Víz kinyeréssel kapcsolatos dolgok

Víz kinyeréssel kapcsolatos dolgok

Kúttípusok rajzokkal

Ásott kutak

Az ásott kút jellemzője, hogy nagy mennyiségű vizet tárol, ezért gyenge vízadó képességű rétegben is jól használható, továbbá az alsó vastag kavicsoszlop következtében a lökésszerű vízkivétel sem okoz problémát.

Kivitelezési technológia szerint az ásott kút két típusa különböztethető meg: a normál kivitelű ásott kút és a süllyesztett kút.

Normál kivitelű ásott kutak

A normál kivitelű ásott kút kivitelezésekor az előre kialakított munkagödörbe utólag építik be akútbélelést, ezért csak állékony talajban létesíthető. Bélelése leggyakrabban betongyűrűvel történik, de készülhet tégla, vagy kőfalazattal is. Falazott bélésű ásott kút vázlatos rajza látható az ábrán.

A normál kivitelű ásott kút fő része a kút gödrébe épített kútváz (kútbélés). A kútbélés lehet tömör, perforált vagy hézagos. A tömör bélésű kút csak alulról, a hézagos és perforált kútoldalról is kap vizet. A kútbélés aljára (hézagos ill. perforált kútbélés esetén köré is) 6 - 16 mm átmérőjű mosott vegyes szemcséjű kavics kerül. Ez a kavicsréteg akadályozza meg a talaj finomabb szemcséinek bejutását a kútba. Az ábrán beton kútgyűrűkből készült, hagyományos ásott kút látható.

A kútfej kialakításakor gondoskodni kell arról, hogy a kútba felülről ne kerülhessen szennyeződés. E célt agyagtömítéssel, betongallérral, vasbeton tetővel, jól záró aknafedlappal lehet élérni.

Az ásott kút átlagosan 0,5 - 5,0 m³/nap vízigény kielégítésére alkalmas. Belső átmérője 0,8 - 1,5 m közötti, szokásos mélysége 4 - 10 m. Vízszint alatti mélységét a talajvíz szintje és a kitermelni kívánt vízmennyiség határozza meg. A kutat úgy kell kialakítani, hogy benne a legalacsonyabb vízszint esetén is legalább 3 méter magas vízoszlop legyen. Ha a kút csak alulról kap vizet, akkor alsó peremének legalább 1,0 méterrel kell a vízzáró réteg felső szintje fölött lenni.

Az ásott kutak kialakítási módját a kiemelésre kerülő kőzetek határozzák meg. Laza, üledékes kőzetben (lösz) mélyített ásott kút kiképzését mutatja az ábra.

A kút lényege ilyen esetben a kettős szűrőréteg, amelyet a perforált betongyűrű és az azbesztcement cső között alakítanak ki.

Süllyesztett kút

A süllyesztett kút meghatározó méretei a belső átmérő és a mélység. Ezek határozzák meg akút anyagát is. A belső átmérő 0,8 - 3,0 m között változik. A kiesebb átmérőjűek rendszerint kisebb mélységűek és többnyire előregyártott kútgyűrűből készülnek.

A nagyobb mélységű (6 - 12 m) süllyesztett kutak többnyire monolit vasbetonból készülnek, 2.0 - 3,0 m átmérővel. Ebben az esetben a kútköpenyt a helyszínen készítik el, majd a bélésen belül kiemelik a talajt, miközben a kútköpeny a saját súlya alatt a kívánt mélységig lesüllyed. A süllyesztett kút részei a kútfejkiképzés, a kútköpeny (kútbélés), a szűrőréteg és akútszerelvények.

A kútfejkiképzés a terep fölötti részt lezáró vasbeton fedlap és lebúvónyílás, valamint a kútkörüli vízzáró agyagtömítés.

A kútköpeny a kút fő része, ez biztosítja a kút állékonyságát. A kútköpeny alsó részén a süllyesztést megkönnyítő vágóél-koszorút képeznek ki.

A kút alulról táplálkozik, a vízadó homokréteg leterhelésére a kút aljára kavicsréteg kerül.

A kútban helyezkednek el a víztermelést szolgáló szerelvények, a szivattyú, vagy annak szívócsöve.

Vert kút (Norton kút)

A Norton-kút tömör heggyel felszerelt, a vízadó réteg szintjén perforált acélcső, melyet veréssel hajtanak le a vízadó rétegbe.

Átmérője 80-100 mm, mélysége 10-15 m. A perforált csőszakaszt szűrőszövet boríthatja. Verés közben a szűrőszövet könnyen megsérülhet és ekkor - homokos vízadó réteg esetén - a kútrövid idő alatt eltömődhet.
A vert kutak többnyire csak kis vízhozamok kielégítésére alkalmasak, jó hatásfokkal csak kavicsos vízadó rétegben alkalmazhatók. Létesítésére elsősorban az ismert mélységű (optimálisan 4-6 m közötti) homokos kavics vagy kavics vízadó réteg alkalmas.

Fúrt kutak

A kútfúrást általában nagyobb mélységű kutak létesítése esetében alkalmazzák, de nem kizárt kis mélységű kialakítása sem.

A fúrt kút csak jó áteresztőképességű vízadó rétegben szolgáltat elegendő vízhozamot. A vízáteresztő-képesség által meghatározottnál nagyobb vízigény esetén, a szűrőzött csőszakasz körül kavicsköpenyt alakítanak ki, amely megnöveli a kút hatékony átmérőjét, és ezáltal a kitermelhető vízhozamot.

A talajvízre telepített fúrt kút általában egyrétegű béléscsővel készül.

A fúrt kutak közül a 30 méternél kisebb mélységű, száraz fúrási eljárással készülő kutakat külön elnevezéssel csőkutaknak hívják.

Mivel a csőkútban nincs számottevő tározott vízmennyiség, létesítése akkor indokolt, ha a vízadó réteg képes a legnagyobb vízigénynek megfelelő vízmennyiség folyamatos kielégítésére. A csőkutat ezért elsősorban felszínközeli, durva szemcséjű (kavicsos homok, homokos kavics) vízadó rétegekbe mélyítik, amelyek rendszerint jó vízadó képességűek és több irányú vízpótlással rendelkeznek.

A csőkút készítésekor két csőrakatot - irány- és szűrőcsövet - építenek be. Kivitelezéskor először egy néhány méter hosszú iránycsövet fúrnak le, amely a felszíni vizek és szennyezőanyagok közvetlen kútba jutását akadályozza meg. Az iránycső ezen túl a kútfüggőlegességének biztosítására is szolgál, elnevezése is innen származik.

Ezután a további fúrás egy, az iránycsőnél kisebb átmérőjű fúróval történik. Fúrás közben a furatot beomlás ellen egy ideiglenes védőcsővel, az ún. béléscsővel biztosítják.

A vízadó réteg elérése után a béléscsőbe a megfelelő szakaszon perforált csövet - szűrőcsövet - helyeznek el, majd a béléscsövet visszahúzzák. A szűrőcső perforált szakaszát a talajviszonyok függvényében szitaszövet borítással is elláthatják. Finomabb szemcséjű vízadó rétegben a béléscső visszahúzása során a szűrőcső és a béléscső közé szűrőkavicsot is elhelyeznek. A szűrőzött csőszakasz alatt egy legalább 5 méter mélységű csőszakasz, az iszapzsák helyezkedik el, amely a kútba bekerülő homokszemcsék leülepítésére szolgál.

A vízkút helyének kitűzése

A kút létesítésének első, és egyik legfontosabb lépése a kút helyének meghatározása, kitűzése.
A kérdés minden esetben felmerül, amikor eldöntöttük, hogy saját kutat, saját vízellátást építtetünk magunknak.
Vajon lesz-e az igényeinknek elegendő vizünk? Nem csak felesleges kiadást vállalunk, majd kínlódhatunk a szivattyúnkkal, mint a szomszédunk?
Jó elfoglaltság és szórakoztató, amikor azt nézegetjük, hogy a szomszédunk ki-be húzogatja a szivattyúját a kútjában, közben elvörösödött fejjel hatalmasakat káromkodik.
El is döntjük magunkban gyorsan, nem kell nekünk kút, minek a bosszúság, hiszen a szomszédunknak sem működik rendesen.
Pedig a vízdíj magas és csak növekszik.
Akkor is fizetünk csatornadíjat, amikor a kertben a két fonnyadt salátánkat locsolgatjuk, vagy a gyerekmedencét feltöltjük, vagy ólat kell építenünk a húsvétra kapott malacnak.
Nincs más megoldás, csak sodródni az árakkal?
De van. A saját vízellátás.
Kevés olyan beruházás létezik, ami olyan hamar megtérül, mint a saját kút.
Hogyan lehetne saját vízellátásom, ha a szomszédomnak sem jó?
Mindennek az alapja a kút helyének kitűzése.
Példákon fogom bemutatni, hogy attól még, hogy a szomszédomnak nem üzemel, vagy nem jól üzemel a kútja, attól az én kutam még alkalmas lesz az igényemnek megfelelő saját vízellátásra.
Néhány egyszerűsített szelvényen ábrázoltam a geológiai anomáliákat.

Az első ábra egy zavartalan üledékes formációt mutat. A vízzáró rétegek között vízadó réteg helyezkedik el. Ilyen, vízbázis szempontjából, homogén területen bárhová fúrhatunk, telepíthetünk kutat, közel azonosak lesznek a kutak hozamai, amit a vízadó réteg paraméterei, térbeli kiterjedései határoznak meg (feltételezve, hogy kútépítés technológiája megfelelő, szakszerű). Természetesen az egyéb paraméterekkel, pl. a kutak egymásra hatásával, a kútépítések technológiai eltéréseivel most nem foglalkozunk.


1. ábra

---

A 2. ábra egy leegyszerűsített gyűrődéses tektonikai formációt mutat. A gyűrődések felső íveit az erózió lekoptatta.
A vízzáró rétegek között lévő vízadó réteg vízutánpótlása biztosított.
Láthatjuk, hogy mennyire alapvető a kút helyének pontos meghatározása.
Akár néhány 10 méteren belül is teljesen eltérő vízhozamú kutakat fúrhatunk.
A 3. számú kút víztermelésre alkalmatlan (ez a szomszéd kútja).
A 2. számú kút alacsony vízhozamú, a környezeti változók (időjárás, évszakok stb.) befolyásolják. Rövid élettartamú kút (ez a másik szomszéd kútja).
Az 1. számú kút tartósan magas vízhozamot biztosít, hiszen a réteg vízutánpótlása hosszú távon biztosított (ez lesz a saját kutam).

2. ábra

---

A 3. ábra egy tektonikailag zavart formációt ábrázol. Egy törésvonal mentén a rétegek egymáshoz képest elmozdultak.

Az 1. számú kút tartósan jó vízhozamú, a vízadó réteg vízutánpótlása biztosított (ez lesz a mi kutunk).

A 2. számú kút mélyebb szinten éri el ugyanazt a vízadó réteget, mélyebb kutat kell készíteni, mélyebbről kell kitermelni a vizet. Az elért vízadó réteg tartós vízutánpótlása bizonytalan. A nyugalmi vízszint és az üzemi vízszint közötti különbség nagy.
A kút tartósságának érdekében érdemes alacsony vízhozamot beállítani, még akkor is, ha a kút beüzemelése során magasabb értéket kapunk (ez a szomszéd kútja).



3. ábra


Ezek a rajzok leegyszerűsített szelvény-vázlatokat ábrázolnak. A valóságban ettől lényegesen összetettebb, változatosabb formációkkal, geológiai anomáliákkal találkozunk a felszín alatt.
Amit a köznyelv „vízereknek” nevez, azok valójában felszín közeli, általában üledékes, vízadó rétegek, melyek különböző tektonikai hatások következtében elmozdultak, deformálódtak.
Néhány kiragadott, valóságos példán mutatom be, mennyire fontos a vízkút helyének pontos kitűzése, ahol a fúrófej fog behatolni a felszín alá.
Most olyan példákat írok le, amelyek a tulajdonosok beleegyezésével, bárki számára ellenőrizhető.

1. példa
Az alábbi helyszínrajzon az A-val jelölt telekre kellett kutat készíteni. A terület sík. A közeli telken (B-vel jelölve) már volt egy 160 mm (!) átmérőjű béléscsővel készült, 19,8 m talpmélységű kút, -10 m nyugalmi vízszinttel, minimális vízhozammal (gyakorlatilag a béléscsőben tárolt víz kitermelése a hozama), majd egy-két nap elteltével áll be újra a nyugalmi vízszint. Ez a kút nem alkalmas sem öntözésre, sem házi vízellátásra.
A C-vel jelölt telken is volt már egy 20 m-es talpmélységű kút, 200 mm-es (!) béléscsővel kiépítve, -11 m-es nyugalmi vízszinttel. A kút vízhozama, ez esetben is, a béléscsőben tárolt víz kitermelése. A kút visszatöltődése az újraszivattyúzhatóságig 2 nap. Eredetileg házi vízellátásra kívánták használni a kutat.
Az A jelű telek a másik két telek közé esik. A megbízó a véleményemet kérte a lehetőségekről. A helyszíni szemle során két pontot jelöltem ki a kút helyére. A 2. pont gyengébb vízhozamot ígért. Meggyőződtem arról, hogy a kutat az 1. pontba kell építeni. A tulajdonost rábeszéltem az 1. pontban való fúrásra. Nehezen, mert ez távolabb esett az épülettől, mint a tulajdonos eredeti elképzelése volt és így „hosszabb árkot kell majd ásnia”.

---

A feltáró próbafúrás során, közel a felszínhez, már több, jó vízadó képességű réteget tártunk fel. A feltáró fúrásban 19 m-től vízzáró kemény agyagot találtunk.
A furatot 19,8 m-ig bővítettük és béléscsöveztük, azaz 19,8 m talpmélységű kút készült.
És most jön a lényeg.
A béléscső átmérője: 125 mm. A nyugalmi vízszint -4,8 m. A kút vízhozama, tartós vízkivételnél 40 l/perc, azaz 2400 liter/óra. A beüzemelés során a kutat, napi 12 órán keresztül, szünet nélkül szivattyúztuk három héten keresztül. Az üzemi vízszint -6,5 m-en állt be. Ez még engem is meglepett. Kiépítettük a vízellátó rendszert, mely részeként egy 60 liter/perc vízszállítási kapacitású búvárszivattyút telepítettünk -8 m-re. A rendszer tökéletesen működik a lakók megelégedettségére. Nagyon büszkék a saját kútjukra.

Mindhárom kút ugyanabban az évben készült, de csak a 3. számú kutat tűztük ki és építettük meg mi.

Lehet ezen vitatkozni, lehet kételkedni, lehet különféle magyarázatokat adni, de a tényeket nem lehet felülírni!

2. példa
Egy kisebb domb tetején lévő telekre kértek kutat.
A telektől 60 m-re, a domb aljában, volt már egy kút. Szintkülönbség 2 m.
A meglévő kút 20 m-es talpmélységű, 200 mm-es béléscsővel készült. A tulajdonos egy időkapcsolót szerelt a szivattyú áramkörére. Úgy emlékszem 4 perc 12 másodperc után az időkapcsoló leállítja a szivattyút, ami ennyi idő alatt 30-40 liter vizet emel ki. 2-3 nap után lehet újra bekapcsolni.
A helyszíni szemle során megállapítottam, hogy a telek legmagasabban fekvő részén lehet jó vízhozamú kutat készíteni. Ide jelöltem ki a kutat. A kijelölt fúrási pont megegyezett a tulajdonos elképzelésével is.
30 m-es kutat terveztem, de a feltáró fúrás során már -14 m-től jó vízadó rétegeket tártunk fel.  20 m alatt csak nagyon kemény agyagot, agyagpalát, összefüggő vízzáró rétegeket találtunk. 23 m talpmélységű kutat építettünk 125 mm-es béléscsővel. A kút tartós vízhozama: 1920 liter/óra. Nyugalmi vízszint: -8,53 m. Üzemi vízszint: -10,62 m. A búvárszivattyú telepítési mélysége: -13 m.

Lehet ezen vitatkozni, lehet kételkedni, lehet különféle magyarázatokat adni, de a tényeket nem lehet felülírni!

3. példa
A megrendelő ragaszkodott az általa kijelölt helyen lévő fúráshoz.
A 80 mm-es átmérőjű feltáró fúrás során -12 m-t elérve, egyik pillanatról a másikra, eltűnt az öblítőiszap. 600 liter vizet, majd sűrű zagyot pumpáltunk a 80 mm átmérőjű lyukba percenként, de a lyuk mindent elnyelt.
A tulajdonossal egyeztetve átálltunk a telek azon pontjára, ahová korábban javasoltam a kút helyét. Ez a pont az előzőtől kb. 15 m-re volt.
Készítettünk egy 19,5 m talpmélységű kutat 125 mm-es béléscsővel.
Nyugalmi vízszint: - 2,93 m. Üzemi vízszint: -9,0 m 1500 liter/órás tartós vízkitermelés mellett.
A búvárszivattyú telepítési mélysége: -12,8 m.

Lehet ezen vitatkozni, lehet kételkedni, lehet különféle magyarázatokat adni, de a tényeket nem lehet felülírni!

Sorolhatnám még azt is, amikor a tulajdonos 80 m-es kutat rendelt a hegy tetején lévő telkére, mert a környezetében olyan mélységű kutak voltak. Az igényét, ami 300 liter/óra volt, megoldottuk egy jó helyre kitűzött, 18 m talpmélységű, 620 liter/órás vízhozamú kúttal, megspórolva ezzel neki többszázezer forintot.
Vagy azt, amikor a helyszíni szemle során, bement a tulajdonos a házba kávét főzni, addig én bejártam a telket. A telken volt egy 8 m mély ásott kút, ami korlátozott vízkitermelést tett csak lehetővé, sőt időszakonként kiapadt. A kávéivás közben megmutattam, hogy én melyik helyet javaslom a kút fúrására. A válasz nagyon meglepett: „Józsi bácsi is ezt a helyet jelölte ki a vesszőjével”. Kérdésemre elmondta a tulajdonos, hogy előttem pár nappal volt ott a Józsi bácsi, de kíváncsi volt az én véleményemre is a kút helyének kijelölésében.
Jó vízhozamú kút készült -16 m-es talpmélységgel.

Nem sorolom tovább a példákat.
Ezekből is látható, hogy a kútfúrás első és az egyik legfontosabb eleme a kút helyének helyes meghatározása.
Az általam kitűzött kutak 100 %-os beválást mutattak.

Azt javaslom, mielőtt bárkivel kutat fúratna, nézesse meg a telkét, kérjen helyszíni szemlét, tűzesse ki a kút helyét.

Sok bosszúság, felesleges pénzpocsékolás előzhető meg.

VÍZBŐL HŐT HŐSZIVATTYÚVAL! KOMLÓS FERENC Összefoglalás Sokunkat foglalkoztatnak helyi és tágabb környezetünk egyre sürgetőbben jelentkező, megoldásra váró kérdései. Ezért felhívom tisztelt hidrológus honfitársaim figyelmét az energiahordozók hatékony hasznosításának hazánkban kevéssé ismert, környezetbarát eszközére, a hőszivattyúra, és mielőbbi elterjesztésének szükségességére. A hőszivattyúval környezetbarát módon gazdaságosan fűteni és hűteni is lehet. Elterjedésében emiatt több fejlett országban megelőzte már a kazánt. Belátható időn belül az épületgépészet nélkülözhetetlen technikai eszközévé válhat e fűtésre, hűtésre és használati meleg víz készítésére is alkalmazható környezetbarát gép: a hőszivattyú. A XXVI. Országos Vándorgyűlésre készített dolgozatomban a hőszivattyúzás bemutatása mellett az ezzel összefüggő időszerű gondolataimat is szeretném Önökkel megismertetni.  „... az én elgondolásaim komolyak, és higgyétek el, ha az ember valamihez fog, és nem sikerül, még nem kell kétségbe esni, a türelem, bátorság és kitartás az emberi boldogulásnak hatalmas segítője, akinek pedig nincsen jövőbe vetett reménye, azt sajnálni lehet.” Ganz Ábrahám (1814−1867) Bevezetés Világszerte a víz stratégiai cikké válik. Igaz ez a felszín alatti és a felszíni vízkészletekre és a későbbiekben majd azokra a hulladékhővel vagy szennyező anyagokkal terhelt vizekre is, amelyek hőtartalma energetikai célra hőszivattyúval felhasználhatóak (lásd az 1. ábrát). A hőszivattyú olyan gépi berendezés, ill. készülék, amely alacsony hőmérsékletű hőt von ki általában a levegőből, földből vagy vízből, és azt nagyobb hőmérsékleten bevezeti az épületbe. Mondhatnánk: környezetből a hőt – külső energia befektetése árán – „szivattyúzza” jól használható hőmérsékletre. Energetikai szempontból kiemelendő, hogy a hőszivattyúk alkalmazhatók építményekben a használati meleg víz ellátására, fűtésre és hűtésre. (Stróbl Alajos: Energiatakarékos környezetkímélés hőszivattyúkkal. OMIKK, Környezetvédelmi Füzetek, 1999/8. szám.) 1. ábra. Felszín alatti és a felszíni vízkészlet, mint lehetséges hőforrás vázlata Forrás: VAILLANT cég Uniós és világtendencia a megújuló energia hőhordozóihoz való visszatérés. A nem áramfejlesztési célú felhasználások közül napjainkban egy új csúcstechnológia a hőszivattyús energiahasznosítás. A hőszivattyúval fűteni és hűteni is lehet. Gazdaságunk egy új kitörési útjává válhat a hőszivattyús rendszerek elterjesztésének felgyorsítása (2. ábra). 2. ábra. A hőszivattyús rendszer elvi vázlata (ún. zöldhő a hőforrás) Magyarországon az energiaárak emelkedésével egyre inkább előtérbe kerül az energiatakarékosság. Hazánkban is egyre több irodaépületnek, középületnek a hűtési költsége meghaladja a fűtési költségét. Alapvető érdekünk a hűtés villamosenergia-felhasználásának csökkentése, az „energiafaló klímák" kiváltása. A földgáz pedig úgy tűnik, hogy hosszabb távon túl értékes primerenergia-hordozó ahhoz, hogy elavult vízmelegítőkben vagy kazánokban kizárólag hőtermelés céljából eltüzeljük. Az égéskor keletkező káros anyagok a kéményeken (égéstermék elvezetőkön) keresztül környezetünk levegőjébe kerül. Ezek az káros anyagok lokális és globális problémák okozói. Mesterem, Jászai Tamás professzor emeritus mondta egykor: „Az embereknek nem kilowattórákra, fára, szénre, olajra vagy gázra van szüksége, hanem fűtésre, hűtésre, higiéniára!” (A használati melegvíz csaknem annyira szükséges az életünkben, mint a hideg víz.) Épített környezetünkben a felhasznált primerenergia mennyiségének csökkentése elengedhetetlen Magyarország energiamérlegének javításához, valamint településeink, elsősorban városaink légszennyezés-csökkentéséhez. Az ésszerű és hatékony energiagazdálkodás minden önkormányzatnak, fogyasztónak, felhasználónak közös érdeke. A Kárpát-medence, benne Magyarországgal, kiemelkedő vízi adottságait az eddigieknél céltudatosabban kellene hasznosítani. Ehhez időben kell felismernünk a természet és az emberi tevékenység törvényszerűségeiből fakadó, egészséges, ésszerű és tervezhető tennivalóinkat. Napjainkban volt olvasható, hogy a globális felmelegedést okozó gázok kibocsátása jóval gyorsabban növekszik, mint azt korábban becsülték. Így nyilatkozott a Reuters hírügynökségnek 2008. április 16-ánNicholas Stern, nemzetközileg ismert szakember, a Világbank egykori vezető közgazdásza szerint alábecsülték a másfél évvel ezelőtt a neve alatt kiadott 700 oldalas jelentésben a klímaváltozás okozta veszélyek nagyságát (ezt a dolgozatot Tony Blair brit kormányfő tíz éves miniszterelnöksége legfontosabb dokumentumának nevezte). A neves tudós sürgette a szennyezőgáz-kibocsátás csökkentésére tett vállalások végrehajtását, többek között az Európai Uniótól is. A még 2006. őszén készült, az éghajlatváltozásról írott korszakalkotó jelentésben Stern és szakértői gárdája 50 év leforgása alatt 2−3 °C-os felmelegedést jövendölt, úgy becsülvén, hogy a klímaváltozás költsége a világ GDP-jének legalább évi 5%-val érhet fel, és a fogyasztást a világban egészében ötödével fogja vissza. Az EU klíma- és energiacsomagja jóváhagyási menetrendjének ismeretében feladatomnak tekintem a XXVI. Országos Vándorgyűlésre készített hőszivattyúval kapcsolatos gondolataimról tájékoztatni Önöket, hiszen a jövőnk a tét! Írásomnak ezt a részét szeretném egy Teller Edétől származó idézettel zárni: „Ha azt kérdezik, hogy nem késtünk-e el, hogy visszafordítható-e még az a rombolás, amit az emberiség ejtett a természeten, a válaszom az, hogy nem késtünk el. Amíg él az akarat, addig sosincs késő. Ha pedig az emberek közösen akarnak valamit, akkor azt meg is teszik, ezáltal érvén el céljukat, bármi is legyen az.” (3. ábra). 3. ábra. A fenntartható fejlődés útja: az emberhez méltó környezet létrehozása Forrás: a rajz Handbauer Magdolna grafikus munkája A hőszivattyúzás rövid története és Heller László Az angol James Joule és William Thomson (Lord Kelvin) 1852-ben alkotta meg a hőszivattyú elvét. Az osztrák Peter Ritter von Rittinger a francia Carnot termodinamikai írásait tanulmányozva, megalkotta a világ első ipari hőszivattyúját. (Dr. Stróbl Alajos: Energiatakarékos környezetkímélés hőszivattyúkkal, OMIKK Környezetvédelmi Füzetek 1999/8.) 1938-ban, Zürichben létesült az első tartósan hőszivattyúval fűtött épület (a zürichi városháza). Az épület hőforrása a Limmat folyó vize lett. A hőszivattyú múltjának magyar vonatkozásával kapcsolatban jelezni kell, hogy 1948-tól a Heller László (1. kép) közreműködésével kidolgozott kompresszoros hőszivattyú áttörést jelentett e technológia történetében. 1. kép. Heller László magyar gépészmérnök, feltaláló, egyetemi tanár, akadémikus (1907. augusztus 6. Nagyvárad – 1980. november 8. Budapest) Heller László az Ajkai Erőmű hűtővízproblémáinak a megoldását keresve dolgozta ki azt az új eljárást, amely lehetővé teszi, hogy vízhiányos területeken a kondenzátor hűtését víz helyett tisztán levegővel lehessen megoldani. Ez a találmánya az „indirekt léghűtésű kondenzáció”, amely az erőművi szakmában „Heller System” néven vált ismertté az egész világon. Találmányát szabadalmaztatta, majd 1950-ben Londonban a Word Energy Conference keretében nyilvánosan is közzétette. Az ipari megvalósítástForgó László hőcserélő szabadalmának a felhasználásával együtt dolgozták ki, ezért a megoldástHeller–Forgó-féle erőművi hűtőrendszernek hívják, amit napjainkban is alkalmaznak. Az ipari energetika kínálkozó lehetőségei és a hőszivattyúval kapcsolatos zürichi élményei is (a városháza fűtése hőszivattyúval) arra ösztönözték, hogy a hőszivattyú területén is új megoldásokat keressen. 1948-ban védte meg doktori disszertációját, amelynek témája a hőszivattyúk alkalmazásának technikai, gazdasági feltételei volt (Heller L.: Die Bedeutung der Wärmepumpe bei thermischer Elektrizitadserzeugung Universitätsdruckerei, Budapest, 1948). A hőszivattyú múltjának magyar vonatkozásával kapcsolatban jelezni kell, hogy 1948-tól a Heller László közreműködésével kidolgozott kompresszoros hőszivattyú áttörést jelentett e technológia történetében. (Korényi Zoltán – Tolnai Béla: Az áramlás- és hőtechnika nagyjai Életrajzi gyűjtemény, Műegyetemi Kiadó, Budapest, 2007.) A hőszivattyús technika tehát alapvetően nem új, mégis a különböző országok energiaellátási politikájában az első energiaválságig alárendelt szerepet játszott, és számos helyen (hazánkban is) eddig jelentéktelennek tekintették. Napjainkban azonban egyre több országban nő a korszerű hőszivattyúkra és a különböző hőszivattyús rendszerekre alapozó energiaellátási megoldások száma. A hőszivattyú csupán egy eleme a rendszernek, mégis az egészet meghatározza. Amíg ezt nem ismerték fel, a rendszerek hibás kialakítása számos problémát okozott. A műszaki tapasztalat rögzítése nagyban hozzájárult a „gyermekbetegségek” kinövéséhez. A legsúlyosabb probléma nem a hőszivattyús kereskedelem hanyatlása volt kb. 15–25 éve, hanem a szakértelem hiányosságából (gyártási, kivitelezési, szervizelési) adódóan a közvélemény bizalmának elvesztése a hőszivattyúkban, és az olajválságok után ehhez hozzákapcsolódott az olajár „rendeződése” is. E káros tapasztalat alapján felhívjuk mindenki figyelmét, hogy előzetes tanulmányt, ajánlatot csak hőszivattyús rendszereket forgalmazó, kivitelező, és megfelelő referenciát nyújtani képes cégektől célszerű kérni. Azok a cégek, amelyek csak hőszivattyú-értékesítést végeznek, és mélységében nincsenek tisztában az alkalmazott műszaki lehetőségekkel és korlátokkal, alkalmatlanok a feladat elvégzésére, különös tekintettel a hőszivattyús technika hazai elterjedésének kezdeti időszakaszára. Az ún. földhős hőszivattyúk erőteljes növekedése a világon az utóbbi évtizedben következett be. Bizonyára piaci megfontolások alapján, világszerte felismerték: a hőszivattyú egyre inkább megfelel annak a gazdasági követelménynek, hogy egy új berendezés alkalmazása akkor válik gazdaságossá, akkor terjedhet el, ha a technológia éves energiafogyasztása a beszerzési költség figyelembevételével kisebb, mint a hagyományos megoldásé. Vagyis az ebből származó energiamegtakarítás eredménye fedezi vagy meghaladja az új berendezés, a hőszivattyú beruházási többletköltségét. Az utóbbi 10 évben a fenti okok hatására a hőszivattyúk beépítési kapacitása 600%-kal növekedett. Hőbányászattal foglalkozó hazai szakértőink európai színtű elismerését jelenti, hogy 2003. május 25–30. között Szegeden tartották az Európai Geotermikus Konferenciát (European Geothermal Conference2003), ahol külön hőszivattyús szekció (Heat pump application) foglalkozott ezzel az utóbbi évtizedben rendkívül gyorsan fejlődő, környezetbarát technikával. Megvalósult példaként bemutatták a berlini Bundestag épületének fűtését és hűtését. Az itt beépített hőszivattyús berendezést úgy alakították ki, hogy megfelelő átkapcsolással télen fűtő-, nyáron pedig hűtőberendezésként üzemelhessen (4. ábra). 4. ábra. A berlini Bundestag épületének hőszivattyús rendszerű fűtése (300 m mély kútpár) és hűtése (60 m mély kútpár) Az USA-ban Idaho állam kapitóliumi épületét, a berlini parlamentéhez hasonlóan oldották meg, a hőszivattyús rendszer fűtést és hűtést szükség szerint szolgáltat. Ezekbe a kiemelt fontosságú középületekbe épített hőszivattyús rendszerek a széleskörű elterjesztés érdekében példamutató referenciának is tekinthetők. „A világon üzemben lévő összes hőszivattyú száma meghaladja a 100 milliót.” (Dr. Vajda György: Energiahasznosítás, Akadémia Kiadó, Budapest, 2004.) A hőszivattyúzás és a decentralizált energiatermelés jogi helyzete A 2008–2020 közötti időszakra vonatkozó energiapolitikáról szóló 40/2008. (IV. 17.) OGY határozat sajnálatos módon nem tartalmazza a decentralizált energiatermelés és a hőszivattyús technológiák fontosságát, a Heller-tervben foglaltakat. Legközelebb két év múlva lesz lehetőség az OGY határozat felülvizsgálatára és e hiányosság pótlására a határozat 12. pontjának t) bekezdése értelmében. Az épületek jelentős befolyást gyakorolnak a hosszú távú energiafogyasztásra. Jelenleg a lakások és az ún. tercier ágazat fogyasztása, amelynek meghatározó részét az épületek jelentik, a végső energiafelhasználás 40%-át teszi ki az EU-ban, és hazánkban is hasonló ez az arány. Az országos energiamérleg javítása és a környezet kímélése egyaránt szükségessé teszi az épületek energiafogyasztásának mérsékelését. Az ide vonatkozó 2002/91/EK EU-irányelv honosításához, bevezetéséhez több jogszabály tartozik. Eddig csak az első jogszabály jelent meg: az épületek energetikai jellemzőinek meghatározásáról szóló 7/2006. (V. 24.) TNM rendelet. Ez az épületek energiatanúsításához szükséges számításokat és határértékeket tartalmazza. Ebben a rendeletben az épület által termelt energia is beszámít, így a hőszivattyús rendszer által bevitt energia is, amely elősegíti a jobb minősítés elérését. Az viszont még egyelőre kérdéses, hogy ennek a jobb minősítésnek mi lesz a későbbiekben a piaci értéke. A fenti jogszabály alapján a szén-dioxid-kibocsátás csökkentése érdekében az új épületek 2008-tól csakenergiatanúsítvánnyal kaphatnak használatbavételi engedélyt, a meglévő épületek, lakások pedig 2009-től csak energiatanúsítvánnyal adhatók el vagy adhatók bérbe. Vizsgálni szükséges annak lehetőségét, hogy műszaki és gazdasági szempontból alkalmazható-e megújuló energiaforrás és hőszivattyú stb. Mivel feltűnő, hogy az energiatakarékosság mennyire lényeges szempont lett a magyarországi gázáremelkedések miatt a mindennapi ember számára, meglátásom szerint egy ilyen jellegű igazolás tovább javítaná a hőszivattyúk versenyképességét. Fontos, hogy megértsük a tanúsítás környezeti és költségmegtérülési hatását. Miután a hőszivattyú megújuló energiahordozó (vagy hulladékhő) felhasználását teszi lehetővé, környezetvédelmi és energiagazdálkodási szempontból kedvező a hatása. Ugyanakkor fontos kiemelten hangsúlyozni a gazdasági alkalmazási indokoltságot. A konkrét megtérülési mutató (évek száma) a beruházás megtérülési idejének szokásos számításával megkapható, és ma már célszerű EU átlagárakkal (€) is kiszámolni. Itt jelezzem, hogy a felszíni vizekből (állóvizek, vízfolyások) vett hőenergia a vonatkozó jogszabályok alapján hőmérséklethatár nélkül és a földhő- (geotermikus energia-) hasznosítás költségmentes (ingyenes), ha a hőszivattyú hőforrásoldali csőcsonkján a hőhordozó közeg hőmérséklete a 30 °C-ot nem haladja meg. Jelentős pénzügyi akadályát jelenti a hőszivattyúk hazai elterjedésének a kémény és a tartalékkémény problémája. Ezeknek anyag- és építési költsége a hőszivattyú árával azonos nagyságrendű. Így jelentősen fékezi a korszerű hőtermelő berendezések elterjedését napjainkban. Magyarországon a hőtermelő eszközök piacán is mielőbb azonos feltételeket kell biztosítani a technikai felzárkózásunk érdekében. A versenyhelyzet megteremtéséhez a földgázár támogatását meg kell szüntetni, ugyanakkor hőszivattyús ártarifával is ösztönözni szükséges az új technológia elterjesztését. Az ilyen árpolitika a földgázimportot és a pazarlást is jelentősen csökkenti. A településen élő emberek a környezet romlásából elsősorban a levegő minőségének a változását érzékelik. Statisztikai adatok mutatják, hogy az ország lakosságának több mint fele szennyezett levegőjű területen él. A legsúlyosabb helyzet a városainkban alakult ki, ahol kevés a növényzet. (Kontra Jenő: Hévízhasznosítás, Műegyetemi Kiadó, 2004.) A magyarországi energiapolitika meghatározásában a „szennyező fizet” elv látszólag felbukkan, de az energiapolitikai programok, törvények és jogszabályok igen gyengén tükrözik vissza. A programok legfőbb elemét a különféle támogatások jelentik, amelyek leginkább állami költségvetésből, külföldi támogatásból esetleg segélyekből származnak, csak kismértékben támaszkodnak szennyezésre kivetett adó-, illetve díjbevételekre. A fejlett nyugati államokban a külső levegő minősége a városokban is sokat javult, mert korszerűbb fűtési rendszereket alkalmaznak. Be kell látnunk, hogy a környezetvédelmi és a műszaki-technikai fejlődés együttes hatására a füstölő kémények számát nem növelni, hanem csökkenteni szükséges.Kialakítható akár épületenként vagy pl. épülettömbönként a központi fűtés/hűtés, a távfűtés/távhűtés, ami jobb hatásfokot, kevesebb veszteséget jelent. Így nem kell lakásonként a számos gázkészülék és égéstermék-elvezetés, nincs szükség a környezetszennyező és drága kéményekre. Nincs szükség helyfoglaló, további árnövelő tüzelőanyag-tárolóra, nem kell gázvezeték, biztonságos, nincs szén-monoxid-mérgezési és robbanásveszély, különös tekintettel az ebből adódó balesetek minden évben növekvő számára, higiénikus stb. Gondoljunk a befektetői, az üzemeltetői és a nemzetgazdasági rövid- és hosszútávú előnyökre is. Már nemcsak a szakemberek előtt ismeretes, hogy a fosszilis tüzelőanyagokhoz kapcsolódó kémények károsítják a környezetet. Lehetőség szerint minél kevesebb égéstermék-elvezetőt kell építeni, sőt, minél nagyobb egységnek legyen egy égéstermék-elvezetője. Az energia átalakítását tehát a lehető legjobb hatásfokkal, a legkisebb veszteséggel szükséges megoldani. Életvédelmi szempontból is csökkentenünk kell a kémények számát. A távhőszolgáltatás olyan közüzemi szolgáltatás, ahol monopolhelyzetben van a szolgáltató, ezért védenünk kell a fogyasztót. A kiépített rendszer elavult, gondot jelent, hogy a hőmennyiségmérés helye és a végfelhasználás helye nem azonos. Napjainkban az egyedi, lakásonként való hiteles hőmennyiségmérés megvalósítható, és ezt a távhőszolgáltatásról szóló 2005. évi XVIII. törvény is rögzíti. A fűtés elszámolása lakásonként is történhet. A „Heller László terv, egy munkahelyteremtő kezdeményezés” című programjavaslat lényeges eleme, hogy a földgáztüzelésű kazánokat, vízmelegítőket, különösen a villanybojlereket, továbbá az ún. „energiafaló légkondikat” minél előbb váltsák fel a tömegigényeket kielégítő, különböző kivitelű és üzemmódú hőszivattyús rendszerek. A földhős (másnéven geotermikus) hőszivattyús rendszerek elterjesztését tartom a legcélszerűbbnek. De az adott területen, térségben bármelyik meglévő megújuló energiahordozó hasznosításának lehetőségét meg kell vizsgálni, és el kell bírálni az ott lévő körülmények figyelembevételével. Megfelelő közgazdasági feltételek kialakításával ezen energiaforrások előnyösen hasznosíthatók az ott élő emberek javára. A környezeti megfontolásokat csak az energiamegtakarítás és az energiahatékonyság mértékéig veszik figyelembe. Ezek környezeti szempontból ugyan fontos tényezők, de az energiafogyasztás abszolút szintjének problémája és az energiaforrások kérdése egyaránt figyelmen kívül marad. Mint említettem, a magyar energiapolitika nem helyez kellő súlyt a decentralizált energiatermelésnek ill. –felhasználásnak, valamint a megújuló energiaforrások kiterjedt használatának. Fontos feladat a helyi szinten felmerülő energiaügyekre való nagyobb összpontosítás, az energiarendszer decentralizálásának előmozdítása. Ha pl. egy felelős önkormányzat arra törekszik, hogy energiafelhasználásához a megújuló energiaforrásainak részarányát emelje, a földgáz ára állami támogatásának következtében ez az elképzelése a környezetbarát megoldások tervbevételével ma jóval többe kerülne. Az energiahatékonyság befolyásolására az államnak jelentős jogi, szabályozási eszközei vannak. A hatékonyság javításának ösztönzése tisztán piacpolitikai eszköz, a rászorulók támogatása pedig szociálpolitika. A kettő aránya országonként és időszakonként eltérő. Sajnálatos, hogy jelenleg Magyarországon ez az arány nem jelzi azt, hogy itt az energiahatékonyság ügye a politika és a közgondolkodás homlokterében lenne. Jelenleg nagyságrenddel nagyobb a fogyasztás támogatása, mint az energiamegtakarításé! Piacgazdasági keretek között a váltást a piaci feltételek kényszerítik ki. A feltételek részbeni meghatározásával az állam befolyásolhatja a piaci szereplők döntéseit. Ezért fontos, hogy a döntéshozók igazságossá tegyék a küzdőteret. Csökkenjen a fosszilis energiahordozók támogatása, adóztassák arányosan a környezetszennyezőket, növekedjen a környezetbarát technológiák bevezetésének támogatása (dr. Bányai Orsolya: A geotermikus energia szabályozása Magyarországon. Közigazgatási Szemle, 2008/1). Mivel a támogatás megvonása a fosszilis alapú energiatermékek és -technológiák terjesztőinek, szolgáltatóinak nem előnyös, ezért az érintett cégek valószínűleg ellenállnak. Ez tudjuk, hogy nehezíti a szubvenciók eltörlését, de a jövőnk érdekében megkerülhetetlen ez a radikális változás. Decentralizált energiatermelés esetén az energiatermelés közel van a felhasználási helyhez, ill. az áram és/vagy a hőtermelés a fogyasztók közelébe települ. (Büki Gergely: Kapcsolt energiatermelés. Műegyetemi Kiadó, 2007.) Szeretném kiemelni a decentralizált, lokális (helyi) energiatermelés vidékfejlesztő és lakosságmegtartó hatását. Ezzel csökkenthetnénk a vidéket elhagyók számát. Fontos, hogy az energiatermelő és -elosztó vállalkozások, ahol csak lehet, a közösség (vagy a település) tulajdonában maradjanak, mert csak így kerülhető el az idegen tőke gátlástalan kizsákmányoló hatása. Lakás-kommunális hő- és használati melegvíz-ellátásra a geotermális energia kb. 8%-át hasznosítjuk. Hévízre alapozott távfűtés Magyarországon egyelőre sajnálatosan kevés városban van (2005. évi adat: Csongrád, Hódmezővásárhely, Nagyatád, Szeged, Szentes, Vasvár), de a közelmúltban biztató beruházásokról kaptunk híreket (Kistelek, Gödöllő, Veresegyháza). Megítélésem szerint a földgázról, a kőolajról és a szénről – az ún. fosszilis energiahordozókról – a megújuló energiára történő fokozatos átállás egyik kiemelkedő kulcsa a hőszivattyús technológia: hőszivattyú, a ki nem játszott ütőkártya a globális felmelegedés elleni harcban, amely hazánkban a növekvő energiaár miatt piaci alapon is tért hódít. A földhős hőszivattyúk alkalmazásával ugyanazon épület fűtési és hűtési ellátásához a felével is kevesebb vásárolt energiára van szükség. Ez nemcsak energiamegtakarítás jelent, hanem a károsanyag-kibocsátási értékeket is jelentősen csökkenti, így Magyarországot az Európai Uniós követelmények teljesítésében nagyban segítheti, az emisszió értékek kereskedelmében többletjövedelemhez juttathatja, valamint az ország primerenergia-függését is mérsékli. A hőszivattyú földszondái a sekély mélységekből, általában a földfelszíntől párszáz méternél nem mélyebbről, környezetbarát módon, nyitott vagy közvetett úton, ún. zárt rendszerben, azaz hőcserélővel veszik ki a földkéregből a geotermikus hőt. Jelentős eredményt hozhat országunk fejlődésében a megújuló energiahordozóink ésszerű felhasználásának eszköze a hőszivattyú, illetve a hőszivattyús rendszerek példamutató minőségben való elterjesztése. A hőszivattyúk a megújuló és a hulladékenergiák (pl. a csurgalék- vagy a szennyvizek hőtartalmának kinyerésével) hasznosításával elősegítik a fosszilis (szén, kőolaj, földgáz) tüzelőanyagok takarékosabb felhasználását, így jelentősen csökkentik az építmények energiaellátásának üzemeltetési költségeit. A mezőgazdaságban pl. szárításra, víz temperálására, növényházfűtésre és -hűtésre, vagy az állattenyésztés hőigényeihez alkalmazható. Magyarországon is egyre többen „kényszerüljenek” a piac és a környezettudatos gondolkodás miatt a hőszivattyú alkalmazására. Fontossá vált, hogy a közös célok megvalósítását az energetikai, a környezetvédelmi és a közgazdasági szabályozás, valamint a pénzügyi támogatások segítsék. Fogalmak Hő A hő az energia egyik formája. Ha egy anyag hőtartalom-változása hőmérséklet-változásban nyilvánul meg, akkor a hőt érzékelhető hőnek nevezzük. Ha a halmazállapot-változás úgy megy végbe, hogy nincs érzékelhető hőmérséklet-változás (pl. folyadékból gázba, vagy fordítva, gázból folyadékba alakul át), akkor ezt a hőt rejtett (látens) hőnek nevezzük. A hő tehát átadható érzékelhető vagy rejtett hő formájában is. Hőszivattyú Olyan berendezés, amely egy tér adott hőmérsékletén hőt vesz fel és megnövelve azt egy másik térben nagyobb hőmérsékleten adja le. Amikor a hőszivattyú hőt termel (pl. helyiségfűtésre vagy vízmelegítésre) fűtő üzemmódban, amikor hőt von el (pl. helyiséghűtésre), akkor pedig hűtő üzemmódban üzemel. Az 5. ábrán látható hőszivattyú (Vitocal) hőforrása földhő. 5. ábra. Földhős hőszivattyús rendszer (családi ház fűtésére és használati melegvíz ellátásra) Forrás: VIESSMANN cég A hőszivattyú elvi felépítését az 6. ábrán látható kompresszoros sűrítésű hőszivattyú rajzán mutatjuk be: – két hőcserélő (rekuperátorok): = elpárologtató (elgőzölögtető), = kondenzátor (cseppfolyósító), – kompresszor, – expanziós szelep (adagoló szelep). A hőszivattyú, mivel a hűtőgépből „származtatható”, a kivitelétől függően alkalmazható hűtésre is. A két berendezés között mutatkozó különbség a körfolyamat hőmérséklet-határaiban és a felhasználás céljában van. Hűtésnél az a cél, hogy az alsó hőmérséklet szintet minél alacsonyabbra szorítsuk, mivel a hűtés, hőelvonás ezt igényli, hőszivattyú esetében viszont a felső hőfokszint emelése kívánatos, a hőszolgáltatás hatásosságának érdekében. Ha a kondenzátoroldalon termelt hő hasznosítása a cél, és a hűtést nem hasznosítjuk, akkor a hőszivattyú "egycélú" berendezés, míg a fűtésre és hűtésre egyaránt alkalmas hőszivattyút "többcélú" berendezésnek nevezzük. A többcélú hőszivattyúval egyidejűleg lehet fűteni és hűteni is, ezért használata energiatakarékossági okok miatt rendkívül jelentős. Példa erre egy olyan hőszivattyú, amelyik a műjégpályánál hűt, a mellette lévő uszodában pedig fűt. Az egyidejű kettős hasznosítás a COP -t (a teljesítménytényezőt) megtöbbszörözheti. Teljesítménytényező (COP, coefficient of performance) A hőszivattyú leadott fűtőteljesítményének és effektív teljesítményfelvételének az aránya. Korábban ε (görög epszilon) volt a jele. Szószerinti fordítása: teljesítménytényező, de teljesítményszámnak vagy pl. munkaszámnak, jóságfoknak is nevezik. Munkaközeg Azt az anyagot nevezzük munkaközegnek, amely a hőszivattyú körfolyamatában kis hőmérséklet és kis nyomás mellett hőt vesz fel az elpárologtatóban, majd nagyobb hőmérsékleten és nagyobb nyomás mellett hőt ad le a kondenzátorban [az egyik hőátadó felületen párolgás (forrás) a másikon pedig kondenzáció (cseppfolyósodás) lép fel]. Hőszivattyús rendszer Hőszivattyús rendszeren a bevezetett energiát, a kompresszor energiaellátását és a hőforráshoz kapcsolódó berendezéseket (elpárologtatóoldal), valamint a hő hasznosításához kapcsolódó berendezéseket (kondenzátoroldal) együttesen értjük (6. ábra). 6. ábra. Kompresszoros hőszivattyús rendszer A kompresszoros hőszivattyú működése A 6. ábra felhasználásával is jól szemléltethető. A kapcsolási rajz középső részén látható a hőszivattyú négy fő része: –  a környezeti levegőt hőforrásként hasznosító elpárologtató, – kompresszor az elpárologtatott munkaközeget a nagyobb nyomásra sűríti, miközben a nyomás növekedésével a kondenzációs hőmérséklet is emelkedik, – a munkaközeg nagy nyomású gőze a kondenzátorba jut, itt a munkaközeg átadja hőjét a nála kisebb hőmérsékletű hőfelvevő közegnek, miközben lecsapódik (kondenzálódik), – a munkaközeg az expanziós szelepen keresztül a kondenzátorból az elpárologtatóba kerül. Az expanziós szelepben a munkaközeg nyomása a kondenzátor-nyomásról az elpárologtató nyomására csökken. Eközben a munkaközeg folyadék halmazállapotú kis része elgőzölög, az ehhez szükséges párolgási hőt a folyadék halmazállapotú résztől vonja el, ezáltal a munkaközeg jelentősen lehűl. A munkaközeg elpárologtatóba áramlásával a körfolyamat pedig ismétlődik. A hőszivattyú fő részeit csővezetékek kötik össze, amelyben a munkaközeg zárt rendszerben áramlik. Környezetvédelmi okokból a munkaközeg újabban már csak "ózonbarát" ún. alternatív hűtőközeg lehet (pl.: R407C, R134a stb.). Egy családi ház nagyságrendű sólé-víz hőszivattyú esetén a munkaközeg maximális töltete mindössze 1,0 kg ún. tiszta propán (R 290). Megújuló energiaforrások Megújuló energiaforrások alatt jellemzően azokat az energiahordozókat értjük, amelyek felhasználása során az energiahordozó forrása nem fogy el, mert az energiahordozó folyamatosan újratermelődik. Ezért primer energiahordózoknak is tekinthetők. „A természetben sokféle munkavégzésre hasznosítható erő – primer energiaforrás található.” A primer energia lehet kimerülő vagy megújuló. (Vajda György: Energiapolitika. MTA, Budapest, 2001.) Egy energiaforrást akkor nevezünk megújulónak, ha a hasznosítás során nem csökken a forrás, a későbbiekben ugyanolyan módon termelhető belőle energia. Itt jelezzem, hogy semmi sem kifogyhatatlan – ha a felhasználás sebessége meghaladja az újratermelődés sebességet, akkor lokálisan hiány keletkezik. Hőszivattyúzásnál sok méretezési hiba erre vezethető vissza. Pl. ha a felhasznált terület felmelegedési (regenerációs) idejét a méretezésnél nem veszik jól figyelembe. A hőszivattyús berendezések megnevezése A berendezések megnevezésekor először az épületen kívüli hőcserélő hőátadó közegét, majd az épületen belüli hőcserélő hőátadó közegét kell feltüntetni (lásd a 1. táblázatot). „Az alkalmazás körülményeit befolyásolja, hogy milyen fajta környezeti vagy hulladékhőt használunk fel, és milyen hőigényeket elégítünk ki. Energetikai szempontból fontos a hajtás módja, mert az határozza meg a felhasznált energiaforrást.” „A hőszivattyút hajthatjuk gázmotorral is.” „A kompressziós hőszivattyúk mellett többféle szorpciós (abszorpciós, reszorpciós) hőszivattyút is alkalmaznak.” (Büki Gergely: Kapcsolt energiatermelés. Műegyetemi Kiadó, Budapest, 2007.) 1. táblázat. A hőszivattyúk legáltalánosabb típusai A hőátadó közeg A hőszivattyúk megnevezése (a rövidítéssel) Hőforrásoldali Hőleadó-oldali levegő (A) levegő (A) levegő/levegő hőszivattyú (A/A) vagy légkondicionáló berendezés víz (W) levegő (A) víz/levegő hőszivattyú (W/A) vagy légkondicionáló berendezés sólé (B) levegő (A) sólé/levegő hőszivattyú (B/A) levegő (A) víz (W) levegő/víz hőszivattyú (A/W) víz (W) víz (W) víz/víz hőszivattyú (W/W) sólé (B) víz (W) sólé/víz hőszivattyú (B/W) Hőátadó közeg Olyan folyadék vagy gáz, amely szállítja a hőt a hőszivattyúhoz vagy a hőszivattyútól. Megjegyzés: általában víz, glikol, speciális hűtőközeg keverék, levegő stb. Névleges feltételek A hőszivattyú jellemző adatai, elsősorban a fűtőteljesítmény, a teljesítményfelvétel és a COPmeghatározásához szükséges. Nincsenek szabványosítva ilyen feltételek – névleges feltételnek a gyártó által megadott névleges adatokat értjük. Jelezzem, hogy a COP értéket erre feljogosított tanúsítóintézetek ellenőrizhetik. A kivitelezett hőszivattyús rendszerek COPéves értékét méréssel lehet meghatározni. Fajlagos hűtőteljesítmény (EER, energy efficiency ratio) A készülék teljes hűtőteljesítményének és effektív teljesítményfelvételének aránya. A Carnot-féle (idealizált) körfolyamat A körfolyamatok egyes állapotváltozásait és a körfolyamatok egészét általában a p–v, a logp–h de az energetikusok leginkább a T–S azaz hőmérséklet – entrópia ([K] – [W/K]) gőzdiagramokból ismerhetik fel. A gyakorlatban elterjedt (egykomponensű munkaközeggel működő kompresszoros) hőszivattyú munkafolyamata a Carnot-féle körfolyamathoz hasonlít. A 7. ábrán az idealizált Carnot-féle körfolyamatokat látjuk négy hőmérséklethatár között és négyféle felhasználási cél elérése érdekében. 7. ábra. Idealizált körfolyamatok főbb adatai Forrás: Homonnay Györgyné (szerkesztő): Épületgépészet 2000. II. kötet: Fűtéstechnika. Épületgépészet Kiadó Kft. Budapest, 2001 A hőszivattyúk elméleti tárgyalásának alapját az előzőek szerint felidézett Carnot-féle termodinamikai körfolyamat képezi, amely négy megfordítható (reverzibilis) állapotváltozásból áll (lásd a 8. ábrát). A hőszivattyú elvi alapjai a termodinamika második főtételéhez kapcsolódnak. A második főtétel kimondja, hogy a hő és a mechanikai munka átalakításának a feltétele, hogy a hő két különböző hőmérsékleten álljon rendelkezésre, vagyis a hőnek mechanikai munkára való átalakításához hőmérséklet-különbségre van szükség. A hőszivattyú az átalakítás fordítottját hajtja végre: mechanikai munka befektetésével hőt termel, a hőtermeléshez pedig olyan hőmérséklet-különbséget hoz létre, amelynél az alsó hőmérsékletet a környezet – a „hőforrás” – a nagyobb hőmérsékletet pedig a hőnyeléshez szükséges ún. hasznosítható hő határozza meg. Hőszivattyú alkalmazásakor mindig nagyobb energiát (QC hőt) kapunk a felső hőfokszinten, mint amennyit mechanikai munka (W) formájában befektetünk: QC = W + Q0 Ez az egyenlet nem mond ellent az energiamegmaradás elvének, mert a Q0 felvett hő energiatöbbletet nem átalakítani kell, hanem egy magasabb hőmérsékleti szintre emelni (8. ábra). A hőszivattyúk elméleti működését a Carnot-féle termodinamikai körfolyamat (a körfolyamat az óramutató járásával ellentétes irányú) ábrázolja, amely négy megfordítható (reverzíbilis) állapotváltozásból áll. 8. ábra. A Carnot-féle körfolyamat [Két izotermikus (elpárolgás, kondenzáció) és két izentrópikus (expanzió, kompresszió) állapotváltozás] Forrás: MSZ EN 14511 Érdekességként említem, hogy az első európai hőszivattyú-szabvány 1988 októberében lett kiadva (hivatkozási száma: EN 255-1:1988). A hőszivattyú Carnot-körfolyamata reverzíbilis ideális hőkörfolyamat (veszteségmentesen megfordítható elvi körfolyamat, ezért a munkafolyamatot határoló görbék egyenes vonalakból állnak). Ha a körfolyamat ideális, akkor adott hőmérséklethatárok között (pl.: TC és T0) a Carnot-féle körfolyamatnak van a legnagyobb hatásfoka (h), ill. teljesítménytényezője (COP). Azonos hőteljesítmény eléréséhez ez a körfolyamat használja fel a legkevesebb energiát. Az ideális (Carnot-) körfolyamat hatásfoka, illetve teljesítménytényezője csupán az ún. két hőtartály (hőforrás és hőelnyelő, illetve a hőszolgáltatás) abszolút hőmérsékletétől (TC és T0) függ, ahol T [K] = t [°C] + 273 A hőszivattyúra jellemző elméleti ún. COPCARNOT a kondenzátor és az elpárologtató hőmérséklet-adataiból kiszámolható: COPCARNOT = TKONDENZATOR / (TKONDENZATOR – TELPÁROLOGTATÓ) Illetve a 8. ábra jelölésével: COPCARNOT = TC / (TC – T0) A gyakorlati érték kb. az elméleti (maximális) hatásfoknak 45–65%-a, de ez elsősorban a kompresszorok rohamos fejlődése következtében állandóan javul. A kisebb értékek kisebb berendezésekre és nagyobb hőmérséklet-különbségekre, a nagyobb értékek pedig a nagyobb berendezésekre és kisebb hőmérséklet-különbségekre vonatkoznak. A gyakorlatban elérhető teljesítménytényező értéke függ az elpárolgási hőmérséklettől, amelyet a hőforrás hőmérséklete határoz meg, a véges hőmérséklet-különbségek nagyságától az elpárologtatónál és a kondenzátornál, az alkalmazott gép hatásfokától, a segédberendezések energiaszükségletétől stb. Természetesen az elpárolgás feltétele, hogy a hőforrás hőmérséklete a munkaközeg forráspontjánál nagyobb legyen (6. ábra). A hőszivattyú kiválasztásánál alapvető követelmény, hogy az adott felhasználási helyen az ε illetve aCOP tényező minél nagyobb legyen, ami például az előző jelöléseket felhasználva: a  törttel arányos. A hőszivattyús rendszerek alkalmazhatóságát jelentős mértékben meghatározzák a felhasználás helyi körülményei, amit a teljesítménytényező (ε, ill. a COP) adott esetre kiszámított értéke jellemez. Lényeges szempont, hogy milyen hőforrásokat találunk a környezetben (kisebb hőmérséklet:) és milyen igényünk van a hasznosításban (nagyobb hőmérséklet:). A bevezetett energia hányada annál kisebb, minél kisebb a hőmérséklet-különbség . A Scroll-kompresszor és működése A spirálkompresszorokkal 1905-ben Francia mérnök Jean Creux kezdett el foglalkozni. A technológia fejletlensége miatt a működő prototípusnak várnia kellett a század második feléig. Ennek a kompresszornak az elkészítése zárt szerkezeti megoldást igényelt, többek között azért, mert nagy precizitású gépi szerszámokkal lehetett előállítani, amelyeket csak a háború utáni években fejlesztettek ki (9. és 10. ábra). Ezen kompresszorok működési elve alapvetően különbözik a hagyományos dugattyús kompresszorokétól. Ennek következtében számos előnye van a működésben, a szerkezetben és a funkcióban. Ezeknek a spirálkompresszoroknak a megjelenése (10. ábra) radikális áttörést jelentett a technológiában, jelentősen megváltoztatta a szerkezetet, a teljesítményt és az élettartamot. Így jelentős szerepet kaptak a hőszivattyúk gyártásában, a légkondicionálásban és a hűtőiparban. 9. ábra. Kompresszorok fejlődése, (dugattyús-, csavar-, kördugattyús-, Scroll-kompresszor) Forrás: Horst Kruse – Rudolf Heidelck: Heizen mit Wärmepumpen TÜV.Verlag GMBH, Untermehmensgruppe TÜV Rheinland/Berlin-Brandenburg, Köln 1997 10. ábra. Copeland Scroll-kompresszorok működési elve Forrás: COPELAND cég A spirálkompresszor két archimédeszi spirálból áll. A felső spirál mozdulatlan, az alsó excentrikusan elmozdul a hajtótengelyen és leír egy orbitális pályát. Az egyik spirál pozícionálva van belül, és így egy sorozatos folyton szűkülő rést alkot. A kompresszió folyamán a felső spirál mozdulatlan és az alatta levő excentrikusan elmozdul a hajtó tengelyen és leír egy orbitális pályát. Ily módon a hűtőgázt belekényszeríti egy szűkülő résbe, amelyek progresszíven, hatékonyan bezáródnak amint elérik a spirál közepét és így összenyomja a gázt. Amikor ezek a rések elérik a spirál közepét a gáz eléri a végnyomását és elhagyja a kompresszort a nem mozgó spirálban levő központi nyomócsonkon. Jellegzetes tulajdonságai a szívó- és a nyomószelep hiánya. Ez két fontos előnyt jelent a dugattyús kompresszorral szemben: • Kiküszöböli a szelepeken történő nyomásesést, amely jelentős emelkedést jelent a körfolyamat teljesítmény tényezőjében. • Kiküszöböli a zajt, amit a szelep okoz. A holttér kiküszöbölése miatt a volumetrikus hatásfok közel 100%. A kevesebb alkatrész kevesebb meghibásodást jelent. A hőszivattyúk jellemző típusai Napenergiából, földhőből ésszerű eszközökkel általában 35–55 °C-os víz nyerhető, a felhasznált energia jelentős részét ilyen hőmérsékletű fűtési igényhez hasznosítjuk. A hőszivattyú napjaink egyik leghatékonyabb műszaki eszköze annak, hogy jelentős energiát takarítsunk meg fűtéskor és hűtéskor, valamint a szén-dioxid- és károsanyag-kibocsátást csökkentsünk. Fő jellemzője, hogy a működésére bevezetett villamos energiát – a megújuló energia felhasználásával – megtöbbszörözi (a környezetből általában 65−85%-ot „beemel”). Hőszivattyúzással a fűtésre nem alkalmas hőmérsékletű hőforrás illetve hőhordozó hőmérsékletét emeljük a fűtési célra alkalmas hőmérsékletre. A hőszivattyú földszondái sekély mélységekből, környezetbarát módon, általában közvetett úton ún. zárt rendszerben, azaz hőcserélővel veszik ki a földkéregből a hőt (11. ábra). A függőleges elrendezésű földszonda mélysége a talajfelszíntől mérve általában 50−240 m . A helyi adottságoktól és a teljesítményszükséglettől függ a földszondák száma, ami épületcsoportok esetén akár több száz is lehet. Ezek 5–30 °C hőmérsékletű talajok, illetve sekély víztartók hőtartalmát hasznosítják. Sokszor viszont az ún. nyitott rendszer az előnyösebb, pl. megfelelő felszíni és felszín alatti vizek megléte esetén (13. ábra). 11. ábra. Földhős hőszivattyúval fűtött/hűtött többszintes épület különféle csővezeték-rendszerei Forrás: ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE (EPRI) Fontossága miatt jelezzem a Tichelmann-féle csővezeték-rendszert. Lényege, hogy a vezeték elrendezése nyomáskiegyenlítésre is szolgál, az azonos vezetékhosszúság azonos nyomáskülönbséget eredményez, ezáltal épületfűtéskor a kollektorvezetékben egyenletes a hőelvonás illetve hűtés esetében a hőleadás. Ez a megoldás az elosztó- és a gyűjtővezeték szabályozását általában költségkímélővé teszi. Így ezt a csővezetékrendszert sokszor alkalmazzák. A szondák méretezésének pontosításához szükséges a hidrogeológiai hőtani jellemzők helyszíni kimérése. Ez egy mobil laboratórium segítségével végezhető el. Gyakran alkalmazott csőméretek: 20, 25, 32 és 40 mm (12. ábra). 12. ábra. Különböző típusú földszondák keresztmetszete Forrás: IDM cég A tervezés lényeges sajátossága, hogy a tervezés alapja a talajból kivett éves hőmennyiség (kWh) szolgál, és nem csupán a gázkazános rendszereknél megszokott csúcsteljesítmény szükségletet (kW) kell meghatározni. A tervezési eltérés azzal magyarázható, hogy a talajban a hő teljes visszapótlása viszonylag lassú folyamat, heteket, hónapokat vesz igénybe. Az adott típusú földhős hőszivattyúhoz szükséges földszondák hosszának megállapítása, a hidraulikai paraméterek kiszámítása a fűtés és hűtéstechnikai ismereteken túl geológiai ismereteket is feltételez, valamint olyan számítási módszert, amely tapasztalatokon, kísérleteken alapul. 13. ábra. Nyitott rendszerű vízkútpáros hőszivattyú fűtésre/hűtésre Forrás: GEOWATT Kft. A kút feljövővíz-hőmérsékletének, -tömegáramának és a tervezett hőszivattyú paramétereinek figyelembevételével könnyedén kiválasztható az a hőszivattyú, amelyet a meglevő kút ki tud szolgálni. A kiválasztott gép paramétereinek ismeretében a kimenő csúcsteljesítmény meghatározható. Ebben az esetben az éves kWh mennyiségek alakulása nem befolyásolja a COPéves alakulását. A COPéves érték alakulását ebben az esetben elsősorban a fűtési hőmérséklet befolyásolja. Ezért ebben az esetben is gondot kell fordítani a belső hőleadó rendszer pontos hőtechnikai és hidraulikai méretezésére, hogy a hőleadó rendszer illeszkedjen az alkalmazott hőszivattyú optimális fűtési hőmérsékletéhez. Figyelembe kell venni tervezéskor a vízhozam változásának kockázatát is. Hőszivattyúk üzemmódjai A hőszivattyúkat új épületeknél célszerű általában monovalens üzemmódú berendezésre tervezni (14. ábra). Ilyenkor a külső falak, a padló, a mennyezet jó hőszigetelése, a hőszigetelt üvegezés és a kishőmérsékletű fűtési rendszer alkalmazhatósága jelenti a kedvező építési adottságokat. A hőszivattyúk üzemmódja elsősorban a meglévő hőelosztó rendszer által támasztott követelményektől és a hőforrástól függ. Monovalens üzemmód esetén a hőszivattyú a hőigényt egyedül is fedezni képes. Bivalens üzemmód esetén a hőszivattyú a hőigényt nem egyedül fedezi. Ennek az üzemmódnak három alapváltozata van (Dr. Jakab Zoltán: „Monovalens” vagy „bivalens” hőszivattyú? HKL Épületgépészeti Szaklap V. évfolyam 11-12. szám, 2007. november-december.): – Az „alternatív-bivalens” üzemmódban a hőszivattyú csak kis terhelésnél működik, és bizonyos terheléshatár fölött a kiegészítő fűtőberendezés veszi át a teljes szerepet. A kiegészítő fűtőberendezés teljesítménye ebben a kapcsolásban a maximális hőterhelés fedezésére is elegendő kell legyen(14. ábra). – A „soros-bivalens” üzemmódban a hőszivattyú viszi az alapterhelést, és a kiegészítő fűtés csak akkor kapcsolódik be, ha a hőszivattyú egyedül már nem képes a teljes feladatot ellátni. Ilyenkor a kiegészítő fűtés teljesítménye a fűtési hőszükséglet és a hőszivattyú fűtőteljesítménye közti különbség. – Az „alternatív/soros-bivalens” üzemmódban a fűtést a szezon kezdetén a hőszivattyú egyedül látja el. A hőszükséglet növekedésekor egy bizonyos határig a hőszivattyú és a kiegészítő fűtőberendezés soros kapcsolásban együtt üzemel, majd amikor a hőszivattyú a részterhelést nem képes már fedezni, lekapcsolódik, és a teljes fűtési hőterhelést a – maximális fűtési hőigény ellátására méretezett – kiegészítő fűtés veszi át. 14. ábra. Hőszivattyús rendszerek jellemző üzemmódjai   Kombinált hőszivattyús rendszerek Ez a fejezet, a nem teljes körűen a legjellemzőbb megoldások rövid ismertetését tartalmazza. A15. ábra többféle hőhordozót illetve hőforrást csoportosítva mutat be. 15. ábra. Hőszivattyúk lehetséges hőhordozóinak illetve hőforrásainak csoportosítása Adott alkalmazási helyen mindig részletesen vizsgáljuk meg, hogy melyik hőforrást válasszuk a helyi lehetőségek közül. Pl. a Genfi-tónál hőszivattyúval szállodákat és egyéb épületeket fűtenek. Érdemes felfigyelni a csoportosításban szereplő, légkört melegítő hulladékhőforrások jelentős mennyiségének lehetőségére. Ezeknek a hulladékhőforrásoknak a hasznosítása hőszivattyúval sok esetben megoldható lenne. „A harkányi gyógyfürdő a 32–35 °C-os elfolyó vizet két 1100 kW-os hőszivattyúval a távhőszolgáltatás hasznosítja.” (Dr. Mádlné Szőnyi Judit: A geotermikus energia készletek, kutatás, hasznosítás. Grafon Kiadó, Nagykovácsi, 2006.) Erre utalt Rybach László is az előadásában: „A Föld belseje óriási hőmennyiséget tárol; a földi hőáram globálisan 40 millió MW, ami ’használatlanul’ kilép a világűrbe.” (Dr. Rybach László budapesti (ELTE) előadása, 2005. április 5.) A komplex fűtési rendszerek közül kiemelt, hogy a távhőszolgáltatáshoz is jól illeszthetők hőszivattyús rendszerek (16. ábra).  Előnyös lehet a biomassza-tüzelésű csúcskazán alkalmazása. 16. ábra. Távhőellátás kapcsolási vázlata (termelő és visszasajtoló kúttal, hőszivattyúval, valamint csúcskazánnal) Forrás: Dr. Kontra Jenő: Hévízhasznosítás. Műegyetemi Kiadó, 2004 Példaként hivatkozok néhány távhőszolgáltatáshoz kapcsolt külföldi hőszivattyús rendszerre:  – „Stockholmban egy 260 MW-os hőszivattyús távfűtőmű gépei a tenger vizéből nyerik az energia 60%-át, és egy másik 150 MW-os távfűtőmű pedig a városi szennyvíz-telepből nyeri az energia 80%-át. Kanadában az új lakások 95%-át már hőszivattyús fűtéssel tervezik.” (Dr. Göőz Lajos: Energetika jövőidőben, Magyarország megújuló energiaforrásai, lehetőségek – és valóság. Bessenyei György Könyvkiadó, Nyíregyháza, 2007.) – „A svédországi Lundban, a magyarországinál kedvezőtlenebb geotermikus adottságok mellett (800 m mély kútból 23 °C-os víz) épült ki egy kommunális, hőszivattyús fűtési rendszer. 47 MW hőszivattyú-kapacitással, hideg napokon gáztüzeléses ráfűtéssel és a gázturbinás erőmű hulladékhőjének hasznosításával a 90 000 lakosú város fűtési hőigényének 80%-át elégíti ki.” (Dr. Bobok Elemér – dr. Tóth Anikó: Megújuló energiák. Miskolci Egyetemi Kiadó, 2005.)   A hőszivattyús rendszerek alkalmazhatóságát jelentősen meghatározzák a primer (elérhető hőforrás) és a szekunder oldal (hőigény és az ehhez tartozó hőleadó rendszer) helyi körülményei (17. ábra). 17. ábra. Kompresszoros hőszivattyús rendszer napkollektorral társítva Az ábra jobb oldali felső részében napjaink átlagos hőszivattyús rendszerének energiafolyam-ábrája (egy egységet fizet, de négy egységért a fogyasztó)     Hazai példák Jellemző példa a termálenergia és a hőszivattyú együttes alkalmazására a 2007. nyarán üzemeltetésre átadott Mohácsi Tanuszoda (2. kép). 2. kép. Mohácsi Tanuszoda (úszómedence fotó) Forrás: AQUAPLUS Kft. Tanuszoda, vagy bármely fürdő építésénél az üzemeltető számára a legfontosabb szempont az épület használhatóságán felül az épület üzemeltetési költségeinek minimalizálása. Az üzemeltetési költségek jelentős részét az épület hőveszteségének fedezésére, valamint a medencék vízének hőntartására, felfűtésére fordított hőenergia teszi ki. Ha a termálfürdőkből kifolyó vizeket (hulladékhő) Magyarországon hasznosítanánk hőszivattyúval, akkor azzal sok lakás hőszükséglete fedezhető, és ezáltal jelentős földgázimport kiváltható lenne! 3. kép. ATIKÖFE Szegedi irodaház (főbejárat, hőközpont részlet) hőszivattyús rendszere Forrás: GEOWATT Kft. A meglévő radiátoros fűtési rendszerű irodaépülethez új szárny épült. Az új szárny fan-coil rendszerrel lett tervezve, a meglévő szárny pedig fan-coil rendszerre lett átalakítva. A fűtési és hűtési igényt 18 db 100 m mélységű, kétcsöves, zárt hurkos földhőszondával oldotta meg a tervező-kivitelező cég a GEOWATT Kft. (3. kép). Főbb adatok: - fűtési hőszükséglet: 160 kW - aktív hűtési igény: 130 kW - a beépített hőszivattyúk: 2 db "NORDIC" Wec-250-HACW (fűtő/aktív hűtő/HMV) - a belső fűtési rendszer fan-coil-os, amely 35/24 °C-on négy éve üzemel a beruházó megelégedésére. IRODALOM Komlós Ferenc – Fodor Zoltán – Kapros Zoltán – Vaszil Lajos: Hőszivattyúzás Energia Központ Kht. „csináljuk jól!” energiahatékonysági sorozatának 22. számú kiadványa, 2008. (http://www.mek.hu/index.php?option=com_content&task=view&id=564&Itemid=52) F. Komlós: Heller Programme, Utilisation of Renewable Energy Sources with Heat Pumps 8th INTERNATIONAL CONFERENCE ON HEAT ENGINES AND ENVIRONMENTAL PROTECHTION May 28–30, 2007 Hotel Uni, Balatonfüred, Hungary, CD-ROM.(http://epiteszforum.hu/node/6037)

Vízellátás kutakkal

A víz mindannyiunk számára természetes szükséglet, azonban ezzel az alapvető elemmel való ellátottságunk, igényünk különböző; függ a környezetünktől, élőhelyünktől. Ahol nincs vezetékes ivóvízellátás, vagy állattartáshoz, öntözéshez stb. szeretnénk vizet, ott a legkézenfekvőbb megoldás a kút. Mielőtt megtennénk az első lépéseket egy új kút építéséhez, mind anyagi, mind környezetvédelmi szempontból fontos, hogy kiválasszuk a megfelelő kúttípust. Szintén nagy jelentőségű a szakszerű kivitelezés, mert a szakszerűtlenül megépített kút kevesebb, rosszabb vizet szolgáltat; a kútszerkezet drágább, esetleg olyan réteget csapolhatunk meg, amely vízügyi szempontból védelem alatt áll. Mindezek megkövetelik a szakember közreműködését, még egy egyszerűbb kút kivitelezésénél is. Fontos még mindezek mellett azt is tudnunk, hogy a víz, amit ki akarunk termelni a felszín alól, a magyar állam tulajdona. Az 1995. évi LVII. tv. (vízgazdálkodási törvény) 6. § (1) bekezdés a) pontja kimondja: "Az állam kizárólagos tulajdonában vannak a felszín alatti vizek és azok természetes víztartó képződményei.", a vizet ezért csak engedéllyel szabad igénybe venni, hatósági engedély nélkül semmiféle víznyerő kutat nem szabad létesíteni. A saját vízellátáshoz vezető út első állomása így a hivatalban történő előkészítés. 

Hivatalos előkészítés, engedélyezési eljárás

Az engedélyezési eljárás hatósági jogkörét a helyi önkormányzatok, valamint a vízügyi igazgatóságok látják el. A minden esetben kötelező engedélyezési eljárásban:1. "A települési önkormányzat jegyzőjének hatósági engedélye szükséges olyan kút létesítéséhez, használatbavételéhez és megszüntetéséhez, amely a létesítő házi vízigényének 500 m3/év mennyiségig történő kielégítését szolgálja és – parti szűrésű és a karszt- vagy rétegvíz készlet igénybevétele, érintése nélkül – kizárólag a talajvíz felhasználásával működik." [72/1996. (V. 22.) Korm. rendelet (a vízgazdálkodási hatósági jogkör gyakorlásáról) 24. § (1) bek. c) pont],

2. Minden egyéb esetben a területileg illetékes vízügyi igazgatóság engedélye, a "Vízjogi engedély szükséges – jogszabályban meghatározott kivételektől eltekintve – a vízimunka elvégzéséhez, illetve vízilétesítmény megépítéséhez, átalakításához és megszüntetéséhez (létesítési engedély), továbbá annak használatbavételéhez, üzemeltetéséhez, valamint minden vízhasználathoz (üzemeltetési engedély)." [1995. évi LVII. tv. 28. § (1) bek.].

Az eljárás során először vízföldtani szakvéleményt kell beszerezni a felszín alatt elhelyezkedő rétegek vízföldtani felépítéséről. Ebből minden – a tervezett kútépítés szempontjából – fontos kérdésre választ kell, hogy kapjunk (pl. a víz várható nyugalmi vízszintje, vízhozama, a vízadó réteg(ek) mélységi helyzete(i), vízminőség stb.). A vízföldtani szakvéleményt és a később beszerzendő műszaki kiviteli tervet magántervezőktől, a Vízgazdálkodási Tudományos Kutató Rt.-tól (VITUKI Rt.) és minden olyan cégtől lehet beszerezni, mely ezen munkák elvégzésére szakosodott. Lényeg, hogy a tervező a Mérnöki Kamara erre feljogosító engedélyével rendelkezzen. A szakvélemény alapján történik a termelésre alkalmas réteg(ek), és a kúttípus kiválasztása, s ezek döntik el, hogy melyik hatóság illetékes a kérelem elbírálásában.

A kérelem tartalmát és a kérelemhez csatolandó mellékleteket illetően az illetékes hatóságnál lehet tájékozódni. Ha a vízügyi igazgatóság illetékes az engedélyezés ügyében, akkor a kérelmezés szakaszai az alábbiak. Elvi vízjogi engedélyt kell kérni abban az esetben, ha a tervezés előtt több bizonytalanság van (pl.: községek lekapcsolódása a jelenlegi vízellátási rendszerről (pl. regionális vízműről), saját vízbázis kialakításával a már (pl. regionális vízmű által) használt, lekötött vízkészletű területen). A kérelemhez vízigény és vízszükségleti számítást kell mellékelni, feltüntetve a csurgalékvizek és szennyvizek elvezetésével kapcsolatos tervezett megoldásokat. Ebben az engedélyben az igazgatóság megjelöli az igénybe vehető rétegek helyét, s a kútból kitermelhető vízmennyiséget.

Minden egyéb esetben először a vízjogi létesítési engedély iránti kérelmet kell benyújtani, melyhez el kell készíttetni a kiviteli tervdokumentációt. Ehhez csatolva a terület áttekintő térképét (M=1:10.000-1:25.000); a kataszteri térképet, valamint a területileg illetékes Bányakapitányság, Környezetvédelmi Felügyelőség és az Állami Népegészségügyi és Tisztiorvosi Szolgálat (ÁNTSZ) szakhatósági állásfoglalását. Utóbbi szakhatóság állásfoglalása az illetékes vízügyi igazgatóság előírása szerint vagy szükséges, vagy nem. Csak az engedély birtokában kezdhető meg a kútépítés. A kivitelezés befejeztével következik a vízjogi üzemeltetési engedély megkérése, amelyhez a kút főbb paramétereit tartalmazó vízföldtani napló mellékelendő. Ezt a VITUKI Rt. készíti el a kivitelező előírt adatszolgáltatása alapján. A hivatali eljárás befejeztével a gyakorlati teendők következnek.

A kúttípus kiválasztása

Már a hivatali eljárás előtt szükség van arra, hogy eldöntsük, milyen célra akarjuk használni a kútból kivett vizet, erre milyen víztípus alkalmas, és hogy valójában milyen víztípus áll rendelkezésünkre.
Alapvető kérdés az, hogy a vizet szorosan vett háztartási célra, tehát ivóvízként, vagy pedig öntözéshez, igénytelenebb állatok tartásához kívánjuk használni. Ugyanis míg az utóbbi igények kielégítéséhez elegendő a gyengébb minőségű talajvíz, addig ivóvízként réteg-, vagy karsztvíz felhasználása ajánlott.

A talajvíz általános meghatározás szerint a földfelszín közelében, a felszín alatti első víztartó (vízvezető) rétegben elhelyezkedő víz, amelyre nagymértékben hatnak a meteorológiai viszonyok (1). A felszínhez való közelsége miatt a csapadékkal bejutó mindennemű szennyezés először ezt a vízréteget éri el. Ezek a szennyezések származhatnak például a szakszerűtlenül létrehozott szeméttelepektől, mezőgazdasági műtrágyázástól, gyomirtó szerek használatától, gépek lemosásából származó olajtól, vagy akár egy árnyékszéktől. A talajvíz kitermeléséhez alkalmazott kúttípusok az ásott-, a süllyesztett-, a csápos-, a vert- és a fúrt kút.

Ásott kút képe látható a 2. ábrán. Észrevehető, hogy a kiásott üreg ki van bélelve. Ez azért szükséges, mert a látszólag stabil feltalaj bármikor beomolhat a kútba beáramló víz miatt. A kútbélés készülhet kőből, téglából vagy előre gyártott betongyűrűkből. Átmérője 0,8-3,0 m, mélysége 30 m-ig terjed.

A süllyesztett kút (3) csak kivitelezési technológiájában tér el az ásott kúttól, végleges formájában ugyanazzal a módszerrel csapolja meg a talajvíztartó réteget. Ennél a típusnál a kútbélés anyaga előre gyártott beton-, vagy vasbetongyűrű. E módszert omlásveszélyesebb, kevésbé stabil talajok (pl.: folyós homok) esetén alkalmazzák. Az ásott kutak építése közben is ajánlatosabb dúcolással dolgozni, főleg a (nyugalmi) vízszint alatt, a balesetek elkerülése végett. Nyugalmi vízszintnek nevezik a kútban azt az állandósult vízszintet, amely egy bizonyos idővel a vízadó réteg megnyitása, vagy a szivattyúzás leállítása után alakul ki. A süllyesztett kút átmérője és alkalmazási mélysége az ásott kút méreteivel egyezik meg.

A csápos kút (4) egy speciális kútfajta, amelynél a függőleges kútüregből a vízadó rétegbe vízszintes irányban hosszú, kör keresztmetszetű, kis átmérőjű üregek nyúlnak ki (ezt nevezik csápnak). Ezek fokozzák a kút vízadó képességét, hiszen a víz még nagyobb felületen áramolhat be. Biztonságossága és nagy vízhozama ellenére inkább csak vízművek alkalmazzák, mivel elég nehézkes, s így drága a kivitelezése.
A vert kút (Norton kút) (5) esetében egy tömör heggyel ellátott és megfelelő helyen kilyukasztott (lyukacsossá tett) szűrőcső van leverve a vízadó rétegbe. Átmérője nagyon kicsi (5-10 cm), mélysége 20-30 m-ig terjed. Ritka kúttípus, mert szinte csak kavicsos és homokos rétegeknél használható.

A fúrt kút inkább a nagyobb mélységek, a rétegvizek kúttípusa, de néha kis mélységekben is előfordul. Ismertetésére a rétegvíznél alkalmazott kutaknál térünk ki.
A talajvíz egy speciális formája a partiszűrésű víz, amely a vízfolyások mentén található kavicsrétegekben helyezkedik el (6). Az általános talajvízzel ellentétben nem a csapadék, hanem a part menti kavicsrétegeken átszűrődő felszíni víz táplálja. Jelentősége a nagyobb vízfolyások (pl. Duna, Tisza) mentén van, ahol kútsorokkal, vagy csápos kúttal termelik ki.

A rétegvíz (6) többnyire a felszín alatt 15-20 m-nél mélyebben elhelyezkedő porózus (lyukacsos) kőzetek vize. A rétegvíz tartó kőzetek egy vízzáró (vízrekesztő) réteggel elválasztva a talajvíztartó rétegek alatt találhatók.
Mivel már található felette egy vízzáró réteg, ezért a felszínről a csapadékkal bejutó szennyezés nem tudja közvetlenül elérni ezt a vízréteget, legfeljebb csak talajvízzel érintkezhet néhány kirívó esetben (pl. rétegvíz kút túltermelése, vagy kúthiba esetén), tehát látható, hogy ez a víztípus eredendően sokkal tisztább, védettebb a talajvíznél. A rétegvíz kitermeléséhez alkalmazott kúttípus a fúrt (mélyfúrású) kút.

A fúrt kút általában kis (10-16 cm) átmérőjű. Fúrással, vagy ütéssel mélyítik le a kívánt mélységig, majd a furatot acél, vagy műanyag béléscsővel támasztják meg (bélelik ki). A talajvízre telepített kutat általában egy csőoszloppal bélelik ki (7).
A rétegvízre telepített kútnál legalább két különböző átmérőjű béléscsövet alkalmaznak (8). Ennek indoka az, hogy kizárják a felső szennyezett vizek beszivárgását a rétegvizekbe. A vízadó rétegben lévő csőrész lyukacsos (ez az ún. szűrő, vagy szűrőzés), hogy a víznek beáramlási lehetősége legyen, de egyúttal a réteg megtámasztását is szolgálja. A szűrőzés körül a rétegben kavicsszórást helyeznek el, egyrészt, hogy a kút homokolását (a víz – nagy sebességű beáramlása következtében – bemossa a kútba a vízadó réteg kőzetszemcséit) a szűrőre tekert szitaszövettel megakadályozzák, másrészt, hogy – a kút átmérőjét a kavicsszórás vastagságával tulajdonképpen megnövelve – megnöveljék a vízhozamot is. A szűrő alá (a csövön belül) legalább 5 m hosszú homokfogót (vagy más néven iszapfogót, iszapzsákot) kell helyezni, amely általában a vízadó réteg alatti vízzáró rétegbe kerül. Ennek rendeltetése az, hogy a kútba a vízzel együtt beáramlott finomabb kőzetszemcséknek, homokszemeknek legyen hova leülepedni úgy, hogy azok ne tömjék el a szűrőt.

A fúrt kút kisebb vízmennyiséget tud tárolni, mint az ásott kút, kisebb átmérője, s ezáltal kisebb térfogata miatt. Alkalmazása előnyösebb a jó vízadó képességű, de mély nyugalmi vízszintű rétegek feltárásánál, valamint kemény kőpadok (nagy keménységű rétegek) közbetelepülése esetén, amelyeknél a kút ásása már nem gazdaságos.

A karsztvíz az egészen jelentéktelen mértékű porozitással rendelkező, karsztosodásra hajlamos hasadozott kőzetekben, elsősorban a mészkövekben és dolomitokban tárolt víz, amely kizárólag a karsztos kőzetben kialakult hézagokban, járatokban, üregrendszerben tárolódik.

A karsztkőzet kétféle lehet: nyílt karszt vagy fedett karszt. Nyílt karsztnak nevezik az olyan karsztkőzetet, melynél a dolomit, vagy mészkő kibukkan a felszínen és nincsen rajta semmilyen (vagy csak elenyésző vastagságú) vízzáró fedőkőzet. Ebből következően fedett karszt az, ha a karsztkőzet nem terjed a felszínig, hanem vizet záró kőzetek fedik be a mélybesüllyedt karsztot.

E megkülönböztetés azért lényeges, mert a nyílt karsztban tárolt víz sérülékenység szempontjából olyan, mint a talajvíz; a fedett karszt pedig a rétegvízhez hasonlíthatóan nagyobb védettséggel rendelkezik a bejutó szennyezésekkel szemben. A karsztvíz kitermeléséhez alkalmazott kúttípusok a fúrt kút, az akna, és a táró.
A karsztba fúrt kút csak abban különbözik a talaj- és rétegvíznél alkalmazott fúrt kúttól, hogy a rétegmegnyitást szilárd, gyakran összeálló kőzetben oldják meg (9).
A szilárd, összeálló kőzet adja a lehetőséget arra, hogy a feltárást hagyományos bányászati megoldásokkal, aknával és táróval oldják meg. A kettőt kombinálva is lehet használni. Ekkor az akna és a táró úgy viselkedik, mint egy nagy méretű csápos kút.

Az akna (általában függőlegesen lemélyített üreg) sokkal nagyobb átmérőjű a fúrt kútnál, de még az ásott kútnál is. A táró közel vízszintes tengelyű vájat, mélyítése kezdődhet domb, illetve hegyoldalból; de aknából is. Szerkezetük, kialakításuk sokféle lehet, de ez inkább a nagyüzemi vízbányászat témakörébe tartozik és a továbbiakban emiatt nem részletezzük.
Eddigiekben a kitermelendő víztípusok szerint választható kúttípusokat és vázlatos szerkezetüket láthattuk, a következőkben ismerkedjünk meg azzal, hogy miként lehet ezen kúttípusokat kivitelezni.

A kivitelezés technológiája

Ásás, jövesztés

Az ásott kútnál (10) először kiássák a kút gödrét a talajvíz nyugalmi szintje alá megfelelő mélységig. Ez a kiemelés többféle módon mehet végbe, az előforduló kőzetek keménységétől függően. Puhább, lazább kőzet (lösz, homok, iszap, agyag) esetén dolgozhatunk ásóval, lapáttal. Keményebb kőzet (durva mészkő, laza homokkő stb.) esetén már indokolt a csákány, vagy a bontórúd használata. Az eszközökben – a fejteni kívánt kőzet minőségétől függően – el lehet jutni egészen a robbantásig. A felbontott kőzetet kisebb mélységű kutaknál közvetlenül a terepre dobják ki lapáttal. A nagyobb mélységűeknél a kitermelt anyagot vödörrel emelik ki, melyet kötélen húznak fel.

A kútgödör kiásása közben a kút falát vagy biztosítani (dúcolni) kell, vagy megáll magától. A dúcolás anyaga általában fa. Dúcolást kell alkalmazni kavics, homok, iszap esetén, különösen a folyós homoknál, melynek szemcséi egyforma nagyságúak. Különösen a víz alatti rész omolhat be hamar, mert itt a víz kenőanyagként viselkedik. A kiemelt munkagödör rendszerint megáll magától is, de csak rövid ideig (hiszen a gödör belsejéből kiemelték azt a földtestet, mely addig a kút falát megtartotta). Ezért a lehető legkevesebb ideig szabad csak nyitva hagyni a kútgödröt, tehát az építés a lehető leggyorsabb kell, hogy legyen. Kis mélységű kútnál, 3-4 m mélységig legtöbbször dúcolás nélkül, rézsűsen érdemes kiemelni a munkagödröt. A vízszint elérése után a kút gödrét vízteleníteni kell. Kisebb vízhozam esetén ez történhet vödörrel, nagyobb vízhozamnál már centrifugál-szivattyút alkalmaznak erre a célra. A centrifugál-szivattyú legfeljebb 6-7 m-ről tudja kiemelni a vizet, ezért az ennél mélyebb kutaknál a szivattyút vagy függőállványra helyezik és leeresztik olyan mélységbe, ahonnan már fel tudja szívni a vizet, vagy búvárszivattyút használnak (amelynek igazi alkalmazási területe a nagymélységű fúrt kutaknál van).
A kútmélyítés során még a legkisebb vízellátásra tervezett kút esetén is ajánlott a talajvízszint alá legalább 3 méterre lemenni a kútgödörrel, nedves időszakban még mélyebbre. Ez azért szükséges, mert a talajvíz szintje ingadozik és száraz, csapadékmentes időszakokban eléggé lecsökkenhet. Nagyobb vízigényre készülő kutak esetén próbaszivattyúzással határozzák meg a telepítendő kút talpmélységét. A kútüreg elkészültével építik be a kút bélését. Régebben, amikor a kút bélését kőből rakták, a vízszint alatt a köveket hézagosan rakták, hogy a víz ne csak a kút talpán tudjon beáramlani. A vízszint felett már normálisan történt a fal kivitelezése.

Manapság inkább a betongyűrűt használják kútbélelésre, mert beépítése könnyebb és előre gyártott kivitelben kapható. Tömör kivitelűek – tehát igazából csak a kút talpán engedik meg a vízbeáramlást – de ha igény szerint nem szigetelik le a két betongyűrű közti hézagot, akkor ott is tud víz beáramlani. Ha nagyobb vízmennyiséget adó kutat akarnak készíteni, akkor a kútbélés köré és a kút aljára meghatározott szemnagyságú kavicsból álló szűrőréteget tesznek. A kút bélésének és szűrőrétegének elkészítése után, vagy azzal egy időben a dúcolást alulról felfelé kiszedik a kútból. Ezzel a kút lényegi része elkészült.
A süllyesztett kútnál (11) a földkiemelés úgy történik, hogy az előre elkészített kútbélésen belül emelik ki a földanyagot, s ezáltal a bélés lesüllyed. A lesüllyedő bélés maga hozza létre a kútüreg biztonságát. A bélés minél gyorsabb lesüllyedését elő szokták segíteni azzal, hogy nehezéket raknak a bélés tetejére. Szintén a minél jobb lesüllyedést segítik elő azzal, hogy vágóélt szerelnek a betongyűrű aljára.
Vert kút esetén tömör heggyel ellátott, megfelelő helyen és hosszban lyukasztott csövet vernek le a vízadó rétegbe. Kis vízhozamok kielégítésére alkalmas ez a kút, de alkalmazásához szükséges tudnunk, hogy

– a kőzetek nem lehetnek kemények,– ismert kell, hogy legyen a vízadó réteg helyzete,– a kis kútátmérő miatt csak centrifugál-szivattyút, vagy kézi pumpás szivattyút alkalmazhatunk.

Készítésénél először az acélheggyel ellátott szűrőt állítják fel a talajra. Ezt leverik, majd a szűrőcsőhöz hozzácsavarják a következő béléscsövet. Ezt megint leütik és így csődarabonként hajtják le a kutat a megfelelő mélységbe. A szűrőcsövet és a közvetlenül hozzá csatlakozó csődarabot teljesen függőlegesen kell leverni, mert egyéb esetben a kút nem megy le a szükséges mélységbe. Emiatt az első kb. 3 méteres szakasz készítésekor (egy béléscső kb. 1-1,5 m hosszú) függővel kell ellenőrizni a leverési irányt.
A kívánt mélység elérésekor a süllyesztéssel le kell állni és a kútcső belsejébe egy függőt leengedve meg kell nézni, hogy van-e benne kőzettörmelék. Ha nincs, vagy csak kevés van, a víz a lyukacsos rész felett helyezkedik el és a vízszint nincs mélyebben 4-5 m-nél, akkor a levert csőhöz hozzá lehet szerelni a szivattyút és megkezdődhet a vízkitermelés. Amennyiben a szűrőrész eltömődött, a kőzettörmeléket a csőbe leeresztett iszapolóval távolítják el.

Az iszapoló egy csődarab, amelynek végén szelep van. A szelep az iszapoló lefelé nyomásakor kinyílik és a csőtest az iszapot magába engedi. Az iszapoló felfelé húzásakor a szelep záródik és megakadályozza az iszap kihullását a csőtest belsejéből.

Fúrás

A fúrt kút készítésekor a fúrás módja az alábbiak szerint többféle lehet (1. táblázat).
A fúróeszköz által végzett mozgás a csoportosítás egyik szempontja. Forgó mód az, amikor a fúrószerszámot a fúrórúd közbeiktatásával forgatva bontják meg a kőzeteket; ütőfúráskor pedig a fúrószerszámot a kőzetre magasabbról leejtve, azaz a kőzeteket ütve aprítják szét és bontják meg azt. A kettőt egymással kombinálva jön létre az ütő-forgó fúrás. Az ütő és a forgatva működő fúrások esetében száraz és öblítéses mód is van, az ütő-forgó esetén viszont csak öblítéses. Ha a megbontott anyagot szivattyúval benyomott víz nyomja fel a kútfenékről, akkor öblítéses fúrási módról beszélünk, ha pedig a felaprózott anyagot valamilyen szerszámmal emelik ki a furatból, akkor száraz fúrásról beszélünk. A fúrószerszámok a fúrandó kőzet, a fúrási mélység és átmérő szerint különböznek (2. táblázat).
Kisebb keménységű kőzetek pl. az agyag és a homok, nagyobb keménységű a mészkő és a dolomit. A kisebb mélységű fúrás 50 m-ig, a közepes 500 m-ig, a nagyobb mélységű 500 m-től lefelé terjed. A kis átmérő 0,1 m-ig, a nagy átmérő 0,5 m-től értendő.

A 2. táblázatban szereplő fúrási módok, fúrószerszámok alkalmazása természetesen nem csak az ismertetettekre terjed ki. A gyakorlatban az ütő fúrások alkalmazása sokkal szűkebb körű és az öblítéses (azon belül is a jobböblítéses) fúrási mód használata az elterjedtebb.
A rotari fúrásban a különböző típusú kőzetek fúrásához különböző típusú fúróhegyeket használnak. Ezek lehetnek szárnyas fúrók, görgős fúrók és gyémántfúrók. A szárnyas és gyémántfúróknál a fúrók forgási tengelye egybeesik a fúrószáréval. Működő elemeik statikus terhelésével és a fúróval közölt forgatónyomatékkal aprítják a kőzetet. A görgősfúróknál a fúrótestben elhelyezett tengelyeken csapágyazott fogazott görgők gördülésekor a fogak ütései zúzzák szét a kőzetet.

A szárnyas fúró főleg üledékes talajokban, homokos, kavicsos réteg átfúrásakor kerül alkalmazásra. A görgős fúrók mind üledékes, mind kemény kőzetek fúrásakor előnyösen alkalmazhatók. A különböző típusú görgős fúrók általában a görgőkön kialakított fogak formájában, hosszában különböznek egymástól. Üledékes kőzeteknél általában hosszúfogú, kemény kőzetek átfúrásakor rövid fogazatú görgősvésők biztosítanak -nagyobb előrehaladást. Nagyon kemény kőzetek átfúrásakor páncélozott görgősvésők és gyémántfúrók alkalmazása is szükségessé válhat.
A fúrószerszámot többféle módon mozgathatják. A forgó berendezéseket fúrórudazat segítségével mozgatják, amely kézi, vagy gépi erővel lehetséges. Kisebb mélységű fúrások esetén a fúrórudazat négyszög keresztmetszetű, 1 m hosszú tömör acélrudakból áll. Nagyobb mélység és száraz fúrás esetén a rudak 3, 4 és 5 m-esek lehetnek. Még nagyobb mélység és öblítéses fúrásoknál a fúrórudazat üreges és kör keresztmetszetű. Az öblítő folyadék ezen keresztül áramlik be a fúrólyukba (jobb öblítés), vagy ki abból (bal öblítés). A felfúrt anyagot szállító öblítő folyadékot a kiömlés után ülepítő gödörbe vezetik, ahol az leülepszik. Ezután a gödörből túlfolyó, tisztább folyadékot megint felhasználják.

Az öblítő folyadék nemcsak anyag szállításra alkalmas, hanem a furat megtámasztást is szolgálja. Ezt úgy érik el, hogy a folyadék sűrűségét valamilyen anyaggal (pl. agyag, esetleg barit) megnövelik, így az a víznél sűrűbb lesz. Halmazállapota miatt öblítő-iszapnak is nevezik. Van olyan fúrási mód, ahol nincs fúrórudazat, a fúrószerszámot kötéllel mozgatják. Ilyen az ütve működő kötélfúrás és az iszapolóval történő fúrás.

A kút készítése közben az átfúrt kőzetekből mintát vesznek azért, hogy megállapítsák belőle az átfúrt kőzetrétegek és egyben a vízadó réteg helyét és összetételét. A fúrás közben azonban a vett magmintából nem lehet a réteghatárok helyét pontosan megismerni (különösen a gyakran használatos jobböblítéses fúrásnál); a kőzetösszetétel és a természetes kőzetállapot sem mérhető fel szabatosan, mert az eredeti kőzetanyag keveredett az öblítő iszappal; valamint gyorsabb fúrás esetén a különböző sűrűségű furadék keveredik össze. Ezért fejlesztették ki a közvetlen mintavételen kívül az egyéb vizsgálatokat, melyek a kívánt eredményt meghozzák.

A fúrt kút kivitelezése

Mielőtt a fúrt kút építését taglalnánk, ismerkedjünk meg néhány, a kútfúrásban használatos fogalommal, tárggyal.
Iránycső (kezdőrakat): Az iránycső a fúrás során a fúrólyukba legelőször lehelyezett cső. Fő funkciója a felső talajvizek, illetve szennyezett vizek kizárása és nevéből is érzékelhetően a furat további helyes irányának megtartása. A vízzárást úgy tudják vele létrehozni, hogy alsó peremét (saruját) belepréselik, vagy belecementezik a talajvíz alatti első vízzáró rétegbe (12). Az iránycsövet a kút kiképzése után véglegesen a furatban kell hagyni, megmozgatni nem szabad.
Béléscső: A fúrólyukba lehelyezett, a rétegmegtámasztást és a vízadó rétegekben levő víz tisztaságának megőrzését szolgáló csöveket nevezzük béléscsöveknek. A védendő réteg érdekében létrehozandó vízzárást kétféleképpen szokták megoldani: vagy minden újabb vízadó réteg esetén újabb béléscsővel és saruzárással, vagy egyetlen hosszabb, több vízadó rétegen áthaladó béléscsővel, melynél palástcementezést hajtanak végre (12).

Záró csőrakat: A beszűrőzött vízadó réteg feletti vízzáró rétegbe sajtolt béléscső (12).
Köpenycső (segédrakat): Omlékony, kis stabilitású kőzetekben végzett fúrásnál a fúró, a beépítendő béléscsövek, vagy a szűrőbeépítéskor a szűrő védelmére előre beépített béléscső (12).
Szűrőcső: A szűrőcső olyan béléscső, amely a megfelelő hosszban és helyen perforálva van azért, hogy a víz a rétegből azon a helyen a kútba beléphessen. A szűrőcső fontos eleme a porózus rétegek esetében a réteg szemszerkezete alapján kiválasztott, a perforált részre rátekert megfelelő minőségű szitaszövet. A perforálásnál a lyukak lehetnek kör alakúak (ezeket inkább réteg- és talajvizeknél használják), vagy téglalap (hasíték) alakúak (karsztvizeknél használatosak). A szűrőcső a víz beengedése mellett biztosítja a belépési helyen a réteg állékonyságát (12).

Próbaszűrő: A próbaszűrő a réteg vízadási szempontból való kipróbálásakor alkalmazott szűrőcső. Kedvező eredmény esetén beépítik a kútba, s véglegesen ez lesz a kút szűrője; kedvezőtlen esetben visszahúzzák.
Elektromos szelvényezés: a fúrólyuk hossztengelye mentén végrehajtott elektromos fúrólyukvizsgálat, melyekről a karotázs vizsgálatoknál már szóltunk.
Saruzárás: A béléscsőnek a vízzáró rétegbe való bepréselésével, vagy sarucementezéssel végrehajtott vízkizárás, "szigetelés" minden egyes csőrakat után (12).

Sarucementezés: A béléscső alsó peremének cementtejjel való belerögzítése a saruzárásra kiválasztott rétegbe.
Palástcementezés: A béléscső palástja és a fúrólyuk közti üreg cementálása, kitöltése cementtejjel (12).
Teleszkópikus csőkivágás: a kútban lentebb elhelyezkedő csőrakat elvágása a felső csőrakattal való bizonyos hosszúságú (biztonsági) átfedés felett (12).
Tömszelence: A teleszkópikus csőkivágásnál a csővágások helyére a két béléscső közötti körgyűrű alakú tér teljes leszigetelését (vízzárást) biztosító tömítés (12).
Első lépésként felszerelik a fúróberendezést, mely a fúrótorony, a gépek felszereléséből, az anyagok elhelyezéséből és az ezekhez szükséges tereprendezésből áll. A felvonulás során biztosítani kell a vizet a fúráshoz az öblítő folyadék elkészítéséhez. Ez – ha nincs a közelben elérhető távolságban víz – tartályokban történő helyszínre szállítással megy végbe. Meg kell tervezni a kiszivattyúzott víz elvezetésének helyét is, hogy az ne öntse el a kút környékét. Az előkészületek után következik a fúrás, a szükséges és az előbbiekben említett vizsgálatokkal együtt.

A fúrási munka első fázisában a felső talajviszonyoktól függően, 3-6 m hosszú iránycső kerül beépítésre. Ezután kis átmérőjű keresőfúrást mélyítenek a tervezett mélységig. Ettől csak abban az esetben térnek el, ha a furadék mintából, illetve egyes jelenségekből arra következtetnek, hogy megfelelő vízadó réteget tártak fel, vagy fúrástechnikai okokból kényszerülnek a fúrás leállítására. Amennyiben a rendelkezésre álló földtani adatok alapján, különböző mélységközökben várható hasznosítható vízadó szintek feltárása, úgy a keresőfúrás mélységközei ennek alapján több lépcsőben is előirányozhatók. Következő lépés a keresőfúrással feltárt mélységköz elektromos szelvényezése. A mérések alapján kijelölhetők a szóba jöhető vízadó-szintek, valamint a saruzárásra alkalmas rétegek. A feltárt vízadó szintek közül kiválasztandó a rétegpróbára legalkalmasabbnak ítélt réteg. A keresőfúrás szelvényét felbővítik a záró csőrakat által megkövetelt átmérőre, majd ebbe a felbővített furatszakaszba beépítik a béléscsövet és mögötte palástcementezést végeznek.
A záró csőrakat beépítése után kerül sor a szűrővel ellátandó furatszakasz felbővítésére, majd a köpenycső esetleges védelme mellett a próbaszűrő beépítésére. A próbaszűrő beépítését köpenycső védelmében kellene végezni, de ez átmérő növekedést okoz, s így a köpenycsövet – még kavicsolás esetében is – általában elhagyják.

A fúrási minták és a karotázs vizsgálatok alapján kijelölik a szűrőzés helyét és a kútba segédrakat védelmében be építik a szűrőt. A segédrakatot a szűrő beépítése után visszahúzzák. A szűrőcső alá annak méretének megfelelő iszapfogó-cső tervezendő, amelynek minimális hossza 5 m, de célszerűen 6-8 m. Eredményes rétegpróba esetén a kút termelőkúttá képezhető ki, ellenkező esetben a próbaszűrő visszahúzásra kerül. Ezt újabb keresőfúrás, elektromos szelvényezés, felbővítés, béléscsövezés és szűrőzés követi, egészen az eredményes rétegpróbáig. A kút végleges kiképzésekor általában hagyományos teleszkópikus csőkivágást alkalmaznak, hogy a kútban feleslegesen lent lévő csöveket visszanyerjék. A csővágások helyére a két béléscső közötti körgyűrűnél teljes vízzárást biztosító tömszelencék helyezendők el.
A fent elmondottak általánosan a porózus kőzetekben való fúrásra vonatkoznak. A karsztos kőzetekben való fúrásnál a fúrandó kőzet keményebb, lassabb a fúrási munka. A kőzet keménységéből eredően a furat fala állékonyabb és fúrás közben segédrakat beépítése ritkán válik szükségessé. Kivételt képeznek az erősen repedezett zónák, ahol öblítéses rotari eljárás alkalmazása esetén az öblítő folyadék vesztesége okoz komoly nehézségeket. A kemény kőzetekben – gazdaságossági megfontolások alapján – szűkített szelvényű keresőfúrások lemélyítése nem célszerű, azaz a furatot végleges átmérővel készítik.

A kút üzembe helyezése

A végleges szűrő beépítése után a kutat kitisztítják, kiöblítik és ha szükséges szűrőmosatást végeznek. A kúttisztítást különböző szerszámokkal, rendszerint iszapolóval végzik. A furatöblítéskor a fúrórudazaton keresztül tiszta vizet nyomnak le a kúttalpra, amivel a kútban lévő víz bizonyos mértékig kicserélődik. A szűrőmosatásnál nagy nyomású vizet nyomnak a kútból kifelé a szűrőn át. Ennek következtében a szűrőre és a szűrő közvetlen környezetére lerakódott – a kőzetrétegekből és (rotari fúrás esetén) az öblítőiszap használatából eredő – iszapot, agyagot lesodorják és a kút vízhozama így megnő.

A kutat ezután tisztító szivattyúzásnak (más néven tisztító kompresszorozás) vetik alá. A kompresszorozás olyan szivattyúzás, ahol kompresszorral levegőt nyomnak le egy csövön keresztül a kút vizébe. A víz ekkor telítődik levegővel és sűrűsége így olyannyira lecsökken, hogy elkezd feláramlani a kútban, majd ki a kútból. A kompresszoros vízemelésnek azért van ennél az eljárásnál kiemelt szerepe, mert az iszapos, homokos víz a búvárszivattyú mozgóalkatrészeit tönkreteszi, míg ennél a módszernél a kútban semmilyen mozgó alkatrész nem található (13).

Ez azért szükséges, hogy a kútszűrő környékéről a vízadó rétegből eltávolítsa azokat a kőzetszemcséket, amelyek nem lényeges részei a vízadó réteg sztatikai állékonyságának, de ellenállást jelentenek a kútba áramló víz számára. Kompresszorozáskor a szűrő teljes hosszában kb. 5 m-enként különböző termelőcső végállásokon hajtják végre a kúttisztítást. Végrehajtása fokozatos, azaz először kis vízhozamot termelnek ki a kútból, majd ha a víz letisztult, akkor állnak rá a nagyobb hozamra. Eleinte ennél a hozamnál is iszapos, homokos lesz a víz (mint az előző szivattyúzási szakaszban), majd letisztul és akkor ismét megemelik a termelendő vízmennyiséget rendszerint addig, ameddig a víztermelő berendezés, illetve a kút bírja. A tisztító szivattyúzás hossza igen különböző lehet és addig tart, ameddig a réteg vize le nem tisztul.

Ha a kút vize nem tisztul le, a víztermelést 400-500 órás szivattyúzás után abbahagyják és megvizsgálják, hogy mi okozza a homokolást. Lehet, hogy az alkalmazott szitaszövet nem megfelelő, vagy pedig a helytelen szivattyúzás következményeként kialakult túlzott rétegterhelés esetében a furat kiöblösödött, s a réteg összeroppant. Nem helyes, ha a tisztítószivattyúzásnak a szivattyúkapacitás szab határt, mert akkor – jó vízadó képességű kút esetén – soha nem derül ki a kút maximálisan, homokolás mentesen kitermelhető hozama. A kút maximális hozamát az a vízmennyiség jelenti, amely már nem lesz nagyobb akkor sem, ha a kút vízszintjét lejjebb szívjuk. Eddig a pontig lehet tulajdonképpen tesztelni azt, hogy a kút vize letisztul-e. Természetesen előfordulhat az is, hogy ezt az elméleti teljesítményt nem lehet elérni, mert a vízhozam lépcsők növelésével egy idő után a kút vize nem tisztul le. Ebben az esetben az utolsó, még tiszta maximális hozam a kút elméleti teljesítőképessége. A kút gyakorlati teljesítőképessége, amit huzamosabb ideig ténylegesen tartani is tud, porózus kőzeteknél a maximális hozam mintegy 67%-a; repedezett-karsztos kőzeteknél pedig a maximális hozam közel 95%-a.

Ha tisztítószivattyúzáskor a kút vízszolgáltatása megfelel a minőségi és mennyiségi követelményeknek, akkor kerül sor a próbaszivattyúzásra. Ebben a fázisban a réteg utánpótlódási viszonyainak megismerése a cél. Meg kell állapítani, hogy a kútból kitermelhető vízmennyiséget a réteg az idő függvényében megbízhatóan szállítani tudja-e. A próbaszivattyúzásnak ellenőrző jellege is van, ezért nem közvetlenül a tisztítószivattyúzás után kezdődik. Az ellenőrző szerep ugyanis azt jelenti, hogy a már letisztított kutat újra üzemi állapotba helyezve, még egyszer meg kell győződni a víz homokmentességéről.

Eszközök tekintetében itt már nincs megkülönböztetett helyzete a kompresszoros vízemelésnek. Ha a berendezés teljesítményadatai lehetővé teszik, akkor a termelő kútban a vízminőségre kényesebb szerkezetű búvárszivattyúkat is lehet alkalmazni, melyek mind hatásfokban, mind vízhozam adatok meghatározásának pontosságában jóval felülmúlják a légnyomásos vízemelő szerkezeteket. Ennek ellenére mégis többségben kompresszorral valósul meg a próbaszivattyúzás is, részben azért, mert a búvárszivattyúzás külön elektromos berendezés helyszínre szállítását igényli, továbbá behomokolódás esetén újra vissza kellene térni a kompresszoros üzemre. A próbaszivattyúzás során fel kell venni a kút vízhozam görbéjét (14), mellyel megállapítható, hogy mekkora az a vízmennyiség, amit a kútból biztonságosan ki lehet majd a jövőben termelni, kútkárosodás nélkül. A nyugalmi vízszint megmérése után elindítják a víztermelés első szakaszát egy adott állandó vízhozammal, miközben mérik a kútban a vízszintet. A víz szintje először nagy mértékű süllyedésbe kezd, majd az idő haladtával egyre kevésbé fog csökkenni. Amikor a vízszint elérte a közel állandó állapotot, akkor a víztermelés egy nagyobb és szintén állandó hozammal folytatható. Ez a víztermelés második szakasza. Eközben is mérve a kútban a vízszintet ugyanaz a jelenség játszódik le, mint a víztermelés első szakaszában. A szivattyúzást újabb vízhozam lépcsőkkel a tisztítószivattyúzásnál ismertetett pontig kell folytatni (14).

A vízhozam görbe felvétele után vízminőség-vizsgálat céljából mintát vesznek a kút vizéből. A vízvételt negatív kút (a nyugalmi vízszint a terep szintje alatt van) esetén mindig csak szivattyúval végezhetik, kompresszorral mintát venni nem szabad, mert gáztartalma, kémiai jellege megváltozik. Pozitív kút (túlfolyó víz) esetén a túlfolyásból vehetünk mintára valót.
A vegyvizsgálat általában kétféle. Egyik az egyszerű vízvizsgálat, amelynek keretében az egyszerűbb, általánosabb alkotórészeket határozzák meg. A másik a részletes, a helyszíni meghatározással kiegészített vizsgálat. A konkrétan elvégzendő vizsgálatokat a vízügyi igazgatóság által kiadott vízjogi létesítési engedély tartalmazza. A kút véglegesítése csak ezután lehetséges. Ha lehet és a kút fala megáll, a vegyelemzéskori szivattyúzásához a szűrőt még be sem teszik (de ugyanezt teszik rétegpróbánál is állékony kútfal esetén). Mivel a kútépítés ivóvízminőség feltárására irányul és felszín alatti rétegeket tár fel, ezért a szivattyúzás végén el kell végezni klórozással a kút fertőtlenítését. Meghatározott ideig tartó (kb. 6-8 órás) pihentetés után a klóros vizet ki kell szivattyúzni (ami szintén egyfajta tisztító szivattyúzás).

A kút vízhozamának növeléséről következő lapszámunkban írunk.

A témával kapcsolatos érvényben lévő jelentősebb előírások: MSZ 10-136/1973; MI 10-217/1976; MSZ 5199/1962

Irodalom: Áramlástan és hidrogeológia I-II. Juhász József dr., Tankönyvkiadó, Budapest, 1989. – Fúrási és kútépítési technológia. Pataki Nándor dr., VITUKI, Budapest, 1972. – Hidrológiai geofizika és fúrt kutak. Gálfy János – Kassai Ferenc, Tankönyvkiadó, Budapest, 1972. – Kiskertek vízellátása. Szerk.: Gerencsér Árpád dr., Vízügyi Dokumentációs Szolgáltató Lv., 1986. – Kútépítés. Léczfalvy Sándor dr., Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1971. – Tananyag a vízkútfúró mesterek továbbképzéséhez. Vízügyi Továbbképző Központ, Budapest, 1977. – Vízbányászat. Kassai Ferenc dr., Tankönyvkiadó, Budapest, 1982. – Vízbányászat. Schmieder Antal dr., Tankönyvkiadó, Budapest, 1975. – Vízkutatás, vízbeszerzés, vízgazdálkodás I. Juhász József dr., Tankönyvkiadó, Budapest, 1990.

Imolai Gábor

A saját vízellátás alapja

Kútépítés

A közüzemi vízellátás kiépítése elérte a gazdaságossági határszintet hazánkban, vagyis a lakott területek közüzemi vízellátása lényegében kiépült. A vízellátás alatt nemcsak az ivóvíz minőségű vízszükséglet (ivás, főzés, fürdővíz), hanem az egyéb, pl. öntözővíz, tűzivíz vagy technológiai vizek biztosítását is értjük.

A közüzemi díjak hazai árképzése, ami az elfogyasztott vízmennyiség alapján számlázza a szennyvízdíjat, sokakat elgondolkoztat azon, hogy az ivóvízmennyiségen felüli vízhasználatot saját vízbeszerzésből fedezze, és ezzel csökkentse a költségeit. A településektől távolabb eső lakóépületek, lakóterületek vízellátása egyébként is csak egyedi módon oldható meg gazdaságosan, de sokszor műszakilag is.
A vízellátás alaplétesítménye "a vízbeszerzést biztosító műtárgy" a hazai viszonylatban ez legtöbbször kút, ritkábban forrásfoglalás formájában alakítható ki. Cikkünkben a kutas vízbeszerzésről, a kútépítésről szeretnénk Olvasóinknak tájékoztatást adni.
Kutat ott célszerű építeni, ahol a felszínhez közel vízadó rétegek találhatóak a talajban. A sík vidékeken - hazánk területe zömmel ezekbe tartozik - az ún. talajvíz (a felszín közelében a talajban összegyülekező csapadékból származó víz) biztosította évszázadokig a vízbeszerzést. Ebbe a vízréteget egyszerű ásott kúttal el lehetett érni, a vízkiemelést gémeskúttal, kerekes kúttal vagy egyszerű vödrözéssel meg lehetett oldani.

Idővel ezek a sekély, a felszíntől pár méter mélyen található talajvizek - főleg a lakossági szennyezés miatt - elszennyeződtek, ivóvízként való felhasználásra alkalmatlanná váltak. A környező nagyobb kutak ennek a felszín-közeli rétegnek a vízét pedig elszívják, így az szárazzá válik.
A szerencsésebb adottságú területeken azonban ezek a felszín-közeli vízadó rétegek ma is felhasználhatóak vízbeszerzésre. A felszínhez legközelebb található vízszint az ún. talajvízszintet adja, ennek a felszíntől mért mélysége a csapadékviszonyoktól függ. Ez erősen változhat az év során. Téli félévben a mélyebb helyeken ez a talajvíz akár a felszínre is érhet. Az ilyen felszín-közeli, agyagos-homok rétegek vízét a klasszikus ásott kúttal, a homokos-kavics rétegek talajvizét a legfeljebb 15 m mélyre leverhető vert vagy Norton-kúttal, kissé mélyebb, nálunk a kb. 50 m mélységig található rétegekben tárolt vizeket már csak fúrt kúttal lehet hasznosítani.

Kutunk megtervezésekor kérjük fel az engedélyezési terv készítőjét, hogy a praxisából ismert, több sikeres kutat már elkészített kútfúrót ajánljon a számunkra, ugyanis az építtetőnek, a tervezőnek és a kútfúrónak ugyanaz az érdeke: hogy jól üzemelő kutat készítsenek.
A tervező az ingatlanon a legmegfelelőbb helyet fogja a kútfúrásához javasolni. Azonban az épület, az energiaellátás és a felhasználás szempontjait előre közösen egyeztessük vele le. A kút lehetséges helyét az ingatlanon belül, az érvényes Építési Szabályzatban előírtak figyelembevételével jelöljük ki!

Amennyiben valamelyik folyó partján vagy a dunai szigeteken akarunk kutat készíteni, szóba jöhet a vertkút. A vert vagy Norton kutat 1-11/2"-os menetes acél vagy horganyzott cső talajba verésével alakítjuk ki. Az első cső aljára kúpos, a csőnél kissé nagyobb átmérőjű csúcsot csavarozunk fel. Az első cső palástjának 1-2 m hosszú részét o 5-10 mm-es furatokkal átfúrjuk, és az erre a szakaszra erősített réz vagy műanyag szitaszövettel borítjuk be.
Magát a kút leverését a kútcsőre csavarozott, két félből álló acél nehezékre mért ütésekkel végezzük. Ezt szakszerűen a kút fölé felállított háromláb segítségével, kötéllel mozgatott verősúllyal végezhetjük el. Az egyszerűbb esetekben ketten-hárman kézzel emelt csillekerékkel is leverhetjük a kútcsövét. A verési folyamat közben a csövön keresztül locsolótömlővel vizet nyomva a kút aljára, megkönnyíthetjük a verési munkát. Ugyanis a benyomott víz fellazítja a cső környezetét, és folyamatosan a felszínre öblíti a csőbe jutó homokot is, ezzel nagyban elősegíti a cső lejutását a kívánt mélységre.
Rendszerint az első vízadó réteg alatti kötöttebb rétegig (10-15 m) tudjuk a csövet leverni, de nem is kell lejjebb mennünk, hiszen a kútfejre csavarozott dugattyús kézi szivattyúval (Norton pumpa) legfeljebb 4-5 méter mélyről lehet a vizet felszívni. Mivel ezek a kutak eleve homokos-kavics vízadóból nyerik a vizüket, vízminőségük nagyon jó, ha azonban erőteljesen szivattyúzzuk a kutat, akkor hamar eltömi azt a beáramló homok.

Az egyéb helyeken található felszín-közeli vízadó rétegek (talajvíz) felett többnyire agyagos-homokos fedőréteg található. Ezt az 5-10 m vastag réteget átfúrva érhető el az alatta levő homokos vízadó réteg vize.
Az ilyen kismélységű, 50 méternél sekélyebb kutakat, laza homokos-kavicsos talajban, száraz furással, kézi vagy gépi mozgatással, kötöttebb agyagos, esetleg köves talajban öblítéses fúrással, gépi fúróberendezéssel lehet szakszerűen kivitelezni. A gépi berendezések könnyű tehergépkocsi alvázra szerelt állványzatból (ami egy függőlegesen álló daru gémszerkezetének felel meg), hidraulikus meghajtású ún. forgatóasztalból, (mely a forgó, fúró mozgást biztosítja a fúrórudazaton keresztül a fúrófejnek) és a csövek ki-be építését elősegítő csörlőszerkezetből állnak. A kézi mozgatásnál a forgatást, a ki-be csövezést kézi erővel végezik, maximum 15-20 m mélységig. A kis berendezésekhez 4-6 m hosszú fúrócsöveket használnak.
Az öblítéses fúrás megkezdése előtt munkaterületet kell kialakítani, a berendezés elektromos energiaellátását és az öblítővízhez vízvételezési lehetőséget is ki kell a berendezés körül építeni. Amikor ezek a segédberendezések rendelkezésre állnak, akkor kezdődhet meg a tényleges fúrási munka. Először a legfelső talajréteget kell átfúrni, és a furatba elhelyezett 5-10 m hosszú csőrakattal, melyet iránycsőként (a furás függőlegességét biztosítandó) is felhasználunk, a felső rétegből származó szennyeződéseket kizárjuk. Ezért az iránycsövet a furatba nyomott híg cementpéppel a külső palástja mentén körülvesszük. Ezt nevezik palástcementezésnek. Ezután a fúróberendezés a furatot a védőcső védelmében a tervezett mélységbe lemélyíti. Az előzetes tervek alapján a vízbeszerzésre igénybevenni szándékozott réteg alatti vízzáró rétegbe (agyag, márga stb.) kell beérnie a furatnak.

A furatba kerül elhelyezésre az előre gyártott szűrőzés. A hazai, kissé agresszív kémhatású talajvizek miatt a szűrőcsöveket polietilén anyagú előre gyártott csövekből állítják össze. A szűrőzés a furatba beépítésre kerülő szűrőcső kijelölt részein perforációval vagy réseléssel kialakított nyílásokból és az azt szükségszerűen beborító szitaszövetből készül. A szűrőcső alsó végét eleve lezárják vagy ledugózzák, ezzel a csővég felöli vízbeáramlást kizárhatjuk.
A védőcsövet teljesen ki szokták húzni az elkészült furatból, de a felső rétegek kizárására homok-agyag-cementpép réteg kitöltéssel látják el. A kút lemélyítése ezzel megtörtént. Ezután a kút ivóvíztermelésre való kialakítása, az ún kútkiképzési munkák, következnek.
A kút belsejét és a szűrőréteget kompresszorozással, szivattyúzással megtisztítjuk. Ezt akkor érjük el, amikor egy átlátszó befőttesüvegbe vett vízminta átlátszó és homoküledék-mentes lesz. Kérjük, hogy ezt jelenlétünkben végezze el a fúrómester, majd ezután átvehetjük a kutat
A kút környezetét vasbeton esetleg műanyag, kútfejaknával ellátva szokták kiképezni. Ezekkel zárhatjuk ki a felszíni vizeket és egyéb szennyeződéseket a kútból. A kútfejakna gépészete biztosítja a többnyire búvárszivattyús víztermelést a kútból, az elektromos energiaellátás és az elektronikus termelésszabályzás berendezéseit is ide célszerű elhelyezni. 

A kútnak a házi vízellátó berendezéshez való csatlakoztatása - a szükség szerinti vízminőség javító technológiai beavatkozások után - legmegfelelőbben egy 2~3 m3 térfogatú tárolótartályba történjen. Ebbe a tartályba ugyanis folyamatosan, a legmegfelelőbb termelési paraméterekkel termelhet a kút, ez pedig a kút és a szerelvények élettartama szempontjából döntő fontosságú! A házi vízellátó rendszer pedig ebből a tartályból szükség szerint táplálkozva láthatja el a fogyasztókat.

A kész kútból a víztermelést az üzemi vízszint tereptől való mélysége határozza meg. A fizika törvényei szerint vizet felszívni max 7-8 m mélyről lehet egy egyszerű dugattyús vagy centrifugál szivattyúval. Ennél mélyebb vízszint esetén mélyszívófejjel, vagy a vízbe merülő búvárszivattyúval, gyakorlatilag csak nyomóoldalú szivattyúval lehet a vizet a kútból kitermelni. (Mélykútszivattyúnak is nevezi ezeket).

Mielőtt belefogunk a saját kút építésébe, nem árt tisztáznunk, hogy a telkünk alatt a földben levő vízkészlet a magyar állam kizárólagos tulajdona, hasonlóan a bányajoghoz.
Az 1995 évi LVII. Vízgazdálkodási törvény kimondja: "Az állam kizárólagos tulajdonában vannak a felszín alatti vizek és azok természetes víztartó képződményei", emiatt kutakkal feltárni és magunk számára igénybe venni a felszín alatti vizeket, csak előzetes "zöldhatósági" engedély birtokában lehet.

Aki azonban évenként 500 m3 víznél kevesebbet kíván, 50 méternél sekélyebb, kizárólag talajvízből táplálkozó kútból biztosítani, (ebbe a kategóriába tartozik a családi ház és kert vízigényét kielégítő kutak nagy része.) annak a 72/1966 Korm rendelet, 24§ 1 c. pontja értelmében a területileg illetékes Önkormányzat jegyzőjéhez, mint illetékes elsőfokú hatósághoz kell az engedélyezésért fordulni.
Új épület vízellátására szolgáló kút esetén ezt célszerűen az Építési engedéllyel együtt kell kérelmezni a fenti hatóságnál.
Mindkét esetben az engedély kiadása az előzetesen elkészített "vízföldtani szakvéleményhez" kötött. Ezt a szakvéleményt a Magyar Mérnöki Kamara erre feljogosított szakemberei, vagy valamelyik erre szakosodott tervező vállalkozás, készítheti el.

Szűcs J. László

Vízbeszerzés kutakból 2. rész

A kút elkészítése

A kutakból való vízbeszerzés jogi és elméleti részét a cikkünk első részében ismertettük olvasóinkkal. A jó elméleti alapozás után a kutak elkészítésének menetét szeretnénk megismertetni. A kutakat általában a talajba lemélyítve, lefúrva készítik, építésüket tehát kútfúrásnak is nevezhetnénk, merev műszaki kifejezéssel kútmélyítésről, a mindennapi szóhasználatban kútépítésről beszélünk. Ugyanis egy kutat teljesen elkészítve valójában egy műszaki építményt hozunk létre.

A kútépítés, az ötlettel - mármint hogy építsünk egy kutat a házunk vízellátására, vagy a kertünk locsolására - kezdődik. Az előző részben ismertettük azt a néha hosszadalmas folyamatot, ami alapján engedélyt kapunk a kutunk létrehozására: ezt nevezik "a vízjogi létesítési engedélynek". Már ennek az engedélynek az elkészítéséhez is szükséges volt szakembert igénybe vennünk. Nos a kút megépítésénél, még inkább rá vagyunk a szakemberek segítségére utalva. Abban azonban, hogy a céljainknak legmegfelelőbb összegért és minőségben épüljön meg ez a kút, abban reméljük mi is tudunk segíteni.
A kutunk helyét a tervben már kijelöltük az ingatlanunkon. Sokan a manapság igen elszaporodott pálcás emberek segítségével gondolják a telkükön a vizet megtalálni. Nos véleményem szerint kétféle pálcás ember van: az egyik a sarlatán kategóriába tartozik, a másik pedig sokszor jelentős tapasztalattal bír a természetes vízelőfordulásokra utaló jelek felismerése terén, és ezt a tapasztalatát a pálca segítségével nyomatékosítja felénk. Ebbe a kategóriába magunk is beletartozhatunk, amennyiben nyitott szemmel járunk a környezetünkben, különösen akkor, ha a területet volt szerencsénk több évszakban is bejárnunk.
A kert mélyebb részein száraz időszakban megmaradó üdébb fűfoltok, a fűz és diófák jelenléte, nád és gyékényfoltok a területen mind, mind a talajban lévő víz re utalnak. A homokdomb tetején, agyagos domboldalon már nehezebb dolgunk van, ilyenkor már csak a sarlatán pálcások magabiztosak, ugyanis ők 50%-os biztonsággal jósolnak, vagy lesz ott víz vagy sem. Csak erre az adatra azért kár hagyatkoznunk. Ezért keressük fel az engedélyezési terv készítőjét, és kérjük fel, hogy a praxisából ismert, több sikeres kútépítéssel rendelkező kútfúrót ajánljon a számunkra. A saját gyakorlatomból tudom, hogy a tervezők folyamatos munkakapcsolatban állnak az adott területen dolgozó legjobb kútépítőkkel. Javasolom, hogy hallgassuk meg őket, ugyanis az építtetőnek, a tervezőnek és a kútfúrónak ugyanaz az érdeke: hogy jól üzemelő kutat készítsenek.
A tervező már az engedélyhez begyűjtötte a terület kútjainak adatait, egyéb forrásokból ismeri a geológiai rétegződést, és ha igaz már több kutat tervezett a környéken. Ezért a terület legmegfelelőbb részét fogja a kútfúrásához javasolni. Azonban az épület, az energiaellátás és a felhasználás szempontjait előre közösen egyeztessük vele. A kút lehetséges helyét az ingatlanon belül, az érvényes Építési Szabályzatban előírtak figyelembevételével jelöljük ki!
Amennyiben ezeken az előzetes dolgokon túlestünk, akkor kezdődik a kút építése. A mai gyakorlatban igen ritkán készítünk új ásottkutakat, illetve kismélységű vert, ún "Norton" kutakat, mert a felszínhez legközelebb eső talajvízréteg vize gyakorlatilag mára teljesen elszennyeződött. Ásottkutakat erdei völgyek törmelék rétegeiben, vert kutakat folyók homokos-kavicsos teraszaiban lehet jó víznyerés reményében lemélyítenünk. A kismélységű - 30 méternél sekélyebb - és a mélyebb kutakat gépi fúróberendezéssel lehet szakszerűen kivitelezni. Ezek a berendezések a könnyű tehergépkocsi alvázra szerelttől a hatalmas fúrótornyokig egyazon elven működnek.
Egy aggregát (diesel motoros) által meghajtott olajszivattyú működteti a hidraulikus motorokat. Ezek közül egy hajtja az ún. forgatóasztalt, mely a forgó, fúró mozgást biztosítja a fúrórudazaton keresztül a fúrófejnek, egy másik a dugattyús szivattyút működteti, amely a fúrás öblítését végzi. Külön szerkezet működteti a csövek és a rudazat ki-be építését elősegítő csörlőt, ami a fúrótorony segítségével működik. A fúrótorony (állvány) egy függőlegesen álló daru gémszerkezetének felel meg. A rácsos szerkezet erős acélcsövekből készül. Lényegében egy csigán (horgon) keresztül a furatban dolgozó fúró és az összes fúrócső súlyát hordja, emellett a fúrás közben jelentkező csavaró, hajlító erőket is mind felveszi.
A hossza (magassága) szabja, meg hogy milyen hosszú fúrószárakkal dolgozhat a berendezés. A kis berendezések 6-8 m hosszú fúrócsöveket, a nagyteljesítményűek ennél sokkal hosszabbakat is tudnak mozgatni. A fúróberendezések teljesítményét a forgatószerkezetet hajtó motor legnagyobb nyomatékával, a toronyszerkezet horga által elviselhető legnagyobb teherrel (csövek, fúrórudazat összsúlya), a legnagyobb beépíthető csőátmérővel és az ahhoz tartozó legnagyobb fúrási mélységgel jellemzik.
A fúrás megkezdése előtt a munkaterületet ki kell építeni, ugyanis az öblítőiszap részére földbeásott és fóliával bélelt gödröket kell ásni. Magát a fúróberendezést gerendákkal, a nagyobbaknál betonalapokkal kell alátámasztani. A csövek tárolóhelyét és a ki-be építésüket elősegítő kiskocsi sínpályáját ki kell alakítani. A berendezés elektromos energiaellátását és a vízvételezési lehetőséget is ki kell a berendezés körül építeni. Amennyiben nincs elektromos áram a közelben akkor ehhez külön aggregátort, kell felhasználni. Ha pedig nem lehet vezetéken beszerezni az öblítéshez szükséges vizet, akkor vagy bélelt tározó medencét kell kialakítani, vagy kisebb berendezéseknél lajtkocsival, tartályokkal kell a vizet odaszállítani.
Amikor ezek a segédberendezések rendelkezésre állnak, akkor kezdődhet meg a tényleges fúrási munka. Először a legfelső talajréteget kell átfúrni, és a furatot kibélelni 5-10 m hosszú csőrakattal, melyet iránycsőként (a furás függőlegességét biztosítandó) is felhasználunk. Ezzel a felső rétegből származó szennyeződéseket kizárjuk. Az iránycsövet a külső palástja mentén a furatba nyomott híg cementpéppel veszik körül, ezt nevezik palástcementezésnek. Nagyobb fúrásoknál ezt külön cementező berendezéssel végzik. A kismélységű furatokba a cementpép a saját súlyától befolyva tölti ki a furat fala és a cső közötti teret.
A cementpép megszilárdulása után a fúróberendezés a rétegadottságoknak megfelelő fúrófejet forgatva a furatot a tervezett mélységbe lemélyíti.
Az előzetes tervek alapján a vízbeszerzésre igénybevenni szándékozott réteg alatti vízzáró rétegbe (agyag, márga stb.) kell beérnie a furatnak. A furatba a fúrással párhuzamosan helyezik el - a fúróberendezés segítségével - a többnyire acél anyagú védőcsövet. (A fúrási munkáknál fokozott minőségű, varratnélküli acélcsöveket használnak, egyik végükön tokos a másikon szabad menettel ellátva. A csöveket a felszínen szálanként összecsavarozva engedik le a furatba). A furás közben az átfúrt rétegek sorrendjét a folyamatosan vett fúrásminta alapján határozza meg a fúrómester, ebben nagy segítségére van az is, hogy a fúrás közben a saját kezével szabályozza a gépen a fúrás sebességét, tehát rögtön érzékeli a könnyebben, illetve a nehezebben fúrható rétegek változását is. Az általunk tárgyalt ~30 m mély furásokat a megfelelő berendezéssel egy-két műszak alatt lemélyíthetik.
Amennyiben ezek alapján nem lehet a vízadó réteg pontos helyét meghatározni, akkor a furatban ún. geofizikai szelvényezést kell végezni. A geofizikai szondázást a furatba leengedett radioaktív izotópok segítségével végzik, ugyanis a vízadó és a vízzáró rétegek radioaktivitása jelentősen eltérő, így azok egyértelműen szétválaszthatóak.
Az így véglegessé vált furatszakasz(ok)ba kerül elhelyezésre az előregyártott szűrőzés. A szűrőzés a furatba beépítésre kerülő szűrőcső kijelölt részein perforációval vagy réseléssel kialakított nyílásokból és az azt szükségszerűen beborító szitaszövetből készül. A kismélységű, max. 150 m mély ivóvíz kutaknál - a hazai agresszív rétegvizek miatt - a szűrőcsövet és a szűrőzést célszerűen műanyag csőből alakítják ki. A szűrőcső alsó végét eleve lezárják, vagy ledugózzák, ezzel a csővég felőli vízbeáramlást kizárhatjuk. A kisfajsúlyú, ezért könnyű műanyag szűrőcsöveket sokszor csak vízzel teletöltve lehet emiatt a furat aljára süllyeszteni.
A beépített szűrőcsövet központosítók segítségével koncentrikusan helyezhetjük el a furatban, erre azért van szükség, mert a védőcső és a szűrőcső közét osztályozott szűrőkaviccsal kell feltölteni a védőcső folyamatos felhúzása közben. Ezzel szűrőváz képződik a szűrő körül. Egyes speciális kutaknál, a nagyátmérőjű kavicsolt szűrőjű kutaknál, ezt a szűrőréteget 40~50 cm szélességű rétegben alakítják ki a szűrő körül, ezzel a kitermelendő víz minőségét javítják, és a réteg vize kedvezőbb hidraulikai viszonyok mellett, áramolhat a kútba.
A védőcsövet teljesen ki szokták húzni az elkészült furatból, de a felső rétegek kizárására vagy az eredeti iránycső és a szűrőcső, (vagy esetleg a védőcső furatban maradó legfelső része és a szűrőcső) közét homok - agyag - és cementpép réteg egymás utáni sorrendben való kitöltéssel látják el.
A kútcsövezés lemélyítése ezzel megtörtént. Ezután a kút ivóvíztermelésre való kialakítása, az ún. kútkiképzési munkák következnek. A kútban lévő fúróiszappal kevert vizeket kompresszorozással kitermeljük. (Nagynyomással a kút aljára préselt levegővel a kútban levő víz fajsúlyát jelentősen lecsökkentjük, ezért az felemelkedik a kútban egészen a talajszint fölé, és ott kiömlik= mamut szivattyú elv.) Ezzel a kút belsejét és a szűrőréteget is megtisztítjuk. A kompresszorozás alatt lehet a kút maximális terhelhetőségét kipróbálni. Ezt akkor érjük el, ha a már letisztult vizű kútból addig növeljük a vízkitermelést, míg újból gyenge homokolás nem jelentkezik. Az ekkor mért vízhozam és a hozzá tartózó vízszint (a kút szűrőcső peremétől elektronikus mérőszondával centiméterben mérik) adja a kút maximális tisztítási vízhozamát.
A kompresszorozás alatt a termelt vízmennyiséget egy ismert térfogatú edény megteléséhez szükséges időadatból számíthatjuk ki. Pl.: 500 literes edény 4 perc alatt telik meg, akkor 1 perc alatt (500/4) = 125 liter vizet nyerünk a kútból, azaz 125 liter/perc a kút vízhozama. Ezeket a méréseket, és a kút letisztulását (az ekkor egy befőttesüvegbe vett vízmintának átlátszónak és homoküledék-mentesnek kell lennie) mi is ellenőrizzük le a kút tisztítása során, vagy ezt kérjük, hogy jelenlétünkben végezze el a fúrómester. Ezután a tervező feladata, hogy a kút víztermelési adatai alapján a megfelelő szivattyút kiválassza, és beépítését a kútba megtervezze.
A kút talajfelszíni részét - elkészülte után - vasbeton esetleg műanyag, kútfejaknával ellátva szokták kiképezni. Ezekkel zárhatjuk ki a felszíni vizeket és egyéb szennyeződéseket a kútból. A kútfejakna gépészete biztosítja a többnyire búvárszivattyús víztermelést a kútból, megfelelő vízmennyiségmérő, vízmintavevő, elzáró és vízvisszaáramlás gátló szerelvények segítségével. Az elektromos energiaellátás és az elektronikus termelésszabályzás berendezéseit is ide célszerű elhelyezni.
Ezzel a házi víztermelő berendezésünk elkészült. A kútnak a házi vízellátó berendezéshez való csatlakoztatása a szükség szerinti vízminőség javító technológiai beavatkozások után (lásd EZERMESTER 2002/3 "Tiszta vizet a pohárba") egy 2~3 m3 térfogatú tárolótartályba történjen. Ebbe a tartályba ugyanis folyamatosan, a legmegfelelőbb termelési paraméterekkel termelhet a kút, ez pedig a kút és a szerelvények élettartama szempontjából döntő fontosságú. A házi vízellátó rendszer pedig ebből a tartályból szükség szerint táplálkozva láthatja el a fogyasztókat.
Legvégül a tervező feladata a "Vízjogi Üzemelési Engedély" kiadásához (500 m3/év víztermelés felett) az illetékes Vízügyi Hatósághoz, vagy a kút "Használatba vételi engedélyezéséhez" szükséges, az I. fokú Építési Hatósághoz benyújtandó tervdokumentáció összeállítása. E dokumentáció alapján kaphatjuk meg a kutunk felhasználásának engedélyezését.

Szűcs J. László

Minden, amit a fúrt kutakról tudni érdemes!

Ha magas vízszámláját akarja csökkenteni, akkor a legjobb helyen jár!

• Hogyan lehet saját kutam?
• Mennyibe fog ez nekem kerülni?
• Mennyit spórolhatok a fúrt kúttal?
• Milyen engedélyek szükségesek egy kúthoz?
• Mi a különbség a talajvíz és a rétegvíz között?
• Ihatok-e a kútvízből?
• Milyen szivattyút vásároljak?
• Hogyan építsem ki a vízvezetéket?

Mi most mindenre választ adunk az alábbi leírásunkkal! 

---

Milyen típusú kutak léteznek, amellyel vízhez juthatunk?

A kút, vízellátás céljából a föld felszíne alá mélyített építmény. Persze ez még így nem sokat mond,
hiszen számtalan kútról hallhattunk már.

• Gémes kút
• Kerekes kút
• Nortonkút
• Ásott kút
• Fúrt kút
• Artézi kút

Vajon melyik mit jelent?

• 
• 
• 
• 
• 

A kutakat alapvetően mélységük és kialakításuk szerint csoportosíthatjuk.

Mélységük alapján megkülönböztetünk:

• mély fúrású kutakat (500 m-nél mélyebbek),
• közepes mélységű kutakat (200-500 m),
• kis mélységű kutakat (30-200 m),
• és sekély mélységű kutakat (30 m-nél kisebb mélységűek).

Többnyire az átlagos igényeinknek a kis és sekély mélységű kutak felelnek meg.

Kialakításuk szerint pedig alapvetően megkülönböztetünk:

• ásott,
• vert,
• és fúrt kutakat.

---

Mi az az ásott kút?

Az ásott kútról (más néven aknás kút) nagyszüleink kerekes kútja juthat az eszünkbe. A kerekes kútból vödörrel húzták fel a friss vizet, hogy abból igyanak, megöntözzék a veteményest és ellássák az állatokat. Az ásott kút elkészítése hosszadalmas, akár hónapokig is eltarthat – falát téglával vagy betongyűrűkkel rakják ki, mélysége pedig némileg a talajvíz tükör alá hatol. Vízszintjük ingadozó, nagyban befolyásolja a lehulló csapadék, hiszen abból táplálkozik. Tárolókapacitása kb. 0,5-2 köbméter közötti, a víz után töltődése lassú, száraz nyári időszakban pedig nem egyedi az eset, hogy a kút kiszárad. Az ásott kutak kizárólag a felső talajvíz összegyűjtésére alkalmasak, így ez emberi fogyasztásra nem javasolt! Az elfajuló mezőgazdasági tevékenység (műtrágyázás) miatt szennyezett lehet (pl. nitrátok).

---

Mi az a vert kút?

A vert kút kialakítása során egy hosszú, lyukakkal ellátott vascsövet a talajvíz szintjéig levernek, amely aztán a lyukakon át telítődik vízzel. Bár mélysége 7-10 méter is lehet, főként kis vízhozamok kielégítésére alkalmas, nem tisztítható, ráadásul az ország jelentős részén a talajviszonyok nem teszik lehetővé kialakításukat. Többségük szintén talajvizet hoz a felszínre. A Nagy alföldön divatos Nortonkutat is ide soroljuk.

---

Mi az a fúrt kút?

A fúrt kút egy speciális fúró berendezéssel a földbe mélyített bélelt furat, amelynek a mélysége az átmérőjéhez képest nagy. Fúrt kutat lemélyíthetünk mindössze pár méterre, vagy akár 120 méter mélységbe is, függően a felhasználás céljától. A fúrt kút gyűjthet felsőbb talajrétegekben talajvizet, mélyebb rétegekben ivóvíz tisztaságú rétegvizet. Nagy előnye, hogy folyamatos vízadásra képes, akár napi több 100 köbméteres mennyiségben is. A kútfej zárt, ezért külső szennyeződések nem juthatnak be, a vizet pedig kizárólag szivattyúval lehet a felszínre hozni.

---

Mire akarjuk használni a vizet? Ivóvíznek vagy öntözésre?

Mielőtt azonban kutat furatunk, tisztáznunk kell, hogy:

• háztartási célokra (főzés, ivás, fürdés) szeretnénk a vizet használni,
• vagy csupán öntözni akarunk a kertünkben.

Ugyanis a különböző háztartási igényeinknek különböző típusú felszín alatti víz felel meg. A földből kinyerhető víznek két fajtája létezik:

• talajvíz és a
• rétegvíz.

---

Mi a különbség a talajvíz és a rétegvíz között?

A talajvíz az első vízzáró réteg fölött található, a rétegvíz pedig a lejjebb lévő vízzáró rétegek között.

Talajvíz:

Talajvíz akkor keletkezik, amikor a csapadék vagy egyéb felszíni víz beszivárog a talajba. A talajvíz szintje évszaktól függően változik. A tavaszi olvadás hatására, illetve ősszel a jelentős mennyiségű csapadék miatt megnövekszik a talajvízszint. Az éves ingadozása akár egy-két méter is lehet. A talajvíz távolsága a felszíntől átlagosan 2-5 méterre tehető, ez a szint az esetek nagy részében követi a domborzatot. Szárazabb időszakokban a talajvíz mennyisége csökkenhet vagy teljesen meg is szűnhet. A talajvíz kizárólag öntözésre használható, ugyanis ez felszíni szennyeződéseket tartalmaz.

Rétegvíz

A rétegvíz a kőzetek pórusaiban helyezkedik el két vízzáró réteg között, az első vízadó rétegtől legalább egy vízzáró réteg választja el. Országos átlagban 30-150 méter mélységben találhatunk rétegvizet. Minél mélyebben található a rétegvíz, annál tisztább. Miközben a víz a felsőbb rétegekből a föld belseje felé szivárog, a talaj természetes szűrőképessége tisztítja azt. Ezért a rétegvíz felhasználása széleskörű, emberi fogyasztásra csak ez alkalmas.

• 

---

Milyen engedélyekre van szükségünk a kút létesítéséhez?

A kútfúrás minden esetben engedélyköteles.
A lakossági felhasználásra kialakított fúrtkutak az esetek túlnyomó részében talajvizes kutak.

Talajvízkút engedély:

Először egy szakértővel megterveztetjük a kutat, majd a terveket beadjuk az illetékes hivatalnak. Magánszemélyek esetén ha a kút nem mélyebb 30 méternél, és a kútból kivett talajvíz nem haladja meg az évi 500 m³ mennyiséget, akkor az engedélyeztetés a települési önkormányzat hatáskörébe tartozik. Ennek összege csupán százezer forintos nagyságrendű költség. Az engedély feltétele még, hogy a kinyert vizet saját háztartásunkban használjuk fel.
Az engedélyeztetés maximum egy hónap alatt lezajlik. Az engedélyeztetés után semmilyen adó, illeték, járadék nem terheli a felhasználót.

Rétegvízkút engedély:

Ha olyan kutat szeretnénk fúratni, amely eléri az ivóvíz-minőségű rétegvizet, akkor az engedélyt a Zöld hatóság (területileg illetékes környezetvédelmi, természetvédelmi és vízügyi felügyelőség) adja ki.
De nemcsak a kútfúrást kell engedélyeztetni, hanem a kút elkészülte után a használatát is. Ezeket nevezik a kút létesítési és üzemeltetési engedélyének. Majd vízórát kell felszerelni, és a felhasznált vízmennyiség után bányajáradékot kell fizetni a Magyar Állam részére. Természetesen ez az összeg töredéke a közműves ivóvíznek. Az engedélyeztetés ideje több hónap. ??Ennek összege millió forintos nagyságrendű költség.

---

Milyen szakképesítéssel kell rendelkeznie a kútfúrónak?

Csak olyan szakembert vagy céget bízunk meg kútfúrással, aki megfelelő képesítéssel rendelkezik. A jogszabályok ugyanis megkövetelik a kút szakszerű kiépítését. A kútfúró vállalkozónak rendelkeznie kell szakirányú végzettséggel, bányakapitánysági engedéllyel a fúróberendezésre, és vízügyi hatósági engedéllyel a kútfúrásra.
Ne szégyelljük elkérni a kútfúrás megbízásakor az ezeket igazoló iratokat! Ellenkező esetben könnyen áldozatokká válhatunk, egy szakszerűtlenül elkészült és használhatatlan "kúttal".

---

Mennyibe kerül egy kút fúrása?

A költségeket befolyásolja, hogy több tíz méter mélyre kell lehatolnunk, vagy elég a pár méter mélységből kinyerhető talajvizet megcéloznunk. Sokat számít a kútkiképzésre kerülő cső átmérője is. Minél nagyobb a cső, annál több vizet lesz képes adni. Minden kútfúrás összköltsége egyedi árképzés során alakul ki. Átlagosan 12-24 ezer forintba kerül egy méternyi kút fúrása a megfelelő technológiával, de ha keményebb a talaj, például sziklás, akár 50-60 ezer forintos költséget is felszámolhatnak érte. Vannak szaktudás nélküli feketéző "kóklerek" akik olcsóbban dolgoznak, de ott ez bizonyosan a kút minőségére fog menni.

A kútfúrásban nagyon igaz, hogy olcsó húsnak híg a leve.

---

Hogyan fúrunk kutat?

Miután szerződést kötöttünk és az engedélyt is megkaptuk az illetékes hatóságtól, munkatársaimmal kiszállunk a helyszínre. A kútfúráshoz akár több teherautónyi műszaki eszközt is viszünk magunkkal. A fúrási területen felállítjuk a fúrótornyot, majd kis átmérőjű kutatófúrást készítünk. Geofizikai méréssel pontosan meghatározzuk a vízadó réteg hollétét. Ezek után a kutató fúrást felbővítjük és beépítjük a kútbélés csöveket, szűrőket és a szűrő kavicsot. A kút tisztító szivattyúzása és vízhozam mérése után átadjuk a kutat.

---

Miért fontos a „büdös víz” kizárása?

Mélyebb kút kiképzés esetén fontos a rétegkizárás, hogy megakadályozzuk a „büdös víz” beszivárgását a kútba. Vagyis nagyjából 200-220 mm-es lyukat fúrunk, ebbe kerül a 125 mm-es kútbéléscső, míg az adódó több centiméteres résbe (gyűrűs térbe) kavicsot szórunk, majd arra cementet és/vagy agyagot töltünk.
Így biztosítható, hogy a felső rétegű talajvíz nem tud lejutni és keveredni a tiszta rétegvízzel.

• 

---

Milyen szivattyút használjunk fúrt kutunkba?

A kút megfúrását követően először tisztítószivattyúzásra kerül a sor: fokozatosan növeljük a kiszivattyúzott víz mennyiségét egészen addig, amíg homokolást nem tapasztalunk. Ez az úgynevezett homokolási határ, amit a kút használata során soha nem szabad túllépni. Ezzel a módszerrel megtudhatjuk, hogy mekkora a kút vízhozama. Az ivóvizben lévő elfogadható homoktartalom határértéke 5 g/10 liter. Ezután meghatározzuk az üzemi vízszintet is, ami eldönti, hogy milyen teljesítményű szivattyút kell használni a kútban. Ha az üzemi vízszint mélyebben van 8 méternél, akkor csak csőbúvár szivattyút lehet alkalmazni. Amennyiben az üzemi vízszint 8 méternél magasabban van a kútban, akkor lehet alkalmazni önfelszívó (száraz beépítésű) szivattyút is.

A csőbúvár szivattyúknak üzemelésük során mindig víz alatt kell lenniük. A fúrt kutak többségében centrifugál elven működő, többlépcsős csőbúvár szivattyúk alkalmazása javasolt, amelyek ára magasabb a száraz beépítésű felszívó szivattyúkénál, viszont megtérül az üzemeltetés során. Lehetőleg szakembertől vásároljunk, mert fontos a méretezés, hiszen alul méretezett szivattyúval nem használható jól a rendszer, a túlméretezett szivattyú pedig túl sok áramot fog fogyasztani. Lehetőleg kérjünk a rendszerhez helyszíni telepítést, beüzemelést. Mindemellett olyan szivattyúkat és kiegészítőket válasszunk ki, amelyekhez biztosított a hazai alkatrészellátás és szervizháttér.

---

Hogyan jut el az ivóvíz a kútból az otthonunkba?

Ha rétegvízből kinyert vizet fogyasztásra akarjuk használni, akkor az ivóvizet el is kell juttatnunk a házba, vagyis ki kell építenünk egy házi vízellátó rendszert. Ennek fő elemei a szivattyú, a csövek, különböző szerelvények, hidrofor tartály, nyomáskapcsoló. A rendszer alapvetően kétféle lehet: áramláskapcsolós vagy hidrofor tartályos. Ha áramláskapcsolóval vezéreljük a szivattyút, akkor kevés anyagot kell beépítenünk a rendszerbe, ellenben minden csapnyitáskor beindul a szivattyú. A hidrofor tartályos rendszernél kisebb mennyiségű vízelvétel (pl. WC-öblítés) esetén nem kapcsol be a szivattyú. Hosszabb idejű vízelvétel esetén folyamatosan működik a szivattyú, és állandó nyomást biztosít.

Az alábbi képeken egy teljesen kiépített házi vízellátás látható. A kemence mellett egy fedett aknában van a fúrt kút, hidrofor tartály, és a további szerelvények. Ezzel biztosítható bármely évszakban az automata házi vízellátás. Esztétikai szempontból a gondos háziasszony egy virágoskerttel takarta el a betonaknát.

• 
• 
• 
• 
• 

---

Mennyibe kerülnek a szivattyúk, vízellátó rendszerek?

A jó minőségű önfelszívó szivattyúk 30-80 ezer forint között vásárolhatók a teljesítményük és várható élettartamuk alapján. Homoktűrő, strapabíró mélykút-szivattyúk ára 90-240 ezer forint között mozog emelőmagasság és vízszállítás függvényében. A szivattyúkhoz áramláskapcsolós vezérlés 25-40 ezer, hidrofor tartályos vezérlés 50-200 ezer forint között választható. A vízellátó rendszerhez érdemes vízszűrőt is beszerelni, ennek az ára 5-20 ezer forint között változik. A szivattyú és a vezérlés árához hozzáadódnak még a szerelési anyagok (csövek, szerelvények, osztó anyagai, függeszték) és a kivitelezés munkadíja.

---

Mennyi pénzt spórolhatunk saját kúttal?

Egy átlagos háztartásban egy személy naponta 140 liter vizet használ el, családra lebontva pedig a napi mennyiség közel 500-1000 liter (mosás, fürdés, WC stb.). Éves szinten ez kb. 200-500 m³. Ehhez jön még az öntözésre elhasznált víz, amely egy 500 négyszögöles kert esetében akár napi 5 m³ is lehet. Évi 100 napos locsolással számolva a család teljes vízigénye elérheti az 1000 m³-t. Mivel a vízdíj (ivóvíz+csatorna) áfával együtt egyes településeken elérheti az 1500 forintot is, ezért az éves költség meghaladhatja a több mint egymillió forintot. Saját fúrt kútból kitermelt víz önköltsége ellenben köbméterenként csupán a szivattyú átlagosan
0,3 kWh-nyi áramszükséglete, ami évente 7-10 ezer forintos költséget jelent.

---

Megéri-e leválni a közműről?

Ha az ivóvíz-ellátásunk mellett öntözni is akarunk, akkor a beruházás 1 év alatt megtérülhet. Ha csupán az ivóvízre fókuszálunk, és öntözni nem akarunk, akkor 2-3 éves megtérülési idővel számolhatunk. Minél több vizet fogyasztunk a háztartásunkban, annál rövidebb a megtérülési idő. Ha két vagy több háztartás közösen furat kutat, az szintén csökkenti a megtérülési időt. Mindenképpen ésszerű, előnyös és környezettudatos döntés függetlenedni a közművektől. Nem beszélve arról, hogy sok esetben jobb minőségű vizet tudunk biztosítani a saját házi vízellátó rendszerünkkel.

---

Profi Kútfúrás,
avagy Önálló vízellátás saját fúrt kútjáról!