Slovak University of Technology, Faculty of Civil Engineering, Department of Building Services
A lakóházak utólagos szigetelésének hatása a fűtőrendszerre és a fűtőtestekre
Kurcsa Mária Szlovák Műszaki Egyetem, Pozsony
Kurcsa Mária
MESZ 2014 Budapest, szeptember 25.
Slovak University of Technology, Faculty of Civil Engineering, Department of Building Services
Bevezető A múlt század ötvenes éveitől Szlovákiában nagyon fellendült a paneles lakásépítés, A lakóházak határoló szerkezeteinek tulajdonságai az adott időben megfeleltek az érvényben levő szabványoknak és előírásoknak, Az U – hő-átviteli tényezők értékeit meghatározó első szabvány Szlovákiában 1964-ben, illetve 1977-ben lépett érvénybe, jelenleg az STN 73 0540 szabvány az érvényes: minimális, normalizált, ajánlott, célajánlott U értékeket határoz meg.
Kurcsa Mária
MESZ 2014 Budapest, szeptember 25.
Slovak University of Technology, Faculty of Civil Engineering, Department of Building Services
Az U – hő átviteli tényező változása a Szlovákiai szabványokban ČSN 73 0540, 1993-tól STN 73 0540 2002-től STN EN is
Az U – hő-átviteli tényező (W/(m2.K)) Épületköpeny - e értékénél Tető - e értékénél -15°C
-18°C
-21°C
-15°C
-18°C
-21°C
1964
1,45
1,37
1,37
0,89
0,83
0,83
1977
0,89
0,86
0,79
0,51
0,47
0,43
1992 - az új épületeknél - a felújított épületeknél 1997 - az új épületeknél - a felújított épületeknél 2002 - az új épületeknél - a felújított épületeknél 2012 - a minimális érték - a normalizált érték - ajánlott érték - a célajánlott érték
Kurcsa Mária
Ablak
3,7
0,46 0,73
0,32 0,32
0,32 0,46
0,19 0,32
2,0 2,7
0,32 0,46
0,20 0,32
1,7 2,0
0,46 0,32 0,22 0,15
0,30 0,20 0,10 0,10
1,7 1,4 1,0 0,6
MESZ 2014 Budapest, szeptember 25.
Slovak university of Technology, Faculty of Civil Engineering, Department of Building Services
Az U – hő-átviteli tényező változása az 1964–es, illetve 1977–es adatokhoz viszonyítva százalékban
STN EN érték 2012-ből
Az U – hő-átviteli tényező változása (%) Épületköpeny
Tető
Ablakok
1964
1977
1964
1977
1977
A minimális érték
68
48
66
41
54
A normalizált érték
78
64
78
61
62
Az ajánlott érték
85
75
89
80
73
A célajánlott érték
90
83
89
80
84
1964: 60 – 70 % energia megtakarítás érhető el 1977: 50 – 60 % energia megtakarítás érhető el
Kurcsa Mária
MESZ 2014 Budapest, szeptember 25.
Slovak University of Technology, Faculty of Civil Engineering, Department of Building Services
A panel lakóház jellemzői Nyolcszintes lakóház, pinceszinttel, A fűtőrendszer kétcsöves alsó elosztású Tichelmann rendszerrel, A keringtetett víz méretezési hőmérsékletesése 90 / 70 °C, A a fűtőrendszer hő távvezetékre kapcsolt, amely a hőforrásnál ekvitermikusan szabályozott, Az U – hő átviteli tényező értékei (a táblázatban): Az U – hő-átviteli tényező értékei (W/(m2.K)) Az épületszerkezetek
Az eredeti szerkezet
A felújított szerkezet
Az épületköpeny
1,09
0,28 (10 cm polisztirol)
A tető A pince mennyezete
0,83
0,17 (20 cm polisztirol)
2,83
0,75 (6 cm polisztirol)
Az ablakok
2,7
1,2
Kurcsa Mária
MESZ 2014 Budapest, szeptember 25.
Slovak University of Technology, Faculty of Civil Engineering, Department of Building Services Az épületszerkezet állapota
A hő veszteség (W) Helyiség - szint
Az épület
Legalsó
Közép
Legfelső
Az eredeti
133 458
1 452
816
1 378
Az épületköpeny szigetelése
94 611
1 250
614
1 176
Ablak csere Az épületköpeny szigetelése ablak cserével Az épületköpeny, a tető és a pince mennyezetének szigetelése és ablakcsere
104 050
1 218
583
1 144
65 203
1 016
381
942
55 844
565
381
542
A hőveszteség változása (%)
100
100
100 86
90 80
A panel lakóház hő-veszteségei
100
85
84
78 71
100
75 71
70
68
70 60 50
83
47
49 42
40
47 39
39
30 20 10 0
Az épület
Legalsó szint
Közép szint
Legfelső szint
A szerkezet állapota
Kurcsa Mária
MESZ 2014 Budapest, szeptember 25.
Slovak University of Technology, Faculty of Civil Engineering, Department of Building Services
A panel lakóház hő-veszteségei Az épületköpeny szigetelése: 74 % U – hő-átviteli tényező javulás → alacsony hő veszteség csökkenést eredményez (30 % a középszinten , illetve 15 % a legfelső és legalsó szinten) Az ablakcsere: 56 % U – hő-átviteli tényező javulás → alacsony hő veszteség csökkenést eredményez (30 % a középszinten , illetve 15 % a legfelső és legalsó szinten) Az épületköpeny szigetelése ablak cserével: → a középszinten 50 %, a legfelső és a legalsó szinten 30 % hő-veszteség csökkenést eredményez Az épületköpeny, a tető és a pince mennyezetének szigetelése ablak cserével: → a középszinten 50 %, a legfelső és a legalsó szinten 60 % hő-veszteség csökkenést eredményez
egyenletes hő-veszteség csökkenéshez fontos a tető és a pince mennyezetének szigetelése is 50 – 60 % hő-megtakarítás várható Kurcsa Mária
MESZ 2014 Budapest, szeptember 25.
Slovak University of Technology, Faculty of Civil Engineering, Department of Building Services
A fűtőrendszer adaptálása a lakóház hő-veszteségének csökkenéséhez
1. a fűtőrendszer hőmérsékletesésének csökkenésével a rendszer elején 2. a fűtőrendszer tömegáramának csökkenésével a rendszer elején
Kurcsa Mária
MESZ 2014 Budapest, szeptember 25.
Slovak university of Technology, Faculty of Civil Engineering, Department of Building Services
A fűtőrendszer adaptálása a lakóház hőveszteségének csökkenéséhez
1.
fűtőrendszer hőmérsékletesésének csökkenése a rendszer elején → a legegyszerűbb és alacsony költségigényű megoldás → feltétele: → a lakóház rendelkezzen saját hő-forrással – kazán(ház), hő-cserélő állomás, A
→ előnyei: → nem szükséges a fűtőhálózat utólagos hidraulikai beszabályozása (beruházási pluszköltségek, és megvalósítási idő) → lehetségesen felmerülő problémák: → a hőmérsékletesés megválasztása nem minden esetben egyértelműen alkalmas → gondot okozhat a távhő- hálózatra való csatlakoztatás → utólagos beruházás a keringtető szivattyúra és a háromutú keverő szelepre Kurcsa Mária
MESZ 2014 Budapest, szeptember 25
Slovak University of Technology, Faculty of Civil Engineering, Department of Building Services
A fűtőtest adaptálása a lakóház hő-veszteségéhez A hő-mérséklet lépcső hatása a fűtőtest kiválasztására
N . N
1 n
P V i 2 N . pN vN i 2
1 n
(W)
Φ – a fűtőtest hő-teljesítménye (W), Δθ – a fűtőtest középhőmérsékletének és a helyiség hőmérsékletének különbsége (K), θp – az előremenő víz hőmérséklete (°C), θv – a visszatérő víz hőmérséklete (°C), θi – a helyiség hőmérséklete (°C), n – a fűtőtestre jellemző hatványkitevő (-), N – a névleges (alap) adatok indexe.
Kurcsa Mária
MESZ 2014 Budapest, szeptember 25.
Slovak University of Technology, Faculty of Civil Engineering, Department of Building Services
A hőmérséklet-lépcső hatása a fűtőtest hő-teljesítményére
A hőmérsékletlépcső (°C)
A hőmérsékletkülönbség (K)
A fűtőtest középhőmérséklete (°C)
92,5/67,5
25
90/70
A fűtőtest hő-teljesítménye (%) Elemes radiátor és lapradiátor
Fürdőszobai csőradiátor és süllyesztett padló konvektor
80
100
100
20
80
100
100
85/75
10
80
100
100
80/60
20
70
78
80
75/65
10
70
78
80
60/50
10
55
49
51
60/40
20
50
40
42
55/45
10
50
40
42
50/40
10
45
31
33
fűtőtestből előremenő és visszatérő fűtővíz különböző hőmérséklet-különbségeinél (25 K, 20 K, 10 K) a fűtőtest hő teljesítménye egyes esetekben változatlan marad
fűtőtest hő-teljesítménye főleg a fűtőtest középhőmérsékletének függvénye Kurcsa Mária
MESZ 2014 Budapest, szeptember 25.
Slovak University of Technology, Faculty of Civil Engineering, Department of Building Services
A fűtőrendszer adaptálása a lakóház hő-veszteségének csökkenéséhez
2. A fűtőrendszerben a tömegáram csökkentése a rendszer elején
A táv – fűtőrendszer hálózatára való közvetlen csatlakozás esetén
alkalmas megoldás → előnyei: → a rendszer stabilitásának javulása, az egyes fogyasztók egymást nem befolyásolják → a rendszer rugalmasabban reagál a hőmérséklet kilengésekre → a kísérő jelenségek: → az elosztóhálózatban csökkennek a nyomásveszteségek – az elosztóhálózat túlméretezetté válik → a felújításra változatos lehetőségek adódnak → a csőrendszer, a szerelvények cseréje → feltétele: → az elosztóhálózat hidraulikai viszonyainak újraméretezése, majd hidraulikus beszabályozás, esetleg néhány nyomáskülönbség szabályzó és hidraulikai beszabályozó szelep cseréje → lehetséges problémák: → az elosztórendszer nem fog megbízhatóan működni, ha a távhő-rendszer nem volt beszabályozva Kurcsa Mária
MESZ 2014 Budapest, szeptember 25.
Slovak University of Technology, Faculty of Civil Engineering, Department of Building Services
A fűtőrendszer módosítása a hőveszteségek megváltoztatása után a fűtőközeg tömegáramának csökkentése segítségével
A →jellegzetességei: a csőrendszer → a DN nem változik
→ aa fűtőrendszer fűtőtestek előtt → szelepek előzetes beállítással → hidraulikai átszámolása után → a→felszálló ágakelőtti elejénszelepek → nyomáskülönbség szabályozók a fűtőtestek → kicserélni vagy átállítani+ beszabályozó szelepek → a→fűtőrendszer elején → nyomáskülönbség szabályozók + beszabályozó nyomáskülönbség szabályozók + beszabályozó szelepek → kicserélniszelepek vagy átállítani
DN nem változik hidraulikai újraszámítás új, kicserélt, átállított
rendelkezésre álló nyomás
=
nyomás veszteség
Hozadéka: → biztosított a tömegáram kívánt újraelosztása → a fűtőtest kívánt hő-teljesítményének biztosítása Kurcsa Mária
MESZ 2014 Budapest, szeptember 25.
Slovak University of Technology, Faculty of Civil Engineering, Department of Building Services
A fűtőtest adaptálása a lakóház hő-veszteségéhez 25
a szelepek zajos sávja
A szelep nyomásvesztesége (kPa)
Heimeier - Mikrotherm 20
15 Herz-TS-90-V 10
Danfoss RA-N Heimeier - V-exakt Oventrop AV6
5 eredeti szelep (V42)
0 50
100
A szelepen áramló tömagáram (kg/h)
→ kiegyenlíteni a hidraulikus beszabályozás által meghatározott nyomás különbséget → a szelep beállításainak lehetséges száma és az ehhez viszonyító nyomásveszteség minden típusú szelepnél és gyártónál különböző
Kurcsa Mária
MESZ 2014 Budapest, szeptember 25.
Slovak University of Technology, Faculty of Civil Engineering, Department of Building Services
A fűtőtest adaptálása a lakóház hő-veszteségéhez 4.5 Heimeier - V-exakt, B=6 eredeti szelep V42, B 5
4
A szelep nyomásvesztesége (kPa)
Danfoss RA-N, B=7 3.5
Herz-TS-90-V, B=9 Oventrop AV6, B=6
3 2.5
Heimeier - Mikrotherm, B=7
2 1.5 1 0.5 0 50
100
A szelepen áramló tömegáram (kg/h)
→ a feltüntetett új szelepek közül egyik szelep a beállítása sem egyezik meg az eredeti szelep beállításával → a Herz-TS-90-V és a Heimeier-Mikrotherm szelepek „5” beállításnál a szelepek zajos sávjában dolgoznának, a „9” illetve „7” beállításnál ezt a sávot nem érik el Kurcsa Mária
MET Budapest, 2014 szeptember 25
Slovak University of Technology, Faculty of Civil Engineering, Department of Building Services
A fűtőtestek lekapcsolása a fűtőrendszerről Jellegzetessége: A probléma: →→a afűtőrendszer hidraulikusan van szabályozva egy bizonyos tömegáramnál fűtőtest lekapcsolása egy be bizonyos hő-teljesítménnyel →→ a fűtőtestek szelepek a beszabályozó szelepek nyomás vesztesége csökken a előtti tömegáram → és csökken a csőrendszer a nyomásvesztesége beavan állítva → tömegáramok elosztása megváltozik → felbomlik az egyensúly → a fűtőrendszer peremén rendelkezésre áll a szükséges nyomás
A DN nem változik
A tömegáram csökken
rendelkezésre álló nyomás
>
nyomás veszteség
Az eredmény: → megromlik a tömegáram elosztása → megváltozik a fűtőtest kívánt hő-teljesítménye Kurcsa Mária
MESZ 2014 Budapest, szeptember 25.
Slovak university of Technology, Fakulty of Civil Engineering, Department of Building Services
Mért adatok → hőfogyasztás 160
Hőfogyasztás (GJ/mes)
140
147.9 135.1 120.9
119.8
120
115.2
102.2 100 80.6 80
85.9 73.7 77.4 67.9 58.8
58.1
60
65.9
63.3
51.8
48
34.5
40 19.4 11.6
20 0 I. 2011
II. 2011
III. 2011
IV. 2011
X. 2011
XI. 2011
XII. 2011
I. 2012
II. 2012
III. 2012
Időszak eredeti lakóház
felujított lakóház
az általános hő megtakarítás 30 – 40 % a felújított lakóházban a várt hő megtakarítás 50 – 60 % volt
Kurcsa Mária
MESZ 2014 Budapest, szeptember 25.
Slovak University of Technology, Faculty of Civil Engineering, Department of Building Services
Összefoglalás Az ablakcserék és a lakóházak szerkezeteinek utólagos szigetelésével kapcsolatban fontos, hogy a hő-veszteségek egyenletes alakulása érdekében utólagosan szigetelt legyen az összes határoló szerkezet. A fűtőrendszer alkalmazkodása a csökkent hőigényhez a hőfoklépcsőjének változása vagy a tömegáram változása útján történik.
fűtővíz
Saját hőforrás vagy táv-fűtő rendszerhez csatlakozó fűtőrendszer esetén annak alkalmazkodása a lecsökkent hőfoklépcsője útján (a belépő és a távozó fűtővíz hőmérséklet különbségének megváltozása nélkül) lehetséges.
Előnye: nem szükséges a fűtőrendszer utólagos hidraulikus beszabályozása. A táv-hő rendszerre közvetlenül kapcsolódó fűtési rendszerek esetén a rendszer alkalmazkodása a keringtetett fűtővíz tömegáramának csökkentése útján lehetséges. Vigyázat: a fűtési rendszert szükséges utólagosan hidraulikusan beszabályozni. A lakóházak utólagos hőszigetelésénél számítani kell a fűtőtestek estleges lekapcsolásával még a hidraulikai beszabályozás előtt. Egyébként megbomlik a rendszerben az egyensúly. A lakóházak határoló szerkezetének utólagos szigetelése és ablakcserék esetén az említett 50 %-os megtakarítás csak a fűtőrendszer aktuális hőigényhez való alkalmazkodása után lehetséges. Kurcsa Mária
MESZ 2014 Budapest, szeptember 25.
Slovak University of Technology, Faculty of Civil Engineering, Department of Building Services
Köszönöm megtisztelő figyelmüket!
Kurcsa Mária
MESZ 2014 Budapest, szeptember 25.
