CSALÁDI HÁZ FŰTÉSKORSZERŰSÍTÉSE ALTERNATÍV RENDSZEREK HASZNÁLATÁVAL

MISKOLCI EGYETEM Gépészmérnöki és Informatikai Kar Áramlás- és Hőtechnikai Gépek Tanszéke

CSALÁDI HÁZ FŰTÉSKORSZERŰSÍTÉSE ALTERNATÍV RENDSZEREK HASZNÁLATÁVAL

SZAKDOLGOZAT Gépészmérnöki és Informatikai Kar Vegyipari és Energetikai Szakirány

Készítette:

NAGY ÁDÁM LÁSZLÓ Neptun kód: CDS3RG

Miskolc – Egyetemváros 2013 i

ÁRAMLÁS- ÉS HŐTECHNIKAI

MISKOLCI EGYETEM Gépészmérnöki és

GÉPEK TANSZÉKE

Informatikai Kar Gépészmérnöki levelező alapszak Vegyipari- és energetikai szakirány

3515 Miskolc – Egyetemváros Szám: AH-10-XXI-2012

SZAKDOLGOZAT KÉSZÍTÉSI FELADAT Nagy Ádám László CDS3RG

gépészmérnök hallgató részére A tervezés témaköre: A feladat címe:

energetika Családi ház fűtéskorszerűsítése alternatív rendszerek alkalmazásával

A FELADAT RÉSZLETEZÉSE: 1. Mutassa be az épületet, különös tekintettel a jelenlegi fűtési rendszerre! 2. Ismertesse a jelenlegi fűtési megoldás primer energia igényét! 3. Vizsgálja meg a meglévő rendszer korszerűsítésének lehetőségeit! Fordítson figyelmet a korszerű, jó hatásfokú berendezésekre és az alternatív energiaforrások bevonási lehetőségére! 4. A bevizsgált változatok közül válassza ki az optimálisnak talált megoldást! E rendszer vonatkozásában készítse el a rendszertervet és tegyen javaslatot a konkrét berendezések típusára! 5. Végezzen becslést a szükséges beruházás költségére és a megtérülési idejére! Tervezésvezető: Dr. Szabó Szilárd, egyetemi tanár Ipari konzulens: Tollár Sándor, tudományos segédmunkatárs A szakdolgozat kiadásának időpontja: A szakdolgozat beadásának határideje:

2012. szeptember 18. 2012. november 23.

Ph ........................................................ Dr. Szabó Szilárd tanszékvezető egyetemi tanár

ii

1. A záró gyakorlat helye: 2. Instruktor: 3. A záródolgozat módosítása1:

szükséges nem szükséges

(módosítás külön lapon)

dátum

tervezésvezető

4. A tervezést ellenőriztem:

dátum 5. A záródolgozat beadható:

tervezésvezető

igen / nem1

dátum

tervezésvezetők

konzulens

6. A záródolgozat

szövegoldalt, és az alábbi mellékleteket tartalmazza: db rajz tervnyomtatvány egyéb melléklet (CD, stb.) A záródolgozat bírálatra1 bocsátható

7.

nem bocsátható A bíráló neve: dátum

tanszékvezető

8. A záródolgozat osztályzata betűvel (és számmal):

A bíráló javaslata: A tanszék javaslata: A ZVB döntése: Záróvizsga Bizottság elnöke

Kelt: Miskolc,

1

Megfelelő rész aláhúzandó

iii

Eredetiségi nyilatkozat

Alulírott

(neptun kód:…………………..)

a Miskolci Egyetem Gépészmérnöki és Informatikai Karának végzős szakos

hallgatója

ezennel

büntetőjogi és fegyelmi felelősségem tudatában nyilatkozom és aláírásommal igazolom, hogy a című komplex feladatom/ szakdolgozatom/ diplomamunkám2 saját, önálló munkám; az abban hivatkozott szakirodalom felhasználása a forráskezelés szabályi szerint történt. Tudomásul veszem, hogy plágiumnak számit: 

szószerinti idézet közlése idézőjel és hivatkozás megjelölése nélkül;



tartalmi idézet hivatkozás megjelölése nélkül;



más publikált gondolatainak saját gondolatként való feltüntetése.

Alulírott kijelentem, hogy a plágium fogalmát megismertem, és tudomásul veszem, hogy plágium esetén a szakdolgozat visszavonásra kerül.

Miskolc, 20

év

hó

nap

Hallgató

2

Megfelelő rész aláhúzandó

iv

ÖSSZEFOGLALÁS Szakdolgozatomban a családi házunk fűtéskorszerűsítésével foglalkozom, mivel az eddig használatos fűtésrendszerünk rövid időn belül cserére fog szorulni. Dolgozatom bevezetésében röviden áttekintem a fűtés kialakulását az ókortól egészen

napjainkig.

A

továbbiakban

családi

házunk

részletes

műszaki

bemutatására kerül sor, különösképpen kitérve jelenlegi fűtésrendszerünkre, annak minden egyes tartozékára. Számításokkal szemléltettem a lakóépületünk jelenlegi éves primer energia igényét, melyet a házról készült energetikai tanúsítvány értékei igazoltak. A dolgozat második felében a jelenleg forgalomban lévő legkorszerűbb fűtésrendszereket mutatom be részletesen, működésük alapján,

kitérve

Árajánlatokat

ezen

kértem

berendezések be

kivitelező

előnyeire cégektől

és az

hátrányaira előzőekben

egyaránt. bemutatott

fűtésrendszerekre és azok beépítésének költségeire vonatkozóan. A dolgozatból kiderül, hogy a megtérülési idők nagy szórást mutatnak a különböző technológiák között, így volt, amelyik több mint 10 év megtérülési idővel valósulna meg, ami egy átlag magyar ember számára nehezen megoldható választás. A legjobb megtérülést a faelgázosító kazánnal érhetjük el, ezért a választásunk is erre esett az áron kívül, több szempont miatt egyértelműen. A település környezeti adottságai miatt olcsón és könnyen beszerezhető a tűzifa és ennek tárolása és szárítása az optimális nedvességtartalom elérése miatt. Továbbá megvalósításra kerül majd egy használati melegvíz előállítására képes, napkollektoros rendszer, ami nagyon jól összeilleszthető a kiválasztott faelgázosító kazánnal, mivel a kazán melegvíz tároló tartályához illeszthető a napkollektor és ez által nincsen szükség külön tárolóra, tovább mérsékelve ezzel a bekerülési költségeket.

v

SUMMARY The thesis of my family house heating retrofitting because the heating system is used to so far going to need replacement soon. My thesis will briefly introduce the development of the heating antiquity to the present. A detailed technical presentation will be held in the family house, particularly in addressing the current heating system and each acessory. Calculations to calculated the current annual primary energy demand of residential building, house made by the values of the energy performance certificate has been verified. In the second half of the thesis with the latest heating systems currently on the market are presented in detail on the basis of their operation, covering such equipment advantages and disadvantages of both. I asked for a price quote contractor companies shown above heating systems and the cost of their installation. The thesis shows that the payback time large deviation between the different technologies, so it was one that achieved with more than 10 year payback period that is difficult to achieve an average Hungarian people choice. The best return on investment for wood gasification boiler can be achieved, so the choice to do so was beyond price, for several reasons clearly. Because of the environmental features of a family house cheaply and readily available firewood and as a storage and drying for optimum moisture content. Also will be implemented in a domestic hot water can produce solar system, which is very well adaptable to the selected wood gasification boiler, as fitted to the boiler hot water storage tank to the collector and there is by necessity a separate container, thereby further reducing the cost of expenses.

vi

TARTALOMJEGYZÉK 1. TARTALOMJEGYZÉK ...................................................................................... 1 2. JELÖLÉSEK ÉS INDEXEK JEGYZÉKE ................................................................. 2 3. BEVEZETÉS .................................................................................................. 3 4. AZ ÉPÜLETFŰTÉS FEJLŐDÉSÉNEK RÖVID ÁTTEKINTÉSE .................................... 4 5. A CSALÁDI HÁZ BEMUTATÁSA ......................................................................... 8 5.1. A LAKÓHÁZ MŰSZAKI LEÍRÁSA ............................................................. 9 5.2. AZ ÉPÜLET HELYISÉGEI .................................................................... 10 5.3. A JELENLEGI FŰTÉSI RENDSZER BEMUTATÁSA .................................... 13 6. A CSALÁDI HÁZ JELENLEGI PRIMER ENERGIA IGÉNYE ...................................... 17 6.1.A HŐVEZETÉSI TÉNYEZŐK MEGHATÁROZÁSA ....................................... 19 6.2 A DIREKT SUGÁRZÁSI NYERESÉG MEGHATÁROZÁSA ............................. 19 6.3.AZ ÉVES NETTÓ ENERGIAIGÉNY SZÁMÍTÁSA......................................... 20 6.4.A FŰTÉS PRIMER ENERGIAIGÉNYE ...................................................... 21 7. A KORSZERŰSÍTÉS LEHETŐSÉGEINEK VIZSGÁLATA ......................................... 24 7.1. FAELGÁZOSÍTÓ KAZÁN ..................................................................... 26 7.2. PELLET TÜZELÉSŰ KAZÁN ................................................................. 29 7.3. KONDENZÁCIÓS GÁZKAZÁN............................................................... 32 7.4. NAPKOLLEKTOROS MELEG VÍZ RÁSEGÍTŐ RENDSZER. .......................... 36 7.5. KORSZERŰ SZIGETELŐANYAGOK ....................................................... 39 7.6. KORSZERŰ SZELLŐZTETŐ BERENDEZÉSEK ......................................... 42 8. A

VIZSGÁLT RENDSZEREK MEGVALÓSÍTÁSÁNAK KÖLTSÉGEI ÉS MEGTÉRÜLÉSE .

43

8.1. A FAELGÁZOSÍTÓ KAZÁN KÖLTSÉGEI .................................................. 44 8.2 A PELLET TÜZELÉSŰ KAZÁN BEKERÜLÉSI KÖLTSÉGEI ........................... 45 8.3. KONDENZÁCIÓS GÁZKAZÁN KÖLTSÉGEI .............................................. 46 8.4. A NAPKOLLEKTOROS MELEG VÍZ RÁSEGÍTÉS KÖLTSÉGE ........................47 9. A KIVÁLASZTOTT ENERGIATAKARÉKOS FŰTÉSI RENDSZER ISMERTETÉSE .......... 49 10. IRODALOMJEGYZÉK .................................................................................... 54

F1. FÜGGELÉK ................................................................................................. 55

1

Jelölések és indexek: U

[W/m2K]

hőveszteség tényező

L

[m]

Hosszúság

A

[m2]

Felület

V

[m3]

Térfogat

E

[J]

energia

T

[˚C]

hőmérséklet

P

[W]

teljesítmény

η

--

hatásfok

∑

--

szumma

n

[1/óra]

légcsereszám

Ck

--

hőtermelő teljesítménytényezője

[MJ/kg]

fűtőérték

[Ft]

magyar forint

[kg]

tömeg

m

2

3. Bevezetés Szakdolgozatomnak egy olyan témát választottam, melynek elkészülése után a tervezés megvalósításra is fog kerülni a jövőben. A dolgozat keretein belül teljes körűen be fogom mutatni a családi házunk jelenlegi fűtésrendszerét minden kiegészítőjével együtt. Dolgozatom további fejezeteiben a manapság használatos legkorszerűbb fűtési rendszereket fogom számba venni. A bemutatott rendszerek közül egyet ki fogok választani, amivel teljes körűen meg fogom tervezni a lakóház fűtéskorszerűsítését. A dolgozatom célja a ma Magyarországon elérhető legkorszerűbb

fűtési

megoldások

és

megtérülésük

gazdasági

elemzése.

Magyarország világviszonylatban is az egyik legkiszolgáltatottabb helyzetben van a fűtési energiafelhasználás egyoldalú gáz energiára alapozott berendezkedése miatt. Az elmúlt évtizedekben ez a függőség kevésbé érzékeltette negatív hatását. A közelmúlt áremelései és politikai eseményei jelzik, hogy érdemesebb felkészülni és időben átállni más, kiszámíthatóbb fűtési alternatívákra is. Jelenleg több lehetőség is kínálkozik a fűtési rendszer hatékonyabb, olcsóbb és biztonságosabb megvalósítására, átalakítására. Nem kell lemondani a már megszokott kényelemről sem, mert az alternatívák is biztosíthatják a fűtés automatikus üzemeltetését. Nehezíti a döntést, hogy sokszor a cégek által bemutatott megtérülési modellek erősen túloznak és egyoldalúak. A szakdolgozatom második része egy komplett megvalósítási értekezés, ami azt vizsgálja, hogy a korábban bemutatott technológiák közül melyek és milyen áron valósíthatók meg, melyek férnek bele egy magyarországi családi ház fűtéskorszerűsítésének átlagos költségvetésébe.

3

4. Az épületfűtés fejlődésének rövid története Az őskorban kezdődött minden, amikor az ősember egy nagyobb vihar közepette azt vette észre, hogy a villám belecsapott egy fába és az lángokba borulva elégett. Egy ilyen eset után ismerte meg az ember, hogy milyen kincsre is lelt a tűzben, mert az ételeket meg tudta sütni, meleget adott és elsősorban biztonságot nyújtott számára a vadállatokkal szemben. Egy rövid átmeneti időszak következett, mire az ember el tudta sajátítani a tűz meggyújtásának technikáját, mert addig mindig várnia kellett, hogy egy villám újra begyújtsa az összeszedett fáikat. A tüzet két kovakő egymáshoz pattintásával, vagy a súrlódás elvén működő két fadarab egymáson való gyors mozgatásával állították elő (1.ábra ).

1. ábra Őskori tűzgyújtás

Az elején még bárhol tüzet rakott az ember, de nem figyelt oda arra, hogy a tűz továbbterjedhet és ezzel komoly károkat okozhat. Néhány eset után már a tüzet körberakták

nagyobb

méretű

kövekkel,

ezzel

megakadályozva

annak

továbbterjedését. Itt már megvalósult a fűtésszabályozás őskori változata. Az ókorban a rómaiak már kétezer évvel ezelőtt használtak egy olyan fűtési rendszert, amelyet ma padlófűtés néven ismerünk. Ennek a fűtésváltozatnak az elterjedése tehát már nagyon régen elindult, és egyik legismertebb változata a „hipokaustum” néven vált ismertté [1]. 4

A „hipokaustum” fűtés, az épület

pincéjében rakott tűzből kiáramló forró füstgázt a padlóban és a falakban kialakított füstjáratokba vezették, ami felmelegítette a padlót és a falakat, ezáltal a helyiségekbe bocsátva a hőt (2. ábra ).

2. ábra Padlófűtés elődje a „hipokaustum” fűtés

A füstjáratokból a szabadba jutott ki az égéstermék. Ezen járatok nyitásának és zárásának szabályozásaival a helyiségben lévő hőmérsékletet is tudták már szabályozni és a teljesen füstmentessé tenni a helyiségeket.

3. ábra Feltárt római „hipokaustum” fűtés

5

A római birodalom bukása után a fent bemutatott padlófűtési rendszert elfelejtették, és csak az egyedi fűtések maradtak meg (3. ábra). A szegényebb családok otthonában nem különült el a fűtés és a főzés, ezeket egy rendszer valósította meg. Legjobb példa erre a sárból, agyagból készített kemence, amivel főztek és fűtöttek is egyszerre. A tehetősebb családoknál a két rendszer teljesen külön működött, az egyik helyen csak fűtöttek, a másik helyen csak főztek. A kandalló volt, ahol még nyitott fűtést alkalmaztak. Később a nyitott tüzelést zárt térbe tudták kényszeríteni, s ezek lettek a cserépkályhák elődjei (4. ábra).

4. ábra Korabeli cserépkályha

Az 1500-as években jelent meg a tűzhely, mely melegítette a helyiséget, lehetett rajta főzni, továbbá sütőtérrel is rendelkezett. 1750-ben már készítettek öntöttvasból gőzkazánt. Az 1800-as évek elején jelent meg a melegvíz-fűtés. A korábbi kazánokban nem lehetett 70°C-nál alacsonyabb a visszatérő víz hőmérséklete, mert az égéstermékek lehűltek a harmatpontjuk alá, s az így kiváló savak tönkretették a kazánt. 1975-ben jelentek meg az első alacsony hőmérsékleten üzemelő melegvíz-kazánok. 1990-ben megjelentek az első kondenzációs kazánok. A fűtéstechnika fejlődése napjainkban sem állt meg, de elmondható, hogy az elmúlt 50 évben nagyobb fejlődésen ment keresztül, mint az azt megelőző évezredekben.

6

5. A családi ház bemutatása Borsod-Abaúj-Zemplén megyében, egy kis faluban, Széphalomban található a családi házunk. A lakóház 1989-ben épült. A főfalak Kazincbarcikai gázszilikátból készültek. A családi ház az utca vonalával párhuzamosan helyezkedik el. Az előírásoknak megfelelően a kialakult utcakép (5. ábra) szerint a bal oldali telekhatárra rendezett, hosszanti kialakítású épület.

5. ábra Utcaképi vázlat

Az épület bejárata a déli homlokzatról nyílik. Innen egy folyosóra jutunk, ahonnan több helyiség is nyílik. Elsőként balra nyílik a garázs, utána a fürdőszoba, majd leghátul a kazánház. A folyosó végén szemközt az emeletre vezető lépcső látható. Jobbra fordulva jutunk az étkezőbe, ami egybenyitott a konyhával. Ha a belépőből utunkat a lépcső felé vesszük, akkor az emeletre jutunk, ahol három szoba, egy fürdőszoba és egy dolgozószoba nyílik a közlekedőről. A két nyugati fekvésű szoba egymás mellett található és a közlekedő folyosóra nyílik.

7

5.1. A családi ház műszaki leírása Alapozás: kavicsbeton sávalap B 100 minőséggel, 40 cm szélességgel. Alapozási mélység: 1,00 m, Lábazati fal: 30 cm széles kavicsbeton fal. Szigetelés: 2 réteg talajnedvesség elleni szigetelés bitumenes csupaszlemezzel. Teherhordó fal: gázszilikát falazóblokk (6. ábra), H 10-es habarcsba falazva. A gázszilikát felhasználásának számos előnye van, ami miatt az építőiparban robbanásszerű elterjedést mutatott. A gázszilikátot már nagyon régóta használják építőanyagként, mivel a súlya jóval könnyebb, mint egy tégláé. Hőszigetelési, páraelvezetési és klimatikus tulajdonságai a többi falazó anyagnál lényegesen jobbak, azonban nyomószilárdsága és a vízfelvételi képessége lerontja a megszerzett előnyeit. A gázszilikát hőátbocsátási tényezője 0,76-0,61 W/m2K között van valahol, ami a többi építőanyaghoz képest még ennyi év távlatában is kiváló.

6. ábra Kazincbarcikai gázszilikát blokk

Kémény: nagyszilárdságú, kisméretű, tömör téglából H 10-es habarcsba. Födém: „E” 7-42 jelű vasbeton gerendák között EB 60/19 födém béléstestek. A vasbeton koszorúk B 140 minőséggel készültek. Válaszfalak: 10 cm vastag válaszfaltéglából készültek. Tetőszerkezet: Hagyományos szerkezetű fa fedélszék, fogópárokkal merevítve. A talpszelemenek a vasbeton koszorúhoz csavarokkal lettek rögzítve. A faanyagú szerkezeteket gombaölő és lángmentesítő szerrel kezeltük az építkezés során. A beépített nyílászárók hőszigetelő üvegezésű ablakok és erkélyajtók.

8

5.2. A családi ház helyiségei A földszinten a családi ház belmagassága 2,75 m. 1. táblázat Földszinten található helyiség

Földszint Megnevezés

 

 

Alapterület m 2

Térfogat m 3

Garázs

12,00 m2

33 m3

Közlekedő

8,79 m2

24,17 m3

Fürdőszoba

5,66 m2

15,56 m3

Nappali

19,95 m2

54,86 m3

Konyha

11,72 m2

32,23 m3

Étkező

11,55 m2

31,76 m3

Kazánház

10,72 m2

29,48 m3

Kamra

2,55 m2

6,93 m3

Összesen

∑=82,94 m2

∑=227,95 m3

Az emeleten a családi ház belmagassága 2,70 m. 2. táblázat Az emeleten található helyiségek

Emelet

 

 

Megnevezés

Alapterület m 2

Térfogat m 3

Közlekedő

3,65 m2

9,85 m3

Szoba

13,00 m2

35,1 m3

Szoba

13,00 m2

35,1 m3

Fürdőszoba

4,52 m2

12,20 m3

Szoba

8,42 m2

22,73 m3

Dolgozószoba

6,12 m2

16,52 m3

Összesen

∑=48,71 m2

∑=131,50 m3

A családi házunk hasznos lakótere az előző két táblázatból 131,65 m2. A hasznos légköbméter összes térfogata a teljes házra vetítve 359,45 m3. Az alábbiakban a családi ház alsó (7. ábra) és felső (8. ábra) szintjének alaprajza látható, ahol megtalálhatjuk a táblázatban felsorolt helyiségeket.

9

7. ábra 1989-ben készült földszinti alaprajz

10

8. ábra 1989-ben készült emeleti alaprajz

11

5.3. A jelenlegi fűtési rendszer bemutatása A családi házunk fűtését egy Vaillant típusú, 25 kw névleges teljesítményű gázkazán látja el 1992 óta. A szükséges kazánméret meghatározásához a következő képletet használhatjuk. lakóépület alapterülete (m2) x 0,195 = teljesítmény (kw) Ennek alapján a családi házunkhoz szükséges kazánméret a képlettel kiszámolva: 131,65 m2 x 0,195 = 25,67 kw

(5.3.1)

A kapott eredményből láthatjuk, hogy a jelenleg használatban lévő gázkazán megfelel a lakóépület fűtésének előállításához. A kazánházban található az alsó szint fűtéselosztó egysége (9. ábra), ahonnan függőlegesen lefelé indulnak el alsó szintnek a fűtéskörei, ahol jelenleg 5 fűtéskör működik.

9. ábra Alsó szint fűtéskör elosztó egysége

A fűtéscsöveket 2011-ben cseréltük ki (10. ábra), mert az aljzatbeton süllyedése következtében az egyik szobában fenn állt a veszélye annak, eltörhet a fűtéscső a betonban, mert a megnövekedett terhelést már nem bírja. Hiába található 5 fűtéskör az alsó szinten, úgy döntöttünk, hogy az összes csövet lecseréljük egyszerre. A választásunk HEP2O UHP 200/20 típusú 20 milliméter [2] átmérőjű padlófűtéscsőre esett, ami megfelel a napjainkban előírt követelménynek.

12

10. ábra 2011-ben lecserélt fűtéscsövek

A kivitelezést magunk valósítottuk meg a csövek leszabásától a lefektetésen keresztül a nyomáspróbázásig. Vasbeton rácsra rögzítettük a csöveket, ami pozícionálta, hogy egyik irányba se tudjon elmozdulni, amíg a beton rá nem kerül. 8 cm vastag beton réteg készült, amire még rákerült a 30x30 cm járólap burkolat (11. ábra).

11. ábra A leburkolt felület

13

Az emeleten található fűtéskör elosztó egységnél (12. ábra) kettővel több fűtéskör található, mint az alsó szinti elosztón, mely azzal magyarázható, hogy több különálló nagyobb helyiség található az emeleten.

12. ábra Felső szint fűtéskör elosztó egysége

A családi ház építésekor - szakítva a hagyományosan a lakás helyiségeiben található radiátoros megoldással - padlófűtés került megvalósításra az egész épületben. Mérési tapasztalatok alapján nyugodtan állíthatjuk, hogy a padlófűtés a legjobb hőérzetet biztosító fűtési rendszerek közé tartozik. Használata során alacsonyabb hőmérséklet esetén is jobb hőérzetünk lesz, azaz melegebbnek érezzük a helyiséget. A fentieken kívül az egészségre gyakorolt hatása sem elhanyagolható, ugyanis a sugárzó hő sokkal közelebb áll az ember számára természetes meleghez, mint ami a konvekciós rendszerű fűtéssel nyerhető. A Nap ugyanis nem a levegőt melegíti fel először, hanem a talajt és a tárgyakat, ezek pedig később adják át a levegőnek a hőjüket. A padlófűtéshez kisebb hőmérsékletű hő leadó is elegendő, a levegő nem kering olyan mértékben, mint a radiátoros fűtésnél, ami kifejezetten előnyös a por allergiások számára, mivel nem kavarja fel a levegőben a port, hagyja azt leülni. Bár nem kering a por, ettől még ott lebeg a 14

levegőben. A padlófűtés szintén nagyon lassan engedi leülni a finom port, viszonylag sokáig lebegteti körülbelül 40-50 cm magasságban. Mivel a sugárzó hőt majdnem a teljes padlózat közvetíti, ezáltal jobb lesz a lakás hő elosztása is. Ennek köszönhetően a padlófűtéssel ellátott helyiségekben 1-2 ˚C fokkal kisebb hőmérsékletet is elegendőnek érzünk, mint a radiátoros fűtésű helyiségekben. Ez által akár 15 százalékos fűtési megtakarítás is elérhető. Természetesen az előnyök mellett közel annyi hátránnyal is számolnunk kell, ha padlófűtést szeretnénk. A tervezést és a kivitelezést rendkívül körültekintően kell végezni, ugyanis padlófűtés esetén a későbbi korrekciókra csak nagy nehézségek árán van lehetőségünk. A kivitelezés előtt pontos hő technikai mérést kell végeztetnünk, és a hőszigetelésre is fokozottan oda kell figyelnünk, ugyanis csak alacsony hő átbocsátású háznál lehet jól kihasználni a padlófűtés előnyeit. Ezzel az egyik előnyünk valamilyen szinten hátránnyá is válhat, ugyanis az mindenki számára egyértelmű, hogy a padlófűtés csöveiben nem keringhet olyan magas hőmérsékletű víz, mint például a radiátoréban. Ezért, ha a ház nincs megfelelően szigetelve, egy hidegebb téli éjszakán, amikor már nem elegendő a padlófűtés által biztosított hő, nem tekerhetjük feljebb egy bizonyos pontnál a szabályzót, ahogyan a konvektornál vagy akár a radiátornál.

15

6. A ház jelenlegi primer energiaigénye A családi ház energetikai tervezése a következőképpen alakult 25 évvel ezelőtt: Külső főfal Terranova

0,015 m

Mészhomok vakolat

0,02

m

HB 30-as falazóblokk

0,3

m

Mészhomok vakolat

0,02

m

Tervezett k érték Észak-Magyarországi Tégla és Cserépipari Vállalat termékkatalógusa szerint a kétoldalt vakolt fal esetén a következők: K= 0,62 W/m2K Megengedett érték:

megfelelő

K= 0,70 W/m2K

Külső fal átlagos hőátbocsátási tényezőjének meghatározása: Külső főfal

k= 0,62 W/m2K

Hőszigetelt üvegezésű ajtók és ablakok

k= 2,6 W/m2K

Teljes homlokzat

167,15 m2

Ebből a nyílászárók

21,06 m2

Falfelület

146,09 m2

K átl 

146,09  0,62  21,06  2,6 145,32   0,86W/m2K 167,15 167,15

Megengedett K= 1,5 W/m2K

(6.1.1)

Kt= megfelelő

Talajon lévő padlószerkezet Melegpadló Szalagparketta

0,01 m

0,21 W/m2K

Aljzatbeton

0,06 m

1,28 W/m2K

5 cm kőzetgyapot

0,05 m

0,45 W/m2K 0,17 W/m2K

1 réteg bitumenes csupaszlemez Aljzatbeton

0,06 m 16

1,28 W/m2K

K

1  0,7 W/m2K (6.1.2.) 1/6  0,01/0,21  0,06/1,28  0,05/0,045  0,06/1,28

Megengedett K= 0,7 W/m2K

Kt=megfelelő

Hidegpadló esetén Ugyanazon rétegek megjelennek, mint a meleg padlónál, de parketta mettlachi Mettlachi

K

0,01 m

1,0 W/m2K

1  0,73W/m2K (6.1.3.) 1/6  0,01/1  0,06/1,28  0,05/0,045  0,06/1,28

Megengedett K= 0,84 W/m2K

Kt=megfelelő

Tetőtéri szerkezet Ferde síkú Fenyődeszka burkolat

0,019 m

Polietilén fólia

0,16

W/m2K

0,17

W/m2K

Kőzetgyapot

0,15 m

0,045 W/m2K

Farostlemez

0,006 m

0,12

K

W/m2K

1  0,27 W/m2K 1/8  0,019/0,16  0,15/0,045  0,006/0,12  1/23,3

Megengedett K= 0,4 W/m2K

(6.1.4.)

Kt=megfelelő

Függőleges síkú Mészhomok vakolat

0,015 m

0,81 W/m2K

Válaszfaltégla

0,1 m

0,35 W/m2K

Kőzetgyapot

0,15 m

0,045 W/m2K

Farostlemez

0,006 m

0,12 W/m2K

K

1  0,26W/m2K (6.1.5.) 1/8,1  0,015/0,81  0,1/0,35  0,15/0,045  0,006/0,12  1/23,3

Megengedett K= 0,4 W/m2K

Kt=megfelelő 17

Padlástéri födém Mészhomok vakolat

0,015 m

0,81 W/m2K

19 cm vasbeton gerenda födém

0,19 m

1,55 W/m2K

Kőzetgyapot

0,15 m

0,045 W/m2K

K

1  0,27 W/m2K 1/8,1  0,015/0,81  0,19/1,55  0,15/0,045  1/23,3

Megengedett K= 0,4 W/m2K

(6.1.6.)

Kt=megfelelő

Garázs és lakótér közötti válaszfal Mészhomok vakolat

0,015 m

0,81 W/m2K

Válaszfaltégla

0,1 m

0,35 W/m2K

Nikecell

0,05 m

0,045 W/m2K

Vakolat rabichálóra

0,015 m

0,81 W/m2K

K

1  0,63W/m2K (6.1.7.) 1/8,1  0,015/0,81  0,1/0,35  0,05/0,045  1/23,3

Megengedett K= 0,7 W/m2K

Kt=megfelelő

2. Garázs feletti födém Parketta

0,01 m

0,21 W/m2K

Aljzatbeton

0,06 m

1,28 W/m2K

Vasbeton gerenda födém

0,19 m

1,55 W/m2K

Nikecell

0,1 m

0,045 W/m2K

K

1  0,34W/m2K (6.1.8.) 1/8,1  0,01/0,21  0,06/1,28  0,19/1,55  0,1/0,045  1/23,3

Megengedett K= 0,7 W/m2K

Kt=megfelelő

18

6.1.Fajlagos hő veszteségtényező meghatározása 3. táblázat Hő veszteségek számítása

Megnevezés Külső fal 35 Födém Nyílás zárók Talaj Összesen Ahol

Szerkezetek hő veszteségeinek számítása  W  W  U  2  A U R   Felület A m 2 1+χ m K  K  146,09 0,62 1,2 108,6909 87 0,27 1,2 28,1880 21,06 2,6 1 54,756 82,94 0,7 1 58,058 ∑=249,6929

 

 

A : a burkoló felület m 2

 W  U : a hő átbocsátási tényező  2  m K 

így meghatározható U R  U(1  x) x korrekciós tényező

6.2. A direkt sugárzási nyereség meghatározása Qsd     AÜ  g I b  0,75  21,06  200  0,65  2053,35W (6.2.1) Ahol: ε: a hasznosítási tényező nehéz szerkezetű épületekre 0,75

AÜ : az üvegezett felület g: a sugárzás átbocsátási tényező

I b : a fűtési idényre a szoláris energiahozam A kapott értékek alapján számítható a fajlagos hő veszteség tényezője:

q

Q  1  1 2053,4    W     A  U R   l    sd     249,7   0,6153 3  (6.2.2.) V  72  359,45  72  m K 

A rendelet által támasztott követelményeknek a fajlagos hőveszteség-tényező nem felel meg, azonban a szabványban található követelménynek igen.

19

6.3. Az éves nettó energiaigény számítása Q F  72V(q  35n) - 4,4A N q b   72  359,45  (0,6153 + 0,35  0,5)0,9 - 4,4  131,65  5  15511,65 Ahol:

 

kWh (6.3.1.) év

AN :

fűtött alapterület 131,65 m 2

qb :

belső hő terhelés fajlagos értéke lakóházakra jellemzően 5

4,4

a fűtési idény órában mért hosszának ezredrésze



csökkentő tényező értéke táblázatból lakóházakra vonatkozólag 0,9

n:

légcsere szám értéke újépítésű házakra 0,5 1 / h

q

 W  fajlagos hőveszteség tényező q  0,6153 3  m K 

V

fűtött térfogat 359,45 m 3

 

72: konvencionális fűtési hőfokhíd

6.4. A fűtés primer energia igénye E F  (q f  q f ,h  q f ,v  q f ,t )   (C k   k  e f )  ( E FSZ  E FT  q k ,v )ev   kWh  (6.4.1.)  (117,82  3,3  1,8  0)  (1,08  1  1)  (1,71  0  0,66)  2,5  210,457  2   m év  Ahol:

qf 

QF 15511,65  kWh    117,82 2  : AN 131,65  m év 

a fűtés fajlagos nettó energia

igénye  kWh  q f ,v  1,6 2  :  m év 

az elosztóvezeték fajlagos vesztesége (fűtött téren

belül)  kWh  q f ,h  3,1 2  :  m év 

a teljesítmény és a hőigény illesztésének pontatlansága

 kWh  q f ,t  0  2  :  m év 

a hőtárolás fajlagos vesztesége

Ck  1,05 :

a hő termelő teljesítménytényezője

 k =1:

a hő termelő által lefedett energiaarány

e f  1:

a fűtésre használt energiahordozó átalakítási tényezője 20

 kWh  E FSZ  1,71 2  : a keringtetés fajlagos energiaigénye  m év   kWh  E FT  0 2  :  m év 

a tárolás segédenergia igénye

 kWh  q k ,v  0,66 2  : segédenergia igény  m év  ev  1,9 :

a villamos energia primer energia átalakítási tényezője

Az egyes épületszerkezetekre eddig is voltak egyre szigorodó hőtechnikai előírások, ezt egészítették ki azzal a tétellel, ami az épületgépészeti rendszerek energiafogyasztásának szabályozásával foglalkozik. A 7/2006 TNM rendeletből [4], ami az épületek energetikai jellemzőinek meghatározásáról szól, kiderül, hogy a jelenlegi viszonyok között már a családi házunk nem épülhetne meg ugyanolyan anyagok felhasználásával ,mert az építőanyagok

hőveszteség

tényezőjének

értékével

szemben

követelmények miatt, ezek az értékek nagymértékben csökkentek.

21

támasztott

13. ábra A lakóépület 2012-ben készült energetikai tanúsítványa

22

Családi házunkról energetikai tanúsítvány (13. ábra) is készült 2012-ben, ami nagyon hasonló energiaigényt mutat az előzőekben kiszámolt értékekkel. Az ingatlanvásárló az Energetikai tanúsítvány alapján információt kaphat az ingatlan energia felhasználásáról, és ennek alapján a várható fenntartási költségekről is. Az ingatlan tulajdonosoknak tehát érdeke, hogy minél jobb besorolású legyen az épület energiatanúsítványa (14. ábra), mert ezzel növelheti annak piaci értékét. Az épületek energetikai jellemzőinek tanúsításáról szóló 176/2008. (VI.30) Kormány rendelet rendelkezik teljes körűen. Energiatanúsítvány 2012. január 1-jétől kötelező: 

minden új építésű ingatlanra



minden ingatlan eladásnál



1 évet meghaladó bérbeadásnál (2012. június 1-jétől 2015. december 31-ig csak akkor kötelező új bérleti szerződések esetében az energetikai tanúsítvány, ha a bérleti szerződés egy teljes épületre szól.)



100 m2-nél nagyobb hasznos alapterületű hatósági rendeltetésű, állami tulajdonú közhasználatú épület esetén

Viszont, ha az épületben energiafogyasztást befolyásoló felújítás történik, például nyílászáró csere, szigetelés stb. akkor érdemes új energiatanúsítványt készíteni, mert így jobb besorolású lesz az ingatlan, és növeli a piaci értékét is.

14. ábra Energetikai osztályok besorolása

23

7. A korszerűsítés lehetőségeinek vizsgálata A fűtési üzemnek legalapvetőbb sajátossága, hogy az év nagy részében nincs szükség

a

teljes

teljesítményre.

Az

energiahordozók

árának

drasztikus

növekedése, a gyártókat komoly fejlesztésekre késztette. Ennek eredményeként a fejlesztések az úgynevezett alacsonyhőmérsékletű kazánok irányába mentek el, ezáltal

egyre

teret

jobban

alacsonyhőmérsékletű

kazánok

hódít

a

kondenzációs

fűtéstechnika.

és

a

kondenzációs

készülékek

Az

olyan

kialakításúak, hogy a kiterheltség csökkenésével nem, vagy csak nagyon kis mértékben csökken a hasznosítási fok, így az éves átlagos hatásfok közel azonos a teljes terheléshez tartozó hatásfok értékkel. Ezt számos technikai újítás teszi lehetővé, ezért ezen hőtermelőknek az ára is magasabb a hagyományos készülékek

árainál.

Ha

azonban

utána

számolunk,

a

megtakarítható

energiahordozó költségekben ez az árdifferencia néhány év alatt visszatérül . A fűtési rendszert megfelelően méretezni kell. Adott épületet ellátó kazán, vagy egy helyiségben szükséges fűtőtest nagyságát még gyakorlott szakember is csak számítással tudja meghatározni. A számítás alapja nem a fűtött térfogat, hanem az épülethatároló szerkezeteinek mérete és azok hő technikai tulajdonságai. Ne válasszunk nagyobb kazánt vagy fali fűtőkészüléket, mint amekkora szükséges. Lehetőség szerint olyan berendezést vásároljunk, amelyhez a gyártó megfelelő szabályozó berendezést is ajánl. A korszerű, gazdaságos üzemű állókazánok általában kétfokozatúak, fali készülékek, úgynevezett láng modulációs szabályozással vannak ellátva. Ezek a kisláng-nagyláng állítást, vagy modulációs rendszernél a láng nagyságát a mindenkori külső hőmérséklet szerint tudják szabályozni a gazdaságos működés érdekében. Az évtizedeken keresztül elfogadott 90/70 °C hőmérséklettel üzemelő fűtések ma már korszerűtlenek. Az alacsonyhőmérsékletű radiátoros fűtés legfeljebb 60-65 °C, a padló- és falfűtések 40-45 °C előremenő vízhőmérséklettel működnek. Ezt a hőmérsékletet is csak a leghidegebb téli időben – méretezési állapotban – érik el, a fűtési szezon nagy részében ennél alacsonyabb hőmérséklettel üzemelnek. Az alacsony hőmérsékletű fűtésnek közvetlen energia megtakarítást eredményező hatása is van. Az alacsonyabb radiátor hőmérséklet esetén az általában külső falra szerelt radiátor mögötti falfelületen jelentkező hő veszteség kisebb. Alacsonyabb a radiátoron felmelegedő és felszálló légáram hőmérséklete. Ezáltal kevesebb a radiátor fölötti határoló szerkezet – általában ablak – hővesztesége. 24

Ezalatt azt értjük, hogy a padlónál hidegebb, a mennyezetnél pedig melegebb a levegő

hőmérséklete.

A

kevésbé

erős

rétegeződés

miatt

az

alacsony

hőmérsékletű fűtéseknél a mennyezeten és annak közelében jelentkező hő veszteség kisebb. Padló- vagy falfűtés esetében további energia megtakarítást jelent, hogy a nagy, meleg felületek sugárzó hőhatása miatt általában 2 °C-kal alacsonyabb helyiséghőmérsékletet érzünk kellemesnek, mint a radiátoros fűtésnél. Az alacsony hőmérsékletű fűtések közvetett hatása a hő termelőnél jelentkezik. A legkorszerűbb kondenzációs fűtőkészülékek akkor működnek leghatékonyabban, ha a fűtővíz hőmérséklete egész évben a földgáz égéstermék kondenzációs hőmérséklete, kb. 55 °C alatt van. Az egyéb, megújuló energiaforrásokra épülő hő termelők hatékonysága is annál nagyobb, minél alacsonyabb hőmérsékletű fűtővizet

kell

előállítani.

Egy

korszerű

anyagokkal

szerelt,

jól

tervezett

fűtőberendezés élettartama 50 év. Ha ma még nem is építünk be kondenzációs kazánt, hőszivattyút vagy napenergia hasznosító berendezést, akkor is célszerű a fűtést úgy elkészíteni, hogy esetleg a későbbiekben ezekhez való csatlakoztatásra alkalmas legyen. A fűtőberendezés zárt gumimembrános tágulási tartállyal legyen ellátva. A nyitott tágulási tartályoknál a víz folyamatosan érintkezik a levegővel, belőle oxigént vesz fel, ami a fűtési rendszer idő előtti tönkremenetelének részese lehet. A fali fűtőkészülékek nagy része már gyárilag beépített zárt tágulási tartályt tartalmaz. Ide tartozik az is, hogy a műanyag csövek a levegő oxigénjét átengedik, ezáltal a fűtővíz a korróziós folyamatokhoz szükséges oxigénben feldúsulhat.

25

7.1. Faelgázosító kazán A hagyományos vegyes tüzelésű kazánoknál az égés egyetlen szabályozási lehetősége az égési levegő elvétele, vagy hozzáadása a huzatszabályozóval. Ez a rossz hatásfokú levegőszabályozás azt eredményezi, hogy az égés feltételei nem lesznek optimálisak, ezáltal rengeteg értékes éghető anyag távozik el a kéményen keresztül, gáz vagy salak formájában, így a kazán nagyon alacsony hatásfokkal működik.

15. ábra Faelgázosító kazán felépítése

Faelgázosító kazán alkalmazásával (15.ábra), a fában található hőenergia legnagyobb része kinyerhető, ennek köszönhetően sokkal kevesebb fára van szükség az égés során [5]. Mivel az égési idő többszörösére változik, nem kell gyakran rakni fát a kazánra és a berakott fahasábok méretei is nagyobbak lehetnek, mint a hagyományos vegyes tüzelésű kazánok esetében. A majdnem tökéletes égésnek köszönhetően lényegesen kevesebb hamu képződik és a káros anyag kibocsátás is jelentősen csökken. A kazán tulajdonképpen egy dupla tűztérrel rendelkező kazán. A felső tűztérben folyik a fa elégetése, elgázosítása, az alsó tűztérben pedig az égés során a fából felszabadult gázok elégetése történik meg. 26

A kazán begyújtását követően, 200 °C alatti hőmérsékleten megy végbe a fa kiszárítása a felsőtűztérben. A következő állapot, ahol már a hőmérséklet 200-700 °C közötti, a berakott fa levegő szegény környezetben elég, melynek során különböző gázok és faszén keletkezik. Amíg a keletkezett faszén a két tűztér közötti rostélyon szén-dioxid keletkezése mellett elég, addig a fából felszabadult gázok a levegőszegény környezet miatt nem tudnak elégni, hanem egy nyomó vagy szívó ventilátor segítségével az égőteret elhagyják, ahol egy átömlőn keresztül eljut a kazán alsó égésterébe, ahol kellő mennyiségű levegő automatikus hozzáadásával megindul a gázok elégetése. A faszén természetesen a felső tűztérben el tud égni, ám – bármilyen meglepően hangzik – a főégés nem más, mint a fából felszabaduló gáz elégetése, ami körülbelül 1100˚C-on történik. Rövid idő alatt viszonylag sok hőenergiát termel a kazán, amit puffer tartályban tárol a felhasználásig. Ennek a működési elvnek köszönhetően a faelgázosító kazán körülbelül 85-90 százalékos hatásfokkal működik, ami igen figyelemre méltó a hagyományos fatüzelésű kazánokhoz képest. A faszén égése során keletkező szénmonoxid ugyancsak az alsó égéstérben kerül elégetésre, ezáltal sokkal kevesebb káros anyag távozik a kéményen keresztül. Az üzemi előremenő hőmérsékletet egy külön szabályozó-szettel kell szabályozni. Ez először is tartalmaz egy 76°C-nál nyitó termo szelepet, az ezt megelőző hőmérsékleti tartományban cső termosztáttal történik a keringtető szivattyúk üzemeltetése, amely 55-60°C-on lép működésbe. Ezen túlmenően a kiegészítő szettben van egy belső keverőszelep, amely arról gondoskodik, hogy a visszatérő víz hőmérséklete nem lehet 60°C alatt a kazán védelme miatt. A jól beszabályozott faelgázosító kazán 80-90°C-os előremenő és 60-65°C-os visszatérő vízhőmérséklettel működik. A szekunder levegő hatására szúróláng tör be az alsó térbe, aminek a hőmérséklete elérheti akár az 1500°C-ot is , hogy fém felületre nem lehet rávezetni, ezért kerámiát használnak. Az itt kialakuló hő segíti a fa elgázosodását, valamint ezt a forró gázt vezetjük rá a kazán oldalán, hátulján és tetején lévő hőcserélőkre. Amennyiben a kazán hőmérséklete 64°C fölé emelkedik, elindul egy keringető szivattyú, ami elszállítja a hőt a felhasználási helyre. Esetleges túlmelegedés ellen egy úgynevezett hűtőhurok védi a kazánt azzal, hogy hidegvizet vezet egy beépített hőcserélőbe. 27

Jelenleg a fa a legolcsóbb fűtőanyag, ezért egy faelgázosító kazánmegtérülési ideje rövidebb mint például egy pellet tüzelésű kazáné, vagy egy napkollektoros rendszeré. A legfontosabb tudnivaló a faelgázosító kazánnál kapcsolatban, hogy a kazánban kizárólag száraz, maximum 20% nedvességtartalmú fa égethető el. Magasabb nedvességtartalom esetén ecetsavképződés indul el, mely rövid idő alatt tönkreteszi a kazán belső falát, ami miatt a kazán kilyukadhat és tönkremehet.

16. ábra Nedvességtartalmak alakulása

Néhány ismert fafajta nedvességtartalmának alakulását (16. ábra) láthatjuk az idő függvényében. Amint az ábrán látható, körülbelül 2 év alatt csökken 20% alá a nedvességtartalom. 4. táblázat Fűtőérték változása a víztartalom szerint

Víztartalom % MJ/kg Fűtőérték

10 16,56

15 15,48

20 14,4

30 12,24

40 10,44

50 8,28

Mivel a faelgázosító kazán felső tűzterét nem hasogatott fával, hanem hosszabb rönkfákkal kell megpakolni, a tüzelőanyag előállítása nemcsak a gáznál és a pelletnél igényel kevesebb segédenergiát, hanem még a hagyományos tűzifánál is. Így a faelgázosító kazán tüzelőanyaga gyakorlatilag a legolcsóbb az egész piacon. Ennek beszerzése, valamint tárolása körülményes lehet. A kazán rendeltetésszerű használatához érdemes legalább két évvel a felhasználás előtt megvásárolni a fát, és száraz, jól szellőző helyen tárolni, hogy kellőképpen kiszáradjon. 28

7.2 Pellet tüzelésű kazán A pellettel való fűtés egy nagyon jól automatizálható fűtési mód (17. ábra), amivel szinte elérhető a gáztüzelés komfortja, ami a mai gyorsuló világban szinte már elengedhetetlen követelmény. A precízen kialakított mechanikus adagolórendszer és az ezt vezérlő elektronika házassága teszi a pellet fűtést kiválóvá, teljesen automatikusan működővé.

17. ábra Pellet kazán metszeti rajza

A pellet nem más, mint préselt faforgács, fűrészpor. A pelletálás széleskörűen alkalmazott préselési technológia a por állagú anyagok szemcsésítésére. A pelletált fahulladékot körülbelül 20 évvel ezelőtt kezdték el fűtésre is alkalmazni. A fa eltüzelése nem is olyan egyszerű folyamat: begyújtáskor egy kis adag jól éghető anyaggal hevítjük a fát azért, hogy meggyulladjon. A fa azért gyullad viszonylag nehezen mert nedvességtartalma van, azaz vizes. Ahhoz, hogy ez a víz eltávozzon a fából, hevítjük és ez a folyamat mindaddig tart, amíg a víz elpárolog. Ez a folyamat fékezi az égést, tehát számunkra káros. Ezután a pellet heves égésbe kezd. Minél szárazabb a tüzelő, annál könnyebben gyullad és ég el. A tüzelőanyagot több évig érdemes szárítani, mielőtt tüzelésre kerül. A pellet ezzel szemben igen kevés nedvességet tartalmaz azon egyszerű okból, hogy az összepréseléskor eltávozik az anyagból. Ezáltal a pellet (18. ábra) kiválóan ég, könnyen gyullad, jól adagolható. A nedvességtartalma 8% körüli értéket mutat. A tűzifa általános nedvességtartalma 15-20% körüli, mert a szabadban tárolt fa a levegő nedvességtartalmát abszorbeálja, száraz időben leadja. 29

A frissen vágott fa 50-70% vizet tárol, a fűtőértéke fele a száraz fáénak, ezáltal kétszer annyi szükséges ugyanannyi hőmennyiség előállításához. Jellemző módon a pelletes fűtési rendszerek teljesen vezérelt, illetve szabályozott eszközök. Szabályozva van az égési levegő mennyisége, és az elégetett pellet mennyisége.

18. ábra Pellet formája

A begyújtás elektromos fűtőbetét segítségével történik. A forró levegő gyújtja meg a pelletet, amely heves égésbe kezd, a begyújtás fázisa után a pellet folyamatosan kezd az égéstérbe potyogni, vagy szállítódni. A beállított lángnagyságot tartva addig ég a tűz, ameddig van a tárolóban pellet, vagy a termosztát hatására az égési folyamatot a vezérlés leállítja. A leállításkor a pellet adagolása leáll, az égéstérből a maradék tüzelőanyag elég, a füstgáz hőmérséklete lecsökken, a készülék készenléti állapotba kerül. Amint a termosztát útján az elektronika hő szükségletet érzékel, abban a pillanatban begyújtási folyamat újraindul és az égés megkezdődik. A szilárd tüzelésnek a töltésen és a hamuzáson kívül egyéb karbantartási igénye is van. A készülék égésterét, füstjáratait, valamint a kéményt is időszakonként ki kell tisztítani. Mint minden kazán esetében, az éves nagy karbantartás és az időszaki karbantartás nem maradt el. Például 1-2 mm-es korom a kéményben akár 10-20%-al is ronthatja a tüzelés hatásfokát. A pellet kazán különbözik a hagyományos fatüzelésű kazántól, Az egyik a hőátadó felülete többszörös, a kilépő füst hőmérséklete állandó 120 ˚C alatt ingadozik folyamatosan, ezért a kazánműködése a kilépő füst hőmérséklet szempontjából is lineáris.

30

A pellet égőt (19. ábra) legkönnyebben úgy lehet elképzelni, mint egy hagyományos gázégőt, azzal a különbséggel, hogy a fűtőanyag itt nem gáz, hanem a szilárd állapotú pellet.

19. ábra Pellet égő

Ez azt jelenti, hogy ha a felhasználó által beállított értékhez közelít a kazánban lévő meleg víz hőmérséklete, a vezérlés automatikusan csökkenti az adagot, több lépcsőben, kizárva ezáltal a túlmelegedést. A pellet tartályra (20. ábra) azért van szükség, mert sokkal kényelmesebb 1-2-3 hetente feltölteni, mint óránként vagy naponta.

20. ábra Pellet tartály és pellet kazán összekötése

A pellet tartály ajánlott nagysága 1 m3 nagyságú lehet, ami 2-4 hétig biztosítja a tüzelőanyagot. A porszerű, aprószemcsés vagy szálas anyagok pellet állásának előnye, hogy nagyobb anyagdarabok nyerhetők belőle. Energiahordozóként világszerte leginkább a fafeldolgozó iparban keletkező gyaluforgács- és fűrészporhulladékot hasznosítják pelletállás révén. A fa pellet nagy fűtőértékű, könnyen tárolható és szállítható, tiszta tüzelőanyag, mely a fosszilis tüzelőanyagokhoz képest jóval kedvezőbb árú is.

31

7.3. Kondenzációs gázkazán A kondenzációs kazán működésekor a földgáz, vagy PB-gáz égése során a gázban lévő hidrogén és a levegő oxigénje egyesülnek, ennek következtében pedig a kazánban vízgőz keletkezik, ebben a keletkezett vízgőzben nagyon sok rejtett energia van, ami a hagyományos kazánoknál a füstgázokkal együtt hasznosítás nélkül távozik. A kondenzációs kazánok megnövelt felületű kompakt hőcserélővel rendelkeznek, amelynek célja, hogy az égéstermék illetve annak vízgőz-tartalmának rejtett hő formájában lévő hőenergia nagy részét visszanyerjük a fűtési rendszer javára. Az égéstermék a visszatérő oldali hideg hőcserélő felület hatására oly mértékben lehűl, hogy a benne lévő vízgőz kondenzálódik, vagyis gőz halmazállapotból folyékony halmazállapotúvá válik. A fűtőértéket felső és alsó fűtőértékre vonatkoztathatjuk. Az előbbi az 1m3 gáz tökéletes elégésekor felszabaduló hőmennyiséget jelenti, feltételezve, hogy a füstgázban jelenlévő vízgőz rejtett hőjét is visszanyertük; az utóbbi az 1m 3 gáz elégésekor felszabaduló hőmennyiséget jelenti, miközben a keletkezett víz az égéstermékkel együtt gőz halmazállapotban távozik. A két fűtőérték különbsége tehát a füstgázban lévő vízgőz kondenzációs hő értékéből adódik. Tekintve, hogy a hagyományos elven működő kazánokkal nem lehetett visszanyerni ezt a hőt mindig az alsó fűtőértékkel számoltunk a kazánok hatásfokának kiszámításakor. Vagyis nem ismertük el veszteségként, hogy az elsődleges égési folyamatban bevitt energia kb. 11%-a kizárólag a vízgőz keletkezésére fordítódik, és mégis 100%-nak vettük a bevitt energiát [6]. Ezt a vonatkoztatási adatot alkalmazva a kondenzációs kazánok esetén 100%-nál magasabb hatásfokról beszélhetünk a kondenzációs hő visszanyerése miatt. A

kondenzációs

kazán

esetében

mind

a

két

érték

kedvezőbbé

válik.

A kondenzációs technika alkalmazása során a füstgázok (21. ábra) viszonylag alacsony hőmérsékleten távoznak a kazánból, így javul a tüzelőanyag fűtőértékének hasznosítása.

32

21. ábra Füstgáz hőmérsékletének összehasonlítása

Ehhez viszont ideális elrendezésre van szükség: a kazánt úgy kell kialakítani, hogy legyen mód a füstgázt a benne található vízgőz harmatponti hőmérsékleténél alább hűteni. Ugyanis ezen a hőmérsékleten indul meg a vízgőz kicsapódása.

22. ábra Kondenzációs gázkazán működési elve

A kondenzációs kazánok (22. ábra) nagy előnye, hogy nem a helyiség levegőjét használják el, hanem kintről kapja az égéshez szükséges levegőt. Ebből adódik, hogy használata jóval biztonságosabb, mint a hagyományos kazánoké. 33

Kazánvásárlásnál nem árt, ha tudjuk a hatásfok és az éves hatásfok közötti különbséget. Amíg a hatásfok a kazán névleges terhelésénél mért érték, az éves hatásfok a fűtési üzemviszonyok figyelembe vételével mért éves átlag. Egy jól méretezett, az épület hőveszteségéhez illesztett kazán a fűtési szezonban csak igen rövid ideig, általában egy-két napig működik teljes terheléssel. A fűtési időszak nagyobb részében a fűtőberendezés és a hőtermelő is csak fél, vagy annál kisebb terhelésen üzemel. A hagyományos kazánok csökkentett terhelés mellett – úgynevezett részleges kiterheltségnél – alacsonyabb, sőt gyakran lényegesen alacsonyabb hatásfokkal működnek, mint teljes terhelésnél. A részterheléshez tartozó hatásfok, más néven hasznosítási fok a részterhelés mértékétől függően változik.

23. ábra Hasznosítási fok eltérő fűtésrendszerek esetében

Az előző görbe segítségével képezhetjük az éves hatásfokot: a fűtési szezon valamennyi napjához tartozó kazán kiterheltség értékének kazán hasznosítási fokát összeadva (23. ábra), majd osztva a fűtési napok számával az éves hatásfokot kapjuk eredményül. Ez a szám tehát nem egyetlen üzemállapothoz tartozó érték, hanem a fűtési szezon sajátosságait, nagyobb részt csökkentett terhelésen történő üzemelést 34

figyelembe vevő éves átlagérték, ami a teljes terhelésen mért hatásfoktól jelentősen eltérhet. Az ilyen készülékeknél az égéstermék-elvezetésen kívül az égési levegő bevezetését is biztosítanunk kell. Erre legtöbbször a cső a csőben (24. ábra) rendszerű megoldások vagy külön égéstermék elvezető és égési levegő bevezető

csőelemek

használatosak.

Ezen

berendezéseknél

az

alacsony

égéstermék-hőmérséklet és a kis kémény keresztmetszet miatt ventilátor által biztosított túlnyomás hatására távozik az égéstermék, ezért fokozattan kell ügyelni arra, hogy a csőelemek és azok kötései tömörek legyenek, és megfelelő kondenz zárással és korrózióállósággal rendelkezzenek. Azoknál a tüzelőberendezéseknél, amelyek esetében üzemszerűen kell kondenzátum keletkezésével számolni, a legjobb megoldás a műanyagból készült kéményrendszerek alkalmazása.

24. ábra Gázkémény kialakítása

Számos különbséget fedezhetünk fel egy hagyományos gázkazán és a legújabb kondenzációs gázkazánok között. A hagyományos gázkazán ősszel bekapcsol, és tavaszig folyamatosan működik, változó hatásfokkal és változó teljesítménnyel. A kondenzációs kazánok hatásfoka a terhelés csökkentésével nem csökken, sőt a növekvő kondenzáció miatt kis mértékben még növekszik is. .

35

7.4. Napkollektoros melegvíz rásegítő rendszer A napenergiát hasznosító fűtésrendszer a napkollektor [3] közvetítésével a napfényt hővé átalakítja át. Az ilyen módon előállított hőt elsősorban a használati meleg víz hőmérsékletének növelésére hasznosítjuk. A napenergiát hasznosító fűtési rendszer megfelelő kialakítása mellett, akár az évi melegvíz szükséglet energiaköltségének 60-70%-a is megtakarítható. A napkollektoros rendszerrel a vízmelegítés önállóan májustól szeptemberig is eltarthat, miközben a kazán kikapcsol ez idő alatt. Így fűtőolaj vagy földgáz, azaz energia költség takarítható meg. A napkollektorok hatásfoka függ a külső hőmérséklettől és a napkollektor kialakításától és műszaki jellemzőitől. Eltérő hatásfokot mérhetünk télen és nyáron ami az energiatermelésünk szempontjából nem elhanyagolható paraméter. 5. táblázat Napkollektorok hatásfoka

Napkollektor típus

Hatásfok nyáron

Hatásfok télen

Sík kollektorok

70 – 85%

5 – 42%

Hagyományos kollektor

50 – 70%

10 – 55%

Egy ilyen rendszer telepítése előtt számos külső tényezőt meg kell vizsgálnunk annak érdekében, hogy a lehető leggazdaságosabb rendszert tudjuk kiválasztani. Ilyen lehet például az ország földrajzi fekvése, amihez nagyon szorosan kapcsolódik az évi napos órák száma. Magyarország földrajzi fekvése: 45,8-tól 48,5 szélességi fokig. Éves napos órák száma: 2000h/év. A napkollektor hatásfokát a következő összefüggéssel lehet megadni: n= n0-a*X-b*Gk*X2

(7.4.1.)

Ahol: n0 :

zérus hőmérsékletkülönbség melletti optikai hatásfok

a, b :

méréssel meghatározott állandók

X=(Tm-Tk)/Gk

a hatásfok összefüggés független változója

Gk :

a kollektor felületére merőlegesen érkező napsugárzás

Tm :

a kollektorban keringő folyadék közepes hőmérséklete

Tk :

a külső léghőmérséklet

36

25. ábra Napkollektor rendszer elvi elrendezése

A továbbiakban láthatjuk egy komplett napkollektoros rendszer (25. ábra) részeit: 1. Sík vagy vákuumcsöves napkollektor 2. Melegvíztároló tartály hőcserélővel 3. Szolár állomás 4. Mikroprocesszoros vezérlés 5. Kazán 6. Hálózati hidegvíz bemenet A napenergiát hasznosító fűtési rendszer lényege, a napkollektorok által termelt hő-és napenergia tárolása. A termelt hőt a napkollektor a szolár melegvíztároló hőcserélőjén keresztül áramoltatva leadja, így a benne tárolt víz felmelegszik. Egy családi háznál 4 fő esetében, körül belül 5-6 m2 napkollektor egységre, és egy ehhez tartozó 300- 400 literes meleg víztartályra van szükség. A nyári félévben közel 95%, a téli időszakban 30-40%-os meleg víz megtakarítás várható eredményként. A lakóépületekben leginkább sík vagy vákuumcsöves napkollektort (26. ábra) használnak. A sík kollektorok legjobban vízmelegítésre használhatóak. Ellenben a 37

vákuumcsöves kollektorok inkább fűtési rendszerek rásegítésénél alkalmazhatóak, mert itt az áramló közeg hőmérséklete magasabb, így a hatékonysága is nagyobb és jobban kihasználható a termelt energiafelhasználása.

26. ábra Vákuumcsöves napkollektor

Egy 4 fős család esetében a használati melegvíz szükséglet körülbelül 50 liter/fő egységben állapítható meg. A mi esetünkben egy minimum 200 literes tartályra (27. ábra) van szükség, de érdemes nagyobbat választani, hogy minél jobb hatásfokkal tudjon dolgozni a napkollektor rendszerünk.

27. ábra Melegvíztartály

7.5.. Korszerű szigetelőanyagok A korábbi számítások alapján láthatjuk, hogy a jelenlegi viszonyok között már a családi házunk szerkezeti felépítése már nem teljesíti az előírt értékeket, ezáltal számolni

kell

egy

esetleges

hőszigetelés

alkalmazásával,

ami

nagyban

elősegítené a családi ház energetikai besorolását. A szigetelő anyag kiválasztásnál a legfontosabb adat, amit néznünk kell az a szigetelő anyag hővezető képessége. Minél alacsonyabb ez az érték, annál jobban fog szigetelni az anyag amit választunk. A hőszigetelő hatás lényegében a külső levegő anyagba zárásának a következménye, tehát nem maga az anyag szigetel, hanem a sok apró légbuborék, amit az anyag magába zár. 38

Ma Magyarországon a hőszigetelő lapok vastagságának számításakor a 2003-tól az EU-ban javasolt U <0,4 W/m2k és az ajánlott U <0,3 W/m2k hő átbocsátási értéket vették figyelembe. 2006. szeptember 1-től a magyarországi szabályozás a külső fal hő átbocsátási értékét U 0,45 W/m2k-ben maximalizálta. Tehát egy ház csak akkor kaphat építési engedélyt, amennyiben a határoló szerkezeteinek hőátbocsátásai nem haladják meg a jogszabályban előírt mértéket. A hőszigetelő hatás jósági fokát a hővezetési együtthatóval jellemezhetjük: „k” megadja, hogy 1m2-es alapterületen, 1 m-es falvastagságnál, 1 s alatt, 1ºC hőmérsékletkülönbség esetén hány J energia áramlik keresztül a falon, mértékegysége ennek megfelelően W/mK. A szigetelőanyagok (pl: kőzet és üveggyapot, polisztirol/poliuretán hab) rosszabb hővezetők (0,025 W/mK – 0,040 W/mK), így jobb hőszigetelők. Tovább osztályozhatjuk a szigetelőanyagok típusait halmazállapot, illetve forma szerint. A befújható szigetelőanyagok hajlamosak arra, hogy összezsugorodnak, így lyukak, hő hidak keletkezhetnek. A lemezekben, tekercsekben kapható anyagok esetében rések alakulhatnak ki, ezért különösen ügyelni kell az átfedésre, a rétegek egymáshoz képesti eltolására. Az épület homlokzatán a külső szigetelés a legoptimálisabb megoldás. A falszerkezet így képes megtartani hőtároló képességét, ezáltal a falban vezetett vízcsövek is védve vannak. Ablakmélyedések, ajtókeretek esetén különösen figyelni kell a megfelelő szigetelésre, mert a hézagok hő hidakat okozhatnak. Számos olyan anyag áll rendelkezésünkre a mai világban, amit nagyon jól alkalmazhatunk lakóépületek szigetelésére. Néhány típust, mint a kőzetgyapotot vagy az üveggyapotot már régebbről is ismerhetjük, de a legújabb technológia a poilsztirolból, különböző eljárásokkal készült szigetelőanyagok. Polisztirol EPS (28. ábra) vagy más néven, expandált polisztirol szigetelőanyag. Az expandált polisztirolhab hőszigetelő anyagok az épületek szerkezeteinek hatékony hőszigetelését teszik lehetővé. Hővezetési tényezője:0,040-0,032 (W/mK).

39

28. ábra Polisztirol EPS szigetelőanyag

Extrudált polisztirol (29. ábra) szigetelőanyag. A színezett világoskék extrudált polisztirol hab zárt cellaszerkezetű anyag vízfelvétele elhanyagolhatóan kicsi, s így kiváló hőszigetelő képessége tartós nedvességhatás esetén sem romlik. Ezen kívül az extrudált habnak nagyon jó mechanikai tulajdonságai vannak. Hővezetési tényezője:0,038-0,030 (W/mK)

29. ábra Extrudált polisztirol szigetelőanyag

Az üveggyapot (30. ábra) puha érintésű, egyszerű kezelni és beépíteni, mivel könnyű és rugalmas. Az üvegszálak között lévő légrétegnek köszönhetően kiváló hőszigetelő képességűek. Hővezetési tényezője:0,044-0,032 (W/mK)

30. ábra Üveggyapot szigetelőanyag

A kőzetgyapot (31. ábra) hőszigetelő képességét a kőzetszálak között található legtermészetesebb szigetelőanyag, a levegő biztosítja.

40

Mivel a levegő a kőzetgyapot szigetelőanyag szálai között van jelen, ezért hőszigetelő képessége az épület teljes élettartalma alatt (50-80 év) állandó. A kőzetgyapot finom szálszerkezetének és magas testsűrűségének köszönhetően a szálak között bent maradt levegő mennyiség, szinte végig nyugalomban van. Hővezetési tényezője:0,040-0,030 (W/mK)

31. ábra Kőzetgyapot szigetelőanyag

7.6. Szellőztetés Azzal, hogy egy épületet jól szigeteltté teszünk, egyúttal megszüntetjük a természetes szellőzését. Ha a belső térben keletkező szennyeződéseket, nedvességet nem vezetjük el, komoly problémákat okozhatunk a benn tartózkodóknak, valamint az épületek szerkezeti elemeinek is. Egy-két évtizeddel korábban még nem kellett a szellőztetést komolyan tervezni, mert az épületek, nyílászárók nem voltak tömörek. Egy új építésű, modern épület fokozottan szigetelt nyílászárókkal rendelkezik. E nyílászárók előnye, hogy hőszigetelésükkel energiát takarítanak meg, hangszigetelésükkel teljesen elzárhatják a külvilág zajait. A modern nyílászáró szinte teljesen légtömör, ezért az egészséges élethez szükséges frisslevegő szellőztetés nélkül nem tud a lakótérbe jutni. A helyiségek légtérfogatának légcseréjét napi átlagban óránként 0,5-0,8-szer kell kicserélni. Nem mindegy, hogy a szükséges légcserét hogyan oldjuk meg, mert a naponta többszöri nagy átszellőztetés hatékony, de a lakások kihűtése jelentős energiaveszteséget idéz elő, például egy megfelelően szigetelt lakóház esetében a rendszeres szellőztetéssel a fűtési energia akár 50%-át is elveszíthetjük [7]. A lakásokban általában a páratartalom a legjobb indikátora levegő szennyezettség fokának jelzésére, így kézenfekvő megoldás, hogy az épületek a szellőztetését a páratartalom alapján szabályozzuk. Jelentős mennyiségű hőveszteség jelentkezik a lakóépület szinte minden egyes részén, ami csökkenthető szigetelőanyagok és jobb minőségű nyílászárók használatával. 41

32. ábra Lakóépületek hő veszteségeinek lehetőségei

A fűtési szezon elején nagyobb eséllyel alakul ki páralecsapódás, ezért ilyenkor még többször szellőztessünk. Ha odakint a hőmérséklet már eléri a 8-10 Celsiusfokos

hőmérsékletet,

ilyenkor

a

szellőztetéssel

elérhető

a

helyiségek

páratartalmának csökkentése. Ezt a problémát hővisszanyerés elvén működő szellőztető rendszer kiépítésével lehet a legjobban kiküszöbölni. A hővisszanyerő szellőztető rendszer kicseréli a levegőt úgy, hogy közben 90% hőt nyer vissza az elszívott, fáradt levegőből folyamatos légcserét biztosítva a lakótérben.

.

42

8. A vizsgált megtérülése

rendszerek

megvalósításának

költségei

és

A jelenlegi vegyes tüzelésű rendszer kiváltását a korábban már bemutatott tüzelési

rendszerek

napkollektoros

valamelyikével

rendszerrel

fogunk

szeretnénk kiegészíteni

megvalósítani, a

használati

amit

egy

meleg

víz

előállításához. Ezt követően árajánlatokat kértem be a családi ház kiszámolt energiaigényéhez méretezett rendszerekre. A megtérülési számításoknál állandónak vettem az épület jelenlegi energia felhasználását. Az árajánlatokban megadott adatok alapján kiszámolom az elméleti üzemeltetési költségét, majd ezt összevetem a házban jelenleg használatos technológia üzemeltetési költségével. Végül a környezetbarát berendezés teljes bekerülési árát elosztottam az éves üzemeltetési költségek különbségével és így megkaptam az adott technológia megtérülését éves szinten.

43

8.1. Faelgázosító kazán megtérülésének számítása A Kazánstore internetes webáruház árajánlata alapján a családi házunkra méretezett faelgázosító kazán üzembe helyezéssel együtt bruttó 520.230 Ft-ba kerül. A kazán típusa ATMOS DC 24 S amihez egy 24 - 32 kW-os teljesítmény tartomány tartozik. 6. táblázat Atmos DC 24 S 24 K-os faelgázosító kazán műszaki adatai

Kazán teljesítménye Fűtőfelület Tüzelőanyag akna térfogata Kazán súlya Elektromos teljesítmény felvétel Kazán hatásfoka Égéstermék hőmérséklet

kw m2 dm3 kg W % °C

Előírt tüzelőanyag Maximális hasábhossz Égési idő névleges Víztérfogat A kazán hidraulikus nyomása

mm óra l mbar

24-32 2,3 100 306 50 80-89 240 15 - 17 MJ/kg-1 fűtőértékű száraz fa, víztartalom min. 12% - max 20 %, átlag 80-150 mm 530 2 58 0,21

1m3 gáz fűtőérték körülbelül 2 kg tűzifa felhasználásával válthatjuk ki, ez az átváltási érték a maximum 20 %-os nedvességtartalommal rendelkező tűzifára vonatkozik. A TIGÁZ jelenlegi gázára alapján köbméterenként 137 Ft-os áron szolgáltatja a gázt, ehhez képest 2 kg tűzifát kb. 45 Ft-ért szerezhetünk be. A ház éves 2500 m3es gázigényének kiváltására ennek tudatában 2500*2 = 5000 kg fa szükséges, aminek bekerülési ára 120.000 Ft. A 342.500 Ft-os gázszámla helyett tehát mindössze ennyibe kerülne a fatüzelés, így évente 222.500 Ft-ot lehetne megspórolni. Ennek megfelelően a megtérülési idő 520.230 Ft/222.500 Ft = 2,33 év ami, egy nagyon jó lehetőség lehet azoknak akik, gyorsan szeretnék a megtérülést kézzelfoghatóan látni.

44

8.2. Pellet kazán bekerülésének és megtérülésének számítása A Globalstone Magyarország Kft árajánlata alapján a családi házhoz az 5-25 kw-között automatikusan változó BIODOM 25 típusú pellet kazánt javasolják. A kazánhoz egy 200 kg pellet befogadására képes tároló tartozik, melyből csigás rendszer adagolja a pelletet a kazánba, amit így elég szinte hetente utántölteni a kazánba. Az árajánlat alapján a kazán bekerülési költsége üzembe helyezéssel együtt 3553 Euro, ami a jelenlegi Euro/Ft árfolyam alapján (296 Ft) 1051688 Ft. Itt is ugyanazt az átváltást tudjuk alkalmazni, mint a faelgázosításnál, ahol 1 m3 földgáz fűtőértéke kb. 2 kg pellet elhasználásának felel meg. Korábbi évek számlái alapján a családi házunk éves gázfelhasználása 2.500 m3 körül alakult. A továbbiakban ezekkel, az adatokkal fogom végigszámolni a megtérülést. A gázzal való fűtés kiváltására ezáltal 2500x2 = 5000 kg pellet felhasználására lesz szükség éves szinten. A pellet beszerzési ára nagyban függ a vásárolt mennyiségtől, így érdemesebb egyben megvenni az éves vagy több éves felhasználandó mennyiséget. A Globalstone Magyarország Kft árai alapján a fenti pellet mennyiséget jelenleg 47 Ft/kg-os bruttó egységáron lehet beszerezni. A pellet kazánnal ennek megfelelően 5000x47 = 235.000 Ft-ba kerülne az éves fűtés költsége. Az éves gázfelhasználás költsége a jelenlegi TIGÁZ [8] árai alapján 137 Ft/m3, amiből kiszámítható, hogy a 2500x137 = 342.500 Ft-ba kerülne a családi ház éves kifűtése. A megtakarítás tehát évente kb. 107.500 Ft. A megtérülés kiszámításához a pellet kazán bekerülési és beépítési költségét el kell osztanunk az éves pénzmegtakarítással, így megkapjuk az években mérhető megtérülési időt: 1051688 Ft/107500 Ft = 9,78 év. A beruházás megtérülése tehát ezzel a konstrukcióval 9-10 évet venne igénybe. Ezt az eredményt összehasonlítva a faelgázosító kazán megtérülésével kiderül, hogy hiába modernebb ez a technika és jobb a pellet fűtőereje a tüzifánál, a kilogrammonkénti

árukban

jelentkező

faelgázosító kazán éri meg jobban.

45

jelentős

különbség

miatt

mégis

a

8.3. Kondenzációs gázkazán költségeinek meghatározása A www.kazanwebshop.hu Kft. árajánlata alapján a családi házhoz egy 7,1-27,7 kw-között automatikusan változó BOSCH Condens 7000 ZSBR 28 típusú kondenzációs gázkazánt javasolják. Az árajánlat alapján a kazán bekerülési költsége üzembe helyezéssel együtt 518.050 Ft. Korábbi évek számlái alapján a családi házunk éves gázfelhasználása 2.500 m3 körül alakult. A továbbiakban ezekkel, az adatokkal fogom végigszámolni a megtérülést. A TIGÁZ jelenlegi gázára alapján köbméterenként 137 Ft-os áron szolgáltatja a gázt, A hagyományos kazánnal ennek megfelelően 2500x137 = 342.500 Ft-ba kerülne az éves fűtés költsége. A két gázkazán közötti éves megtakarítást jelentő összeg a kondenzációs gázkazán javára döntően jobb hatásfokot ér el, ezáltal kevesebb gázzal is beéri a kazán. Ennek a mértéke körülbelül 12-16 %, Az éves gázfelhasználás költsége a jelenlegi TIGÁZ árai alapján 137 Ft/m3, amiből kiszámítható, hogy a 2125x137 = 291.125 Ft-ba kerülne a családi ház éves kifűtése. A megtérülés kiszámításához a kondenzációs kazán bekerülési költségét el kell osztanunk az éves pénzmegtakarítással, így megkapjuk az években mérhető megtérülési időt: 518050 Ft/51375 Ft = 10,08 év A beruházás megtérülése tehát ezzel a konstrukcióval 10-11 évet venne igénybe. Ezt az eredményt összehasonlítva a faelgázosító kazán megtérülésével kiderül, hogy hiába modernebb ez a technika és jobb a pellet fűtőereje a tüzifáénál, a kilogrammonkénti

árukban

jelentkező

faelgázosító kazán éri meg jobban.

46

jelentős

különbség

miatt

mégis

a

8.4.Vákuumcsöves napkollektor költségének meghatározása A rendszer bekerülési és megtérülési költségeinek meghatározásánál az Acrux Épületgépészet Kft által készített árajánlatot vettem alapul, amiben a Sonnenkraft Compact típusú napkollektor rendszer szerepel. A napkollektor rendszer a következő elemeket tartalmazza:

Megnevezés HP-20 MC vákuumcsöves napkollektor HPF20 tetőszerelő szett HPAS csatlakozó alap szett SKSC2 intelligens vezérlés RLGP2270 szolár szivattyú egység 200 l szolár HMV tároló hőcserélővel (ELB200R2E) Tároló tartozékok (TBM20) Szolár tágulási tartály 18 l, KM 3/4" (AG18S) KVAG 20 csatlakozó szett Fagyálló folyadék (TYGLS)

Mennyiség 1 db 1 szett 1 szett 1 db 1 db 1 db 1 szett 1 db 1 db 1 kanna

A kollektor mérete 1644x1345x95 mm, ami 200 l használati meleg víz előállítására képes naponta. A rendszer ára beszereléssel együtt bruttó 693750 Ft. Ezen rendszerekkel viszont nem lehet egész évben 100%-os működéssel számolni, mert a téli időszakban a besugárzás mértéke kevesebb, mint a melegebb nyári időszakban. A vákuumcsöves napkollektor rendszereknél a következő hatásfokkal lehet számolni. Áprilistól egészen októberig a használati meleg víz 90-95%-át, a fent maradó 4-5 hidegebb hónapban viszont már csak 3540%-át tudja előállítani használati meleg víznek. Átlagosan tehát ezzel a rásegítő rendszerrel a használati meleg víz 65-70% - a állítható elő. Egy háztartásban elő az egy főre jutó átlagos meleg víz használat naponta körülbelül 40-50 l, ami egy évnyi időre vetítve körülbelül 18000 l meleg víz. Ennek az előállítására körülbelül 1000 kWh-ra van szükség. A kiválasztott napkollektor rendszerünk ennek az energiaigénynek a 70%-át képes megtakarítani, azaz körülbelül 700 kWh/fő/év. A mi esetünkben 4 fő él a családi házban, ezáltal 2800 kWh/4fő/év lehet az összes megtakarításunk évente.

47

Ez MJ-ban átszámolva 2800x3,6=10.080 MJ/év, aminek előállítása földgáz fűtéssel 32860 Ft lenne. A számítást a TIGÁZ által megadott 3,264 Ft/MJ értékkel számítottam. Ez az érték más és más függően attól, hogy az ország melyik területén lakunk, mert a szolgáltatók által megadott árak nagy eltérést mutatnak. Ezzel az értékkel így a beruházás megtérülése a mai energia árakkal számolva 693.750/32.860 = 21,11 év. Ugyanezzel a számítással a meleg víz előállításának költsége elektromos árammal már sokkal nagyobb értéket mutat. Az ÉMÁSZ által megadott 44,786 Ft/kWh értékkel számolva a költség 2800x44,786=125400,8 Ft/év. Ennek alapján a beruházás megtérülése a következőket mutatja: 693.750/125.400,8 = 5,53 év. Az évek során láthattuk, hogy az energiaárak folyamatosan növekednek, ezáltal a megtérülési idő is lecsökken, illetve számolhatunk azzal is, hogy bővül a család, ami szintén csökkenti a megtérülési időt (33. ábra). 25 20 15 10 5 0 4 fő

5 fő

6 fő

Gáz használatával Áram használatával 33. ábra Napkollektor rendszer megtérülési idejének lehetőségei

A napkollektoros melegvíz rásegítő rendszer napjaink egyik legkiforrottabb technikája, ami bár nem a leggyorsabb megtérülési idővel rendelkezik, környezetbarátsága miatt egyre többen választják ezt a rendszert. Amint láttuk, használatával szinte teljes egészében kiváltható a melegvíz előállításához szükséges villamos energiatermelés és annak költsége teljes egészében megtérülésként tekinthető.

48

9. A kiválasztott energiatakarékos fűtési rendszer ismertetése Az előző fejetekben kitárgyalt rendszerek közül, számunkra egyértelműen a faelgázosító kazán a legjobb választás, mivel családi házunk a Zempléniközéphegység lábánál épült, így a faelgázosító kazánhoz szükséges tűzifa beszerzése és 1-2 évig történő szárítása könnyen megvalósítható folyamat. Mind az alsó, mind a felső szinten az eddig teljes körűen működő padlófűtés marad, mivel a faelgázosító rendszer nagyon jól összeilleszthető a padlófűtéses rendszerrel az alacsony vízhőfok miatt, ami a fűtés rendszerben kering.

34. ábra ATMOS DC 24 S faelgázosító kazán

A korábban bemutatott működés alapján, a Kazánstore árajánlatában szereplő ATMOS DC 24 S típusú kazán (34. ábra) kerül majd megvásárlásra, ami az eddig használatos rendszerbe lesz beépítve a jelenlegi gázkazán helyett és egy 4 főre méretezett napkollektoros rendszer is kiépítésre kerül majd. A faelgázosító kazán esetében tudni kell, hogy a rendszer viszonylag rövid idő alatt, a nagy teljesítménnyel dolgozó égési folyamat során keletkező nagy mennyiségű forró víz eltárolásához egy kellően méretezett puffer tartály vizét melegíti fel a folyamatos felhasználás érdekében. Ez számunkra nagyon 49

szerencsés folyamat, mert ennek kapcsán a tervezett napkollektoros rendszerrel a továbbiakban könnyen összeköthető. Mivel puffer tartály beépítésre kerül majd a kazánhoz, a napkollektor vásárlásánál ezt a tételt kihagyhatjuk, ami tovább csökkenti költségeinket, ezáltal a megtérülési időnk is pozitív irányba mozdul el.

35. ábra ATMOS faelgázosító kazán elvi beépítési vázlata

A szabályozott égésnek köszönhetően, a beadagolható fa mennyiségétől függően az égés akár 12 órán át is folyamatos hőtermelésre képes úgy, hogy nem kell 1-2 óránként a tűzre újabb adagot pakolni szemben a hagyományos kazánokkal. A faelgázosító kazán ventillátorának fordulatszám-szabályozásával a teljesítmény tág határok között állítható, így a kazán teljesítménye gyakorlatilag az igényeknek megfelelően beállítható. A napkollektor felhelyezésénél törekedni kell arra, hogy a tető taréjgerinc közelébe kerüljön végleges helyére, mert itt a legminimálisabb az árnyék kialakulása, ami ronthatja a kollektorunk hatásfokát.

50

Összegzés Szakdolgozatomban a családi házunk fűtéskorszerűsítésének lehetőségeit vizsgáltam. A rövid történeti bevezetés során áttekintettük, hogy az elmúlt évezred során, hogyan sikerült az embernek zárt térbe kényszeríteni a tüzet és azt felhasználnia a mindennapjai során. A lakóépület primer energiaigényéből jól látható, hogy a fűtéskorszerűsítés nem fogja tudni teljesen megoldani a jelentős energiaigény csökkenést. A közeljövőben mindenképpen foglalkozni kell majd a ház teljeskörű

külső

szigetelésének megvalósításával.

A

két

együttesen már jelentős energiaigény csökkenést fog mutatni. lehetséges

fűtés

rendszerek

bemutatásánál

kiderült,

hogy

beruházás

A megvizsgált a

jelenkori

fűtéstechnológia óriásit fejlődött az elmúlt 50 évben. A gyártók a dráguló energiaárak miatt a fejlesztéseket az alacsonyhőmérsékletű fűtési rendszerek felé tolták el, aminek egyik legjobb példái a kondenzációs kazánok, itt a vízgőz rejtett energiát használják ki, mely hagyományos tüzelés esetén távozna a füstgázokkal együtt.

A rendszerek megtérülési számításainál kiderült, hogy a ma elérhető

legtöbb technológia sajnos nagyon költséges, továbbá megtérülési idejük is átlagosan 10 év, ami egy átlag magyar ember számára még nem elfogadott.

25 20 15 10 5 0 Év

Faelgázosító kazán

Pellet kazán

Kondenzációs kazán

Napkollektor

36. ábra Vizsgált rendszerek megtérülési ideje

A bemutatott rendszerek közül, egyedül a faelgázosító kazán megtérülési ideje kimagasló a többi fűtőberendezéshez (36. ábra) képest. Ezt a fűtési rendszert 51

nagyon jól lehet kombinálni egy napkollektoros melegvíz rásegítő rendszerrel és ezzel is tovább rövidíthető a megtérülési idő. A faelgázosító kazán és a napkollektor megtakarítását azonban mindkét esetben a gázfogyasztás alapján számoltuk, a két technológia együttes alkalmazása esetén együttes megtérülésük még kedvezőbb. Egy ekkora beruházás költségeit egy átlagos család nagyon nehezen tudja önerőből előteremteni, de szerencsére egyre több az Európai Unió által támogatott pályázati lehetőség jelenik meg napjainkban, ami nagyon elősegíti a korszerűsítést tervező emberek lehetőségeit. Ezáltal akár a legfejlettebb technológiára is egy beruházás elindítható, mert a vissza nem térítendő állami támogatás a költségeket jelentősen mérsékli.

52

Köszönetnyilvánítás Szeretnék köszönetet mondani témavezetőmnek, Tollár Sándornak, aki észrevételeivel és tanácsaival segítette munkámat. Köszönettel

tartozom

szüleimnek,

hogy

mindvégig

támogatták

főiskolai

tanulmányaimat, és testvéremmel együtt tudásukkal és tanácsaikkal segítették a szakdolgozatom megírását.

53

Irodalomjegyzék [1]

Dr. Homonnay Györgyné: Fűtéstechnika II. Debrecen (Jegyzet, 1996.)

[2]

http://www.hepworth.hu (letöltés időpontja 2013.04.13.)

[3]

Dr. Bánhidi László, Bargai László: Válogatott fejezetek az elméleti fűtéstechnika köréből (ISBN: 9789630585989) Akadémiai Kiadó, 2008

[4]

http://net.jogtar.hu/jr/gen/hjegy_doc.cgi?docid=A0600007.TNM (letöltési idő 2013.03.14)

[5]

http://www.megujulofutes.hu/ (letöltés időpontja 2013.02.13.)

[6]

http://www.alternativenergia.eu/kondenzacios_gazkazan.php (letöltési idő 2013.03.14.)

[7]

http://ezermester.hu/cikk-206/Korszeru_lakasszelloztetes (letöltési idő 2013.03.14.)

[8]

Tigáz Zrt; Számlamagyarázat. https://www.tigaz.hu/lakossagiugyfelek/dokumentumok/szamlamagyarazat/Tig%C3%A1z%20sz%C3%A1mlamagyar%C3 %A1zat%20-%20R%C3%A9szsz%C3%A1mla.pdf, (letöltési idő 2013.04.10.)

[9]

Dr. Várfali János – Dr. Zöld András – Energiatudatos épület felújítás (Jegyzet, 1994.)

[10]

Dr. Bánhídi László : Épületgépészet a gyakorlatban (ISBN 9639313211)Verlag Dashöfer Szakkiadó Kft és T. Bt. ( 2001)

54

FÜGGELÉK

7/2006. (V. 24.) TNM rendelet Az épületek energetikai jellemzőinek meghatározásáról Az épített környezet alakításáról és védelméről szóló 1997. évi LXXVIII. törvény 62. §-a (2) bekezdésének h) pontjában kapott felhatalmazás alapján a következőket rendelem el: 1. § (1) E rendelet hatálya - a (2) bekezdés szerinti kivételekkel - a huzamos tartózkodásra szolgáló helyiséget tartalmazó épületre (épületrészre), terjed ki, amelyben a jogszabályban vagy a technológiai utasításban előírt légállapot biztosítására energiát használnak. (2) Nem terjed ki a rendelet hatálya a) az 50 m2-nél kevesebb hasznos alapterületű, illetve évente 4 hónapnál rövidebb használatra szánt épületre, b) a felvonulási épületre, a legfeljebb 2 évi használatra tervezett épületre, c) hitéleti célra használt épületre, d) a műemlék, illetve a helyi védelem alatt álló építményre, védetté nyilvánított műemléki területen (műemléki környezetben, műemléki jelentőségű területen, történeti tájon), helyi védelem alatt álló, a világörökség részét képező vagy védett természeti területen létesített építményre, e) a nem lakás céljára használt mezőgazdasági épületre, f) az ipari épületre, ha a technológiából származó belső hő nyereség a rendeltetésszerű használat időtartama alatt nagyobb mint 20 W/m2, vagy a fűtési idényben több mint 20 szoros légcsere szükséges, illetve alakul ki, g) a sátorszerkezetre, h) a sajátos építményfajtákra. 2. § E rendelet alkalmazásában 1. alternatív rendszer: a megújuló energiaforrásokon alapuló decentralizált energiaellátási rendszer, a kapcsolt energiatermelés, a táv- vagy tömbfűtés és hűtés, vagy a hőszivattyús rendszer; 2. épületelem: a határoló szerkezetek vagy az épületgépészeti rendszerek valamely eleme; 3. épületgépészeti rendszer: az épület vagy önálló rendeltetési egység fűtésére, hűtésére, szellőztetésére, melegvíz-ellátására, világítására, vagy ezek kombinációjára szolgáló berendezések és vezetékrendszerek összessége; 4. határoló szerkezet: az épület fűtött, szellőztetett, hűtött belső helyiségeit a külső környezettől vagy az épület fűtetlen, szellőzés nélküli helyiségétől elválasztó épületszerkezet; 5. jelentős felújítás: a határoló szerkezetek összes felületének legalább a 25%-át érintő felújítás; 6. kapcsolt energiatermelés: hő- és villamos vagy mozgási energia egyetlen folyamat során, egyidejűleg történő előállítása; 7. meglévő épület: az e rendelet hatálybalépése előtt használatbavételi engedéllyel rendelkező épület; 8. összesített energetikai jellemző: az épület energiafelhasználásának hatékonyságát jellemző számszerű mutató, amelynek kiszámítása során 55

figyelembe veszik az épület telepítését, a homlokzatok benapozottságát, a szomszédos épületek hatását, valamint más klimatikus tényezőket; az épület hőszigetelő képességét, épületszerkezeti és más műszaki tulajdonságait; az épületgépészeti berendezések és rendszerek jellemzőit, a felhasznált energia fajtáját, az előírt beltéri légállapot követelményeiből származó energiaigényt, továbbá a sajátenergia-előállítást; 9. primerenergia: az a megújuló és nem megújuló energiaforrásból származó energia, amely nem esett át semminemű átalakításon vagy feldolgozási eljáráson. 3. § (1) Épületet úgy kell tervezni, kialakítani, megépíteni, hogy annak energetikai jellemzői megfeleljenek az 1. mellékletben foglaltaknak. (2) Az épület energetikai jellemzőjét a tervező döntése szerint a) a 2. mellékletben meghatározott, részletes vagy egyszerűsített módszer egyikével, a 3. melléklet szerinti adatok figyelembevételével, vagy b) az a) pontban meghatározott módszerrel egyenértékű, nemzetközi gyakorlatban elfogadott számítógépes szimulációs módszerrel kell meghatározni. (3) Az épületek energetikai megfelelőségét igazoló számítást az épület egészére kell elvégezni. (4) Az épület energetikai megfelelősége egyes zónákra vagy egyes helyiségekre elvégzett számítások eredményeinek összegezésével is igazolható. 4. § (1) Az összesített energetikai jellemző követelményértékét az épület 1. melléklet szerinti rendeltetésétől függően kell megállapítani. Az épületek összesített energetikai jellemzőjének számértéke nem haladhatja meg az épület felület-térfogat aránya és rendeltetésszerű használati módja függvényében az 1. melléklet III. pontjában megadott értéket. (2) Ha az épületben többféle funkciójú rendeltetési egység található és ezekre eltérő az előírt követelményérték, akkor a tervezés során azokat a méretezési alapadatokat és az összesített energetikai jellemzőre vonatkozó követelményt kell figyelembe venni, amely a) az épület legnagyobb térfogatú rendeltetési egységének funkciójából következik (jellemző funkció), vagy b) térfogatarányosan a különböző rendeltetési egységek funkciójából következik. (3) Ha az épületben többféle funkciójú rendeltetési egység található és ezek között van olyan, amelyre nincs az összesített energetikai jellemzőre követelmény, akkor a) az épület egészére a fajlagos hőveszteség-tényezőre és ezzel együtt az egyes határoló szerkezetekre vonatkozó követelményeket kell kielégíteni az 1. melléklet szerint, és b) az épületnek arra a részére kell értelmezni a méretezési alapadatokat és alkalmazni az összesített energetikai jellemzőre vonatkozó követelményt, a felület-térfogat arány megállapítása mellett, amelyre a funkció szerinti követelmény adott. 5. § (1) A hatósági rendeltetésű állami tulajdonú közhasználatú, és az 1000 2 m feletti hasznos alapterületű új épületnek az építése esetén a tervezési programban és az építészeti-műszaki dokumentációban vizsgálni és rögzíteni kell a műszaki, környezetvédelmi és gazdasági szempontból az alternatív rendszerek alkalmazásának lehetőségét a 4. mellékletben foglaltak vagy az MSZ EN 15459 szabványban leírt számítási módszer szerint. 56

(2) Az alternatív rendszerek elemzését el lehet végezni egyedi épületekre vagy hasonló épületek csoportjaira vagy azonos területen levő, azonos adottságú épülettípusokra vonatkozóan, illetve közös fűtési vagy hűtési rendszer esetében valamennyi, a rendszerre rákötött épületre vonatkozóan is. 6. § (1) Meglévő hatósági rendeltetésű állami tulajdonú közhasználatú, és az 1000 m2 feletti hasznos alapterületű épület energia megtakarítási célú felújításakor az építési-szerelési munkával érintett épületelemeknek meg kell felelniük az 1. melléklet I. és V. részében meghatározott követelményeknek. (2) Meglévő hatósági rendeltetésű állami tulajdonú közhasználatú, és az 1000 m2 feletti hasznos alapterületű épület bővítésekor, ha a bővítés mértéke nem haladja meg a bővítendő épület hasznos alapterületének 100%-át, az új határoló szerkezeteknek meg kell felelniük az 1. melléklet I. és V. részében meghatározott követelményeknek. (3) Meglévő hatósági rendeltetésű állami tulajdonú közhasználatú, és az 1000 m2 feletti hasznos alapterületű épület (2) bekezdésnél nagyobb mértékű bővítése, vagy jelentős felújítása esetében a 3. § szerinti előírásokat kell alkalmazni. (4) Meglévő hatósági rendeltetésű állami tulajdonú közhasználatú, és az 1000 m2 feletti hasznos alapterületű épület jelentős felújítását megelőzően az alternatív rendszerek alkalmazásának lehetőségét és a gazdaságos megvalósíthatóságot az 5. §-ban előírt módon vizsgálni és dokumentálni kell. 7. § (1) Ez a rendelet a kihirdetését követő 5. napon lép hatályba, rendelkezéseit a 2006. szeptember 1-je után induló építési engedélyezési eljárásokban kell alkalmazni. (2) Ez a rendelet az épületek energiahatékonyságáról szóló, 2010. május 19-i 2010/31/EU európai parlamenti és tanácsi irányelv 2. cikk 3., 4., 5., 7., 9., 10., 12., 13. pontjának, 3-4. és 6-8. cikkének, továbbá I. mellékletének való megfelelést szolgálja. 1. melléklet a 7/2006. (V. 24.) TNM rendelethez Követelményértékek I. A határoló- és nyílászáró szerkezetek hő átbocsátási tényezőire vonatkozó követelmények 1. táblázat: A hő átbocsátási tényező1) követelményértékei A hő átbocsátási tényező követelményértéke U[W/m2K]

Épülethatároló szerkezet Külső fal Lapos tető Padlásfödém Fűtött tetőteret határoló szerkezetek Alsó zárófödém árkád felett Alsó zárófödém fűtetlen pince felett Homlokzati üvegezett nyílászáró (fa vagy PVC 57

0,45 0,25 0,30 0,25 0,25 0,50 1,60

keretszerkezettel) Homlokzati üvegezett nyílászáró (fém keretszerkezettel) 2,00 Homlokzati üvegezett nyílászáró, ha névleges felülete kisebb, 2,50 mint 0,5 m2 1,50 Homlokzati üvegfal2) Tető felülvilágító 2,50 Tetősík ablak 1,70 Homlokzati üvegezetlen kapu 3,00 Homlokzati vagy fűtött és fűtetlen terek közötti ajtó 1,80 Fűtött és fűtetlen terek közötti fal 0,50 Szomszédos fűtött épületek közötti fal 1,50 Talajjal érintkező fal 0 és 1 m között 0,45 Talajon fekvő padló a kerület mentén 1,5 m széles sávban (a lábazaton elhelyezett azonos ellenállású hőszigeteléssel 0,50 helyettesíthető) 1) A követelményérték határoló szerkezetek esetében „rétegtervi hő átbocsátási tényező”, amin az adott épülethatároló szerkezet átlagos hő átbocsátási tényezője értendő: ha tehát a szerkezet vagy annak egy része több anyagból összetett (pl. váz- vagy rögzítő elemekkel megszakított hőszigetelés, pontszerű hő hidak stb.), akkor ezek hatását is tartalmazza. A nyílászáró szerkezetek esetében a keretszerkezet, üvegezés, üvegezés távtartói stb. hatását is tartalmazó hő átbocsátási tényezőt kell figyelembe venni. A csekély számszerű eltérésre tekintettel, a talajjal érintkező szerkezetek esetében a külső oldali hőátadási tényező hatása elhanyagolható. 2) Az üvegezésre és a távtartókra együttesen értelmezett átlag.

II. A fajlagos hőveszteség-tényezőre vonatkozó követelményértékek A fajlagos hőveszteség-tényező megengedett legnagyobb értéke a felület/térfogat arány függvényében a következő összefüggéssel számítandó: A/V < 0,3 0,3 < A/V < 1,3 A/V > 1,3

qm = 0,2 qm= 0,38 (A/V) +

[W/m3K] [W/m3K]

0,086 qm = 0,58

[W/m3K]

(II.1.)

ahol A = a fűtött épülettérfogatot határoló szerkezetek összfelülete V = fűtött épülettérfogat (fűtött légtérfogat) A fűtött épülettérfogatot határoló összfelületbe beszámítandó a külső levegővel, a talajjal, a szomszédos fűtetlen terekkel és a fűtött épületekkel érintkező valamennyi határolás. A fajlagos hőveszteség-tényező megengedett legnagyobb értékét a felület/térfogat arány függvényében az 1. ábra szemlélteti.

58

1. ábra: A fajlagos hőveszteség-tényező követelményértéke Ha a sugárzási nyereségek hatását nem vesszük figyelembe (ez az egyszerűsített eljárásban megengedett a biztonság javára történő elhanyagolás), akkor a fajlagos hőveszteség-tényező követelményértékeiből az épülethatároló szerkezetek átlagos hő átbocsátási tényezőjének felső határértéke is származtatható a következő összefüggés szerint: Um = 0,086 (V/A)+ 0,38

[W/m2K]

(II.2.)

Um értéke a 2. ábráról is leolvasható.

2. ábra: Az átlagos hőátbocsátási tényező követelményértékei Az átlagos hő átbocsátási tényező értelemszerűen tartalmazza a fajlagos hőveszteség-tényezőnél meghatározott jellemzőket (rétegtervi hő átbocsátási tényező, hő hidak okozta hő veszteség). A sugárzási nyereség nagyságától függően magasabb átlagos hő átbocsátási tényező is megengedhető lehet - ezt a sugárzási nyereség számításával kell igazolni. 59

III. Az összesített energetikai jellemzőre vonatkozó követelmények 1. Az összesített energetikai jellemző számértéke az épület rendeltetésétől, valamint a felület/térfogat aránytól függ, értéke az alábbiakban közölt összefüggésekkel számítható, illetve az ábrákból leolvasható. Az épületek összesített energetikai jellemzőjének számértéke nem haladhatja meg az épület felület-térfogat aránya és rendeltetésszerű használati módja függvényében a számítási összefüggéssel és diagram formájában is megadott értéket. 2. Lakó- és szállásjellegű épületek Lakó- és szállásjellegű épületek összesített energetikai jellemzőjének megengedett legnagyobb értéke a következő összefüggéssel számítandó: A/V < 0,3

EP = 110

0,3 < A/V < 1,3

E =120 (A/V) + 74 P EP = 230 [kWh/m2a]

A/V > 1,3

[kWh/m2a] [kWh/m2a] (III.2.)

A fenti összefüggéssel megadott értékek az 1. ábrából is leolvashatók.

1. ábra: Lakó- és szállásjellegű épületek összesített energetikai jellemzőjének követelményértéke (nem tartalmaz világítási energia igényt) 3. Irodaépületek Az irodaépületek (egyszerűbb középületek) összesített energetikai jellemzőjének megengedett legnagyobb értéke a következő összefüggéssel számítandó: A/V < 0,3

EP = 132

0,3 < A/V < 1,3

EP = 128 (A/V) +

A/V > 1,3

[kWh/m2a] [kWh/m2a]

93,6 EP = 260

[kWh/m2a]

(III.3.)

A fenti összefüggéssel megadott értékek az 1. ábrából is leolvashatók.

60

1. ábra: Irodaépületek összesített energetikai jellemzőjének követelményértéke (a világítási energiaigényt is beleértve) 4. Oktatási épületek Az oktatási épületek összesített energetikai jellemzőjének megengedett legnagyobb értéke a következő összefüggéssel számítandó: A/V < 0,3

EP = 90

0,3 < A/V < 1,3

EP = 164 (A/V) +

A/V > 1,3

[kWh/m2a] [kWh/m2a]

40,8 EP = 254

[kWh/m2a]

(III.4.)

A fenti összefüggéssel megadott értékek az 1. ábrából is leolvashatók.

1. ábra: Oktatási épületek összesített energetikai jellemzőjének követelményértéke (világítási energiaigényt is beleértve)

61

5. Egyéb funkciójú épületek A III. 2., 3., 4. pontban meghatározott funkciótól eltérő rendeltetésű épületekre az összesített energetikai jellemző követelményértékét a következők szerint meghatározott épület és épületgépészeti rendszer alapján lehet meghatározni: - a fajlagos hőveszteség-tényező értéke a vizsgált épület felület/térfogat viszonya függvényében az 1. mellékletben megadott követelményérték; - az éghajlati adatok a 3. mellékletben megadottaknak felelnek meg; - a fogyasztói igényeket és az ebből származó adatokat: lég csereszám, belső hő terhelés, világítás, a használati melegvíz-ellátás nettó energiaigénye az épület használati módjának (használók száma, tevékenysége, technológia stb.) alapján a vonatkozó jogszabályok, szabványok és a szakma szabályai szerint kell meghatározni. Az ezen igények kielégítését fedező bruttó energiaigényt az alábbiakban leírt épületgépészeti rendszer adataival kell számítani: - a fűtési rendszer hő termelőjének helye (fűtött téren belül vagy kívül) a tényleges állapottal megegyezően adottságként veendő figyelembe, - a feltételezett energiahordozó földgáz, - a feltételezett hő termelő alacsony hőmérsékletű kazán, - a feltételezett szabályozás termosztatikus szelep 2K arányossági sávval, - a fűtési rendszerben tároló nincs, - a vezetékek nyomvonala a ténylegessel megegyező (az elosztó vezeték fűtött téren belül vagy kívül való vezetése), - a vezetékek hő veszteségének számításakor a 70/55 °C hőfoklépcsőhöz tartozó vezeték veszteségét kell alapul venni, - a szivattyú fordulatszám szabályozású, - a melegvíz-ellátás hő termelője földgáztüzelésű alacsony hőmérsékletű kazán, - a vezetékek nyomvonala a ténylegessel megegyező, - 500 m2 hasznos alapterület felett cirkulációs rendszer van, - a tároló helye adottság (fűtött téren belül vagy kívül), - a tároló indirekt fűtésű, - a gépi szellőzéssel befújt levegő hőmérséklete a helyiség-hőmérséklettel egyező, a léghevítőt az alacsony hőmérsékletű, földgáztüzelésű kazánról táplálják, - a légcsatorna hőszigetelése 20 mm vastag A gépi hűtés energiaigényének számítását a 2. melléklet szerint kell elvégezni.

62