Az új debreceni Aquaticum strandfürdő nem csak építészeti megoldásaiban egyedülálló, de magas teljesítményigénye miatt gépészeti megoldásaiban is kiemelkedő projektje a BORD Építész Stúdiónak. Az iroda minden épületénél komoly figyelmet fordít a megújuló energiák hasznosítására, ami egy ilyen léptékű vizes létesítménynél különösen fontos szempont volt.
Miből épül fel és körülbelül mekkora a strand fűtési igénye?
Ennek megértéséhez több faktort is figyelembe kell venni. Számos olyan egységgel rendelkezik a strand, amelyeknek nyáron (ill. adott esetben télen) is számottevő fűtési igényük van (pl.: melegvizes medence, öltözők, zuhanyzók, üzletek, éttermek stb.), ezek közül a legjelentősebb „fogyasztók” a medencék.
A teljesítményigény persze több külső tényezőtől is függ, pl.: a fürdőzők számától, időjárástól, napszaktól stb. A maximális látogató létszám figyelembe vételével így az „A” épület pinceszinti hőközpontjában nyolc darab, egyenként 2-2 m3-es, összesen 16 m3 használati melegvíz tározót helyeztünk el. A használati melegvíz előállítása szintén jelentős fűtési igénnyel jár.
Számszerűsítve a strandfürdő így nyáron ~6000 kW, télen ~393 kW fűtési igénnyel rendelkezik. Összehasonlításképp a szomszédos Nagyerdei stadion pályafűtéssel ~2500 kW energiát igényel. Ha nyári ~6000 kW-os strandfűtési igényt vesszük alapul, ezzel a teljesítménnyel akár ~1700 db 70nm2-es új építésű szigetelt lakás fűtését is el tudnánk látni.
Hogyan működik a strand fűtése?
A város távhőellátó rendszere képes biztosítani a szükséges teljesítményt, de mivel a strand fűtési igénye jelentős, emiatt a gazdaságos üzemeltetés biztosításának érdekében a BORD Épületgépész Stúdió minden rendelkezésre álló „megújuló energia” fűtési megoldást bevetett. Ilyenek többek közt:
- a termálvízkútról érkező termálvíz hőhasznosítása
- az 50°C-ra visszahűtött termálvíz további hűtése hőszivattyúval, a közben felszabaduló hő hasznosítása a fűtési rendszerben
- a termálvíz medencékből elengedett és puffertárolóban összegyűjtött termálvíz tovább hűtése hőszivattyúval
- a bérleményi területeken elhelyezett légkezelők hűtőkaloriferének, valamint fancoilok hűtése víz-víz hőszivattyúk segítségével, hűtés során felszabaduló hő hasznosítása fűtési rendszerben
- a meglévő gázmotor által termelt hulladékhő hasznosítása
Minden megoldás esetén a hasznosítható hőt rendszerenként párhuzamosan kötött lemezes hőcserélővel a strand központi fűtési rendszer visszatérő gerincvezetékének előfűtésére lehet hasznosítani, azaz a távfűtő művek hőcserélőivel sorosan lehet a rendszerbe hidraulikailag kötni.
A BORD Épületgépész Stúdió most is, mint minden épületünknél, prioritásként kezelte a megújuló energiák hasznosítását. Ma az előírásoknak megfelelően az összes igény min. 25%-át kell kitenni a megújuló energiának. A strandfürdőnél ez most ~50%, ami megfelel egy modern, hőszivattyúval ellátott épület megújuló energiafelhasználásának. Ha a strandfürdő fűtési igénye csökken például egy meleg nyári napot nézve, úgy a megújuló energiafelhasználás részaránya tovább nő és elérheti a 70%-ot is, ami kiemelkedőnek számít.
Hogyan járulnak hozzá a megújuló energiák a minél ’zöldebb’ üzemeltetéshez?
- A termálkutak irányából érkező 60°C-os átlagos hőmérsékletű víz maximálisan 1.500 kW fűtési teljesítményt biztosíthat. Az 50°C-ra visszahűtött termálvíz hőtartalmának további hasznosítása, azaz hűtése 45°C-ra 2 darab víz-víz hőszivattyú és egy lemezes hőcserélő beépítésével biztosított. Az így kapott hasznosítható fűtési teljesítmény 300-600 kW.
- Tekintettel a magas termálvíz hőmérsékletekre, a víz-víz hőszivattyú oldalán a lemezes hőcserélők előtt motoros háromjáratú keverőszelepes bypass ág beépítésére volt szükséges minden fűtési kör esetén a berendezések védelmének érdekében.
- A szükséges termálvíz hővisszanyerésekor az alsó termálvíz hőmérséklet határa 45°C. Ez a minimális termálvíz hőmérséklet, amire a termálvizes medencék nyári hőntartására szükség van a legkisebb vízutánpótlás esetén. A termálvíz hőkinyerésére betervezett 2 darab hőszivattyú közül a második a túlhűtésének elkerülése végett vagy a medencékbe bemenő, vagy a medencékből elfolyó termálvízből nyeri ki a hőt.
- A medencék felé elmenő víz hőmérséklete szerint a központi épületfelügyelet a hőszivattyú hűtési oldalán elhelyezett motoros váltószelepet vezérli, melyik irányból legyen a hő hasznosítva.
- A termálvizes medencékből elengedett, leeresztett 32-34°C-os vizet az „A” épület mellett elhelyezett 84 m3-es tározóba vezetjük. A tározó kapacitása megfelel a három medencéből folyamatosan leengedett termálvíz tározására, a minimális termálpótvíz mennyiséget figyelembe véve.
- A tározóból kiszivattyúzott termálvíz szivattyú segítségével az „A” épület pinceszinti fő hőközpontjában elhelyezett lemezes hőcserélőkbe jut, ahol az előző rendszertől részben független, részben közös kettő darab víz-víz hőszivattyúval biztosított a hő hasznosítása a központi fűtési rendszerben. Az itt kinyert fűtési teljesítmény szintén 300-600 kW.
- További hővisszanyerésre ad lehetőséget a bérleményi területek hűtésére beépített 1 darab víz-víz hőcserélős hőszivattyú kondenzátor oldali hőhasznosítása. Ez a teljesítmény változó, tervezett maximális értéke 200 kW. A teljesítmény az éttermek kihasználtsági szintje és a külső hőmérséklet függvényében változik.
- A strandfürdő területén ezen felül egy gázmotor található, amelynek hulladékhője is hasznosításra kerül a fűtési visszatérő víz hőmérsékletének emelésére. A gázmotor által leadott hulladékhő összes teljesítménye 200 kW.
A fent leírtakból jól látható, hogy a megújuló energiaforrások használatának maximalizálásával az alternatív fűtési megoldások ideális esetben 2.800 kW teljesítményt szolgáltathatnak, amely a fellépő összes fűtési teljesítményigény közel 50%-át jelentik. A maximális igény várhatóan csak ritkán jelentkezik, így az időszak jelentős részében a megújuló energia részaránya meghaladja az 50%-ot. A BORD Épületgépész Stúdió így az épület ’zöld koncepcióját’ technikai oldalról is megvalósította és megoldásaival nagyban hozzájárult, hogy a strandfürdő ne csak látványában képviselje a BORD Építész Stúdió alapelveit.