A fûtési költségosztás elmélete és gyakorlata 1. rész Dr. Csoknyai István
These days the method of heat cost allocation is spreading. It is even possible to receive funding for project realisations. Nevertheless, several problems are still obscure; many controversial questions arise during application. In the first part of the article, a short summary is given about the basis of heat cost allocation. Afterwards, through four examples, it is shown how heat cost allocation can be spoiled. Even we can hear about several lawsuits in this field. In the second part of the article, different heat cost allocation calculation methods are introduced, which show the heat cost allocation has to be theoretically established, while at the same time it has to be incentive and acceptable for the consumer. A fûtési költségosztás egyre jobban terjed. Ennek megvalósításához még állami támogatást is kaphatunk. Ugyanakkor számos kérdés még ma is tisztázatlan; az alkalmazás során igen sok vitás kérdés merül fel. Cikkünkben elõször rövid áttekintést adunk a költségosztás lényegérõl. Majd négy gyakorlati példán mutatjuk be azt, hogy mennyire el lehet rontani a költségosztást. Már több peres ügyrõl is hallani. A cikk második részében különféle költségosztási számítási módszereket mutatunk be, amely rámutat arra, hogy a költségosztásnak elméletileg megalapozottnak kell lennie, ugyanakkor ösztönzõnek és elfogadhatónak kell lennie a fogyasztó számára.
Bevezetés A fûtési költségosztásnak számos módja lehetséges. 1991 elõtt hazánkban kizárólag az egységes átalánydíjas fûtési elszámolási módszert használták, amely semmilyen kapcsolatban sem állt a fogyasztás mértékével és a hõellátás tényleges költségeivel. 1991-tõl a fûtési szolgáltatásban gyökeres változás következett be, és ezen belül új, változatos díjszerkezetek alakultak ki. Az árképzés módja a helyi önkormányzatok kezébe került. Számos településen általánossá vált a mérés szerinti elszámolás. Ezek közös jellemzõje, hogy van egy fogyasztásarányos és egy teljesítményarányos rész. A fogyasztásarányos költséget OMH által hitelesített fogyasztásmérõvel kell megállapítani. A szakmai körökben jól ismert, távhõszolgáltatásról szóló törvény szerint 2003 közepétõl ezt a változatot kell kötelezõen alkalmazni. Lakóépületeknél a helyzet bonyolultabb, mert az elõbb említett összköltséget szét kell osztani a lakások között. A mérésügyrõl és a távhõszolgáltatásról szóló törvény sajátos értelmezésébõl adódik, hogy a vásárló nem az elszámolási mérõ alapján fizeti a fûtési hõdíjat.
A szerzõ okl. gépészmérnök, egyetemi docens, BME Épületgépészeti és Gépészeti Eljárástechnika Tanszék Magyar Épületgépészet, LVII. évfolyam, 2008/6. szám
Hazánkban a lakók közötti költségosztás jogilag nem rendezett, a hagyományos átalánydíjas elszámolás változatlanul megmaradhat, csak most nem egy országosan, vagy településen érvényes fajlagos érték, hanem a társasházra vonatkozó saját fajlagos hõdíj alapján történik szétosztás. Ez jelentõsen eltérhet a tényleges egyéni fogyasztástól. Ennél pontosabb módszer lenne a lakás méretezési hõszükséglete szerinti költségosztás, de annak ellenére, hogy ez egyszerûen alkalmazható lenne, nem használatos eljárás. A hõszükségleten és a fûtõtest jellemzõin alapuló költségosztás még viszonylag olcsón megvalósítható az általánosan alkalmazott függõleges összekötõvezetékes fûtési rendszereknél. Ebben az esetben a fûtõtest névleges teljesítménye és a fûtõtest idõben összegzett közepes hõmérséklete alapján történik a költségosztás. Ez a módszer a fogyasztáson alapszik és bár viszonylag pontatlan eljárás, mégis ez tekinthetõ a lehetséges változatok között a leghatékonyabbnak. A költségosztók alkalmazása nemcsak azért követendõ eljárás, mert reálisabban követi a fogyasztást, hanem azért is, mert az energiahatékonyság jelentõs eszköze. Használatával lehetõség nyílik az egyéni takarékoskodásra, de paradox módon eszköze a magasabb helyiség hõmérsékletek megvalósításának is. Ekkor ugyanis a fûtõvíz hõmérsékletének emelésével lehetõség lesz arra, hogy azoknak a lakóknak a kívánságát is kielégítsük, akik az átlagosnál melegebb lakást kedvelik. Sajnos ez is rendezetlen kérdés. Hazánkban a költségosztók alkalmazása folyamatosan terjed, de számos ellenvetést, gondot is tapasztalunk. A következõkben áttekintést kívánunk adni az eddigi tapasztalatokról, néhány megvalósult rendszernél kapott adatok alapján.
Példák a költségosztás érdekes eseteibõl A költségosztó készülékek alkalmazása hazánkban körülbelül 15 éves múltra tekinthet vissza. Eleinte szinte kizárólag a párologtatós elven mûködõ osztókat használták viszonylag alacsony áruk miatt. Az ennél átlagosan ötször drágább elektronikus költségosztót csak most kezdik szerelni, elsõsorban egycsöves Radal fûtõtestes rendszereknél. Fordított U-csöves hálózatoknál csak akkor ajánlható a költségosztók alkalmazása, ha áramlásváltó átkötõszakaszt építenek be. Összességében így a magyar fûtéseknél szinte minden esetben alkalmazható a költségosztó. A legutóbbi idõben a távolvasásos (lakáson kívüli) rádiós módszert is kezdik alkalmazni. A költségosztás hatékonyságát lényegében a termosztatikus szelepek beépítésével, esetleg további korszerûsítési fázisok alkalmazásával együttesen kell vizsgálni. Sajnos elõfordul olyan eset is, hogy a régi, rosszul vagy egyáltalán nem kezelhetõ kézi szelepek meghagyásával szerelnek fel a fûtõtestekre költségosztót. Az ilyen változat nem hatékony. A költségosztással kapcsolatban számos negatív példával is találkozhatunk. A következõkben ezekbõl mutatok be négy 3
esetet. Ezek közös jellemzõje, hogy olyan aránytalan költségeket határoztak meg, amelyeket több lakó elfogadhatatlannak minõsített, magyarul nem fizetett. Elsõ példám egy négyemeletes távfûtött panelépület, ahol a fûtéskorszerûsítést formailag helyesen megoldották. A termosztatikus szelepek mellett költségosztókat szereltek a fûtõtestekre. Az éves költségelszámolásnál néhány lakónak az elõzõ évben fizetett összeg közel háromszorosát kellett volna kifizetnie. Vizsgálatunk alapján megállapítottuk, hogy a fûtõtestekre szerelt költségosztó helyesen mûködött és az elszámoláskor számítási hibát sem követtek el. A dolog addig húzódott, hogy a következõ fûtési szezonban ellenõrzõ, diagnosztikai méréseket végeztünk a lakások jelentõs (kb. 60%-ot érintõ) részében. Azt tapasztaltuk, hogy a második, harmadik és negyedik emeleten az összes radiátorszelep zárva volt és a radiátorok is hidegek voltak. A helyiséghõmérsékletek 25 – 26 °C között változtak. Az elsõ emeleten néhány radiátor fûtött, míg a földszinten az összes fûtõtest nyitva volt, 20–22 °C szobahõmérséklet mellett. A lépcsõház tetején 28 °C-ot mértünk. A problémára az adott magyarázatot, hogy a fûtõvíz hõmérséklete rendkívül magas volt, továbbá a lépcsõház is tele volt forró fûtõtesttel. A második eset egy olyan tízemeletes panelház, ahol elõször a fûtést korszerûsítették (nagyon helyesen), majd ablakcserét és külsõ pótlólagos hõszigetelést készítettek. A fûtõtestekre korszerû elektronikus költségosztót szereltek. A tavalyi, elsõ szezonban a lakók figyelték a költségosztók kijelzését. Az ún. termékskálás készülékekben leolvasható érték a hõfogyasztással arányos (de nem azonos). Azt tapasztalták, hogy a közbensõ szinteken alig volt fogyasztás, vagyis a mutatott érték 10 körül volt. A földszinten 100 körüli értékek voltak, de a legfelsõ emeleten több mint 1000. Itt is lehetõség volt hõmérséklet mérésére. Általában 23 °C körüli értékeket mértünk, csak a legfelsõ emeleten tapasztaltunk kb. 21 °C-ot. A fûtõvíz hõmérséklete itt is lényegesen nagyobb volt a kelleténél. A tényleges szabályozási függvényt a szabályozó beállításából ellenõrizni lehet, de az optimális menetrendet tapasztalati úton kell meghatározni. Esetünkben a szabályozást a legfelsõ szint (extra magas) igényéhez állították. A korszerûsített függõleges egycsöves fûtés beszabályozási tervében szereplõ 3,5 m.v.o. szivattyú emelõmagasság helyett 7,5 m.v.o. volt a tényleges vélelmezhetõ érték. Mint ismertes, függõleges egycsöves fûtésnél a nagyobb tömegáram jelentõs túlfûtést idéz elõ az alsóbb szinteken. A fõ gond azonban az volt, hogy a korszerûsítést szakszerûtlenül végezték el, nevezetesen az épületet körbeszigetelték, de a tetõvel nem törõdtek. Azt gondolták, ha nem áznak be, akkor jó a szigetelés. Persze más a hõszigetelés és más a vízszigetelés. Megmértük a legfelsõ szinti lakásoknál a tetõfödém belsõ felületi hõmérsékletét, az eredmény általában 15–17 °C volt. Az eredõ hõmérséklet a sugárzási és a levegõhõmérséklet közel számtani átlaga, ezért érezték a lakók azt, hogy fáznak teljes fûtés mellett. Az eredõ hõmérséklet irányérzékeny, és kb. 19 °C-ra tehetõ a szoba közepén a vízszintes (mennyezet felé nézõ) testfelületekre nézve. A harmadik eset különösen érdekes. Itt nem volt alkalmunk hõmérsékletet mérni, mert a szakvélemény elkészítésére idén április közepén kértek fel. Három, egyenként két lépcsõházas, tízemeletes panelház levált a távfûtésrõl (sajnos 4
igen kedvezõ megtérülés mellett). A fûtést nem korszerûsítették, hanem teljesen kicserélték, minden csövet és minden fûtõtestet. Az új, lépcsõházankénti fõfelszállókról vízszintes lakásfûtést alakítottak ki, amelyekbe OMH-hiteles hõfogyasztásmérõket építettek be. A költségelosztást nem külsõ „profi” cég, hanem saját maguk készítették. A három „teljesen azonos” épületpáros közül kettõnél a költségarányokat a lakók megfelelõnek tartották, míg a harmadiknál a melegvízszámlát többen kifogásolták, vagyis nem fizettek. De mi köze a HMV-nek az OMH hiteles fûtési hõfogyasztás mérõkhöz? Rendkívül sajnálatos módon hazánkban a költségosztással kapcsolatban nincs semmiféle jogszabály. Esetünkben a lakók képviselõi sajátos módszert választottak, amikor a kazánházi gázmérõ szerinti költséget az alábbi módon osztották szét: elõször meghatározták az egyes lakások hõfogyasztásmérõi által mutatott értékek összegét. Ezt levonták a gázfogyasztásból kapott energiatartalomból, de az éves hatásfokot már nem vették figyelembe. A maradék hõmennyiséget HMVfogyasztásnak tekintették és a HMV térfogatösszegzõ mérõk mért értékei alapján szétosztották a lakások között. A három épületnél teljesen egyformán készítették a számítást. A gázfogyasztás és az összegzett HMV térfogat fogyasztás lényegtelen mértékben tért el az épületegyütteseknél. A problémás épületben egyes lakásoknál igen magas HMV költségek jelentkeztek, 100 000 Ft nagyságrendben. Ezt a lakók nem fogadták el A fogyasztás okait elemezve azt tapasztaltuk, hogy a lakásonkénti fûtési fogyasztásmérõk által mutatott értékek összege kb. 40%-a a várt értékeknek. Ez minden tûréshatárt túllép. Elkezdtük vizsgálni ennek okát. A mérõk megbízható, jó minõségû termékek és azonos gyártási sorozatból valók, mint amelyek a másik két házban vannak. Mi az, ami eltérõ? A magyarázatot megint a fûtési elõremenõ túlzottan magas értékében találtuk meg. A fûtési szabályozót igen magas értékre állították. Még tartott a fûtés, de kint már 15 °C volt és a hõfogyasztásmérõnél 71 °C-ot olvastunk le. Mellesleg az épületben a fûtésre nem panaszkodtak, a termosztatikus szelepek hatékonyan, de a zárás közelében mûködtek. Igen kis tömegáramok jelentkeztek a lakáskörben, vagyis a mérõnél. A mérõk hiteles megszólalási érzékenysége – minimális térfogatárama – 24 l/h, de a gyakorlatban ez akár 50 l/h is lehet. Ez alatt a mérõ vagy nem mér, vagy nagyon rosszul mér. 50 l/h térfogatáramnál és 40 °C hõmérsékletkülönbségnél ez 2300 W teljesítményt jelent, ami egy átlagos lakás átlagos hõszükséglete. Hiába alkalmazunk hiteles és jó mérõt, ha roszszul fûtünk. A vizsgált épületben a fûtésszabályozó már két éve rosszul van beállítva, mindenki bízott a legkorszerûbb fûtési rendszerkialakításban, a kiváló minõségû hõfogyasztásmérõben és a vele kapcsolatos, erõszakolt hiedelemben. Egyesek azt hirdetik, hogy a pontos és igazságos költségelszámolás a lakásonkénti, OMH hiteles hõfogyasztásmérõkkel valósítható meg. Az elõzõ példa ezt alapvetõen megkérdõjelezi, de ide tartozik az is, hogy ezek a mérõk nem a lakások hõfogyasztását mérik, hanem azt, hogy a kérdéses lakásba a fûtési rendszerbõl mennyi hõ jut. A hõfogyasztás korrekt módon a hõveszteséget jelenti, ami a költségelszámolás számára nem mérhetõ. A külsõ határolókon kiáramló hõveszteség meghatározása különleges mérnöki feladat. Egy egész épület öszszes hõfogyasztását megbízhatóan és viszonylag egyszerûen lehet mérni, de épületrészeknél már csak osztani lehet. Magyar Épületgépészet, LVII. évfolyam, 2008/6. szám
A költségosztás nem piaci kategória, hanem az érdekeltek közötti megállapodás. Itt csak törekedni lehet az igazságosságra. Aki többet fogyaszt, az fizessen is többet, de így csak arányokról beszélhetünk. A hitelesen mért összfogyasztásokat célszerû úgy osztani, hogy van egy állandó – lakásmérettõl függõ – alapdíj és van egy, a költségosztó készülékek alapján meghatározott arányos rész, vagyis a hõdíj. Ezek az alapfogalmak a távhõ elszámolásokból ismertek. Az állandó és az arányos rész viszonya igen fontos. Ez megállapodáson alapszik. Ha hatékony takarékoskodást akarunk és bízunk a jól üzemeltetett és jól kialakított fûtési rendszerben, akkor a hõdíj lehet az egész 60%-a. Ha kételyeink vannak, akkor ez csökkenthetõ 40%-ra. Az elõzõ három példa azt bizonyítja, ha rossz a fûtés, rossz a rendszer, akkor a termosztatikus szelep, a költségosztó készülék, sõt a hiteles hõfogyasztásmérõ sem segít – elfogadhatatlan számlák születnek. Negyedik példám nem költségosztás miatt létrejött peres ügy. Egy igényesen kialakított, jó hõvédelemmel rendelkezõ társasház lakója azért panaszkodik, mert a lakásában túl meleg van, hiába zárja le a radiátorait. Valóban, a radiátorok hidegek lehettek egész télen, a lakásban mégis 23 °C volt. Emberünk milliós nagyságrendû költségkeresetet nyújtott be a bírósághoz. A téma emberi és jogi részével nem foglalkozom, de miért van meleg, ha hidegek a fûtõtestek? A magyarázat a következõ: a lakás hat oldalából csak egy külsõ fronttal rendelkezik, tipikus sorfekvésû lakás. A külsõ hõvédelem rendkívül jó, a belsõ azonban rossz. A lakások közötti határolók egyszerû téglafalak. Az egyetlen külsõ oldal déli fekvésû, tehát nagy a szoláris hõnyeresége. A keresetben a lakó azzal érvel, hogy a lakásában egycsöves fûtés van, amely zárt fûtõtestek mellett is meleg csõvezetékeket okoz. Ebben igaza van, de ezek a csövek a padlóban futnak, védõcsõben, 7 cm-es esztrich és 1 cm-es parketta takarásban. A tervezett hõlépcsõ 70/55 °C, tehát majdnem kishõmérsékletû fûtésrõl van szó. A helyszíni szemle során megnéztük a kazánházat, azért, hogy megismerjük a szabályozási függvényt. Az elsõ meglepetés az volt, hogy odakint 30 °C volt (2008. május vége), és ment a fûtés. A kérdés az, hogy miért? Az üzemeltetõk elmondták, hogy ez a lakók igénye: a fürdõszobai törülközõszárítónak melegnek kell lennie. Mellesleg a lakások split klímával rendelkeznek. A másik meglepetés a beállított szabályozási függvény volt. A tervezõi értéknél kb. 16 °C-kal volt magasabb méretezési
állapotban. A miért kérdésre az volt a válasz, hogy van, aki 25 °C-os lakást vár el. Ez utóbbi példát külön nem értékelem. Az elõzõ példák ékesen bizonyítják, hogy a hõfelhasználás rendkívül nehezen és ellentmondásosan határozható meg. Ezen túl a költségek meghatározása további nehézségekkel jár. Ezek közül kiemelem az elhelyezkedés szerinti esetleges korrekciót, amellyel egy külön cikkben fogunk foglalkozni. A példák azt is bizonyították, hogy a költségosztás elõfeltétele a jól beszabályozott és helyesen üzemeltetett fûtési rendszer. Ezen túl szükség van energiatakarékosságra ösztönzõ, fogyasztásarányokon alapuló költség-elszámolási módszerre. Az elmúlt 15 év kevés volt Magyarországon, hogy a költségosztás alapszabályait rendeletbe foglalják, jogilag szabályozzák. Ennek szükségességét már politikusok is emlegetik. Mindenesetre, ha sor kerül a rendeletalkotásra, akkor annak mûszaki részét olyanokra kell bízni, akik ismerik ezt a különleges szakterületet, valamint a külföldi megvalósításokat és a magyarországi tapasztalatokat. A továbbiakban nézzük meg a költségosztás számítási módszereit, elméleti és gyakorlati megközelítésben.
A fûtési költségek megosztási módjai Az 1991. évi XLV törvény a mérésügyrõl [1] és [2] kimondja, hogy a hõfogyasztás elszámolásának alapja csak hitelesített mérõvel meghatározott hõfogyasztás lehet. Ez a hõszolgáltató és a fogyasztók együttese közötti viszonyt fejezi ki. A fogyasztók egymás közötti költségvállalása, vagyis a költségosztás a köztük létrejövõ megállapodáson alapszik. Ez a megegyezés tetszõleges lehet, ezért számtalan módszer dolgozható ki. A következõkben bemutatok néhány olyan változatot, amely választékul szolgálhat a fogyasztók részére. A könynyebb választás érdekében konkrét példát is kidolgoztam. Példaként egy szigetszentmiklósi panelépületet választottam. Az épület ötszintes lakóház, amelyben felsõelosztású egycsöves átkötõszakaszos (TR) fûtés van. A fûtõvíz méretezési hõmérséklete 90/70 °C. A számításokhoz minden tervezési adat rendelkezésemre állt. A számítási eredményeket az 1. táblázat tartalmazza, amely az alapjellemzõkön kívül az azonos méretû és rendeltetésû helyiségekre vonatkozó költségarányokat mutatja. A viszonyítás alapjául mindig az a helyiség szolgál, ahol a legkisebb költség jelentkezik. A példa egy jellegzetes sarokszobára vonatkozik.
1. táblázat. A költségmegosztási változatokat szemléltetõ példa eredményei Megosztási változatok Szoba V= = 48,6 m3
Qhõ
h
1
2
3
Átalány
Hõveszteség
harány
4
5a
5b
6
7
harány
harány
harány
(harány)0,512
100% Qhõ
50% Qhõ
Qalap= f(t0)
Qalap= f(t0)
W
osztás
IV. em.
1855
13
1,00
1,24
1,63
1,93
1,57
1,36
1,34
1,29
III. em.
1501
9
1,00
1,00
1,13
1,05
1,05
1,03
1,00
1,00
II. em.
1501
11
1,00
1,00
1,38
1,32
1,16
1,12
1,04
1,02
I. em.
1566
8
1,00
1,04
1,00
1,00
1,00
1,01
1,02
1,03
Fszt.
2430
12
1,00
1,62
1,50
2,33
1,97
1,52
1,79
1,70
Átlag: 10,2
Magyar Épületgépészet, LVII. évfolyam, 2008/6. szám
5
1. Megosztás megosztó készülékek nélkül 1.1. Átalánydíjas elszámolás Ez a költségosztási módszer közismert. Lényege, hogy a költséget az egyes fogyasztók között a fûtött légtérfogat egyszerû arányában osztják szét. Amennyiben azonos a belmagasság, a számítás alapja a fûtött helyiségek alapterülete lehet. Ebben az esetben azonos méretû helyiségeknél azonos költség jelentkezik. Képletben: Fj =
ahol Fj Vj Vi Fi
Vj ΣVi
⋅ ∑ Fi ,
(1)
– az egyes fogyasztóra jutó költség, – az egy fogyasztónál lévõ fûtött légtérfogat, – az összes fogyasztónál lévõ fûtött légtérfogat, – az összes fûtési költség.
Példánkban a költségarány egységesen 1,00. Ez a módszer a hõfogyasztást egyáltalán nem veszi figyelembe, takarékosságra nem ösztönöz. 1.2. Elszámolás a méretezési hõveszteség alapján Alkalmazásához szükség van a fûtött helyiségek méretezési hõveszteségére. Amennyiben tervdokumentáció nem áll rendelkezésre, ez a fûtõtestek méretébõl is megbecsülhetõ: kétcsöves fûtésnél a fûtõtest gyártmánykatalógusából és a méretezési fûtõvíz hõmérsékletekbõl könnyen meghatározható a fûtõtest névleges teljesítménye. Egycsöves fûtésnél bonyolult szimulációs, számítógépes eljárás szükséges a becsléshez is. A késõbb ismertetendõ eljárásoknál minden esetben szükség van a helyiségek hõszükségletére. A számítás ennél a módszernél is egyszerû, ha rendelkezésre állnak a hõszükségletek: Fj =
Qhj ΣQhi
∑F
,
i
(2)
ahol Qhi – az egyes fogyasztóknál lévõ helyiségek hõszükséglete, Qhi – az összes fogyasztónál lévõ helyiségek hõszükséglete. Amennyiben a fûtõtestek névleges teljesítménye áll rendelkezésre, akkor külön változatként a csövek hõleadását is figyelembe lehet venni. Ennek a módszernek fogyasztásarányos jellege van, de takarékosságra nem ösztönöz.
2. Megosztás megosztó készülékekkel 2.1. Megosztás termék-skálás készülékekkel Amint az a gyakorlatból ismert, vannak olyan megosztó készülékek, amelyeknél minden hõleadóhoz saját skálát (és készüléket) kell választani a hõszükséglet alapján, így az értékelés egyszerû. A skálaválasztás módszerét a készülékgyártó útmutatása szerint kell végezni. A mutatott érték arányában közvetlenül osztható a költség, és a fogyasztó számára is ösztönzõleg hat az, hogy könnyû összehasonlításra van lehetõsége. Képletben: Fj =
hj
∑F Σh
i
i
6
,
(3)
ahol hj – az elpárolgott folyadékoszlop a fogyasztói skálás megosztón az egyes fogyasztóknál, hi – mint az elõbb, de az összes fogyasztónál összegezve. A módszer fogyasztásarányos, takarékosságra ösztönöz, de nem veszi figyelembe az egyes fogyasztói sajátosságokat. A skálaválasztás fokozott szervezettséget kíván, hiszen több száz féle skála kezelésérõl van szó. A skála kiválasztásának módszere finomítható, de a továbbiakban a számítás könnyebb áttekinthetõsége miatt azokkal az osztókkal foglalkozom, amelyeknél a skálaosztás az elpárolgott folyadék szerint állandó. Ez lényegében az elpárolgott folyadéktérfogat és a fûtõtest felületi hõmérséklet összegzett értéke közötti kapcsolatra épül. Ez az egy- és kétérzékelõs elektronikus költségosztókra is vonatkozik. 2.2. Költségosztás kizárólag a méretezési hõveszteség arányában, egységskálás készülékekkel Az Európa Szabvány [3], [4] szerinti költségosztás elve olyan, mely alapján kapunk egy a fogyasztással arányos értéket hõleadónként, ha a fûtõtestek hõmérséklete azonosan változik a rendszerben: Kiössz = KQi . KTi . KCi . TAi . KEi . (4) Az egyes fûtõtesteknél a fogyasztással arányos érték a következõ: Hi = hi . Ki,össz . (5) A költségosztás az alábbiak szerint történik: Fj =
Hj ΣH i
⋅ ∑ Fi .
(6)
A módszer viszonylag egyszerû, de nem veszi figyelembe az épület hõtechnikai viszonyait. 2.3. Megosztás állandó arányú alaprész és az arányos rész szerint Egy épület (rendszer) éves fûtési költsége a hõszolgáltató és az épület közötti elszámolás szerint ma hazánkban két részbõl áll: alapdíjból és hõdíjból. E költségek megállapítása önkormányzati hatáskörbe tartozik és a hõszolgáltatás sajátosságai határozzák meg. Arányuk nem képezheti a fogyasztók (lakók) közötti megosztás alapját. A költségosztóknál is célszerû alap- és arányos részre osztani a költségeket. Ezek mértékét épületfizikai jellemzõk és a költségosztók sajátosságai figyelembevételével kell meghatározni. A gyakorlatban ezek arányát gyakran állandó értékûre veszik. Minél nagyobb az alapdíj aránya, annál inkább közeledünk az átalánydíjas változathoz, ugyanakkor a takarékosságra való ösztönzés csökken. A példában az általában javasolt 50-50% arányt dolgoztam ki. Az osztás alapja a hõszükséglet értéke. A fogyasztásarányos hányad a következõ: Hj = hj . Ki,össz . (7) A költségosztás összefüggése: Fj =
H j ΣFi K j,össz ΣFi ⋅ + ⋅ , ΣH i 2 ΣK i,össz 2
(8)
Magyar Épületgépészet, LVII. évfolyam, 2008/6. szám
ahol az elsõ tag a fogyasztásarányos hányad, az összeg második tagja az állandó. Ez utóbbi a fogyasztói légtérfogat, vagy alapterület arányában is képezhetõ. Az 1. táblázatban ezek eredményei 5a és 5b jelölés alatt találhatók. 2.4. Megosztás épületfizikai sajátságok szerint Az egyes helyiségek elhelyezkedése az épületen belül a hõfogyasztásra jelentõs befolyást gyakorol. Ennek gondos figyelembevétele rendkívül hosszadalmas számítást igényel, ezért olyan módszert dolgoztam ki, amely viszonylag könnyen alkalmazható. Az eljárás lényege, hogy az alapköltség és a fogyasztással arányos költség arányát minden helyiségre külön megállapítjuk úgy, hogy a csövek hõleadását is figyelembe vesszük. A számítás a fajlagos méretezési hõveszteség (Qj) meghatározáson alapul. Ez a korábban ismertetett módszerekhez képest annyival kíván több alapadatot, hogy szükség van a helyiség légtérfogatára (Vj) is: qj =
Qnj Vj
.
i
i
o − ti ) + Qcsõ = 0 ,
Qhj = Qhaj + Qhpj ,
A szétosztást a helyiségre jellemzõ alaphõmérséklet segítségével végezzük: Qhaj =
A levegõ filtrációt elegendõ a nyílászárók hõátbocsátási tényezõjében figyelembe venni. A kiválasztandó helyiségek azok legyenek, amelyeknél a legnagyobb, illetve legkisebb a fajlagos hõveszteség és nincs a helyiségben alapvezeték. Az elõzõ összefüggés alapján kapott to alaphõmérsékletek és a fajlagos hõveszteség segítségével megkaphatjuk egy tetszõleges helyiség alaphõmérsékletét a következõ képlettel: t −t toj = o2 o1 ⋅ (q1 − q j ) + to1 , (11) q2 − q1 ahol az indexek jelentése a következõ: j – a kérdéses helyiségre, 1 – a legnagyobb fajlagos hõveszteségû helyiségre, 2 – a legkisebb fajlagos hõveszteségû helyiségre utal. Amennyiben a helyiségben alapvezeték is halad (függõleges összekötõ vezetékkel rendelkezõ rendszereknél), akkor ezek hõleadását a fajlagos hõveszteség számításánál le kell vonni a hõveszteségbõl. Magyar Épületgépészet, LVII. évfolyam, 2008/6. szám
toj − t k
⋅ Qhj ,
(13)
Qhpj = Qhj − Qhaj .
(14)
t bj − t k
illetve
Ezek felhasználásával Fj =
Qhaj
∑Q
haj
⋅ ∑ Fai +
hj ⋅ K j,össz Σhj ⋅ K j,össz
∑F
pi
,
(15)
ahol Kj,össz – az elõzõekben szerepelt összefüggés, de KQj = Qhpj, Fai – az összes alapköltség, Fpi – az összes arányos költség. Az összes költségek megosztása az alaphõveszteség szerint végezhetõ el:
∑F
ai
(10)
ahol Ai – az egyes határolószerkezetek felülete, ki – az egyes határolószerkezetek hõátbocsátási tényezõje, to – a keresett alaphõmérséklet, ti – az egyes határolószerkezeteken túli méretezési hõmérséklet, Qcsõ – a helyiségen áthaladó azon csövek méretezési hõleadása, amelyek a fûtõtest kikapcsolásával is fûtenek.
(12)
ahol Qhaj – az egyes helyiségek alaphõvesztesége, Qhpj – az egyes helyiségekben a helyi szabályozással arányos hõveszteség.
(9)
Ezen kívül két jellegzetes helyiségre meg kell határozni azt a helyiséghõmérsékletet (to), amely akkor alakul ki, ha a fûtõtestet kikapcsolják, de a csövek fûtenek és a szomszédos helyiségekben az elõírt belsõ fûtési hõmérséklet uralkodik. Ezt a hõmérsékletet a továbbiakban alaphõmérsékletnek nevezem. A számításhoz elegendõ az alap-hõegyensúly ismert összefüggését alkalmazni:
∑ A k (t
A helyiségek méretezési hõszükségletét az alaphõmérséklet segítségével két részre bontjuk:
=
∑Q ⋅ F ∑ ∑Q
és
(16)
− ti ) + Qcsõ = 0 ,
(17)
i
ni
∑ A k (t i
ahol
haj
i
o
Fai – az összes fûtési költség.
2.5. Megosztás a korrigált fogyasztott érték szerint A fûtõtest hõleadása a közepes hõmérséklet függvényében a következõ:
Q = a ⋅ Δt k
n
(18)
ahol a – állandó, n – a részterhelés kitevõje. Tagos fûtõtestnél például n = 1,33. A késõbbiekben részletesen foglalkozom a párolgási sebesség és a túlhõmérséklet kapcsolatával, amely:
ϑf = d ⋅ g 0,387 ,
(19)
ahol d – állandó. Amint az könnyen belátható, f = tk, ha alkalmazzuk a Kc korrekciós tényezõt, így például n = 1,33 mellett a hõteljesítmény és a párolgási sebesség közötti összefüggés:
Q = b ⋅ g 0,515 ,
(20)
ahol b – állandó. Megállapítható, hogy a párolgási sebesség és a teljesítmény között megközelítõleg négyzetgyökös összefüggés van. Ezek alapján pontosabb fogyasztási értéket kapunk, ha a felosztást nem lineárisan, hanem (hj/hjátl)0,5 arányában végezzük. A bemutatott példák közül a 6. változat a korrigált fogyasztott érték szerinti, az eredményeket az 1. táblázat mutatja. 7
Természetesen még számos változat kidolgozható, véleményem szerint azonban a legpontosabb, de még egyszerûen alkalmazható módszer az itt bemutatott legutóbbi változat, amely figyelembe veszi a helyiségek fekvését, a csõhõleadást és a párologtatós költségosztó alkalmazását is pontosabbá teszi.
A függvény regresszió számítás segítségével: g = 1,47 · 10-6 (t – 20)2,585 g/nap, ahol t – a párolgó folyadék hõmérséklete, °C.
(23)
Két gyártó és az általam kidolgozott párolgási függvényeket az 1. ábrán mutatom be.
3. Költségosztók egycsöves fûtésben A hazai egycsöves fûtések alapvetõen különböznek a nyugati megoldásoktól. Kialakításuk, méretezésük számos problémát vet fel, melyekre a nyugati módszerek egyértelmûen és megnyugtatóan nem alkalmazhatók. A következõkben azokat a feltételeket vizsgálom meg, amelyek a hazai egycsöves fûtésekre vonatkoznak. Mint ismeretes, a fûtési költségosztás legolcsóbb eszköze a párologtatós készülék. A fûtõtest hosszának felében, magasságának 60-80%-ában elhelyezett készülékben van az a fiola, amelyben a párolgó folyadék található. A folyadék és a fûtõtest közepes hõmérséklete közötti eltérést (amelyet az ún. „C” tényezõ fejez ki) a szabványok korlátozzák. Ez az eltérés készüléktõl és fûtõtesttõl függõen jelentõs lehet, ezért azt is elõírják, hogy e készülékek felszerelése az egész fûtési rendszerben azonos legyen. A C-értéket az alábbi összefüggéssel határozzák meg: Δt C = 1− F , (21) Δt m ahol
tF tm
– a mérõfolyadék túlhõmérséklete a léghõmérséklethez képest, – a hõhordozó túlhõmérséklete a radiátor elõírt helyén a léghõmérséklethez képest.
Az Európa Szabvány [3] és [4] elõírja, hogy az elpárologtatós költségosztót csak olyan fûtõtestre szabad felszerelni, amelyre a C-értékét méréssel meghatározták és értéke 0,3-nál nem nagyobb, illetve az összes fûtõfelület egynegyedénél max. 0,4 is lehet, ha a méretezési hõmérséklet nagyobb 90 °C-nál. Ez a tényezõ többek között függ a hõmérsékletszinttõl is, ezért ha méretezési állapotban eltérõ hõmérsékletû fûtés van, a C tényezõ is más és más értékû. Ez a probléma elektronikus költségosztóknál is jelentkezik. Az elõzõekben ismertetett, hõátvitelbõl adódó hibán túlmenõen párologtatós költségosztóknál további probléma is jelentkezik, amelyet az alábbiakban részletezek. A fûtõtestek hõteljesítményét a (18) jelû, ismert összefüggés írja le. A hõfogyasztás ennek idõ szerinti integrálja: τo
τo
o
o
Q = ∫ Q& dτ = a ⋅ ∫ Δt k ⋅ dτ ,
ahol
o
(22)
– a vizsgált idõszak vége.
Mivel a költségosztóból párolgó folyadék párolgási függvényei – amelyet a gyártók megadnak – nagyon bonyolultak és nehezen kezelhetõek, ezért új közelítõ függvényt kerestem. Azonos idõszakra (190 nap) és a gyakorlatban elõforduló hõmérséklet-tartományra (20 – 80 °C) meghatároztam a párolgás mértékét. A jó összehasonlíthatóság érdekében a 80 °C-hoz tartozó értéket tekintettem viszonyítási alapnak. A közelítést 50 és 80 °C közötti tartományban elfogadhatónak tartom. 8
1,0
0,8 Δtk 60
0,6
1,33
ISTA
Δtk 60
0,4
2,60
BRUNATA
0,2
10
20
30
40
50
60
70
80 tk,°C
1. ábra. A relatív hõfogyasztás és a párolgás a hõmérséklet függvényében, 190 nap alatt Az ábrában feltüntettem a hõteljesítmény változását tk = t – 20 °C figyelembevételével. Az eredményekbõl látható, hogy a teljesítmény függvény kitevõje 1,33, a párolgási függvényé pedig 2,6. Ha a 80 °C-os közepes fûtõtest hõmérsékletet tekintjük alapnak, akkor például 60 °C-os közepes hõmérsékletû radiátornál a teljesítményarány 68%, míg a párolgási arány 33% (illetve 31%). Más szavakkal egycsöves fûtésnél, ha például az összekötõ vezeték mentén az elsõ fûtõtest hõmérséklete 80 °C-os, illetve az utolsóé 60 °C, akkor azonos fogyasztói magatartást feltételezve az utolsó fûtõtestnél a költségosztó párolgása kb. harmada annak, mint amennyi az elsõ fûtõtesté volt. Ezt a mutatott értéket mindenképpen korrigálni kell. Természetesen ez a hiba elektronikus költségosztóknál nem jelentkezik.
Irodalomjegyzék [1] Az 1991. évi CLV. törvény a mérésügyrõl. [2] A Kormány 127/1991. rendelete a mérésügyrõl szóló törvény végrehajtásáról. [3] Költségosztók fûtõtestek fogyasztásának meghatározására. Elpárologtató elven mûködõ, elektromos segédenergia nélküli készülékek. EN 835. [4] Költségosztók fûtõtestek fogyasztásának meghatározására. Elektromos energiával mûködõ készülékek. EN 834. [5] Csoknyai, I. – Barna, L.: Az energiafelhasználás csökkentése, a fogyasztás szerinti költségosztás. Magyar Épületgépészet, 1992/5. [6] Csoknyai, I.: A fûtési hõfogyasztás néhány jellegzetessége. Magyar Épületgépészet, 1992/6. [7] Csoknyai, I.: A hõfogyasztásmérés hazai helyzete. Magyar Épületgépészet, 1992/10. [8] Csoknyai, I.: Fûtési költségosztás egy alsó-felsõ kapcsolású egycsöves fûtésnél. Clima Commerce International, 1995. [9] Csoknyai, I.: A fûtési költségosztás hatékonysága. Magyar Energetika, VIII. évf. 2000/5, p 44-48. [10] Csoknyai, I.: Methods of Heat Cost Allocation. Periodica Polytechnica 2000. 44/2. p 227-236.
Magyar Épületgépészet, LVII. évfolyam, 2008/6. szám
