszatérő KondenzátoroC Elpárologtató Hőnyereség arány 10*COP (l-v) 60,00 50,00 Lokális hőnyereség : 35% Gázmotor hő : 72% Hőigény gyakoriság: fűtés Hőigény gyakoriság F+HMV Fűtési előremenő Fűtési visszatérő KondenzátoroC Elpárologtató Hőnyereség arány 10*COP (l-v) 40,00 40,00 30,00 30,00 20,00 20,00 10,00 10,00 0,00 0,00 Külső hőmérséklet oc Külső hőmérséklet oc
Kompresszoros hőszivattyúk UNITOP* -50FY
COP COP-hőmérsékletkülönbség függvény 7,00 6,00 5,00 4,00 3,00 2,00 dt=tk-tp (K) 1,00 0,00 Hőmérsékletkülönbség tkond-telp (K) 60 55 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0
Vaertani (svéd) tengervíz- hőszivattyúk Hőteljesítmény/db 30 MW Villamos igény/db 8 MW Elpárologtatási hőm: 3 C Kondenzátor hőm: +82 C Tengervíz hőm: +2.5/+0.5 C Távfűtési visszatérő +57 C Távfűtési előremenő +80 C Összes hő: 180MW (6db gép) Teljesítmény határok 10 100% a
ABszorbciós berendezések
ABszorpciós berendezések adatai (hűtés)
Fűtés-hűtés abszorpciós hőszivattyúval (példa) 1. Kétfokozatú, földgáztüzelésű abszorber, talajszondákkal: COP=2,33 2. Hőteljesítmény: 570 kw
ADszorpciós berendezések 7,5-15 kw (Modul) NAK: 800-1850 kw
4,30 4,10 3,90 3,70 3,50 3,30 3,10 2,90 2,70 2,50 2,30 COP Adszorpciós berendezés COP diagramja 1,7 1,65 1,6 1,55 1,5 1,45 1,4 1,35 COP14/9 COP13/8 COP12/7 COP11/6 COP10/5 COPátlag 1,3 (tgen-telp)/(tgen-tkond)
~~~~~~~~~~ ÁRAMLATOK ~~~~~~~~~~ ~~~~~~~~~~~ Kellenek KÜLSŐ áramlatok! Sikerük azonban a még ismeretlen BELSŐ áramlatokétól is függ! A kérdőjel rájuk vonatkozik! Hogy milyenek lesznek? Például a távhőellátás?