Upload
nagypipo10
View
214
Download
5
Embed Size (px)
Citation preview
SZIE Ybl Miklós Építés Tudományi Kar Listár Nikolett: A Geotermikus energia felhasználás helyzete hazánkban
- 1 -
SZENT ISTVÁN EGYETEM
YBL MIKLÓS ÉPÍTÉSTUDOMÁNYI KAR
KÖZMŰ- ÉS MÉLYÉPÍTÉSI TANSZÉK
ÉPÍTŐMÉRNÖK SZAK, INFRASTRUKTÚRA SZAKIRÁNY
SZAKDOLGOZAT
A GEOTERMIKUS ENERGIA FELHASZNÁLÁS HELYZETE HAZÁNKBAN
LISTÁR NIKOLETT
ÉPÍTŐMÉRNÖK SZAK, INFRASTRUKTÚRA SZAKIRÁNY
2011
SZIE Ybl Miklós Építés Tudományi Kar Listár Nikolett: A Geotermikus energia felhasználás helyzete hazánkban
- 2 -
Tartalomjegyzék
Bevezetés ....................................................................................................................... - 4 -
1. A geotermikus energia ................................................................................................ - 6 -
1.1. A geotermikus energia meghatározása és fogalma .............................................. - 6 -
1.2. Geotermikus energia kinyerés jogi háttere ............................................................. - 8 -
1.3. A geotermikus energia felhasználási területei ...................................................... - 11 -
2. Geotermikus energiahasznosítás formái felhasználó szerint .................................. - 12 -
2.1. A geotermikus energia egyedi hasznosítása ........................................................ - 12 -
2.2. A geotermikus energia ipari hasznosítása ............................................................ - 13 -
3. A geotermikus energia kitermelésének műszaki megoldásai .................................. - 17 -
3.1.A geotermikus energia hasznosítása felszínközeli rétegekből .............................. - 17 -
3.1.1.Felszínközeli geotermikus energia hasznosítása a felszín alatti víz kitermelése
nélkül hőszivattyú segítségével.................................................................................. - 18 -
3.1.2.Felszínközeli geotermikus energia hasznosítása a felszín alatti víz kitermelésével
hőszivattyú segítsége nélkül ...................................................................................... - 20 -
3.2. Geotermikus energia hasznosítása mélyen elhelyezkedő rétegekből ................. - 22 -
3.2.1 Mélységi geotermikus energia hasznosítása a felszín alatti víz kitermelésével és
visszasajtolásával ....................................................................................................... - 22 -
3.2.2.Mélységi geotermikus energia hasznosítása a felszín alatti víz kitermelése
nélkül .......................................................................................................................... - 27 -
4. Magyarország jelenlegi geotermikus energia felhasználása ................................... - 28 -
4.1. Magyarország földtani adottságai ......................................................................... - 28 -
4.2. Geotermikus energia alkalmazási módjai napjainkban......................................... - 32 -
4.3. Magyarország Európai Uniós vállalása a megújuló energia felhasználás terén .. - 35 -
4.4. A geotermikus rendszerekhez igénybe vehető támogatások ............................... - 35 -
4.5. A geotermikus energia a köztudatbam .................................................................. - 36 -
5.Egy családi ház geotermikus energia felhasználása ................................................ - 37 -
5.1. Épületenergetikai számítások ............................................................................... - 37 -
5.1.1.Az épület rendeltetésének és az ehhez tartozó alapadatok és követelmények
meghatározása ................................................................................................... - 37 -
5.1.1.1.Alapadatok .................................................................................................... - 37 -
5.1.1.2.Geometriai adatok ......................................................................................... - 38 -
5.1.1.2.1. A fűtött légtérrel érintkező felületek meghatározása .................................. - 38 -
SZIE Ybl Miklós Építés Tudományi Kar Listár Nikolett: A Geotermikus energia felhasználás helyzete hazánkban
- 3 -
5.1.1.2.2.Külső falak hőhídjainak és hőveszteségeinek meghatározása .................... - 39 -
5.1.1.2.3.Talajon fekvő padló vonal menti hőátbocsátási tényezője, és a vonal menti
hőveszteség meghatározása ..............................................................................- 41 -
5.1.1.2.4. Az épület szerkezetének besorolása .........................................................- 42 -
5.1.1.2.5.Direkt sugárzási nyereség meghatározása a fűtési idényre ........................- 42 -
5.1.1.2.6. Felület/ térfogatarány meghatározása ....................................................... - 42 -
5.1.1.2.7.Követelmények meghatározása .................................................................. - 42 -
5.1.2.Fajlagos hőveszteség-tényező tényleges értékének meghatározása ............... - 43 -
5.1.3.A fűtés éves nettó hőenergia igénye ................................................................. - 43 -
5.1.4.A fűtési rendszerrel biztosítandó nettó fűtési energiaigény fajlagos értéke ....... - 44 -
5.1.5.Fűtés primerenergia igénye .............................................................................. - 44 -
5.1.6.A melegvízellátás primerenergia igénye ........................................................... - 45 -
5.1.7.Az összesített energetikai jellemző meghatározása.......................................... - 46 -
5.1.8.Energetikai minősítési osztály meghatározása ................................................. - 47 -
5.2. Jelenlegi fűtési rendszer adatai .......................................................................... - 47 -
5.3. A téli hőveszteség .............................................................................................. - 48 -
5.4. Hőszivattyú kiválasztása .................................................................................... - 48 -
6.Összefoglaló .............................................................................................................. - 53 -
7. Függelék ................................................................................................................... - 54 -
SZIE Ybl Miklós Építés Tudományi Kar Listár Nikolett: A Geotermikus energia felhasználás helyzete hazánkban
- 4 -
Bevezetés
A XXI. század egyik legnagyobb problémája, a szükséges energia biztosítása
az emberiség számára. A népesség növekedésével és a technika fejlődésével az
energia szükséglet ugrásszerűen megnőtt az elmúlt években. Ezt az igényt egyre
nehezebben tudjuk kielégíteni. A világ energiatermelésének igen magas
százalékát még ma is a fosszilis energiahordozók adják, melyeket a földtörténeti
ókorból származó növényi és állati eredetű ásványi anyagok, szén, olaj és gáz
elégetéséből nyernek. Ezek az energiaforrások nem kiapadhatatlanok, véges
készlettel rendelkezünk belőle.
Nem elhanyagolandó az a tény sem, hogy a kőszén, a kőolaj és a földgáz
elégetése üvegházhatást kiváltó égéstermékeket (elsősorban CO2), valamint
egyéb, a környezetre ártalmas anyagokat (pl. CO, NOx, SO2) bocsát ki a
környezetünkbe.
A föld népességének és - ezzel egyidőben - az energia szükséglet
növekedésével nem tudunk lépést tartani. Lassan de biztosan, a tendencia abba
az irányba mutat, hogy nem lehet gazdaságosan felszínre hozni a szükséges
szenet, olajat és gázt. Olyan mélységben lesznek ezek az ásványi anyagok,
hogy kitermelésük után, a fogyasztók számára megfizethetetlenné fog válni. Más
energiaforrásokat kell felkutatni és alternatív megoldást kell alkalmazni az
energia igények kielégítésére. A legkézenfekvőbb, amivel nap, mint nap mi is
találkoznunk és mindenhol jelen van, a nap és a szél, amelyek folyamatosan
képesek energiát szolgáltatni és forrásuk hosszú távon biztosított. Folyamatos
energiát képes biztosítani és kiapadhatatlannak tűnik. Ezeknél az alternatív
energiaforrásoknál nagyon fontos megjegyezni, hogy olyan helyre nincs értelme
szélerőművet építeni, ahol a szél szinte alig fúj. Természetesen ez igaz a
napkollektorra is, olyan helyre nem építhető ki gazdaságosan, ahol kevés a
napsütéses órák száma. Hazánk a fent említett két megújuló energiaforrás
szempontjából igen előnyös helyen fekszik.
Magyarországon a napsütéses órák száma 1900-2200 óra/év (földrajzi
fekvéstől függően), vagyis jobb adottságokkal rendelkezik, mint Hollandia, Dánia,
Németország vagy Ausztria, melyek ma vezető helyen vannak a napenergia-
hasznosítás terén.1
SZIE Ybl Miklós Építés Tudományi Kar Listár Nikolett: A Geotermikus energia felhasználás helyzete hazánkban
- 5 -
Magyarország európai viszonylatban mérsékelten szeles terület, az átlagos
földfelszíni szélsebesség 3-5 m/s körül mozog. Az ország nyugati felében, főleg a
Pozsony melletti hegyek által formált ún. „dévényi szélkapuban”, továbbá nagy
vízfelületek közelében alakulnak ki jelentős szelek, melyek elérik, vagy
meghaladják a szélenergia gazdaságos hasznosításához szükséges 6 m/s-os
sebességet.2
Ezeken kívül van még egy olyan energiaforrás, melyből hazánk még az
előzőeknél is gazdagabb és ez az energiaforrás még kiaknázatlan.
Ez a geotermikus energia. Azért is választottam diplomamunkámnak ezt a
témát, mert Magyarországon egyelőre még nem terjedt el olyan nagymértékben
ezen energia felhasználása lakossági körben. Szeretném felhívni mások
figyelmét arra, hogy milyen hatalmas kincs birtokában vagyunk és ez csak egy
”karnyújtásnyira” van tőlünk.
Listár Nikolett Építőmérnök hallgató
SZIE Ybl Miklós Építés Tudományi Kar Listár Nikolett: A Geotermikus energia felhasználás helyzete hazánkban
- 6 -
1. A geotermikus energia
1.1. A geotermikus energia meghatározása és fogalma
A "geotermikus" kifejezés görög eredetű szó, jelentése: földi hő, a földkéreg
belső energiája. A geotermikus energia a Föld belső hőjéből származó energia.
A Föld belsejében lefelé haladva kilométerenként átlag 30 °C-kal emelkedik a
hőmérséklet.3
A geotermikus energiahordozók azok a különböző halmazállapotú anyagok
(pl. felszín alatti vizek, gőzök), melyek a földkéreg belső energiájának
hőenergetikai célú hasznosítását, kitermeléssel vagy más technológia
alkalmazással lehetővé teszik.4
A föld hőjét a földkéreg különböző rétegei vezetik a magma belsejéből a
felszín felé. A kőzetek milyensége és a rétegek vastagsága befolyásolja a föld
hőjének felszínre jutását. Magyarország igen szerencsés helyzetben van, ritka jó
tulajdonságokkal rendelkezik. Mivel a Kárpát-medence talaja üledékes, víztározó
porózus kőzetekből áll, - ami történetesen igen jó hővezető - ezért egyszerűbb a
geotermikus energiát kinyerni a földből.
A földhő keletkezése
A geotermikus energia a Föld belsejében lévő hőből nyerhető ki. Különböző
radioaktív anyagok bomlása illetve a Föld keletkezése folyamán jön/jött létre az a
hő, amiből az energia előállható. A felszín felé áramló magma legtöbbször nem
tör fel, hanem a Föld magjában és köpenyében melegíti fel a kőzetek pórusaiban
és repedéseiben található folyadékokat. Kutak fúrásával lehet elérni, hogy a forró
folyadék illetve gőz a felszínre jusson. Ezt a felszínre kerülő hőt használják ki az
erőművek és állítanak elő elektromos áramot.
A geotermikus energia jellemzően szubdukciós zónákban5, középóceáni
hátságokban6 és olyan területeken halmozódik fel nagyobb mennyiségben, ahol
az átlagosnál vékonyabb a földkéreg. Magyarország az utóbbi kategóriába
tartozik, mivel a Pannon-medence kialakulása a során a litoszféra és vele együtt
a földkéreg elvékonyodott. Ennek következtében a köpeny közelebb került a
felszínhez (24-28 km). A geotermikus energia a nemzetközi osztályozás szerint a
4 megújuló energiaforrás közé sorolandó. Alapvetően a Föld belsejétől sugárzott
hő kimeríthetetlen és becslések szerint 42 millió megawatt (mW)7 energiával
SZIE Ybl Miklós Építés Tudományi Kar Listár Nikolett: A Geotermikus energia felhasználás helyzete hazánkban
- 7 -
egyenértékű. Ezen kívül a geotermikus energia nagy előnye, hogy nem kell
tüzelő- illetve fűtőanyagot használni az előállítása során és nem jár
szennyezőanyag kibocsátással, mindössze vízgőz permet képződik. Ezen
tulajdonságoknak köszönhetően bármilyen környezetben sikeresen tud működni
egy geotermikus erőmű. A geotermikus energia a hőforrásból, földalatti
víztárolókból és földalatti kőzetekben található termálvízből álló geotermikus
rendszerekben halmozódik fel víz- illetve hőkészletek formájában.8 A gőz és forró
víz az áteresztő és lyukacsos kőzetrétegben gyűlik össze a nem-áteresztő
kőzetréteg alatt. Ez a természetes módon kialakuló vízgyűjtő a geotermikus
víztároló, melyet az 1. ábra szemléltet. Az ilyen vízgyűjtők belső hőmérséklete a
forráspont több mint háromszorosát is elérheti (370 °C).
1. ábra Geotermikus tározó
SZIE Ybl Miklós Építés Tudományi Kar Listár Nikolett: A Geotermikus energia felhasználás helyzete hazánkban
- 8 -
1.2. Geotermikus energia kinyerés jogi háttere
- Geotermikus energia kinyerése felszín alatti víz kitermelése nélkül
- Geotermikus energia kinyerése felszín alatti víz kitermeléssel
- Termálvízkút vízjogi létesítési engedélyezési eljárása
Geotermikus energia kinyerése felszín alatti víz kitermelése nélkül
1993. évi XLVIII. „Törvény a bányászatról”,- foglalja magába a
geotermikus energia kutatásának, kinyerésének és hasznosításának szabályait.
Tudni kell, hogy az ásványi nyersanyagok és a geotermikus energia természetes
előfordulási helyükön állami tulajdonban vannak, de a bányavállalkozó által
kitermelt ásványi nyersanyag a kitermeléssel és utána energetikai célokra kinyert
geotermikus energia, a hasznosítással, a bányavállalkozó tulajdonába megy
át.[3. § (1)]
A geotermikus energia kinyerését és hasznosítását, valamint az ehhez
szükséges – külön jogszabályban meghatározott – földalatti és felszíni
létesítmények megépítését és használatba vételét, ha a tevékenység nem vízjogi
engedély köteles a bányafelügyelet engedélyezi. [5. § (1) g)]
A mostani jogszabályok értelmében a kitermelt ásványi nyersanyag és
geotermikus energia után az államot részesedés, bányajáradék illeti meg, ezt a
20. § részletezi. Érdekesség képen említem meg, hogy nem kell bányajáradékot
fizetni a 30 oC-ot el nem érő energiahordozóból kinyert geotermikus energia után,
valamint a kitermelt geotermikus energia 50%-ot meghaladóan hasznosított
mennyisége után.
Zárt területen a geotermikus energia kutatásának, kinyerésének és
hasznosításának engedélyezésére a szénhidrogén-bányászat engedélyezésére
vonatkozó sajátos szabályokat kell megfelelően alkalmazni. A geotermikus
energiát kinyerni a földkéregből csak az e célra elhatárolt részből (geotermikus
védőidom) szabad. A geotermikus védőidomot a bányafelügyelet jelöli ki. Nyílt
területen a geotermikus energia kinyerése és hasznosítása nem vízjogi engedély
köteles akkor bányafelügyelet hatáskörébe tartozó, építményfajtákra vonatkozó
külön jogszabályi rendelkezéseit kell alkalmazni. A természetes felszíntől mért 20
méteres mélységet el nem érő földkéregből történő geotermikus energia kinyerés
SZIE Ybl Miklós Építés Tudományi Kar Listár Nikolett: A Geotermikus energia felhasználás helyzete hazánkban
- 9 -
és hasznosítás nem engedélyköteles. Ez a rendelkezés nem mentesíti a
tevékenységet végzőt a más jogszabályban előírt engedélyek megszerzése alól.
[22/B.§]
A törvénybe foglaltak nagy része 2010. február.23.-a óta hatályos. Ezen
törvények a geotermikus energiát hívatott védeni.
Geotermikus energia kinyerése termálvíz kitermeléssel
A felszín alatti és a felszíni vizek kitermeléséről, gazdálkodásáról, kutatásáról
és feltárásáról 1995. évi LVII. törvény rendelkezik.
Itt is, mint ahogy az előzőekben olvashattuk, az állam kizárólagos
tulajdonában vannak a felszín alatti vizek és azok természetes víztartó
képződményei.[6.§(1)a]
A felszín alatti vizet, csak olyan mértékben szabad igénybe venni, hogy a
vízkivétel és a vízutánpótlás egyensúlya minőségi károsodás nélkül
megmaradjon.
Az ásvány-, gyógy-, és termálvizek felhasználásánál előnyben részesítik
gyógyászati, illetve a gyógyüdülési használatot. A kizárólag energia
hasznosítás céljából kitermelt termálvizet vissza kell táplálni. A vízügyi hatóság
2009. szeptember 30-án jogerős vízjogi üzemeltetési engedéllyel rendelkező,
energia hasznosítási célú termálvíztermelés esetében kérelemre
engedélyezheti a visszatáplálás mellőzését. [15.§]
Vízjogi engedély szükséges a vízimunka elvégzéséhez, vízilétesítmény
megépítéséhez, átalakításához és megszüntetéséhez, valamint a
használatbavételéhez, az üzemeltetéséhez, illetve minden vízhasználathoz
(üzemeltetési engedély).
Környezeti hatásvizsgálat köteles-, a felszín alatti vizek igénybevétele egy
vízkivételi objektumból vagy objektumcsoportból 5 millió m3/év vízkivételtől és a
vízbesajtolás felszín alatti vízbe 3 millió m3/év víz bejuttatásától, amit a
314/2005.(XII.25) Korm. rendelet „A környezeti hatásvizsgálati és az
egységes környezethasználati engedélyezési eljárásról” szóló
szabályozásban található meg.
SZIE Ybl Miklós Építés Tudományi Kar Listár Nikolett: A Geotermikus energia felhasználás helyzete hazánkban
- 10 -
A felügyelőség döntésétől függően környezeti hatásvizsgálat köteles
tevékenység a felszín alatti vizek igénybevétele, ha egy vízkivételi objektumból
vagy objektumcsoportból a napi vízkivétel:
- talajvízből 1000 m3-t
- termál karsztvízből 500m3-t
- rétegvízből 5000 m3-t
- hideg karsztvízből 2500 m3-t
- parti szűrésű vízből 5000 m3-t
- termál rétegvízből 2000 m3-t
- forrásvízből a mindenkori forráshozam 33%-át és 50 m3-t meghaladja
(ha nem tartozik az első mellékletbe)
Környezeti hatásvizsgálat kötelesek az alábbi tevékenységek:
- geotermikus erőmű 20 mW villamos teljesítménytől: ásvány- gyógy- és
ivóvízbázis védőövezetén, védett természeti területen méretmegkötés
nélkül
- mélyfúrás, kiépített fúrólétesítménnyel 650 m fúrási mélységtől vízbázis
vagy védett természeti területen
- vízbesajtolás a felszín alatti vízbe
A következő rendeletbe foglaltak, a felszín alatti vizeinket hívatott védeni
219/2004.(VII.21) Korm. rendelet.
Termálvízkút vízjogi létesítési engedélyezési eljárása
A vizek hasznosítását, védelmét és kártételeinek elhárítását szolgáló
tevékenységekre és létesítményekre vonatkozó általános szabályokat a
147/2010. (IV. 29.) Korm. rendelet foglalja magába.
A felszín alatti víz energetikai célú kitermelése, fűtés, hűtés vagy elektromos
energiahasznosítás céljából, annak hőmérsékletétől függetlenül lehetséges.[2.§]
A kizárólag energetikai célú kitermelést úgy kell tervezni, telepíteni, kialakítani
és üzemeltetni, hogy hatásuk ne érintse károsan a források és a karsztforrások
hozamát és hőmérsékletét. A felszín alatti vizet a hasznosítást követően
ugyanazon vízadó rétegbe kell visszatáplálni.
A termálvíz gyógyászati, egyéb egészségügyi, továbbá ivóvíz, ásványvíz,
fürdővíz, használati melegvíz, hőellátási és villamosenergia-előállítási célra
SZIE Ybl Miklós Építés Tudományi Kar Listár Nikolett: A Geotermikus energia felhasználás helyzete hazánkban
- 11 -
hasznosítható. A termálvíz-hasznosítás tervezésénél a többcélú, ismételt és
víztakarékos felhasználásra kell törekedni. Vizsgálni kell az esetleges kísérő
gázok hasznosításának lehetőségét is. Termálvízmű telepítésekor a
hasznosításból kikerülő termálvizek ártalommentes elvezetéséről, elhelyezéséről,
különösen visszatáplálásáról gondoskodni kell. A termálvízkút telepítése során a
felszíni befogadó kiválasztásánál a környezetvédelmi szempontok mellett a
vízkészlet-utánpótlási viszonyokat is figyelembe kell venni. A használati melegvíz
ellátás céljából kitermelt termálvizet házi vízelosztó rendszerbe csak akkor lehet
vezetni, ha az ivóvíz minőségi követelményeiről és az ellenőrzés rendjéről szóló
kormányrendeletben meghatározott minőségi követelményeknek megfelel.[10.§]
1.3. A geotermikus energia felhasználási területei
A geotermikus energiát sokféle célra lehet használni, mint például:
- hűtés-fűtés
- elektromos áram előállítás
- gyógyítás (balneológia)
- ipari és magán célú felhasználás
- mezőgazdaság
A fentiekben csak néhány példa került megemlítésre arra vonatkozóan, hogy
mire is lehet használni a geotermikus energiát. Természetesen ennél jóval több
felhasználási terület létezik.
Többféle csoportosítási mód áll rendelkezésünkre, ilyen lehet például: a
felhasználási hőmérséklet, a kitermelés módja illetve felhasználó szerint
csoportba sorolás. Minket inkább, az infrastrukturális fejlesztésben megbúvó
fejlesztések érdekelnek.
Központi helyen kell megemlíteni azt a nagyon fontos tényt, hogy a
geotermikus energiának nincs vagy igen elhanyagolandó a káros anyag
kibocsátása. Ezzel szemben a fosszilis energiahordozók, valamint atomenergia
segítségével előállított egyéb energiaszolgáltatás - legyen az, elektromos áram
vagy melegvíz - igen magas a környezetre gyakorolt káros hatása. Nagy
mennyiségű veszélyes hulladék keletkezik alkalmazásuk következtében, melyet
nem lehet a végtelenségig a ”föld alá söpörni”.
SZIE Ybl Miklós Építés Tudományi Kar Listár Nikolett: A Geotermikus energia felhasználás helyzete hazánkban
- 12 -
Amíg a fosszilis energia készletek nem kimeríthetetlenek, addig a geotermikus
energia folyamatos ellátás biztosít számunkra, a földkéregben mindenütt
jelenlévő és kifogyhatatlannak mondható. Magyarország területi elhelyezkedése
nagyon szerencsés, kis mélységben már rendelkezésre áll ez a „kincs”.
Gazdaságosan felszínre lehet hozni és egyéb beavatkozás nélkül lehet
hasznosítani.
2. Geotermikus energiahasznosítás formái felhasználó szerint
Két nagy csoportot tudunk elkülöníteni egymástól:
- egyedi
- ipari
2.1. A geotermikus energia egyedi hasznosítása
A 60-as évekig Budapesten kívül a következő városokban volt vezetékes
gázellátás, többségében szén, kisebb mértékben szénhidrogén (földgáz)
bázison: Miskolc, Debrecen, Pécs, Szeged, Eger, Székesfehérvár, Szombathely,
Sopron, Baja, Hajdúszoboszló, Nagykanizsa, Dunaújváros. A kisebb városokban,
falvakban jellemzően fával és szénnel fűtöttek. Később a 80-as, 90-es években
kezdődött az ország fölgázzal történő ellátása. A cél az volt, hogy az akkor még
olcsó gázt Magyarország minden eldugott kis településére is eljuttassák, mellyel
fűtött és meleg vizet állított elő a lakosság.
Mostanra nyilvánvalóvá vált, hogy annyira nem is olcsó, sőt néha még az
ellátás is csak akadozva jut el hazánkba, egyéb politikai ellentétek miatt.
Felmerül a kérdés, hogy vajon miért nem használjuk ki a természet adta
lehetőségeinek?
A geotermikus energia leggyakoribb hasznosítási módja a lakossági,
kommunális, létesítmények fűtése, illetve használati melegvíz előállítása,
amelyet a komplett hasznosítás megfelelő hőmérsékleti szintjén célszerű igénybe
venni.(1. táblázat.)
SZIE Ybl Miklós Építés Tudományi Kar Listár Nikolett: A Geotermikus energia felhasználás helyzete hazánkban
- 13 -
Csoportosítás Fűtővíz
hőmérséklet Felhasználás
Hasznosító
szerkezetek
Fogyasztás jellege
Hőmérsékleti
szint
Folyadék-
áram
I. 100-85 hagyományos
épületfűtés
konvekciós
fűtőtestek
változó állandó
II. 80-70 épületfűtés
csúcstermelő
konvekciós és
sugárzó
fűtőtestek
változó állandó
III. 80-60 csökkentett
hőmérs. fűtés
növ.fel.konv.
sugárzó
fűtőtest
változó állandó
IV. 60-45 használati
melegvíz
termelés
hőcserélő 24
órás tárolóval
állandó állandó
V. 60-40 helyiség fűtés sugárzó
fűtőtest
változó állandó
VI. 50-40 zuhany
közvetlen
vízellátása
közvetlen
felhasználás
változó változó
VII. 40-30 medencék
vízellátása
közvetlen
felhasználás
állandó állandó
1.táblázat Hasznosítási módok üzemi hőmérsékletei Forrás: http://www.reak.hu/kk/025.htm
2.2. A geotermikus energia ipari hasznosítása
Az ipari hasznosításon belül kiemelkedő helyet foglal el a mezőgazdaság. Az
összes felszínre hozott termálenergiának közel 60%-át, a fűtési célra szolgálónak
közel 80–85%-át ez az ágazat hasznosítja.
A geotermikus energia mezőgazdasági hasznosítása az alábbi területeken
képzelhető el:
- Üvegházak fűtése-hűtése (2. ábra)
- Hajtató berendezések fűtése
- Állattartó telepek fűtése
- Halastavak fűtése (3. ábra)
- Terményszárítás
2. ábra 3. ábra
Forrás:http://www.nrel.gov/data/pix/Jpegs/05875.jpg Forrás:http://www.nrel.gov/data/pix/Jpegs/07192.jpg
SZIE Ybl Miklós Építés Tudományi Kar Listár Nikolett: A Geotermikus energia felhasználás helyzete hazánkban
- 14 -
A növénytermesztő telepek hőellátása a hazai termálvíz hasznosítás
legnagyobb területe. Termálvíz-fűtési rendszereknél, ahol rendelkezésre áll a
termálvíz, mint hőhordozó, a termesztő telep egy részét növényházak, másik
részét – kiegészítésként – fóliasátrak alkotják.
A növényház-fóliasátor építési arányt két tényező határozza meg: a termesztő
telep agrotechnikai feladata (vagyis milyen növényből, mennyit termelnek) és a
rendelkezésre álló termálvíz hőmérséklete és mennyisége.
Hőenergetikailag a fóliasátrakat az elfolyó termálvíz, tehát az egy vagy több
hőlépcsőben a növényház fűtésén már átment és részben lehűlt víz
hasznosításával fűtik.
A geotermikus energia hasznosításának másik nagy területe a
terményszárítás lehet minden olyan esetben, amikor megfelelő mennyiségű és
40–60 °C hőmérsékletű melegvíz elegendő az adott termék teljes, vagy rész-
szárításához.
Zöldtakarmányok szárítása (főleg a lucernafélék) termálvízbázison meleg
levegős üzemmel valósítható meg. A forró levegős szárítás esetében a termálvíz
önmagában csak előszárítási funkciókra alkalmas, amivel a magas hőmérsékletű
szárítóknál is jelentős tüzelőanyag megtakarítást tesz lehetővé.
A termálvíz kedvezően alkalmazható a kishőmérsékletet igénylő szemes
termény és fűszerpaprika szárítóknál is. Az élelmiszeripari szárítási folyamatok
általában 100 °C hőmérséklet feletti tartományban mennek végbe. Vannak
azonban alacsony hőfokon végezhető szárító-érlelő eljárások, ahol a termálvíz
adta lehetőségek jól és gazdaságosan hasznosíthatók (például a szalámi-és
kolbászfélék szárítása alacsony hőmérsékletű érlelési eljárást igényelnek).
Alacsony hőfokú szárítva-tárolásra hasznosítható a termálvíz a tojások
tartósítására is.
Itthon egyáltalán nem használják a geotermikus energiát villamos-
energiatermelésre, egyelőre csak tervek vannak. Európában már számos
országban alkalmazzák a geotermikus-villamos erőműveket elektromos áram
előállításra. (2. táblázat)
SZIE Ybl Miklós Építés Tudományi Kar Listár Nikolett: A Geotermikus energia felhasználás helyzete hazánkban
- 15 -
Országok 2007 2008
Olaszország 810,5 810,5
Portugália 30,0 31,0
Franciaország 15,0 17,2
Ausztria 8,2 8,2
Németország 1,2 1,2
Összesen: 864,9 868,1
2. táblázat Geotermikus villamos-energia termelés az EU országaiban 2007-2008 (mW) Forrás: http://www.eurobserv-er.org/pdf/barobilan9.pdf
Ez lehet a jövő megoldása a fosszilis és az atomenergia kiváltására.
A geotermikus erőművek elvben nagyon egyszerűen működnek. A 4-5
kilométerrel a földfelszín alatt lévő forró kőzetre hideg vizet engedve gőz fejlődik,
ami turbinákat hajtva áramot és hőt termel, vagy a földfelszínre kell vezetni az ott
meglévő hőt vagy a forró vizet.
Fő előnye, hogy tiszta, nem emittál nagy mennyiségben mérgező és/vagy
üvegházhatást okozó gázokat, valamint levegőben lebegő részecskéket. (1 mW
geotermikus erőmű = 850.000 m3 földgáz megtakarítás= 200 tonna/év CO2
kibocsátás csökkenés!)
Fajlagos költségszerkezetet mutatja a 3. táblázat.
A beruházás elemei Megoszlás %
hőcserélők, szivattyú, szerelvények stb. 20
turbina, generátor, szerelvények 15
kondenzátor,hűtőtorony,szivattyú, szerelvényeik, vízkezelés 15
termálvízkör működtetése 3
műszerek, vezérlések, tűz,- és villámvédelem 21
közvetett költségek 26
3. táblázat Fajlagos költség szerkezet
A geotermikus energia villamosenergia-termelés célú hasznosításának
főbb technológiái:
- szárazgőz erőmű (4. ábra): a föld mélyébe fúrt geotermikus kútból forró gáz tör
fel, amit turbinára vezetve generátorokat hajtanak meg, ezek pedig áramot
termelnek.
SZIE Ybl Miklós Építés Tudományi Kar Listár Nikolett: A Geotermikus energia felhasználás helyzete hazánkban
- 16 -
4. ábra Szárazgőzös erőmű működési ábra
- kigőzölögtető vagy nedves gőzerőmű (5. ábra): a föld mélyébe fúrt geotermikus
kútból forró víz tör fel, amit gőzzé alakítanak át. A gőzt turbinára vezetve
generátorokat hajtanak meg, ezek pedig áramot termelnek. Amikor a gőz lehűl,
vízzé alakul vissza, es ezt visszasajtoljak a földbe. A legtöbb geotermikus erőmű
ezzel a technológiával épült.
5. ábra Kigőzölögtető vagy nedves gőzerőmű működési ábra
- kétkörös geotermikus erőmű (6. ábra): számos geotermikus terület akad, amely
nem elég forró ahhoz, hogy a fenti két technológiát alkalmazni lehessen. Ilyen
esetben kétkörös erőmű segítségével még mindig van lehetőség áramtermelésre
úgy, hogy a feltörő forró vizet egy hőcserélőre vezetik, ahol az átadja a hőt egy
másik folyadéknak, amelynek a forrási pontja jóval alacsonyabb a víznél. A forró
víz hatására a másik folyadék gőzzé válik, amely meghajtja az erőmű turbináját.
6. ábra Kétkörös geotermikus erőmű működési ábra
SZIE Ybl Miklós Építés Tudományi Kar Listár Nikolett: A Geotermikus energia felhasználás helyzete hazánkban
- 17 -
Érdekességként megemlíteném, hogy egykoron nagy lendülettel igyekeztünk
kihasználni geotermikus adottságainkat. Ebben Heller László világhírű
professzorunk járt az élen, az ő nevéhez fűződik a hőszivattyú ipari
alkalmazásának szabadalmaztatása 1948-ban. Akkoriban még a parlamentet is
termálvízzel fűtötték egészen 1953-ig.9
Néhány országban, mint például Amerikában, Izlandon használhatjuk téli
síkosság- és jégmentesítésnél is a geotermikus energiát. Az utat, járdát, kocsi
lehajtót fűthetjük vele (7-8. ábra).
7. ábra 8. ábra
Forrás:http://www.nrel.gov/data/pix/Jpegs/08827.jpg Forrás:http://www.nrel.gov/data/pix/Jpegs/08831.jpg
3. A geotermikus energia kitermelésének műszaki megoldásai
A geotermikus energia kitermelési módját három nagy csoportba lehet sorolni:
- kitermelés nélkül (zárt rendszerű)
- kitermeléssel (nyitott rendszerű)
- kitermeléssel és visszasajtolással
Ezen felül meghatározzuk, hogy a kitermelt energiát milyen mélységből
hozzuk felszínre, illetve annak hasznosítása hőszivattyú segítségével vagy a
nélkül történhet.
3.1.Geotermikus energia hasznosítása felszínközeli rétegekből
Amikor feszin közeli energiahasznosításról beszélünk, nem kimondottan
termálvizet nyerünk ki, hanem a felszínhez közeli rétegvizeket, illetve a talajvizet
hasznosítjuk, aminek a hőmérséklete lényegesen alacsonyabb a termálvizénél,
körülbelül 12-15 °C-os.
SZIE Ybl Miklós Építés Tudományi Kar Listár Nikolett: A Geotermikus energia felhasználás helyzete hazánkban
- 18 -
3.1.1.Felszínközeli geotermikus energia hasznosítása a felszín alatti víz
kitermelés nélkül hőszivattyú segítségével
Közvetett hasznosítás történhet, amikor a talajvíz és/vagy rétegvíz
kedvezőtlen kémiai és fizikai tulajdonsággal rendelkezik. Ebben az esetben a víz
a hő hasznosításban, mint primer közeg szerepel és hőcserélő közbeiktatásával
megfelelően kezelt szekunder közeg szállítja, a hőt a fogyasztóhoz illetve
egyáltalán nem vesz részt a hő hasznosításban.
A hőszivattyú a környezet energiájának hasznosítására szolgáló berendezés,
mellyel lehetséges fűteni, hűteni, melegvizet előállítani. A berendezés a
működtetésére felhasznált energiát nem közvetlenül hővé alakítja, hanem a külső
energia segítségével a hőt az alacsonyabb hőfokszintről egy magasabb
hőfokszintre emeli, legtöbbször a föld, a levegő és a víz által eltárolt napenergiát
hasznosítva. (Mert külső energia felhasználása nélkül, "magától" a hő csak
melegebb helyről tud a hidegebb hely felé áramlani.).
A hőszivattyú elvi felépítése (9. ábra) megegyezik a hűtőberendezésekével,
9. ábra A hőszivattyú működési elve
legfontosabb elemei a két hőcserélő (egy párologtató és egy kondenzátor),
kompresszor és az expanziós szelep. A környezeti hőforrás a folyékony
munkaközeget az elpárologtatóba légneművé alakítja, a kompresszor nagyobb
nyomásra sűríti az elpárologtatott munkafolyadékot, ezáltal a kondenzációs
SZIE Ybl Miklós Építés Tudományi Kar Listár Nikolett: A Geotermikus energia felhasználás helyzete hazánkban
- 19 -
hőmérséklet is emelkedik. A hőszivattyú kompresszorát villanymotor hajtja, de
nem feltétlenül szükségesek hagyományos energiaforrások (villamos energia
vagy földgáz) hiszen a működtető villamos energiát biztosíthatjuk napelemmel,
biogázzal, vagy éppen szélenergiával. Ezt követően a nagynyomású és
hőmérsékletű gőz a kondenzátorba jutva átadja hőenergiáját a nála kisebb
energiájú hőfelvevő közegnek. 10
A geotermikus hőszivattyú az a rendszer, ami képes a geotermikus energiát
hasznosítani, a "föld" (talaj, talajvíz, termálvíz) és a ház belső terei között szállít
hőt. A szondák, a földben elhelyezkedhetnek függőlegesen (függőleges
kollektoros rendszer = földszonda 10. ábra) vagy vízszintesen (vízszintes
kollektoros rendszer = talajkollektor 11. ábra).
10. ábra 11. ábra
Forrás:http://visionmarketinginc.com/~getgeoth/about-geothermal/
A szondák gyűjtik össze a föld hőjét. A szondákból az összegyűjtött hőt
szigetelt csővezetékkel elszállítjuk a hőszivattyúhoz. A földből körülbelül 12-16
°C-os hőt tudunk felszínre hozni és a hőszivattyúba juttatni. A hőszivattyú ebből
az alacsony hőmérsékletű folyadékból további elektromos energia
felhasználásával nagyobb hőmérsékletű meleg vizet állít elő (45-55 °C). Ezt a
meleg vizet fel lehet használni fűtésre, használati meleg vízre, medencék
fűtésére, és még hűtésre is. A geotermikus hőszivattyú a lelke az egész
rendszernek. Hatalmas előnye a geotermikus hőszivattyúval előállított energia
hasznosításának, hogy nincs sem időjáráshoz, sem napszakhoz kötve, mint más
alkalmazott alternatív megoldások. A talaj mélyebb rétegeinek hőmérséklete
télen-nyáron állandó, télen melegebb, nyáron hidegebb, mint a levegő
hőmérséklete. A szállítási irányon változtatva télen a talajtól hőt elvonva
fűthetünk, nyáron a talajt melegítve hűthetjük a házat (illetve melegvizet
állíthatunk elő télen-nyáron).
SZIE Ybl Miklós Építés Tudományi Kar Listár Nikolett: A Geotermikus energia felhasználás helyzete hazánkban
- 20 -
3.1.2.Felszínközeli geotermikus energia hasznosítása a felszín alatti víz
kitermelésével hőszivattyú segítsége nélkül
Felszín közeli geotermikus energiát abban az esetben nyerhetünk ki
hőszivattyú segítsége nélkül, ha megfelelő hőmérsékletű (min. 30 °C-os
folyadék) közvetítő közeggel rendelkezünk. Ezt felszínközeli talajvíz rétegekből
és rétegvízből nem jellemző, hogy közvetlenül kitudjuk termelni. Ez abban az
esetben lehetséges, ha a termálvíz pozitív kútként működik és szabadon képes a
felszínre törni, vagy a termálvíz tározóréteg a felszínhez közel helyezkedik el.
A közvetlen (12. ábra) kitermelés lehetséges, ha a termálvíz kedvező fizikai és
kémiai tulajdonsággal rendelkezik, nem hajlamos üledékképzésre, nem fejt ki
korróziós hatást a csővezetékekre, berendezésekre. A termálvíz ebben az
esetben közvetlenül a fogyasztóhoz jut. Ebben az esetben a termálvízzel
közvetlenül fűthetjük az épületeket és elláthatjuk a használati melegvizes
berendezési tárgyakat.
- kommunális fűtés
- használati melegvíz készítés
- növényházak fűtése
- terményszárítás, stb.
12. ábra Forrás:http://visionmarketinginc.com/~getgeoth/about-geothermal/
Épületfűtés és melegvíz-szolgáltatás termálvízzel nemcsak közösségi, iroda-
és egyedi lakóépületek, kórházak, raktárak, műhelyek stb. fűthetők, hanem
egész háztömbök is. Erre Budapesten és az ország más, főleg alföldi városaiban
már az 50-es, 60-as években sor került, évente 75-80 000 tonna fűtőolaj
megtakarítását eredményezve. A termálvíz higiéniás célú használatra
természetesen csak akkor alkalmas, ha minőségi és bakteriológiai paraméterei a
SZIE Ybl Miklós Építés Tudományi Kar Listár Nikolett: A Geotermikus energia felhasználás helyzete hazánkban
- 21 -
szabványban előírtaknak megfelelnek. Ha a termálvíz hőmérséklete alacsony (pl.
60°C), akkor előnyös lehet a padló- vagy a falfűtés. Radiátoros fűtés is megfelel,
ha a vízhőmérsékletet tekintetbe véve méretezik. Ilyen esetben ajánlatos
kiegészítő fűtésről is gondoskodni. A nagyobb termálvizes hálózatokban az
áramoltatást szivattyúzással kell biztosítani, minél kisebb hőveszteségre
törekedve. Lakótelepek, egészségügyi intézmények, iskolák termálvizes
fűtéséhez és vízellátásához különösen fontos a termálkutak teljesítményének
hosszúlejáratú fenntartása.
Növényházak, fóliasátrak fűtése geotermikus energia, melegvíz formájában
igen eredményesen használható. Magyarországon 1980-ban 748 000 m2
növényházfelületet és 1,064 millió m2 fóliaház felületet fűtöttek termálvízzel. A
fűtési teljesítmény iránti igény a növényház méreteitől, hőgazdálkodási
viszonyaitól, betelepítettségétől és a növénykultúrától függ. A termálvízzel fűtött
növényházak beruházási költsége 15-20%-kal nagyobb, mint az olaj- vagy a
gázfűtésűeké, de a kisebb üzemköltségek miatt a többletkiadás 2,5-3 éven belül
megtérül. A termálvízfűtésre növényházban is jól kihasználható, de
növényházfóliasátor együttesekben még gazdaságosabb fűtést tesz lehetővé.
Ha 90°C körüli hőmérsékletű hévíz áll rendelkezésre, akkor többlépcsős
hasznosításra van mód: szivattyúk közbeépítésével a vízkivételi helyhez
legközelebb eső növényház(ak) légfűtéssel fűthetők. A távozó, alacsonyabb
hőmérsékletű (pl. 50°C-os) termálvízzel további növényház vagy fóliaházak
légtér- vagy talajfűtése végezhető. Visszakeveréses megoldással a hőlépcsőket
stabilizálni lehet. A fóliaházakból kilépő 20-25°C hőmérsékletű víz még hálózati
öntözővíz előmelegítésére használható. Alacsonyabb, 50-60°C hőmérsékletű
termálvízzel történő növényházfűtéskor ajánlatos a különböző fűtési
lehetőségeket kombinálni a víz hőtartalmának és a fűtőfelületeknek minél jobb
kihasználásával. A fóliaházakban és -sátrakban általában alacsony
hőmérsékletű termálvizet használnak állandó vagy mobilis csöves rendszerekkel
vagy konvektorokkal. A fóliaházak fűthetők az ún. vízfüggönyös módszerrel is,
amikor kettős fóliaréteg között áramoltatnak hőtartalmától már jórészt
megszabadult, előzetesen hasznosított, 20-30°C hőmérsékletű termálvizet. Az
áramló langyos termálvíz nemcsak fűt, hanem hőszigetelő hatást is kifejt,
SZIE Ybl Miklós Építés Tudományi Kar Listár Nikolett: A Geotermikus energia felhasználás helyzete hazánkban
- 22 -
azonban ennek az eljárásnak nagy a vízigénye és teljesen záró, ép fóliát
igényel.
A terményszárítási feladatok túlnyomórészt a fűtésmentes nyári-koraőszi
időszakra esnek, ami a termálvizek gazdaságos, minél hosszabb idejű
kihasználása szempontjából kedvező. A termálvizes szárítás a korábbi szén-
hidrogéntüzelésű berendezésekhez képest alacsonyabb hőmérséklettel (40-
60°C) dolgozik ezért a szárítási idő meghosszabbodhat, de az energia
megtakarítás ezt túlkompenzálja. Termálvízzel is különböző termékeket lehet
szárítani, pl. szemes és szálas terményeket, kukoricát, paprikát,
gyógynövényeket.
3.2. Geotermikus energia hasznosítása mélyen elhelyezkedő
rétegekből
Mélységi geotermia a legalább 1,5 km mélységből felhozható földi hő, ami
megtalálható akár több ezer km-es mélységben is.
3.2.1 Mélységi geotermikus energia hasznosítása a felszín alatti víz
kitermeléséve és visszasajtolásával
A geotermikus energia kitermelése után szükségessé válhat a termálvíz
visszasajtolására, ha kitermelőkútnak nincs megfelelő vízutánpótlása. Ilyen
esetben fennáll az a veszély, hogy a rétegenergia csökkenése következtében
idővel kevesebb vizet adnak a kutak. Ezzel mérsékelni lehet a mély rétegekben
található vízszint csökkenését.
A visszasajtolásnak más igen fontos szempontja is van. Itt említeném meg
talán az egyetlen környezetre káros hatást jelentő problémát a geotermikus
energiával kapcsolatban. A kitermelt termálvíz élő felszíni vizekbe történő
beengedése komoly károkat okozhat azokban, mivel az ásványi anyagokban dús
melegvíz a környezetet veszélyeztetheti, amennyiben nem megfelelő
odafigyeléssel kezelik a visszasajtolásra nem kerülő termálvizet.
Megvalósuló magyarországi beruházások, melyeket a következőkben
részletesebben ismertetek:
- geotermális közmű rendszer – Hódmezővásárhely
- geotermális villamos erőmű – kísérleti projekt – MOL Rt. Iklódbördőce
SZIE Ybl Miklós Építés Tudományi Kar Listár Nikolett: A Geotermikus energia felhasználás helyzete hazánkban
- 23 -
A hódmezővásárhelyi geotermikus közműrendszer (13.ábra)
A projekt célja
A projekt két részből áll: a használati melegvíz-ellátó (HMV) rendszerből és a
fűtési rendszerből. A közműrendszer Hódmezővásárhely négy önálló, sziget
üzemű távhőrendszerrel ellátott lakótelepét, közintézményeit, strandfürdőjét és
fedett uszodáját köti össze.
13. ábra Sematikus működési ábra
A projekt műszaki adatai:
A használati melegvíz ellátó (HMV) rendszer alapját két távfűtőmű
szomszédságába lemélyített HMV kút jelenti. A kutakból kinyert termálvíz 4.200
SZIE Ybl Miklós Építés Tudományi Kar Listár Nikolett: A Geotermikus energia felhasználás helyzete hazánkban
- 24 -
fm szigetelt távvezeték közvetítésével jut el 2.800 távfűtött lakásba, 10
közintézménybe (közte a városi kórházba), valamint a sportuszodába.
Évente mintegy 170.000 m3 termál HMV szolgálja a várost, amely mennyiség
töredéke a kutak kapacitásának. A HMV rendszer használt vize értelemszerűen a
városi szennyvíztárolóba kerül.
A geotermikus fűtési rendszer két önálló körből tevődik össze.
Az egyik kör: 2.014 m talpmélységű termálkút, amelyből télen 60 m3, nyáron
25 m3 80 °C-os fűtővizet vesznek óránként. A Kórház és az azt követő
intézmények hőellátása teljes egészében termálenergiából történik.
A kör végpontja a városi strandfürdő területén van, ahol az ideérkező 40-45 °C
hőmérsékletű, többször lefűtött közeg a strandfürdő nyitott 50 m-es
úszómedence vizének 27 °C-os hőfoktartását biztosítja egy lemezes hőcserélőn
keresztül. Az innen visszatérő 27-30 °C-os termálközeg szükség esetén „besegít”
a fürdő termálvizes medencéjének vízutánpótlásába, míg a fennmaradó
mennyiség az itt telepített 1.685 m talpmélységű visszasajtolókútban nyer
elhelyezést.
A másik kör: 2.300 m talpmélységű termálkút, amelyből télen 60 m3, nyáron
10 m3 86 °C-os fűtővizet vételeznek óránként. Feladata a lakótelep 600
lakásának hőigény ellátása. A téli csúcsidőben (-15 ° C külső hőnél) 70 °C-os
visszatérő közeg került elengedésre további hőpiac hiánya miatt.
2003-tól a 2.000 fm hosszú hőszigetelt, üvegszálas, műanyag, föld felszíne
alá telepített távvezetékkel, juttatják el ezen fűtőközeget Hódmezővásárhely új
fedett sportuszodájához.
Így biztosítják a fedett uszoda 3,2 mW-nyi hőigényét (70/25 °C szekunder
hőlépcső) és a beruházók „grátiszaként” az uszoda körüli járdák síkosság
mentesítését.
A kör végpontját az uszoda közelében az elmúlt évben telepítésre került új
visszasajtolómű képezi. E termálkör még tartalmaz közel 2 mW hőenergiát, ami
a jövőben megépítésre tervezett élményfürdő hőszükségletét fogja biztosítani.
A jelenlegi két fűtési kör évente 60.000-70.000 GJ mennyiségű fűtési
hőenergiával járul hozzá a város hőigényéhez.
SZIE Ybl Miklós Építés Tudományi Kar Listár Nikolett: A Geotermikus energia felhasználás helyzete hazánkban
- 25 -
A közműrendszer vezérlése
A projekt a legkorszerűbb és legbiztonságosabb vezérléstechnikai rendszerek
telepítésével, minimális munkaerő igénybevételével, gazdaságosan üzemel.
A projekt eredményei:
A projekt mind a környezetvédelem, mind a gazdaságosság terén teljesítette
az előzetes elvárásokat. A homokkőbe történő visszasajtolás területén pedig
referenciamű. 1998 óta visszasajtolásra került több mint 2 millió m3 lefűtött
termálvíz.
A külső politikai és gazdasági környezettől független, helyben található
energiahordozó felhasználásával évente mintegy 3,5 millió m3 földgáz kiváltása
történik meg, az annak elégetéséből származó légszennyezés (szénmonoxid,
széndioxid, nitrogénoxid, stb.) elkerülése mellett. A geotermikus közműrendszer
tehát import független és abszolút környezetbarát, megújuló energiát biztosít.
A projekt egyik legjelentősebb eredménye azonban a hagyományos
földgázalapú távhőszolgáltatás költségeihez viszonyított költségmegtakarításban
jelentkezik:
- Amíg 1 m3 használati melegvíz hagyományos előállítási önköltsége 500 Ft
körül kalkulálható, addig 1 m3 termál használati melegvíz előállítás költsége
70-80 Ft.
- Amíg 1 GJ hasznos hőenergia ára földgázból 85 %-os kazánhatásfok
figyelembe vételével ma már 2.400-2.700 Ft körül van, addig 1 GJ hőenergia
előállítási költsége termálenergiából visszasajtolással 600-700 Ft
Hódmezővásárhelyen.
- A projekt egyszerűsített megtérülési ideje 6 év körül alakult és az
automatizáció figyelembe vételével is 10 év alatt volt.
A projekttel kapcsolatban az alábbi következtetések vonhatók le:
A hódmezővásárhelyi geotermikus közműrendszer a termálenergia
egyedülálló, komplex hasznosítására nyújt példát, amely az EU – fenti – fosszilis
energia csökkentését célzó irányelveivel is összhangban van. Üzemi
tapasztalatokkal, tényszámokkal támasztja alá a geotermia hazai
létjogosultságát. A projekt megtérülése az energetikai iparágban jónak számító
10 év alatt van, mindennemű támogatás nélkül is.
SZIE Ybl Miklós Építés Tudományi Kar Listár Nikolett: A Geotermikus energia felhasználás helyzete hazánkban
- 26 -
MOL Rt. Iklódbördőcei kísérleti projekt
A pilot projekt feladata egy geotermikus erőmű vagy közvetlen hőellátó egység
megvalósíthatóságának vizsgálata volt. A projekt geotermikus
energiahasznosítására irányuló törekvése a Világbank Környezeti Alapja (Global
Environment Facilities Fund) támogatását elnyerte.
2007 elején a Zala megyei Iklódbördőcénél a MOL Nyrt. – mint a konzorcium
működtetője- elvégezte a kút kiképzéseket, valamint termálvíz kitermelést és
visszasajtolási teszteket hajtott végre. Mivel a projekt, mint pilot (mintaprojekt)
projekt került tervezésre, a kút tesztek során a konzorcium elvégezte a lehető
legtöbb mérést és egyidőben több technológiát is tanulmányozott.
A technológiai folyamatot komplex adatgyűjtés, és - elemzés követte. A MOL
Geotermikus Csapatának szakértői a projekt végén arra a megállapításra
jutottak, hogy a hőenergia Iklódbördőcénél nem elegendő egy geotermikus
erőmű megépítéséhez. Ugyanakkor a megvizsgált két használaton kívüli
szénhidrogén kút közül az egyik alkalmas lehet közvetlen hőszolgáltatásra. Egy
0.7-1.0 mW kapacitású erőmű létrehozható lehetne a régióban, de a jelenlegi
szabályozói környezet mellett nem lenne profitábilis. Komplex geotermikus
modell került kialakításra, mely alapján bizonyításra került, hogy technológiai
szempontból kivitelezhető lenne geotermikus kiserőmű és közvetlen fűtőmű
létesítése.
A projekt megvalósíthatósági tanulmánya még nem végleges, annyi azonban
már bizonyos, hogy az előzetesen becsültnél kisebb hozamúak a kutak. A
villamosenergia-termeléshez ugyanis hiába megfelelően forró a 3 kilométer
mélyen található 140 fokos hévíz, nincs meg a szükséges kitermelhető
mennyiség. Így a kísérlet során vizsgált kútra csupán legfeljebb 0,8 megawatt
teljesítményű erőművet lehetne építeni, márpedig ez a kapacitás túl kevés a
megtérüléshez, legalábbis a jelenlegi zöldáram-átvételi árak mellett. A Mol
mindezek ellenére nem mond le geotermikus terveiről. Zala megyében további
kutatásokat tervez, de egyelőre még nincs döntés a részletekről.
SZIE Ybl Miklós Építés Tudományi Kar Listár Nikolett: A Geotermikus energia felhasználás helyzete hazánkban
- 27 -
3.2.2 Mélységi geotermikus energia hasznosítása a felszín alatti víz
kitermelése nélkül
A Hot Dry Rock-technológia más néven „száraz kőzet” technológia, általában
csak elektromos energiatermelésnél lehet gazdaságos. E technológia
alkalmazása során nagy mélységű fúrásokban hidraulikus rétegrepesztéssel
hasadékrendszert hoznak létre, illetve a már meglévő természetes
repedésrendszert bővítik, tágítják, majd a fúrásokon keresztül energiahordozó
közeget - a gyakorlatban vizet - sajtolnak a nagy hőmérsékletű
repedésrendszerbe. A felmelegedett nagy nyomású vizet a felszínre hozva
gőzturbinával történik a villamos energiatermelés. Európában a franciaországi
Soultz Souz Forestben 1996 óta folynak francia–német közös kísérletek. Az
USA-ban Los Alamosban 1971–2003. között működött HDR erőmű. A HDR
erőművek nagyon költségesek, hatásfokuk kicsi, jelentős vízveszteségeket is
észleltek, ezért alkalmazásuk nem vezetett eredményre. Figyelemre méltó
azonban, hogy Svájcban gazdaságosan üzemeltetnek HDR fűtőműve.11(14.
ábra)
14. ábra Hot Dry Rock technológia
Forrás:http://www.quantecgeoscience.com/Q_images/HotDryRockDiagram.jpg
SZIE Ybl Miklós Építés Tudományi Kar Listár Nikolett: A Geotermikus energia felhasználás helyzete hazánkban
- 28 -
4. Magyarország jelenlegi geotermikus energia felhasználása
4.1. Magyarország földtani adottságai
A Kárpát-medence geológiai képződményei minden szempontból nagyon
változatosak. Itt érintkezik egymással két eltérő minőségű kőzeteket tartalmazó
tektonikai lemez, az afrikai és ázsiai nagylemezek. Ezek határvonalán találjuk a
legintenzívebb vulkántevékenység nyomait, és legnagyobb tavainkat. A geológiai
képződmények a nagylemezeken belül is nagy változékonyságot mutatnak,
ásványi és kémiai összetételüket, szemcseméret-megoszlásukat, vagy fizikai és
kémiai mállással szembeni ellenállóságukat tekintve.
Magyarország földje az Alpok, Kárpátok és Dinaridák koszorújában terül el.
Hegységei – a Mátra kivételével – nem emelkednek 1000 m fölé, a térszín
uralkodóan síkvidék. A felszínt többnyire olyan fiatal üledékek borítják, amelyek
az utóbbi néhány millió évben képződtek, elfedve a korábbi földtörténeti
események dokumentumait.
Hegységeink változatos típusú és korú kőzetekből épülnek fel: egy részük
(Börzsöny, Mátra, Zempléni-hegység) vulkáni eredetű, a Dunántúli-
középhegység és a Mecsek elsősorban egykor tengerben és szárazföldön
képződött üledékek megszilárdult maradványait tartalmazzák, míg a nyugati
országrészben található Soproni- és Kőszegi-hegység átalakult (metamorf)
kőzetekből épül fel. E képződmények születése azonban egymástól sok száz km
távolságban, eltérő időben történt.
Magyarország földtani felépítését az 15. ábra mutatja.
Magyarország területét a DNY-ÉK irányú Zágráb-Hernád nagyszerkezeti vonal
két fő szerkezeti egységre osztja. E vonaltól északra eső lemezdarab az Afrikai-
lemez peremén, a délre eső lemezdarab pedig az Eurázsiai-lemez peremén
alakult ki. Kb. 25 millió éve (az oligocénban) délnyugatról nyomult be az Afrikai-
lemezdarab a Kárpát medence északi részébe, amit andezites-riolitos vulkáni
tevékenység kísért. Magyarország területén a földkéreg az átlagosnál vékonyabb
(a 33 km-es átlaggal szemben csak 26-27 km), ezért a geotermikus grádiens
értéke nagyobb, helyenként 6-8 °C/100 m.
SZIE Ybl Miklós Építés Tudományi Kar Listár Nikolett: A Geotermikus energia felhasználás helyzete hazánkban
- 29 -
15. ábra Magyarország földtani felépítése
Magyarországon a geotermikus gradiens értéke átlagosan 5 °C/100 m, ami
mintegy másfélszerese a világátlagnak. Ennek oka az, hogy a Magyarországot
magában foglaló Pannon-medencében a földkéreg vékonyabb a világátlagnál
(mindössze 24-26 km vastag, vagyis mintegy 10 km-rel vékonyabb a szomszéd
területekhez képest) és így a forró magma a felszínhez közelebb van, valamint
az, hogy jó hőszigetelő üledékek (agyagok, homokok) töltik ki. A mért
hőáramértékek is nagyok (38 mérés átlaga 90,4 mW/m2, miközben az európai
kontinens területén 60 mW/m2 az átlagérték).12
Itthon a geotermikus energia legkézzelfoghatóbb eleme a termálvíz, mely
egyes helyeken tisztán a felszínre tör, mint artézi víz /+kút/.
Még a legelején tisztázzuk a termálvíz fogalmát, mivel a hétköznapokban
gyakran helytelenül azonosítják a gyógyvíz fogalmával. A termálvíz vagy hévíz
az a rétegvíz, amelynek hőmérséklete meghaladja a 30 °C-ot.
Az ország területének mintegy 40%-án tárható fel termálvíz. A kitermelhető
mennyiséget minimálisan 50, maximálisan 300 milliárd m3-re becsülik. Jelenleg a
kitermelt víz mennyiségének mintegy 45%-a hasznosul energetikai célokra. Ezzel
a mennyiséggel elvileg évente mintegy 200 000 tonna olajat lehetne
helyettesíteni. Sajnos a valóság azonban azt mutatja, hogy ennek a
SZIE Ybl Miklós Építés Tudományi Kar Listár Nikolett: A Geotermikus energia felhasználás helyzete hazánkban
- 30 -
mennyiségnek nem egészen a felét hasznosítjuk csak, mert a hasznosító
berendezések műszaki színvonala sok esetben nem megfelelő.13
Az ország területén két regionális hévíztároló nagyrendszer helyezkedik el. E
két nagy rendszer közül az egyik a felsőpannónia porózus (homok – homokkő)
rétegek alkotta rezervoárrendszer, a másik a triász időszaki repedezett –
hasadékos, részben karsztosodott karbonátos kőzetek alkotta rezervoár-
rendszer.(16. ábra) Jóllehet e két nagy hévíztároló egységen kívül számos más
kis rendszert is feltártak, de ezek lokális jelentőségűek. A hazai hévíz
készleteknek túlnyomó része a fenti két regionális rendszerben helyezkedik el és
ez képezi a hévízhasznosítás alapját. A meglevő termál kutak 70%-a a
felsőpannóniai, 20%-a a triász időszaki hévíztároló rendszert csapolja meg, míg
a 10%-a a devontól a kvarterig terjedő különböző geológiai korokban képződött
rezervoárokból termel.
16. ábra A termál-gyógyhelyek és a termál-víztestek kapcsolata Forrás:http://www.vituki.hu/index.php?option=com_content&task=view&id=84&Itemid=96
A jelenleg meglévő hévízhasznosítási infrastruktúra az optimális
hidrogeológiai viszonyokkal jellemzett területeken található, így elsősorban
Csongrád, Békés, Hajdú-Bihar, Jász-Nagykun-Szolnok és Győr-Moson-Sopron
megyében. E felsőpannóniai hévízkészlet ezeken az optimális területeken
kiváltképpen alkalmas komplex hévízhasznosításra, a balneológiától a
SZIE Ybl Miklós Építés Tudományi Kar Listár Nikolett: A Geotermikus energia felhasználás helyzete hazánkban
- 31 -
mezőgazdasági hasznosításon keresztül egészen a használati melegvízellátásig
és épületfűtésig.
A triász karbonátos kőzetekből álló rezervoár-rendszer már kisebb területű a
hévízkészlete is kisebb, de fontossága elsősorban fürdőügyi – gyógyászati
vonatkozásban rendkívül nagy.
A két hévíztároló nagyrendszer vízutánpótlódási viselkedése eltérő. Míg a
triász karbonátos hévízrezervoár – eltekintve az igen nagy mélységű, vagyis
2000 m alatti részletektől – az aktív vízkicserélődési övezet tartozéka, tehát
utánpótlódó vízkészlettel rendelkezik, addig a felsőpannónia hévízkészlet
túlnyomó része nem megújuló, hanem statikus jellegű és nincs aktív
utánpótlódása.
Nagyon fontos szempont ezeknél a felsőpannóniai hévíztároló-rendszereknél
a felszálló, magától kifolyó víztermelésnél nélkülözhetetlen rezervoárenergia
készlet, melynek döntő tényezője a vízben oldott gáztartalom. E gáztartalmak
leürülése napjainkban egyre nagyobb mértékű, s ennek következtében jelentős
vízhozam csökkenések, sőt a kifolyó víztermelés megszűnése tapasztalható. A
természetes gázlift csökkenés folytán nagyon sok hévízkút termelése csökkenő
tendenciát mutat. E jelenség általános, s ezért igen szigorú vízkészlet-és réteg
energiagazdálkodást tesz szükségessé.
A gyakorlatban a termálkutak kétféle fajtáját különböztetjük meg: pozitív és
negatív vízkivételűek. A pozitív kutaknál a termálvíz szabad kifolyással jön a
felszínre, a negatív kutaknál szivattyús kiemelés szükséges.
Valamely termálkút pozitivitását a rétegnyomás, a víz gáztartalma stb. teszik
lehetővé. Hosszabb termeltetési idő után (10–15) ezen értékek módosulhatnak, a
kút vízhozama mindinkább csökken, és a korábban pozitív kút negatívvá válik.
A hasznosítható vízhozam az a térfogatáram, amelyet a kút állandósult
üzemben biztonságosan és károsodás nélkül szolgáltat. Ennek értékét az
illetékes vízügyi hatóságok határozzák meg.
Kémiai szempontból legfontosabb az összes oldott alkotórész (szilárd és gáz)
tömege (mg/l), amely nemcsak a hasznosítás, hanem a csurgalékvíz
elhelyezésének szempontjából is lényeges. A termálvíz agresszivitása és
sókiválási hajlama a nyomás, a gáztartalom és a hőmérséklet változásával.14
SZIE Ybl Miklós Építés Tudományi Kar Listár Nikolett: A Geotermikus energia felhasználás helyzete hazánkban
- 32 -
4.2. Geotermikus energia alkalmazási módjai napjainkban
A hazánkban a geotermikus energia többnyire termálvíz formájában kerül a
felszínre és onnan kerül tovább hasznosításra. Ma Magyarországon a termálvíz
úgy él a köztudatban, mint fürdőzést, ill. pihenést szolgáló gyógyvíz. Pedig ez
egy a föld mélyéről felszínre törő vagy egyéb közvetítő eszközökkel a felszínre
hozható energiaforrás.
Magyarország az egyik legkedvezőbb geotermikus adottságokkal rendelkezik,
a földkéreg hazánkban vékonyabb az átlagosnál, kb. 20-25 km vastagságú.
Ennek köszönhető, hogy olyan sok hévíz és termálvíz található itt. Amint azt a 4.
ábrán mutatja számunkra, itthon kutak segítségével hozzák felszínre a
termálvizet és onnan hasznosítják tovább. Az idők folyamán 1409 kutat tártak fel
és építettek ki egyéb célokra. Az 1409 termálkútból jelenleg 947 üzemel, a többi
az üzemképtelen, lezárt észlelő vagy visszasajtoló kútként van számon tartva. A
947 üzemképes kútból, 422 vízét hasznosítják fürdőkben, 75 kút vize az iparban,
220-é a mezőgazdaságban, 26-é kommunális célokra fordítódik. Ebből számos
kutat használ még a Vízmű, ivóvíz ellátás céljára, valamint kerül palackozott
formában fogalomba.(4. táblázat)
4. táblázat Magyarország hévízkútjainak megoszlása hőmérséklet és hasznosítási mód szerint 15
SZIE Ybl Miklós Építés Tudományi Kar Listár Nikolett: A Geotermikus energia felhasználás helyzete hazánkban
- 33 -
Hazákban a kitermelt termálvizek hőmérséklete többnyire meghaladja a 30 oC.
Ezt nagyszámban, ahogy fent is olvashatjuk, fürdőkben és kórházakban
balneológiai és üdülési-idegenforgalmi célokra hasznosítjuk.
Nálunk található többek között Európa legnagyobb természetes, tőzeg medrű
hévízi forrás tava (Hévízi-tó) is.16
A geotermikus energiát az ipari is alkalmazza, ez az ipari- termálhő
hasznosítás. Különböző iparágakban, mezőgazdaságban, ipari folyamtokhoz,
ahol nagy a hő igény. Miután a fosszilis energiahordozók elégetésével járó CO2-
kibocstás csökkentése ma már általánosan felismert, szükségszerű, ahol erre
mód nyílik, fokozott mértékben lehet alkalmazni az olcsóbb és gyakorlatilag
légszennyezéssel nem járó termálenergiát ezek energiaszükségleteinek
kielégítésére.
17. ábra Termálkutak és létesítési évei
Forrás:http://www.vituki.hu/index.php?option=com_content&task=view&id=84&Itemid=96
A geotermikus energia kutas alkalmazási módja mellett lehetőség van a
hőszivattyús energia kivételre is. A geotermikus hőszivattyú az a rendszer, ami
képes a geotermikus energiát több féle képen hasznosítani. A szondák, melyek a
földben vannak vagy függőleges, vagy vízszintes elhelyezésben, összegyűjtik a
föld hőjét (18. ábra). A geotermikus hőszivattyú viszonylag alacsony
SZIE Ybl Miklós Építés Tudományi Kar Listár Nikolett: A Geotermikus energia felhasználás helyzete hazánkban
- 34 -
hőmérsékletű vízből képes melegvizet előállítani. Ezt a 14-15 °C állandó hőt, egy
zárt rendszeren keresztül a felszínre hozza, és készít belőle 55-60 °C
hasznosítható hőt. Ezt a hőt, ezt a melegvizet fel lehet használni fűtésre,
használati melegvízre, medencék fűtésére, és még hűtésre is.
18. ábra
Forrása:http://www.passzivhazak.hu/geothermia.html
Érdemes azt a tényt megvizsgálni, hogy egy 1997-es összehasonlítás szerint
a CO2-kibocsátás csökkentésének legolcsóbb módja (az alternatív
energiaforrások közül) a geotermális energia igénybevétele – ráadásul ez a
megoldás (a nap-, szél- és vízenergia felhasználásával ellentétben) az időjárástól
független (5. táblázat Clauser 1997 nyomán, forrás: Árpási 2002).
5. táblázat Az egy tonna CO2 kibocsátás csökkentésének költségei
alternatív energiafajták szerint Forrás: http://www.tompa.hu/dokumentumok/jelentes_geotermikus_energia.pdf
SZIE Ybl Miklós Építés Tudományi Kar Listár Nikolett: A Geotermikus energia felhasználás helyzete hazánkban
- 35 -
4.3. Magyarország Európai Uniós vállalása a megújuló energia
felhasználás terén
Az állam- és kormányfők (Európai Tanács, EiT) 2007 márciusában számszerű
célkitűzéseket fogadtak el az éghajlatváltozásért felelős üvegházhatású gázok
(ÜHG) kibocsátásának korlátozására, valamint az energiatakarékosság és a
megújuló energia-források felhasználására. Ennek értelmében:
az EU globális nemzetközi megállapodás esetén 1990-hez képest 30%-
kal, globális megállapodás hiányában egyoldalúan 20%-kal csökkenti
ÜHG kibocsátásait 2020-ig;
az EU 2020-ig szóló előrejelzésekhez képest 20%-os megtakarítást kell
elérni az energia-felhasználásban;
az EU 2020-as teljes energiafelhasználásában 20%-ra kell növelni a
megújuló forrásokból származó energia arányát;
valamennyi tagállamban 2020-ig legalább 10%-ra kell emelni a
közlekedési célú üzemanyag-felhasználásban a bio üzemanyagok
arányát. 17
4.4. A geotermikus rendszerekhez igénybe vehető támogatások
A fentebb olvasható vállalásban szerepel az a kikötés is, hogy 2020-ra 20%-al
növelni kell a megújuló forrásból származó energia arányt, ami ma épphogy eléri
a 6%-ot az erőművek vonatkozásában. 18 Ezt az előírást, csak és kizárólag igen
komoly támogatási hátérrel lehet megvalósítani.
A Magyarországi valamint az Európa Uniós támogatási rendszerek kiterjednek
mind magán személyekre, mind kis és nagy vállalkozásokra valamint egyéb
szervezetekre / jogi és magán személyekre/. A támogatás formája, vissza nem
térítendő, egyszer felhasználható. Az elnyerhető támogatás mértéke az
elszámolható költségre nézve különböző lehet, 10%-tól egészen 70%-ig
kaphatók vissza a beruházáshoz felhasznált pénzeszköz. A pályázatban kiírt
minimum illetve maximum támogatási összegek igen széles választékát
találhatjuk meg, a 100 ezer forintos minimumtól egészen a milliárdos maximumig
pályázhatóak. A támogatás mértéke függ a beruházás nagyságától illetve a cél
csoporttól.
A kiírt pályázatok megtekinthetők az Energia Központ Nonprofit Kft. oldalán. 19
SZIE Ybl Miklós Építés Tudományi Kar Listár Nikolett: A Geotermikus energia felhasználás helyzete hazánkban
- 36 -
4.5. A geotermikus energia a köztudatban
Véleményem szerint, ha kimennénk az utcára és feltennénk azt a kérdést a
magyar állampolgároknak, hogy mi is az a geotermikus energia nem kapnánk rá
tiszta és érthető választ. Sajnos jelenleg még nincs annyira köztudatban, mint a
szél- vagy a napenergia. Ma még nem egy elterjedt energiaforrás a geotermikus
energia, nem állnak rendelkezésre azok a feltételek, hogy széles körben
elterjedjen. Hiányoznak az elérhető tájékoztató és szóró anyagok.
Sok ember számára megfoghatatlan fogalom a geotermia ellenben a szél- és
napenergiával melyet nap, mint nap éreznek és tapasztalnak. A geotermikus
energiára úgy gondolnak, mint valami bonyolult szerkezetre, melyet nagyon
nehéz létrehozni és számukra érthetetlen dolgokból tevődik össze. Ezalatt azt
értem, hogy nehezen tudja elképzelni valaki, hogy mi a különbség egy kollektor
és egy szonda között, nincs hozzá elég információja. Természetesen és nem
utolsó sorban meg kell említeni, hogy egy igen drága rendszernek tartják, pedig a
befektetett költség megtérülése ugyanannyi vagy jobb, mint a szél- és
napenergiáé.
SZIE Ybl Miklós Építés Tudományi Kar Listár Nikolett: A Geotermikus energia felhasználás helyzete hazánkban
- 37 -
5. Egy családi ház geotermikus energia felhasználása
Épületenergetikai számításra azért van szükségünk, hogy az adott épületnek
meg tudjuk adni a szükséges energiaigényét, valamint energetikai besorolását és
csak ezek után tudjuk kiválasztani a rendszerbe beépíteni kívánt hőszivattyút.
5.1. Épületenergetikai számítások
A számításokat a 7/2006. (V.24.). TNM rendelet egyszerűsített módszerével végeztem.
5.1.1. Az épület rendeltetésének és az ehhez tartozó alapadatok és
követelmények meghatározása
5.1.1.1.Alapadatok
- Az épület jellege: lakóépület (ikerház)
- Hasznos alapterület: Ah = 56,4208 m2
- Fűtött alapterület: An = 50,9054 m2
- Belmagasság: mb = 2,6 m
- talajszint / padlószint közti magasságkülönbség: Z = 0,5 m
- Az épület teherhordó főfalai kétoldalt vakolt, valamint kívül, vékony, dörzsölt
nemes vakolattal felhordott, B30-as falazóblokkból állnak.
19. ábra Vizsgált épület alaprajza
SZIE Ybl Miklós Építés Tudományi Kar Listár Nikolett: A Geotermikus energia felhasználás helyzete hazánkban
- 38 -
- A belső teherhordó falak egyaránt B30-as falazóblokkból épültek.
- A belső elválasztó falak 12 cm-es válaszfaltéglából vannak, a szobák
közötti válaszfalat kivéve, mely 6 cm-es válaszfaltéglából épült.
- A padlásfödém E gerendás szerkezetű, salakréteggel, majd betonnal
borítva. A padlástér beépítetlen.
- Az épület alápincézetlen, alapja nincsen hőszigetelve.
- Az üvegezett nyílászárók kettős üvegezésű, fa keretszerkezetűek. A
bejárati ajtó részben üvegezett, fa szerkezetű.
5.1.1.2.Geometriai adatok
5.1.1.2.1. A fűtött légtérrel érintkező felületek meghatározása
- Homlokzati fal:
- Szomszédos, fűtött épület közti fal:
- Fűtött / fűtetlen terek közti fal:
- Padlásfödém
- Talajon fekvő padló:
- A fűtött légtérrel érintkező összes felület:
- A fűtött légtér meghatározása:
SZIE Ybl Miklós Építés Tudományi Kar Listár Nikolett: A Geotermikus energia felhasználás helyzete hazánkban
- 39 -
5.1.1.2.2.Külső falak hőhídjainak, és hőveszteségeinek
meghatározása
falazott sarokél: 1 db = 2,6 m
- külső fal – belső fal csatlakozás: 13 db = 13∙2,6 m = 33,8 m
- külső fal – födém csatlakozó élek:
- nyílászárók kerülete: 29,1 m
Külső falak hőhídjainak összege:
Külső falak fajlagos hőhíd-mennyisége:
típus Szélesség
[m] Magasság
[m] Kerület*
[m] A [m2]
üvegezési arány
Aüvegezett
[m2]
ablak (1. szoba)
1,48 1,33 5,62 1,9684 0,75 1,4763
ablak (2. szoba)
1,18 1,33 5,02 1,5694 0,75 1,1770
ablak (konyha)
1,15 1,47 5,24 1,6905 0,75 1,2679
ablak (fürdő)
0,45 0,48 1,86 0,216 0,75 0,162
ablak (WC)
0,45 0,48 1,86 0,216 0,75 0,162
ajtó (bejárati)
0,9 2 4,9 1,8 0,05 0,09
ajtó (kamra)
0,6 2 4,6 1,2 0 0
∑ - - 29,1 8,6603 - 4,24
* az ajtók kerületét a küszöb nélkül számítjuk, mert ott vonal menti hőátbocsátás jön létre 6. táblázat Beépített nyílászárók adatai
A 7/2006. TNM rendelet 2. mellékletének 2. táblázata alapján a külső falak
erősen hőhidasnak minősülnek, ezért azok korrekciós tényezője: χ = 0,4
Padlásfödémek esetén a korrekciós tényező: χ = 0,1
SZIE Ybl Miklós Építés Tudományi Kar Listár Nikolett: A Geotermikus energia felhasználás helyzete hazánkban
- 40 -
Fűtött / fűtetlen terek közötti falak korrekciós tényezője: χ = 0,05
A rendelet értelmében, ha az épület egyes határoló felületei nem a külső
környezettel, hanem attól eltérő, tx hőmérsékletű fűtetlen, vagy fűtött terekkel
érintkeznek, akkor e felületek hőátbocsátási tényezőit -vel módosítani
kell.
ti: belső tér hőmérséklete
tx: a belső tértől eltérő hőmérsékletű fal hőmérséklete
te: regionális külső téli méretezési hőmérséklet
A MSZ-04-140-2:1991 szerint, a közép-dunántúli régió külső téli méretezési
hőmérséklete: te = -13°C
A tx értékei pedig:
- szomszédos fal hőmérséklete: 18 °C
- fűtetlen padlástér hőmérséklete: -6°C
- fűtött / fűtetlen helyiség hőmérséklete épületen belül: 2°C
- Szomszédos fal módosító tényezője:
ahol: ti =22 °C ; tx =18°C ; te = -13°C
- Padlásfödém módosító tényezője:
ahol: ti =20 °C ; tx = -6°C ; te = -13°C
- Fűtött / fűtetlen fal módosító tényezője:
ahol: ti =20 °C; tx = 2°C ; te = -13°C
SZIE Ybl Miklós Építés Tudományi Kar Listár Nikolett: A Geotermikus energia felhasználás helyzete hazánkban
- 41 -
szerkezet A [m2]
U [W/m2K]
Umax* [W/m2K]
1+χ ξ A∙UR∙ξ [W/K]
Külső falak 37,8837 0,59 0,45 1,4 - 31,2919
Szomszédos falak
21,424 0,79 1,5 - 0,1143 1,9345
Fűtött/ fűtetlen falak
11,644 1,043 0,5 1,05 0,55 7,014
Padlásfödém 49,624 0,404 0,3 1,1 0,79 17,4218
Ajtók 3 1,4 1,8 - 0,55 2,31
Ablakok 5,6603 2,49 1,6 - - 14,094
∑ 129,236 - - - 74,0662
* Umax követelményértékek a 7/2006. TNM rendelet alapján 7. táblázat Hőhíd hatásaival korrigált rétegtervi hőátbocsátási tényezők
- Tömör külső fal felülete:
- Tömör fűtött / fűtetlen fal felülete:
5.1.1.2.3.Talajon fekvő padló vonal menti hőátbocsátási
tényezője, és a vonal menti hőveszteség meghatározása
A 7/2006. TNM rendelet 3. melléklet III/1. táblázata alapján Z = 0,5 m talaj /
padlószint különbség mellett, szigeteletlen alapra, a vonal menti hőátbocsátási
tényező értéke:
ψ = 2,35 [W/mK]
ψmax = 1,85 (A 7/2006. TNM rendelet követelményértékei alapján)
- Vonal menti hőhidak hossza:
- A vonal menti hőveszteség:
SZIE Ybl Miklós Építés Tudományi Kar Listár Nikolett: A Geotermikus energia felhasználás helyzete hazánkban
- 42 -
5.1.1.2.4. Az épület szerkezetének besorolása
Az épület hőtároló tömege, a födém, és a külső falak rétegterve alapján, a
nettó alapterületre vetítve: m> 400 kg/m2, azaz az épület nehéznek minősül.
5.1.1.2.5.Direkt sugárzási nyereség meghatározása a fűtési
idényre
Egyszerűsített számítás esetén a fűtési idényre vonatkozó direkt sugárzási
nyereség az északi tájolásra vonatkozó sugárzási energiahozammal számítható:
ahol:
- „100”: az északi tájolásra vonatkozó sugárzási energiahozam [kWh/m2a]
- ε: hasznosítási tényező, mely nehéz szerkezetű épületek esetén ε = 0,75
- g: üvegezés összesített sugárzásátbocsátó képessége, számértéke
kétszeres üvegezésű, régi ablakokra: g = 0,75
5.1.1.2.6. Felület/ térfogatarány meghatározása
5.1.1.2.7. Követelmények meghatározása
- Az alapadatok alapján, a 7/2006. TNM rendelet három lépcsős
követelményrendszerének első részében foglaltaknak, vagyis a rétegtervi
hőátbocsátási tényezők követelményértékeinek, a feltárt szerkezet, jelenlegi
állapotában nem felel meg. Ezek az értékek utólagos hőszigeteléssel, és a
nyílászárók cseréjével azonban javíthatók!
- A fajlagos hőveszteség-tényező követelményértéke:
Mivel ∑A/V >1,3 =>
- Az összesített energetikai jellemző követelményértéke:
Lakóépület, és ∑A/V >1,3 esetén =>
SZIE Ybl Miklós Építés Tudományi Kar Listár Nikolett: A Geotermikus energia felhasználás helyzete hazánkban
- 43 -
5.1.2. Fajlagos hőveszteség-tényező tényleges értékének
meghatározása
Az egyszerűsített számítási módszer esetén a következőképpen számítható:
Mivel q>qmax => az épületben fellépő transzmissziós hőáramok, és a fűtési
idény átlagos feltételei mellett kialakuló (passzív) sugárzási hőnyereség
hasznosításának hányada nem felel meg a rendelet második kritériumában
leírtaknak.
5.1.3. A fűtés éves nettó hőenergia igénye
Ha a fűtési energiaigényt csak a fűtési rendszer fedezi, akkor egyszerűsített
számítási módszer esetén:
ahol:
- „72”: hőfogyasztás számításakor, az órafokban kifejezett konvencionális,
(8K egyensúlyi hőmérséklet-különbséghez tartozó) hőfokhíd értékének
ezredrésze.
- „0,35”: szellőzési hőveszteség meghatározásakor, a levegő sűrűségének,
fajhőjének és a mértékegység átváltásához szükséges tényezők szorzata.
- „4,4”: a hőfogyasztás számításakor, 8K egyensúlyi
hőmérsékletkülönbséghez tartozó fűtési idény, órában mért hosszának
ezredrésze.
A további értékek meghatározásához a 7/2006. TNM rendelet 3. mellékletének
IV/ 1. táblázata ad útmutatást:
- n: légcsereszám, mely lakóépületek esetén n = 0,5 1/h
- σ: szakaszos üzem korrekciós szorzója. Lakóépületek esetén σ = 0,9
- qb: belső hőnyereség átlagos értéke. Lakóépületekre qb = 5 W/m2
SZIE Ybl Miklós Építés Tudományi Kar Listár Nikolett: A Geotermikus energia felhasználás helyzete hazánkban
- 44 -
5.1.4. A fűtési rendszerrel biztosítandó nettó fűtési energiaigény
fajlagos értéke
Mivel az ellenőrzés kizárólag a fűtéssel fedezendő hőveszteségekre irányul,
így a nyári túlmelegedés kockázatának ellenőrzését elhanyagolom.
5.1.5. Fűtés primerenergia igénye:
Egyszerűsített módszer esetén a 7/2006. TNM rendelet 2. mellékletének VI.
pontjának táblázatai használhatók:
ahol:
- qf: a fűtés fajlagos primerenergia igénye [kWh/m2a]
- qf,h: a teljesítmény és a hőigény illesztésének pontatlansága miatti fajlagos
veszteségek [kWh/m2a]
- qf,v: az elosztóvezeték fajlagos vesztesége [kWh/m2a]
- qf,t: a hőtárolás fajlagos vesztesége [kWh/m2a]
- Ck: a hőtermelő teljesítménytényezője
- αk: a hőtermelő által lefedett energiaarány (többféle forrás esetén)
- ef: a fűtésre használt primer energia átalakítási tényezője
- EFSz: a keringtetés energiaigénye [kWh/m2a]
- EFT: a tárolás energiaigénye [kWh/m2a]
- qk,v: villamos segédenergia igény [kWh/m2a]
- ev: a villamos energia primer energia átalakítási tényezője
SZIE Ybl Miklós Építés Tudományi Kar Listár Nikolett: A Geotermikus energia felhasználás helyzete hazánkban
- 45 -
tényező érték mértékegység megjegyzés
qf 148,
468 kWh/m2a
qf,h 0,7 kWh/m2a kétcsöves, radiátoros fűtés, elektronikus
szabályzóval
qf,v 2,1 kWh/m2a fűtött téren belül, 55˚C/45˚C hőlépcsővel, 100 m2-
ig
qf,t 0 kWh/m2a nincsen tárolás
Ck 1,38 - állandó hőmérsékletű fűtött téren kívül elhelyezett
kazán, 100 m2-ig
αk 1 - 100%-ban a kazán biztosítja a fűtést
ef 1 - földgáz üzem
EFSz 0,63 kWh/m2a állandó fordulatszámú szivattyú, 55˚C/45˚C
hőlépcsővel, 100 m2-ig
EFT 0 kWh/m2a nincsen tárolás
qk,v 0,79 kWh/m2a állandó hőmérsékletű kazán, 100 m2-ig
ev 2,5 - elektromos áram
8. táblázat 7/2006 TNM rendelet 2. melléklet / VI. pontjának táblázataiból vett adatok
5.1.6. A melegvízellátás primerenergia igénye
Egyszerűsített módszer esetén a 7/2006. TNM rendelet 2. mellékletének VII.
pontjának táblázatai használhatók:
ahol:
- qHMV: a melegvíz készítés nettó energiaigénye [kWh/m2a]
- qHMV,v: a melegvíz elosztás fajlagos vesztesége [kWh/m2a]
- qHMV,t: a melegvíz tárolás fajlagos vesztesége [kWh/m2a]
- Ck: a hőtermelő teljesítménytényezője
- αk: a hőtermelő által lefedett energiaarány (többféle forrás esetén)
- eHMV: a melegvíz készítésre használt primer energia átalakítási tényezője
- EC: a cirkulációs szivattyú fajlagos energiaigénye [kWh/m2a]
- EK: a melegvíz termelés segédenergia igénye [kWh/m2a]
- ev: a villamos energia primer energia átalakítási tényezője
SZIE Ybl Miklós Építés Tudományi Kar Listár Nikolett: A Geotermikus energia felhasználás helyzete hazánkban
- 46 -
tényező érték mértékegység megjegyzés
qHMV 30 kWh/m2a táblázatból vett átlagérték lakóépületekre
qHMV,
v 10
% cirkuláció nélkül, elosztás fűtött téren belül, 100 m2-ig
qHMV,t 97 % gázüzemű bojler fűtött légtéren kívül, 100 m2-ig
Ck 1,22 - gázüzemű bojler
αk 1 - 100%-ban a bojler biztosítja a HMV-et
eHMV 1 - földgáz üzem
EC 0 kWh/m2a nincsen cirkuláció
EK 0 kWh/m2a nincsen segédenergia igény
ev 2,5 - elektromos áram
9. táblázat A 7/2006 TNM rendelet 2. melléklet / VII. pontjának táblázataiból vett adatok
5.1.7. Az összesített energetikai jellemző meghatározása
Az összesített energetikai jellemző az épületgépészeti és világítási rendszerek
fajlagos primer energiafogyasztásának összege.
ahol:
- Ef: a fűtés fajlagos energiaigénye [kWh/m2a]
- EHMV: a melegvíz előállítás fajlagos primer energiaigénye [kWh/m2a]
- ELT: a légtechnika fajlagos primerenergia igénye [kWh/m2a]
- EHű: a gépi hűtés fajlagos primerenergia igénye
- EVIL: a a beépített világítás fajlagos primerenergia igénye
tényező érték mértékegység megjegyzés
Ef 216,675 kWh/m2a számított érték
EHMV 75,762 kWh/m2a számított érték
ELT 0 kWh/m2a nincsen légtechnikai berendezés
EHű 0 kWh/m2a nincsen gépi hűtés
EVIL 0 kWh/m2a lakóépületek esetében nem kell figyelembe
venni
10. táblázat Fajlagos primerenergia fogyasztás
SZIE Ybl Miklós Építés Tudományi Kar Listár Nikolett: A Geotermikus energia felhasználás helyzete hazánkban
- 47 -
Mivel Ep> Epmax => az épületben használt primerenergia fogyasztás alapján,
az nem felel meg a rendelet harmadik kritériumában leírtaknak.
5.1.8. Energetikai minősítési osztály meghatározása
A kapott érték alapján az épület a 121 – 150% -os sávba esik, mely
„Átlagosnál jobb: E” energetikai minősítési osztályba való besorolását teszi
lehetővé.
5.2. Jelenlegi fűtési rendszer adatai
A lakóépület hőveszteségét, jelenleg egy 11 kW névleges teljesítményű,
Stiebel-Eltron Hydrotherm GBH 11 KE jelzésű, atmoszférikus, gázüzemű
falikazán által leadott hőmennyiség kompenzálja. A fűtési előremenő víz
hőmérséklete 60 ˚C, a visszatérőé pedig ~45 ˚C. A gázfogyasztást, a szolgáltató
által megadott átlagos, 34 MJ/m3 fűtőértékkel szorozva, Efűtéstényleges = 11767,778
kWh/a gázfogyasztás jön ki, melyet az energetikai számításoknál meghatározott
éves primerenergia fogyasztással összevetve:
kazán hatásfok állapítható meg.
A radiátorok típusa ROMANTIK R650, és R900, valamint egy csöves fűtőfal.
Paramétereiket az alábbi táblázat tartalmazza:
hely típus A [m2] hőleadás
te.víz=60˚C esetén
hőleadás
te.víz=50˚C esetén
1. szoba ROMANTIK 650-22 2,46m ∙ 0,68 m 3608 W 2827 W
2. szoba ROMANTIK 650-21 1,953 m ∙0,68 m 3444 W 2698 W
konyha ROMANTIK 650-10 0,93 m ∙ 0,68 m 1640 W 1280 W
előszoba ROMANTIK 900-5 0,465 m ∙0,93 m 1035 W 820 W
WC ROMANTIK 650-4 0,372 m∙ 0,68 m 656 W 514 W
fürdő Csöves fűtőfal 0,5 m ∙ 1,1 m 500 W 392 W
∑Q60=10, 89 kW ∑Q50= 8,53 kW
11. táblázat Radiátorok paraméterei Forrás: http://romantikaluradiator.hu/index.php?action=downloads&cat=3
SZIE Ybl Miklós Építés Tudományi Kar Listár Nikolett: A Geotermikus energia felhasználás helyzete hazánkban
- 48 -
A családi házban 3 fő lakik, HMV igényüket jelenleg egy 120 l űrtartalmú,
gázüzemű bojler biztosítja, melynek névleges hőtermelése 1,95 kW. A tároló vize
így 250 perc alatt fűthető fel 70 ˚C –ra.
5.3. A téli hőveszteség
Az épület jelenlegi állapotában, te = -13 ˚C-os külső, valamint ti = 21 ˚C –os,
átlagos belső méretezési hőmérséklet mellett a fűtéssel fedezendő téli
hőveszteség:
5.4. Hőszivattyú kiválasztás
Az első elgondolásra egy víz-víz típusú hőszivattyút szerettem volna
kiválasztani, mivel ezeknek a legjobb a szivattyúk közül a hatásfoka. 5,5 és 6,1
között változik a COP értéke. A COP érték a hőszivattyú jóságfokát jelenti. Egy
dimenzió nélküli szám, ami azt mutatja, hogy 1 egység befektetett villamos
energiából hány egység hőenergiát képes a készülék előállítani.
A víz-víz típusú hőszivattyúk telepítését különös gonddal kell elvégezni. A
rendszerhez minimálisan két kút építendő. Egyik a forrás, másik a nyelőkút
szerepét tölti be. A tapasztalatok azt mutatják, hogy azokon a területeken, ahol
könnyen nyerjük a vizet, nehezen lehet elnyeletni, ezért egy forráskút mellé kettő,
esetleg három nyelőkút elkészítése is szükséges. A kutak elkészítésénél figyelni
kell arra, hogy a vízkivétel és víznyeletés ugyanabba a vízrétegbe történjen. Nem
szabad a különböző vízbázisokat keverni egymással.
A kutas (vizes) hőszivattyú telepítésének 4 fő kritériuma van:
- Legyen megfelelő vízhozam: családi ház esetén ~3-5 m3/h
- Legyen megfelelő vízminőség: a vizet mindenféle oldott anyagra, gázra
meg kell vizsgálni (ÁNTSZ) Pl: HCO3- ;SO42-; NH3; Cl2; CO2 ;Mn;
Al;Fe;NO3 - pH-érték
- A vízhőfok télen sem csökkenhet 7 °C alá. A bejövő víz oldalára 1 mm-
nél kisebb szűrőt kell beépíteni. Magas gáztartalmú vizeknél pihentető-
tartály beépítése szükséges.
SZIE Ybl Miklós Építés Tudományi Kar Listár Nikolett: A Geotermikus energia felhasználás helyzete hazánkban
- 49 -
- A kút mélysége (ahonnan a vizet szívjuk) ne legyen 15-20 m-nél
mélyebb, ellenkező esetben a szivattyúzási költség növekedése
felemészti a magasabb hatásfokot.
Mindezek mellett számolnunk kell azzal a ténnyel is, ha 10-20 év múlva
nyitnak mellettünk egy bányát, akkor fenn áll a veszélye annak, hogy a kutunk
elapad és akkor se fűtésünk se hűtésünk nincs. Sajnos ezzel a ténnyel ebben az
esetben kell is számolni, a környéken az elmúlt pár évben sok kavicsbányát
nyitottak, annak ellenére, hogy a bauxitbányát bezárták. A jövőben nem lehet
tudni, mikor indul meg esetleg újra a kitermelés.
Amit még egy ilyen rendszer kialakításánál figyelembe kell venni azok a plusz
járulékos költségek. Minden esetben az elnyeletést egy előzetes környezeti
hatásvizsgálattal kell igazolni. Bizonyítani kell, hogy semmilyen szennyezőanyag
nem kerül a talajvízbe, és nem is keletkezik a megváltozott hőmérséklet miatt.
Ezt felül kell vizsgáltatni, és sok utánajárást igénylő szakhatósági engedélyekkel
együtt kell beadni a helyi környezetvédelmi és vízügyi felügyelőségnek. A
tanulmány és az illetékek összesen kb. 1 millió Ft-ba kerülhetnek, ami miatt ez a
rendszer családi házas méretben nem gazdaságos. Ipari méretben az egész
beruházáshoz képest ez persze nem jelent nagy költséget.
Ezért esett inkább a választásom egy föld – víz hőszivattyúra a jelenlegi,
kizárólag gáz üzemű rendszer mellé, csökkentve ez által a gázfogyasztást és a
lokális CO2 kibocsátást.
A következő, amit meg kell határoznunk, az a jövőbeni hőszivattyúnk
működési határai. A méretezést jelentősen befolyásolják a rendelkezésünkre álló
fűtési rendszer energetikai adatai.
Az első, hogy a lehető legnagyobb mértékben próbáljuk csökkenteni a
gázfogyasztást, így a gázüzemű bojlert kiiktatjuk a rendszerből, helyette a
hőszivattyús rendszerek által igényelt indirekt fűtésű multifunkciós tárolóból
fogjuk a HMV igényt kielégíteni. Ez azonban azt jelenti, hogy az eddigi 3,766 kW-
os hőigény meg fog változni, mégpedig a HMV készítés energiaigényének
mértékével.
A HMV friss vízből történő elkészítéséhez szükséges hőmennyiséget, a
következőképpen határozhatjuk meg:
SZIE Ybl Miklós Építés Tudományi Kar Listár Nikolett: A Geotermikus energia felhasználás helyzete hazánkban
- 50 -
ahol:
- „1,1”: a tárolásból adódó veszteség korrekciós szorzója
- cvíz: a víz fajhője (4,2 kJ/kg˚C 1,6 Wh/kgK-re átváltva)
- ρ: a víz sűrűsége (kg/l –ben kifejezve)
- Vvíz/fő: fejenkénti átlagos vízfogyasztás mennyisége. Átlagos igény esetén
ez 40 l/nap
- Δt: a HMV hőmérsékletének és a friss víz hőmérsékletének különbsége
A rendszerben felhasznált primer energiák árából képzett hányadossal
megkapjuk a gazdaságilag kívánt COP értéket. Ez az érték esetünkben, mai
energiaárakkal számolva:
Ez tehát mutatja, hogy mi lenne az a COP érték, amely mellett a hőszivattyú
teljes egészében fedezni tudná az eddigi követelményeket.
Látszik, hogy a hányados értéke a gáz árának növekedésével csökken, ami
manapság meg is történik, ennek hatására egyre gazdaságosabb lesz alternatív
energiát használni.
Meg kell keresni azt a hőmérsékletet, ahol a hőszivattyúnk COP értéke
műszakilag, és a jövőben gazdaságilag is elfogadható mértékű.
A választás az Alpha InnoTec, WZS 81 H jelű föld – víz hőszivattyújára esett.
Amit érdemes tudni a föld-víz típusú hőszivattyúkról számos telepítési kritériuma
és paramétere van. Amint ezt már egy korábbi fejezetben kifejtettem a földben
elhelyezhető egy zárt csőrendszert vízszintesen (talajkollektor) és függőlegesen
(földszonda) is, mindezt a telepítési viszonyok határozzák meg, jelen helyzetben
ezt tovább nem fogjuk vizsgálni.
A számított értékeink szerint a meglévő régi gázkazán gazdasági COP értéke
2,3 ennek megfelelő vagy jobb hőszivattyút célszerű keresni.
SZIE Ybl Miklós Építés Tudományi Kar Listár Nikolett: A Geotermikus energia felhasználás helyzete hazánkban
- 51 -
A választott hőszivattyúnk a leghidegebb hőforrás hőmérsékletnél -5 ˚C-nál
már tudja biztosítani a ház, fűtési hőszükségletét. A HMV előállításához
szükséges kW-ot megkapjuk, ha a meglévő 8,5 kWh elosztjuk egy átlagos napi 3
órás üzemidővel, amiből 3 kW-ot kaptunk. A HMV-hez és a fűtéshez szükséges
összes hőigényünk, így ~6 kW. A 6 kW-os hőigényt -4,5 C-fok mellett és 2,8
COP-val tudjuk előállítani abban az esetben, ha egyszerre megy a fűtés és HMV
készítés, ami bár meghaladja a gazdasági COP értéket, de nem jellemző, hogy
egyszerre fűtsünk és készítsünk HMV-t. A HMV-t abban az időszakban is tudjuk
melegíteni, amikor a fűtés szünetel, valamint egyszer kell teljesen felfűteni, utána
elég a szakaszos rámelegítés.
Jelenlegi hőszivattyúnk 6 kW-os hőigényhez képeset jóval magasabb
teljesítményre képes, jogos a kérdés, hogy miért is lett felül méretezve. A
későbbiekben fent álló család bővülés illetve házbővítési igényeket is ki tudja
majd elégíteni ez a rendszer és nincs szükség egy nagyobb teljesítményű
hőszivattyú megvásárlására.
18.ábra WZS 81 H/K hőszivattyú COP – te diagramja
Forrás: www.alpha-innotec.com/uploads/DE830531_200419_BA_WZS.pdf
SZIE Ybl Miklós Építés Tudományi Kar Listár Nikolett: A Geotermikus energia felhasználás helyzete hazánkban
- 52 -
19. ábra WZS 81 H/K hőszivattyú Qh – te diagramja
Forrás: www.alpha-innotec.com/uploads/DE830531_200419_BA_WZS.pdf
A másik fontos kérdés, amivel még itt foglalkozni, kell az a talaj regenerálása.
Télen a ház fűtése során a földből kivonjuk a hőt, ezáltal lehűtjük, ahhoz, hogy
ezt a következő szezonba újra használni tudjuk, vissza kell melegíteni. Ennek a
szivattyú rendszernek, azaz előnye, hogy lehet vele aktívhűtést végezni.
Korábban már ismertettem, hogy a célunk az, hogy télen a házat fűtsük, nyáron
hűtsük. A ház tájolásánál az jelent számunkra előnyt, ha az épületünk
úgynevezett hőcsapdaként működik. Télen azért jó a magas benapozott órák
száma, mert fűti az épületet, ezzel segítve a fűtésrendszert. Nyáron mikor az
épület szívja magába a meleget és túlfűtené azt, akkor vesszük újra használatba
a hőszivattyúnkat, csak éppen ”fordítva”. A ház melegével regeneráljuk a talajt
/aktívhűtés/, a talaj „hidegével” hűtjük a házat.
SZIE Ybl Miklós Építés Tudományi Kar Listár Nikolett: A Geotermikus energia felhasználás helyzete hazánkban
- 53 -
6. Összefoglaló
A diplomamunkám megírásánál azt tűztem ki célul, hogy egy olyan munkát
hozzak létre, mely mindenki számára érthető és világos képet mutat a mai
geotermikus energia felhasználhatóságáról. Próbáltam egy egészen más
csoportosításban megközelíteni azon módokat, melyek jelenleg a
rendelkezésünkre állnak ahhoz, hogy ezt a kincset a felszínre hozzuk.
Természetesen mindehhez elengedhetetlen volt azon kutató munka melyet
annak érdekében végeztem, hogy minél szélesebb palettán tudjam ez
szemléltetni, bemutatni.
Bízom abban, hogy a jövőnk a megújuló energiaforrások hasznosításával jobb
lesz. Képesek vagyunk csökkenteni a káros anyag kibocsájtást, ami a jövő
nemzedék tovább élhetésének kulcsfontosságú eleme. A mai fiatal mérnökök,
azaz, a mi feladatunk a megújuló energiák mind szélesebb körű elterjesztése.
Tervezési munkánk során már nem csak egy lehetséges opcióként kellene a
beruházónak, megrendelőnek felvetni a megújuló energiarendszerek kiépítését,
hanem automatikusan be kellene tervezni azt az adott épületbe, építménybe.
Hasonlóan ahhoz, mint mikor az épületre nyílászárokat tervezünk, mely ablakot
nyit számunkra a nagyvilágra.
Köszönetnyilvánítás
Szeretném megragadni az alkalmat, hogy köszöntet mondhassak az
iskolámnak, hogy lehetőséget biztosított számomra, hogy 3 hetet eltölthessek a
Reimsi Egyetemen (Franciaország) "Passive Housing" – Nemzetközi workshop-
on, ami igen nagy erőt és segítséget adott a diplomamunka megírásában. Ahol
sok neves dán, angol, litván, észt, francia tanár és professor tartott nekünk
előadást az élhető szebb, jobb és természetesen gazdaságosabb építkezési
módokról.
Valamint meg szeretném köszönni Kiss Attilának és a Thermo Kft.-nek azon
belül Faragó Tamásnak a segítségét, hogy egy családi ház energetikai
számításán keresztül be tudtam mutatni, milyen feladatokkal is jár egy
hőszivattyú megtervezése és kiválasztása.
SZIE Ybl Miklós Építés Tudományi Kar Listár Nikolett: A Geotermikus energia felhasználás helyzete hazánkban
- 54 -
7. Függelék
[1] http://www.energiaklub.hu/hu/megujulok/alapinfo/restechnologiak/, letöltve: 2010-01-12
[2] http://www.energiaklub.hu/hu/megujulok/alapinfo/restechnologiak/, letöltve: 2010-01-12
[3] http://hu.wikipedia.org/wiki/Geotermikus_energia, letöltve: 2009-10-03
[4]A bányászatról szóló 1993. évi XLVIII. Törvény 49. §
[5]„Az a terület, ahol a viszonylag sűrű óceáni kőzetlemez kontinens peremének vagy másik
óceáni kőzetlemeznek ütközve alábukik és mélyen behatol a Földköpenybe.”
http://www.tompa.hu/dokumentumok/jelentes_geotermikus_energia.pdf letöltve: 2010-01-24
[6] „Az asztenoszféra köpenyanyaga feláramlik, majd fokozatos hűlés eredményeként
megszilárdul, ezáltal jó óceáni réteg képződik.”
http://www.tompa.hu/dokumentumok/jelentes_geotermikus_energia.pdf,letöltve: 2010-01-24
[7] http://www.geo-energy.org/aboutGE/basics.asp#_ftn1, letöltve: 2009-12-23
[8] Dr. Árpási Mikós: A termálvíz többcélú hasznosításának helyzete és lehetőségei
Magyarorszagon,2002.http://www.ombkenet.hu/bkl/koolaj/2002/bklkoolaj2002_0910_01.pdf,
letöltve: 2010-01-23
[9] http://www.geothermalenergy.org/269,welcome_to_our_page_with_data_for_hungary_-
_direct_uses.html
[10] http://www.alfoldy-szasz.hu/?page=1&spage=13 letöltve: 2010-01-25
[11]http://www.westpa.hu/cgibin/itworx/itworx.cgi?modul=doctar/downloadfile&task=download
file&vid=11&dokid=1203. letöltve: 2010-01-28
[12] http://hu.wikipedia.org/wiki/Geotermikus_gradiens, letöltve: 2010-05-20
[13] http://www.cege.hu/hu.html, letöltve: 2010-01-20
[14] http://www.tankonyvtar.hu/konyvek/kornyezettechnika/kornyezettechnika-1-8-081029,
letöltve: 2009-10-24
[15] http://www.mfk.unideb.hu/userdir/juhasz/kornyezettechnika/Geo-hoszivattyu.pdf, letöltve:
2009-11-02
[16] http://hu.wikipedia.org/wiki/H%C3%A9v%C3%ADzi-t%C3%B3, letöltve: 2009-10-03
[17]http://europa.eu/rapid/pressReleasesAction.do?reference=PRES/08/50&format=HTML&aged=1&lang
uage=HU&guiLanguage=fr letöltve: 2010-10-16
[18] https://teir.vati.hu/Energiaterkep/main letöltve: 2010-10-16
[19] http://www.energiakozpont.hu/ letöltve: 2010-10-16