Az épületek energiateljesítményéről szóló 2010/31/EU irányelv előírja az energiafogyasztás 2020-ig 20% -os csökkentését, miközben növeli a megújuló energiaforrások (RES) arányát. E cél elérése érdekében meg kell folytatni a régi épületek rekonstrukcióját, az alacsony energiafelhasználású és a passzív épületek építését, és különösen a megújuló energiaforrások arányának növelését a fűtéshez, a meleg vízhez és nem utolsósorban a szükséges energia biztosításához., elektromos geneártor.
A Szlovák Köztársaság energiapolitikájának egyik alapvető prioritása a megújuló energiaforrások (RES) részarányának növelése a hő- és villamosenergia-termelésben a belső kereslet kielégítéséhez szükséges megfelelő kiegészítő források létrehozása érdekében. Szlovákia függ a primer energiaforrások importjától.
Oroszország a földgáz majdnem 89% -ának fő szállítója. A 2009 eleji gázválság soha nem látott helyzet volt, amikor Ukrajnán keresztül Szlovákiába több napra teljesen leállt az orosz gázszállítás. Ebben a válságos időszakban a hőellátás biztonsága kiszolgáltatottnak bizonyult a hőszektor földgáztól való nagyfokú függősége miatt. A Szlovák Köztársaság területén az egyes energiaforrások tartalékaival kapcsolatban kijelenthető, hogy csak a megújuló energiaforrások játszhatnak szerepet a földgázimporttól való általános függőség csökkentésében. Megerősítést nyert, hogy a megújuló energiaforrások hazai energiaforrásként történő felhasználása bizonyos mértékig növeli az energiaellátás biztonságát és részleges diverzifikációját, ugyanakkor csökkenti a gazdaság függőségét az ingadozó olaj- és gázáraktól. Használatuk fejlett és környezetbarát technológiákon alapul, és hozzájárul az üvegházhatású gázok és a szennyező anyagok levegőbe történő kibocsátásának csökkentéséhez.
A távfűtési rendszerekben (SCZT) elsősorban a földgázt használják üzemanyagként. A megújuló energiaforrások használata vagy alkalmazása során a geotermikus energia (GE) az egyik legígéretesebb.
Ezen energia intenzívebb felhasználásának hozzá kell járulnia az importfüggőség csökkentéséhez, és növelni kell a megújuló energiafelhasználás arányát a távfűtési rendszerek hő- és energiaigényeinek kielégítésében. A geotermikus energia fokozott figyelmet érdemel Szlovákia régióinak hidrogeológiai viszonyai miatt. Az ilyen energiaforrás tervezésének és távfűtési rendszerekben történő alkalmazásának módját az STN EN 15316: 2007 4-5. Része tartalmazza.
A geotermikus energia felhasználásának jelenlegi állapota
Huszonhat potenciális területet és szerkezetet határoznak meg geotermikus energiaforrások kinyerésére és felhasználására, a geotermikus vizek felhalmozódásával, 25 és 150 ° C közötti hőmérsékleten. Eddig 160 geotermikus forrást (fúrások, források stb.) Regisztráltak Szlovákiában water0 = 15,7 és 126,0 ° C közötti vízhőmérséklet mellett. Geotermikus kutakat fúrtunk mélységi intervallumban, h = 40,0 és 3700 m között. A legtöbb területen a víz hőmérséklete alkalmas a lakások és az ipari helyiségek fűtésére. A meghatározott területeken a geotermikus vizek teljes energiapotenciálja Q` = 5538 MW.
A geotermikus vizet a geotermikus energiarendszerekben használják mezőgazdasági célokra - hőszolgáltatásra üvegházak, üvegházak fűtésére és a talaj fűtésére. Egyre nagyobb hangsúlyt fektetnek az épületek, lakások, társadalmi-gazdasági épületek fűtésére szolgáló hőellátásra, a technológiai víz előállítására a halgazdaságban és különösen a turizmus területén is ismertek a termálfürdők úszómedencéinek igényei. .
Az első geotermikus projekt (geotermikus energiarendszer részlegesen zárt felhasználással), egy visszasajtoló állomás építése Podhájskában, 1994-ben befejeződött. 1996-ban az első nyitott rendszerű, 8 MWt kapacitású geotermikus fűtési központ Galanta. 2008-ban megépült a galántai Galandia termálmedence területe, amelynek eredményeként a geotermikus energia hatékonyabban felhasználható ezen a településen. Az elmúlt években megkezdődött a geotermikus energiát hasznosító projektek megvalósítása a kassai medencében, Besenyőfaluban, Oravicében és Popradban. Ezzel egyidejűleg technikai és gazdasági tanulmányok készültek a geotermikus energia felhasználásáról a Szlovák Köztársaság területén.
Fűtőrendszer az STN EN 15316 szerint
Az épületek fűtési rendszereivel, valamint a rendszerek energiaigényének és a rendszerek hatékonyságának kiszámításának módszereivel az STN EN 15316 fájl foglalkozik.
A geotermikus energia fűtési és melegvízforrásként történő felhasználását az épületek főként a centralizált hőellátó rendszerek kapcsán említik. A hőtermelést, a centralizált hőellátás és a nagy térfogatú rendszerek tulajdonságait és minőségét az STN EN 15316 4-5. Része tartalmazza, amely jellemzi az SCZT-t, annak részeit, és tartalmaz egy módszert egy ilyen rendszer kiszámítására is. Nem tartalmaz azonban olyan módszert az SCZT kiszámítására, amelyben a geotermikus energiát használják forrásként.
E szabvány szerint az SCZT gazdaságosságát két részre osztva értékelik (1. ábra):
- fogyasztási rész - fűtési rendszer az adott épületben (A),
- az épületen kívül található forrás- és elosztórész - központosított hőellátó rendszer (B).
Az épület belső része vagy a fűtési rendszer (A terület) otthoni hőátadó állomásból (OST) áll, beleértve az összes eszközt az elsődleges helyiségtől a szekunder oldalon át a rendszer végeleméig (radiátorok) az épületben. A hőátadó állomást a szekunder energiaigénye szerint értékelik. Ez azt jelenti, hogy az épületben lévő otthoni OST az épületen belüli hőtermelő berendezések pótlásának tekinthető.
A külső rész, vagy az épületen kívül elhelyezkedő rész (B terület) egy központosított hőellátó rendszer, amely hőtermelő és hőhálózatok elosztó berendezésektől áll a szállított épületek hőátadó állomásainak elsődleges oldaláig. A teljes SCZT működéséhez szükséges összes berendezés ide tartozik. Ezt a részt az épület OST-hez juttatott hő- és hőtermeléséhez szükséges primer energiafogyasztás egyenlege alapján értékelik.
Elsődleges energia tényező SCZT
A távfűtési rendszer hatékonyságát egy adott SCZT fP, dh primerenergia-tényezőjének értékelésével értékelik. Az említett szabvány szerint az elsődleges energiát olyan energiának definiálják, amely nem volt átalakuló vagy átalakuló folyamat tárgya. A primer energia magában foglalja a nem megújuló és a megújuló energiát. Egy adott energiahordozó összes primerenergia-tényezőjét megújuló és megújuló primer energiaként határozzuk meg, osztva a szállított energiával, ahol a primer energia a szállított energia egy egységének ellátásához szükséges energiamennyiséget jelenti, figyelembe véve a kitermeléshez szükséges energiát, feldolgozás, tárolás, szállítás, gyártás, átalakítás, továbbítás, elosztás és minden egyéb művelet, amely szükséges az energiaellátáshoz az épületben, amelyben a szállított energiát felhasználják.
Az SCZT-tényező az elsődleges energia mennyiségének az EP-be történő bevitele, a rendszerben és a Qdel hőmennyiség aránya a szállított épületek határáig, vagyis az épületek elsődleges OST oldaláig. Ez azt jelenti, hogy figyelembe veszik a hőelosztó rendszer hőveszteségeit, valamint a hőtermelésre szolgáló tüzelőanyagok kitermeléséhez, előállításához, tisztításához, feldolgozásához és szállításához felhasznált egyéb energiát. Egyszerűen fogalmazva: az elsődleges energia tényező az energia növekedését jelenti az ellátásról a felhasználási helyre.
Az elsődleges energia tényezőt (SCZT) a következőképpen kell kiszámítani:
ahol fP, dh az elsődleges energia tényező (-)
EP, az SCZT-be jutó primer energia mennyisége (MWh)
Qdel - a szállított OST épületek határáig leadott hőmennyiséget jelöli (MWh).
Az épületek OST hőveszteségét és többletenergiáját nem a távfűtési rendszer, hanem az épület fűtési rendszerének részeként veszik figyelembe (1. ábra).
ÁBRA. 1 SCZT költséghatékonysági értékelési rendszer
1 - üzemanyag-ellátás (gáz, geotermikus energia), 2 - hőforrás, 3 - hőelosztó hálózat, 4 - OST az épületben, 5 - hőfelhalmozódás az elosztásban, 6 - elosztás az épületben, 7 - hőátadás (fűtés) elem), 8 - fűtési hőigény, A - épületfűtési rendszer, B - melegvíz
Az SCZT energiamérlege
A lakótelep hőigényének biztosítása érdekében geotermikus energia felhasználásával a centralizált hőellátás rendszerében (2. ábra) a fő és alapvető hőforrás egy geotermikus kút. A csúcsfogyasztás fedezésére vagy a főforrás meghibásodása esetén rendelkezésre áll a földgáz (vagy biomassza) tartalék vagy csúcshőforrása. Egy ilyen rendszer primerenergia-tényezője sokkal kisebb, mint egy fosszilis tüzelőanyaggal működő hőforrással rendelkező rendszer primerenergia-tényezője.
ÁBRA. 2 A melegfűtő rendszer energiamérlegének módszere geotermikus energiaforrással
A - SCZT rendszerhatár, B - felső hőforrás, C - alapvető energiaforrás (geotermikus kút), D - az elsődleges hőforrás hőcserélője, E - az épület fűtőrendszere, 1 - üzemanyag-ellátás (gáz, biomassza), 2 - elektromos energia a szivattyú meghajtására, 3 - hőelosztó hálózat
A geotermikus kútból (C) a geotermikus vizet szállítják az ergocentrumba (D), ahol előkészítik az SCZT hőátadó közegét. A felső energiaforrást (B) az SCZT csúcsok fedezésére használják. Földgáz vagy biomassza kazánokból áll. Ezt a forrást a geotermikus kút paramétereitől és a külső levegő hőmérsékletétől függően használják. A hőigény időtartamának alakulását a 2. ábra mutatja. 3. Ez azt jelenti, hogy az energia nagy része geotermikus vízből származik. A legnagyobb mennyiségű villamos energiát az épület geotermikus kútból nyert hővel történő ellátására használják fel a szivattyúk meghajtására. Ez csökkenti az egész rendszer gazdasági igényeit, nem beszélve a környezetre gyakorolt káros hatások kibocsátás-csökkentéséről.
ÁBRA. 3 Az energiafogyasztás diagramja SCZT-ben geotermikus forrással és felső kazánházzal
A Szlovák Köztársaság geotermikus kútjainak körülbelül 90% -a pozitív, azaz nincs szükség merülő merülő szivattyúkra, így megszűnik az áram szükségessége. A Galanta projekt esetében a domináns hőforrás két FGG-2 és FGG-3 geotermikus kút, a csúcs hőigényt pedig a melegvíz kazánház fedezi. Ami a hőellátás arányát illeti, 88-95% geotermikus forrásból, a többi pedig a legmodernebb földgáz kazánházból származik.
Az EP primer energia mennyisége, egy ilyen rendszer esetén, az elsődleges energiaforrás (geotermikus víz) számára biztosított villamos energiából származik, amely a primer és a másodlagos oldalon lévő szivattyúkat hajtja, valamint az üzemanyag-ellátás (földgáz) a csúcs energiaforráshoz valamint a felső forrás működéséhez szükséges áram (keringtető szivattyúk, kazán).
Az elsődleges energiatényező - a geotermikus energiát minden egyes geotermikus kút esetében egyedileg határozzák meg, annak körülményeitől (a kútfőmérséklet hőmérséklete, az alkalmazott GTV felhasználási módja és hűtése) függően. A primer energia tényezőjét - a geotermikus energiát még nem határozták meg sem szlovák, sem külföldi szabványok, ezt bizonyítja az STN EN 15603 szabvány E.1. Melléklete (1. táblázat) vagy az 1. sz. 2. számú melléklete a Szlovák Köztársaság Regionális Fejlesztési Minisztériumának 2. sz. 311/2009. Sz. (2. fül).
Következtetés
Törvény. 555/2005 Coll., Amelyet a Szlovák Köztársaság Regionális Fejlesztési Minisztériumának későbbi rendeletei módosítottak. 625/2006 Coll. és nem. Meghatározták az épületek energiahatékonyságának javítására szolgáló eljárásokat és intézkedéseket. Az épületek energiaintenzitásának csökkentésére az egyik lehetséges intézkedés az újjáépítésük mellett a központosított hőellátó rendszerhez való csatlakozásuk, amelyben a geotermikus energia geotermikus víz formájában lesz a hőenergia és a gázkazán elsődleges forrása. kiegészítő vagy legfelső energiaforrásként fog működni.
Egy ilyen geotermikus energiát használó DH-rendszerben az alacsonyabb üzemanyagigény (földgáz) miatt a primerenergia-tényező csökken. Az elsődleges energiát, a földgázt csak a kiegészítő felső energiaforrásban fogják égetni. Ugyanakkor a szén-dioxid-kibocsátás csökken egy ilyen rendszerben, ami az említett törvény egyik fő célja.
Mivel a geotermikus energia megújuló erőforrás, az energetikai tanúsítás magasabb osztályaiba kerülnek azok az épületek, amelyekben a geotermikus energiát használják majd fő energiaforrásként. Ez az egyik fő érv, amiért a geotermikus energiát fel kell használni az épületek DH rendszerében is.
Ez a cikk a VEGA 1/1052/11 projekt keretében készült.
Szövegezés. Marek Bukoviansky, doc. Ing. Takács Ján, Ph.D.
KÉPEK: szerzők
Illusztráció fotó: thinkstock.com
Ing. Marek Bukoviansky a pozsonyi Építőmérnöki Kar STU Épületeinek Műszaki Berendezéseinek Tanszékén doktorandusz.
Doc. Ing. Takács Ján, Ph.D. a pozsonyi STU Építőmérnöki Kar Épületeinek Műszaki Felszerelés Tanszékén működik.
Irodalom
1. Az energia-végfelhasználás hatékonyságáról és az energiaszolgáltatásokról szóló COM (2003) 739 irányelvtervezet, amelyet a Bizottság nyújtott be 2003 decemberében.
2. STN EN 15603: 2008: Az épületek energiateljesítménye. Teljes energiaigény és az energiaértékelés meghatározása.
3. törvény. 555/2005 Coll. az épületek energiateljesítményéről és egyes törvények módosításáról.
4. A Szlovák Köztársaság Regionális Fejlesztési Minisztériumának sz. 311/2009 Coll., Amely meghatározza az épületek energiateljesítményének kiszámításának részleteit és az energiatanúsítvány tartalmát.
5. A Szlovák Köztársaság Regionális Fejlesztési Minisztériumának sz. Törvény, amely végrehajtja a 625/2006. 555/2005 Coll. az épületek energiateljesítményéről és egyes törvények módosításáról.
6. STN EN 15316-4-5: 2010 Épületek fűtési rendszerei. A rendszer energiaigényének és a rendszer hatékonyságának kiszámításának módszere: 4-5. Rész Hőtermelő rendszerek, a távfűtés és a nagy térfogatú rendszerek jellemzői és minősége.
7. Petráš, D. és mtsai: Megújuló energiaforrások alacsony hőmérsékletű rendszerekhez. Pozsony: JAGA GROUP, 2009, p. 224.
8. Lulkovičová, O. - Takács, J.: Nem hagyományos energiaforrások. Előadások. Pozsony: Vydavateľstvo STU, 2003, p. 138.