Archívum
Kazán kiválasztó segédlet
Kondenzációs kazántechnika
1.A kondenzációs kazántechnika néhány alapkérdése
A tüzelőanyag (energia-) megtakarítás egyik igen korszerű, a hollandok által 1978-ban szabadalmaztatott és a fejlett országokban azóta igen gyorsan elterjedt módszere, az ún. kondenzációs technika nemcsak a tüzelőanyag megtakarítás szempontjából jelentős, hanem éppen ebből eredően a károsanyag-kibocsátás ugyanilyen mértékű csökkentése miatt került ma hazánkban is reflektorfénybe.
Kondenzációs kazánok alkalmazásával a füstgáz rejtett hőjéből energiát nyerünk vissza. Ez a módszer elsősorban földgáztüzelésnél jön szóba, itt ugyanis a magas hidrogéntartalom oxidációja (égése) nagymennyiségű vízgőz kondenzálódását teszi lehetővé egy nagyfelületű hőcserélő (ún. ECO) segítségével. Az így elért éves hatásfok nagyobb, mint a fűtőértékre számított 100%-os hatásfok.
A kondenzáció során felszabaduló hő éppen az égéshő és a fűtőérték közötti különbséget jelenti: a kondenzáció létrejöttének érdekében a füstgázokat harmatpont alá (“H” földgáznál 1,2 légfeleslegnél 57°C) kell hűteni. Ehhez speciális, korrózióálló nagyfelületű hőcserélőt kell alkalmazni. Az így felszabaduló, ún. kondenzációs hőt, a továbbiakban már mint hasznos hőt vezetjük be a fűtési rendszerbe. Jól méretezett hőcserélővel kell elérni, hogy a visszatérő vízhőmérséklet és a távozó füstgázhőmérséklet között minél kisebb legyen a hőfokkülönbség. |
A földgáztüzelésnél elterjedt kondenzációs kazánoknak két fő csoportja van: zárt tűzterű, felületi égővel és a túlnyomásos tűzterű, blokkégővel rendelkezők.
A földgáztüzelésű kondenzációs kazánokra jellemző, hogy a kondenzációs hőcserélőben és a kondenzgyűjtőben a füstgázok hőmérséklete csak kb. 5°C-kal haladja meg a visszatérő vízhőmérséklet (Tr). A füstgázkondenzáció megvalósulásának feltétele: Tr<52°C (harmatpont).
Tehát a kondenzációs üzem hatásfoka annál jobb, minél alacsonyabb visszatérő vízhőmérséklettel dolgozunk. (52°C felett gyakorlatilag nem jön létre kondenzációs üzem). Fentiek figyelembe vételével kell tehát a fűtési rendszert, ill. a hidraulikai szabályozást méretezni. A hőleadó felületek növelésekor vegyük figyelembe, hogy pl. egy régi, 70/50°C-os rendszer esetén a fűtési periódus 90%-ban az átmeneti időjárási viszonyok miatt kondenzációs üzem valósul meg! A hazánkban még mindig oly gyakori túlméretezett fűtési rendszerek is alkalmasak a kondenzációs kazánok beépítéséhez.
A kondenzációs kazánok hatásfoka a terhelés csökkentésével nem csökken, sőt a növekvő kondenzáció miatt kis mértékben még növekszik is.
2. Miért a Remeha kondenzációs kazán?
|
A kondenzációs kazánok telepítésénél két további szempontot kell figyelembe venni:
Füstgázelvezetés
- Tömör és korrózióálló legyen (ÉMI engedéllyel)
Kondenzvíz elvezetése
- A savas (3,5-4,0 pH) kondenzvíz elvezetése a létesítmény csatornarendszerébe való csatlakozása újabb kutatások szerint nem jelent problémát (az egyébként lúgos csapadékkal való keveredés miatt). Hazánkban erre még előírás nincs, Németországban 200kW hőteljesítmény felett ajánlott ún. neutralizálót alkalmazni.
A jövő fűtéstechnikája
A legújabb fejlesztésű, a jövőnek tervezett Remeha-Hydra kazán egy cseppet sem klasszikus központi fűtőberendezés, hiszen földgáz helyett hidrogént használ fel az otthonok fűtésére. A Remeha víziója testet öltött, és a holland tervezői csapat már büszkén vehette át a VSK nemzetközi szakmai kiállítás rangos közönségdíját.
1. rész
A jövő fűtéstechnikája nem egyetlen megoldást kínál!
A Remeha jövőképében különböző energiahordozók által működtetett energiaellátás jelenik meg. Számunkra realitás, hogy a fenntarthatóságot és a klímavédelmi egyezmények által szabott értékeket valójában számos úton el lehet érni, de a fűtéstechnikában leginkább megvalósuló formája a gáz-, az elektromos- és az alternatív energiaforrások együttes használatában rejlik.
A nem is oly távoli jövőben a fosszilis tüzelőanyagoktól a jelenleginél sokkal nagyobb mértékben fordulunk majd a fenntartható energiaforrások felé. Mindannyian ismerjük a szélenergiából és a napenergiából előállított villamos energiát, melyeket azonban ez idáig nem sikerült hatékonyan és gazdaságosan tárolni. De van más – kevésbé ismert – alternatív energia-hordozó, amelyet tárolni is lehetséges. Ez pedig nem más, mint a Hidrogén.
Milyen más gázokat használhatunk?
Mindenki ismeri a fosszilis földgázt, de van biogáz és zöld gáz is. A biogázt többek között iszapból, hulladéklerakókból, kerti hulladékokból, zöldség- és gyümölcsmaradványokból, valamint állati maradványtermékekből, például tehéntrágyából állítják elő. A biogázt ezután megtisztítják, szárítják, és a földgázzal megegyező minőségűre állítják, amelyet a folyamat végén zöld gáznak hívunk, és fenntartható alternatívája a fosszilis földgáznak.
A hidrogéngáz energiaforrás, csakúgy, mint a földgáz, a szél és a nap. Ez azt jelenti, hogy energiát tudunk nyerni belőle. De nem csak energiát nyerünk belőle, hanem képesek vagyunk a hidrogéngáz biztonságos, hatékony, gazdaságos tárolására és szállítására egyaránt.
Fenntartható hidrogén előállítása
Az ipar évente több ezer tonna hidrogént termel melléktermékként. A hidrogén előállítása a vízmolekula szétválasztásával, vagyis elektrolízissel történik, mely során az oxigént és a hidrogént szeparáljuk, mindenféle káros anyag kibocsátás nélkül – viszont a folyamat jelentős villamos energia felhasználásával történik. A megújuló energiahordozók pl. a szél-, vagy napenergia felhasználásával a hidrogén tiszta, környezetbarát alternatívája a fosszilis energiahordozóknak.
A földgáz alternatívája – a hidrogén?
A jövő kihívásai között szerepel, hogy előbb-utóbb meg kell találnunk a földgáz alternatíváját is, de vajon a hidrogén a válasz?
Miért van szükség a földgáz alternatívájára?
A probléma nemcsak az, hogy a fosszilis tüzelőanyagok készlete véges, hanem az is, hogy ezek folyamatos használata üvegházhatású gázokat, például széndioxidot bocsát ki a légkörbe. Ezek a gázok – emelve az egész levegő hőmérsékletét – a légkörben is maradnak, ami megváltoztatja éghajlatunkat. Egyértelmű, hogy a jelenlegi világunk veszélyben van és ha nem változtatunk, katasztrofális következményekkel jár majd bolygónk számára.
Csak hogy egy példát is említsünk, 1 m3 földgáz elégetése közel 2 kg széndioxid kibocsátást eredményez, ami egy átlagos családi ház esetén évi 4-5 tonna CO2 kibocsátásnak felel meg. Ezért jelentős eredményeket hozhat „csak” az épületek fűtésének átgondolása, alternatív technikák használata is.
Mi az alternatíva?
Ahogy már korábban is említettük, számos megújuló technika létezik, amelyek gazdaságos, alacsony széndioxid-kibocsátású és fenntartható fűtést és melegvizet biztosítanak. Ilyenek a levegő és talajszondás hőszivattyúk, a napenergia és a biomassza tüzelésű kazán is.
Még ha ezek a technológiák sok otthon számára életképes lehetőségek is lehetnek, sok iparági szakértő aggódik amiatt, hogy ezekre a rendszerekre való váltás milyen hatással lenne a háztulajdonosokra. Ezek a rendszerek (ma még) nagyrészt ismeretlenek, gyakran költségesek, és nem is minden épületben alkalmazhatóak.
Mindenképpen érdekes lehet, ha fordítva tekintünk a kérdésre és nem azt nézzük, hogy mit kell módosítani az épületen ahhoz, hogy egy új technikának megfeleltessük, hanem inkább azt, hogy milyen új technika lenne a legoptimálisabb, ami nem járna jelentős változtatással. Mi lenne, ha nem az általunk használt kazánokat (fűtésrendszer) cserélnénk, hanem az általa felhasznált „üzemanyagot”, a földgázt? Ma már nem pusztán elmélet, hogy a meglévő gázhálózatot földgáz helyett alacsony széntartalmú gázzal is lehet használni.
Számos olyan „alacsony széntartalmú” gáz van, amelyet már használnak a földgáz alternatívájaként, például a biometánt. Ám ezt a gázt nem tudjuk elég nagy mennyiségben előállítani a kereslet kielégítéséhez. Sok iparági szakértő szerint a hidrogéngáz lehet a legmegfelelőbb erre a kiváltásra.
Miért a hidrogén?
- Alacsony vagy nulla széndioxid-kibocsátás
Amikor kazánjaink fosszilis tüzelőanyagokat égetnek, széndioxid szabadul fel a légkörbe, ami károsítja bolygónkat. A hidrogén égetése csak vizet és hőt termel – széndioxid nélkül. Még akkor is, ha a földgáz és a hidrogén keverékét használnánk (amire szintén van lehetőség), jelentősen csökkenthetnénk a széndioxid-kibocsátást.
- Nincs szükség az infrastruktúra cseréjére
A hidrogénhálózat ugyanazokat a csővezetékeket, szerelvényeket használhatja, mint a földgáz hálózat- tehát minimális befektetés lenne csak szükséges az infrastruktúra megváltoztatásához. Ezzel arra is lehetőség van, hogy a háztulajdonosok elkerüljék a fűtési rendszer cseréjével járó költségeket.
- Rendkívül hatékony „üzemanyag”
A hidrogén nagyon sok energiát tartalmaz, mivel 1 kg hidrogén ugyanannyi energiát tartalmaz, mint 2,8 kg benzin.
És mi a szól ellene?
- A hidrogén előállítása drága (jelenleg)
Jelenleg nem olcsó a hidrogén előállítása a kereslet kielégítéséhez elegendő mennyiségben. A hidrogént leginkább elektrolízissel lehet előállítani, vagyis villamos energiát alkalmazva a vizet oxigénné és hidrogénné lehet bontani. Ennek a módszernek természetesen akkor van létjogosultsága, ha a felhasznált elektromosság fenntartható módon került előállításra.
Energiaátmenet – a Remeha nem egyetlen megoldásban hisz. Az egyik alternatíva: a Hidrogén.
Az energiafordulat közepén vagyunk és ez kérdéseket vet fel a jövővel kapcsolatban. Merre is induljunk?
Ma már szinte biztos, hogy az elkövetkező években a fosszilis tüzelőanyagokról a fenntartható energiaforrásokra és hordozókra fogunk átállni.
Ezek közül mindannyian ismerjük a fenntartható módon szél- és napenergia segítségével előállított elektromos áramot.
De más lehetőség is van. Ezek közül az egyik a hidrogén.
Mi ez? Hogyan állítható elő? Mik az előnyei és a hátrányai? Mindent egy helyen a hidrogénről, a sokat ígérő energiahordozóról.
A világ első hidrogénüzemű háztartási fűtőkazánja – Tesztprojekt Hollandiában
A hidrogénben hatalmas lehetőségek rejlenek, ha a jövő energiaellátására tekintünk. Erről már talán sokan hallottunk. Némelyik idea már megvalósult (pl. az autóiparban), némelyik még tesztelés alatt van. Akárhogy is nézzük, az mára nyilvánvaló, hogy mindennapi életünkben is elvitathatatlan lesz a jelentősége.
Annak idején az 1970-es évek végén a Remeha nevéhez kapcsolódott az első kondenzációs kazán kifejlesztése. Ma már Magyarországon a háztartásokban csak ilyen kazánok telepíthetőek. A kondenzációs kazánok hatékonysága és energiamegtakarítása túlszárnyalja a korábbi kazánokét.
2019-ben a Remeha újabb világújdonságot fejlesztett: az első hidrogénüzemű háztartási gázkazánt, a Remeha-Hydra-t. Az épületfűtés tesztelésére 2019 tavaszán a hollandiai Rozenburgban, Rotterdam közelében egy kísérleti projekt kezdődött, amelyben a világ első hidrogénüzemű háztartási kazánja valós körülmények között működik.
-
- FOTO: remeha.nl – Marco Bijkerk (Remeha innovációs manager), Remeha Hydra kazán
A hollandiai projekt közös kezdeményezés a Stedin hálózatüzemeltetővel, Rotterdam önkormányzatával, valamint a Ressort Wonen lakásépítő szövetséggel. A projektben 25 ház központi fűtését látják el földgáz helyett részben hidrogénnel. A helyi szabályozások miatt egyelőre csak a hőenergia 8 százaléka származhat a hidrogén elégetésével nyert energiából, de a projekt kiváló arra, hogy bizonyítsa, a hidrogénből nyerhető energiában mekkora lehetőségek vannak.
A rozenburgi tesztprojekt 100 százalékban környezetbarát. A kazán tiszta hidrogént éget el, amelyet vízből elektrolízissel állítanak elő, melyhez környezeti szempontból semleges szél- vagy napenergiából nyerik az áramot. Így végső soron a károsanyag-kibocsátása nulla.
Két fontos technikai tényezőre érdemes itt felhívni a figyelmet. Egyrészt a már üzemelő, és a ház fűtési rendszerébe implementálható hidrogén-kazánra, amely méretre és kinézetre is megtévesztésig hasonlít a hagyományos gázkazánokhoz. A másik jelentős tényező a hálózat, amely a hidrogén transzportálását lehetővé teszi. A hidrogént a hálózatüzemeltető szállítja egy már meglévő, szabványos földgázvezetéken. A projekt ezen részében azt a koncepciót kívánják alátámasztani, mely szerint a már meglévő gázhálózat alkalmas lehet a hidrogén szállítására.
A projektet 2019. júniusában adták át, azóta is megbízhatóan üzemel. Az első hollandiai projekt után további próbaüzemeket tesztelnek, amelyek keretében az elkövetkező két évben több mint 400 hidrogénkazánt fognak telepíteni. Európa-szerte keresnek hálózatüzemeltetőket és épülettulajdonosokat, hogy vegyenek részt további lehetséges helyszíni tesztekben.
A Remeha-Hydra hidrogén üzemű kazán a 2020 tavaszi utrechti nemzetközi kiállításon elnyerte a vásár különdíját.
Ezzel a fejlesztéssel immáron a fűtéstechnikában is látható közelségbe került ennek a régi/új energiahordozónak, – a környezetbarát hidrogénnek – a lakossági célú felhasználása, amely idővel akár reális és fenntartható alternatívája lehet a jelenleg használt fosszilis energiaforrásoknak.
Forrás: remeha.de, rijnmond.nl, g7.hu
A hidrogén térnyerése – újabb 3 Remeha Hydra projekt!
A hidrogén a jövő sokat ígérő, tiszta, biztonságos és sokoldalú energiahordozója. Nemcsak azért, mert zéró szén-dioxid kibocsájtás mellett képes biztosítani otthonaink fűtését és melegvízellátását, hanem azért is, mert a villamos energiával ellentétben nagy mennyiségben és hosszabb időn keresztül, könnyen tárolható.
2019-ben a Remeha kísérleti projekt keretében a hollandiai Rozenburgban üzembe helyezte a világ első, 100%-ban hidrogénnel üzemelő kazánját. A Remeha Hydra azonban csak az út eleje.
A hidrogénben rejlő lehetőségek teljes kiaknázásához igazi együttműködés szükséges az energiaágazatban működő partnerekkel – közművekkel, hálózatüzemeltetőkkel, épülettulajdonosokkal és végfelhasználókkal – hogy többet tudhassunk meg az előállításról, elosztásról és a hidrogén gyakorlati alkalmazásáról. Együttműködés szükséges az olyan tiszta energiaforrások lehetőségeinek kiaknázásában, amilyen a hidrogén is, hogy elősegíthessük az energiaátmenet megvalósulását.
Fontos lépés ebben az energiaátmenetben, hogy a Remeha három újabb hidrogén tesztprojektet kezd el Hollandiában.
A projektek során a – már fenti említett – energiaágazati résztvevőkkel való együttműködés keretében mindegyik résztvevő megismerheti a hidrogén felhasználásában rejlő kihívásokat, a meglévő gázhálózatok átalakításától és az épületek hidrogénre csatlakoztatásától a régi, történelmi épületek hidrogénnel való fűtéséig.
„Nagy lehetőségeket látunk a hidrogénben, de sokkal többet kell megtudnunk annak gyakorlati alkalmazásáról. Partnereinkkel együtt ez a három projekt segít megtenni a következő lépést az utunkon, megadva azt a tudást és tapasztalatot, amire szükségünk van ahhoz, hogy tovább haladhassunk a hidrogén alkalmazásával.” – mondta Arthur van Schayk, a Remeha ügyvezető igazgatója.
Átállás gázról – hidrogénre
A hollandiai Uithoorn városában 15 üres házat alakítanak át földgázról hidrogénnel való működésre. A meglévő földgázhálózaton épületfűtési célra hidrogént szállítanak majd. A Remeha Hydra kazán, amely a világ első 100%-ban hidrogénnel működő kazánja, egy kéthetes próbaüzemre kerül majd telepítésre az épületekbe. Ez a tesztprojekt fontos információkat és tapasztalatot szolgáltat majd a meglévő gázhálózatok hidrogén szállítására történő átalakításáról.
A jövő mintaotthona
Idén ősszel a hollandiai Apeldoornban – a Remeha otthonában – valósággá válik az első hidrogén bemutató épület. A „hidrogénház” Remeha Hydra kazánnal van felszerelve és képzési helyszínként is szolgál, hiszen valós környezetet kínál a szakemberek számára, ahol nemcsak az épületek hidrogénhálózathoz való csatlakozását ismerhetik meg, hanem a Remeha kazánokat telepítő szakemberek gyakorlati tapasztalatokat is szerezhetnek a hidrogénkazánok telepítésével kapcsolatban.
Régi épületek energiakorszerűsítése
A hollandiai Lochem falu történelmi kerületében a régi, történelmi épületek egy csoportja hamarosan a legmodernebb hidrogéntechnológiával lesz fűthető. Az úttörő projekt a helyi önkormányzat, a lakosság és az energiaszolgáltatók együttműködésének eredménye. A Remeha ehhez a hidrogénkazánjával járul hozzá. A 2021 nyarán kezdődő hároméves projekt fontos tapasztalatokat fog adni a régi épületek hidrogénfűtésre történő átalakításáról.
A hidrogén közelebb visz minket a zéró szén-dioxid kibocsátású jövőhöz. A BDR Thermea csoport évek óta dolgozik a hidrogén fűtési technológiában való felhasználásán. Az első vállalat volt, amely Hollandiában 2019-ben 100%-ban hidrogénkazánt telepített és üzemelt be a Stedin hálózatüzemeltetővel együtt és Európa-szerte különböző projekteken dolgoznak a hidrogén használatának előmozdítása érdekében.