Sinóros-Szabó, BotondZsabokorszky, Ferenc2016-02-042016-02-042015http://hdl.handle.net/2437/221874Az elektromos energia ma már a mindennapi életben egyre inkább előtérbe kerülő erőforrás, mind az ellátottsági szintje, mind környezeti hatása, illetve termelést és komfortot szolgáltató összefüggése szempontjából. Ma már egyre inkább napi aktualitássá válik a környezet és az energia kapcsolata, és ez a tendencia a lakosság és az ipar ellátását végző vízi közmű szolgáltatók körében is előtérbe kerül. Minden jel arra enged következtetni, hogy az energetika a jelen kor technikai és társadalmi tevékenységét leginkább befolyásoló termelői és szolgáltatási forrás, szoros összefüggésben a környezetvédelemmel és a gazdasággal. A viziközmű társaságok üzemelési költségeinek jelentős részét képezi a villamos energiafogyasztás. Ennek nagy része, a cégek jellegéből fakadóan, a szivattyúzás során felhasznált energia, így kiemelten kell kezelni az áram beszerzésének és használatának folyamatát. A gazdaságos szivattyú üzemeltetéshez több lépcsőfokon keresztül juthatunk el. Az első mérföldkő a szivattyú beszerzésnél kezdődik. Új létesítmények beruházásánál van a legkedvezőbb alkalmunk, hogy az igényeinket legjobban kielégítő szivattyút építsünk be. A szivattyúk méretezéséhez a megfelelő szivattyú kiválasztásához ma már könnyen hozzáférhető szoftvereket kínálnak szivattyúgyártó cégek. A szivattyú kiválasztása után eljutunk a motorhajtások és a szabályozásához. Ma már elérhető áron kaphatók korszerű frekvenciaváltók, melyek segítségével fokozatmentes fordulatszám szabályozás érhető el, mely segítségével állandó nyomást, vízszállítást alakíthatunk ki a rendszerben, mindezt alacsony energiafelhasználással (elsősorban ez utóbbi miatt kerülendők az egyéb szabályozási módok, mint pl. a fojtás, megkerülő vezetékek). A fordulatszám szabályozás az energiaköltségeken túl a karbantartási költségekre is jótékony hatással van, hiszen védi kutunkat és a hálózati elemeket is a lassú indítás-leállás segítségével. A hazai vízellátó rendszereket, a szennyvíz átemelőket korábban nagyobb kapacitásra méretezték, ugyanakkor az elmúlt 25 év jellemzője a vízfogyasztás drasztikus csökkenése és ennek következtében a kapacitások kihasználásának romlása. A vizsgálat során új megközelítést alkalmaztunk, amely a vízmozgatás teljes folyamatát vizsgálja, a kutakat a tározókig, az ellátási és a tisztítási technológiai, valamint a hálózati szivattyúkat. A működésük során az energiafelhasználás szempontjából kell elemezni, a szivattyúkat és azok optimális működését meghatározni. Az értekezés célkitűzése a rendelkezésre álló energiafelhasználási optimalizációs algoritmus adaptálásával alkalmazásával vizsgálatok és mérések végzése a magyar vízi közmű szolgáltatóknál az üzemelés energia hatékonyságának vizsgálata céljából kWh/m3 mérőszámmal jellemezve A mérések alapján meghatározni a potenciális megtakarítási mértékét: kWh-ban és a hosszú távon a megtakarítható működési költséget, CO2 kibocsátást. További célként tűztük ki a vizsgálatok eredményeképpen feltárt potenciális megtakarítás elérhetőségének ellenőrzése egy vízműnél és a vizsgálatok tapasztalatainak értékelését annak érdekében, hogy a további vizsgálatok és hatékonyságát növeljük. A kutatás során elsőként alkalmaztuk a mobil eszközökkel történő on-line szivattyú teszt vizsgálati módszert Magyarországon. Több szász méréssel és annak kiértékelésével úttörő vizsgálatokat végeztünk három hazai viziközmű szolgáltatónál az energia megtakarítási lehetőségeinek feltárására 2010. márciusában. Az elérhető megtakarítás 740.000 kWh/év, átlagosan 21%-ra adódott. 30 Ft/kWh áramdíjjal számítva 22 200 000 Forintnak felel meg. Ebben a tanulmányban olyan szivattyú alkalmazás típusok mérését mutatom be melyek jellemzőek vízellátás és a szennyvíz szivattyúzásnál. Részletesen elemezve a mérés módját és a megtakarítási potenciál feltárását. Az egyes mérések jelentős szórást mutattak nem volt ritka a 35 %-os potenciál. A mérések alapján válik tervezhetővé az elérhető energia megtakarítás valamint az elérhető CO2 kibocsátás megtakarítás. A feltárt potenciális megtakarítás elérhetőségének ellenőrzésére kísérleti alkalmazást valósítottunk meg egy vízműnél. A gyakorlat igazolta az előzetes mérések pontosságát és a vizsgálati módszer alkalmazhatóságát. A minta alkalmazás során sikerült elérni a tervezett megtakarítást és túlteljesíteni, a Dombóvári vízműben 2011-2012. években meghaladta a havi 30 000 kWh értéket. Három éves időszakban lehetőségünk volt értékelni az alkalmazás gyakorlati tapasztalatait is üzemelés közben. Ezek közül is kiemelem, hogy a szivattyúk energia állapotának on-line megjelenítésének alkalmazásával lehetőség nyílik a hatékonyság közvetlen megfigyelésére, ellenőrzésére, motivációs eszköz lehet a menedzsment részére folyamatos energia hatékonysági beavatkozások megvalósítására. Az energiahatékonyság javítását egy több lépcsőben megvalósuló innovatív tevékenységgel jellemezhetünk egy viziközmű szolgáltatóknál. A folyamatba be kell vonni a menedzsmenten kívül a megvalósításban közreműködő üzemvezetőket, villanyszerelőket, karbantartókat, diszpécsereket. A folyamat jellemzője, hogy az innovatív szemlélet a megvalósítás során fokozatosan teljesedik ki. A folyamat során a hatékonyság egyre javul. Az eredmény egy hatékony, energiatakarékos, kisebb költségigényű üzemeltetés, ami a jövő rezsi csökkentésének az alapja lehet.Today, electricity is the energy source that stands apart from every other, in terms of supply cover, environment effect, and capabilities to serve production and comfort. The link between energy and the environment has become a daily concern, and this is also true for the water utilities that serve households and industry. There is every sign that energy is the resource that most influences production and services in this increasingly technical age, and it is bound up with environmental protection and the economy. Electricity also accounts for a large proportion of the operating costs of water utilities. Owing to the nature of water supply activities, pumps are the main consumers of electrical power and o considerable attention has to be devoted to the process of purchasing and using electricity. There are several stages on the way to economical pump operation. The first of these is the choice of pump. Construction of a new facility offers the best opportunity for installing a pump that is most suited to the requirements. Pump manufacturers provide software for the selecting a pump with the right parameters for the required function. After selecting the pump, we must consider the motor drives and controls. Affordable frequency converters are now available to regulate speed continuously and provide constant pressure or water flow in the system with low energy consumption (contrasting in this respect with such methods of regulation as choking or by-pass pipes). Speed regulation saves on maintenance as well as energy costs, because soft starting and stopping protects well and network elements. Hungarian water supply and wastewater systems were originally designed with larger capacity than is now required. Water consumption has decreased drastically over the last 25 years, adversely affecting capacity utilization. We used a new approach in this study, covering the entire process of water transport from wells to reservoirs, the supply and treatment processes, and network pumps. Operation is analyzed in terms of energy consumption to determine the optimum operation of pumps. The objective of the project was to determine the energy efficiency, expressed in kWh/m3, of Hungarian water utility systems. The test measurements involved adaptation of available energy consumption optimization algorithms, and were used to determine potential savings in kWh, long-term operating costs and CO2 emissions. Further objectives were to assess the extent to which the water utility company could attain the potential savings determined by the tests and to evaluate the test results with a view to improving the effectiveness of further tests. The research involved the first application in Hungary of an on-line pump test method using portable equipment. In March 2010, we performed several hundred measurements and assessed them in a pioneering study of energy saving potential in Hungarian water utilities. The attainable annual savings totalled 740,000 kWh, an average of 21%. At an electricity price of 30 Ft/kWh, this corresponds to HUF 22,200,000. This thesis presents measurements on pump types commonly used in water supply and wastewater systems. The measurement methods and potential savings are analyzed in detail. The measurement results showed considerable scatter, but frequently indicated potential savings of 35%. The measurements enable the planning of savings on energy and CO2 emissions. To check the attainability of the potential savings determined by the tests, we carried out a pilot application at one water utility. The exercise confirmed the accuracy of the preliminary measurements and the applicability of the test method. The pilot project at Dombóvár Water Works achieved savings of more than 30,000 kWh in 2011–2012, surpassing the predicted level. We had the opportunity of evaluating the application of the method over a three year period. One notable experience of the project was that the direct observation and control facility provided by on-line display of the pumps’ energy state could function as a motivational tool for management in implementing continuous energy efficiency measures. We have identified a multi-stage process of innovative activities through which water utilities can improve energy efficiency. In addition to the senior management, the process must involve the local managers, electricians, maintenance staff and dispatchers. It is essential to the process that the innovative attitude gradually takes hold as it is implemented. Efficiency improves steadily during the process. The outcome is efficient operation that consumes less energy and incurs lower costs. This could provide a sound basis for future reductions in consumer bills.109huszivattyúüzemeltetéspump operationenergy efficiencyenergy savingwater supplywastewater systemsenergia hatékonyságenergia megtakarításvízellátásszennyvíz hálózatokRegionális tudományokAgrártudományok