Aktuális bemutató anyag
2014. 03. 02.
Hővisszanyerő szellőzés: FluctuVent a szellőző tégla
Csiha András épületgépész mérnök, ny. főiskolai docens, üzletvezető ETÜD+ Mérnökiroda és Kereskedelmi Bt, Debrecen
[email protected],
[email protected] www.etudbt.t-online.hu
Egy kis verstani alapkurzus:
Limerick A limerick – magyarosan limerik – ötsoros, humoros s gyakran erotikus angol versforma. Rímképlete: aabba, a bb sorok mindig rövidebbek. Az első sor végén lehetőleg valamilyen személynév vagy helynév áll. Ritmusa általában jambikus, de sokszor szöktetett jambusokkal vagy anapesztusokkal gyorsul fel. A limerick · rendkívül tömör, · rendkívül bájos, · rendkívül bárgyú, · rendkívül idegesítő... Egyik ismert magyar nagymestere Faludy György volt. Bármilyen meglepőnek tűnik is, de született építészeti-épületgépészeti tárgyú, témánkba vágó limerik is.
Az ablak szerepe – limerikbe foglalva:
Van egy hely, úgy hívják: Nagylak. Házain nincsenek ablak. Fűtési szezonban ebből csak haszon van – így írta tegnap egy szaklap. Imreh András: „Magyar badar, 300 limerik” Európa Könyvkiadó, 2002.
Az ablak szerepe – szakmai szempontok: o külső-belső tér elhatárolása (védelem esőtől, hőtől, széltől, naptól…), o bevilágítás (fény, kilátás, napsugárzás télen-nyáron), o szellőzés – spontán (a zárt ablakok résein történő ~1…1.5 légcsere) – akaratlagos (ablaknyitással történő)
A szellőzés szerepe fontos a komfort biztosításában: o friss, tiszta levegő az embereknek (és/vagy technológiának), o fűtés/hűtés/klimatizálás – hőkomfort biztosítása, o a használat során keletkező szennyező anyagok eltávolítása.
Komfort Energia Pénz
Fenntartható fejlődés! EnergetikaKörnyezetGazdaságTársadalom
A megfelelő szellőzés kialakításának alapvető szempontjai:
o OTT, o AKKOR, o ANNYIT, o ÚGY szellőztetni, amennyi szükséges és elégséges. A szellőzés fontos szerepe a komfort biztosításában: o friss, tiszta levegő az embereknek (és/vagy technológiának), o fűtés-hűtés-klimatizálás – hőkomfort biztosítása, o a használat során keletkező szennyező anyagok eltávolítása.
A fontosabb légszennyező anyagok: o por, CO2, CO, szagok, dohányfüst, oldószerek gőzei, radon… o vízgőz (vízpára)
A vízgőz keletkezése = f(emberi tevékenység) o kipárolgás, kilégzés, o főzés, o mosás, o mosogatás, o mosakodás, fürdés, zuhanyozás, o takarítás: felmosás, nedves törlés, o viráglocsolás… Egy 4 fős család 1 napi nedvességtermelése (állandó jelenlét, átlagos körülmények)
Forrás Emberi kipárolgás Emberi kilégzés Összesen Egyéb
g/h,fő ~55 ~6
l/nap,fő 1.32 0.14 1.46
Mindösszesen
l/nap,család 5.3 0.6 5.9 0…2.0
~6…8
Hogyan távozhat el a pára a lakásokból?
o páradiffúzióval a határoló szerkezeteken (fal, födém) keresztül - a Dpvízgőz páranyomás-különbség hatására történik, ami a Dt=tbelső-tkülső, vagyis a külső-belső hőmérsékletek különbségének a függvénye, - függ a határoló szerkezetek páraáteresztő képességétől o spontán szellőzéssel (a nyílászárók résein keresztül), o mesterséges szellőztetéssel: - ablaknyitás, - szabályozott mechanikus szellőzés (ventilátorral)
A határoló szerkezetek szerepe és súlya a páraáramlásban Határoló szerkezet Fal, födém Ablak - kisméretű tégla
- gerébtokos
- üreges B30 tégla
- Tessauer
1…3% 97…99% Részaránya a páraáramban
Hagyományos
Hagyományos
http://www.austrothermakademia.hu/1.-szemeszter/para-a-falban.html?page=1
A határoló szerkezetek szerepe és súlya a páraáramlásban Határoló szerkezet Fal, födém Ablak - kisméretű tégla
- gerébtokos
- üreges B30 tégla
- Tessauer
Határoló szerkezet Fal, födém Ablak - ásványgyapot
- gerébtokos
- üveggyapot
- Tessauer
1…3% 97…99% Részaránya a páraáramban
Hagyományos
Szálas hőszigetelés
1…3% 97…99% Részaránya a páraáramban
Hagyományos
Hagyományos
http://www.austrothermakademia.hu/1.-szemeszter/para-a-falban.html?page=1
Határoló szerkezet Fal, födém Ablak - kisméretű tégla
- gerébtokos
- üreges B30 tégla
- Tessauer
Hagyományos
Hagyományos
A határoló szerkezetek szerepe és súlya a páraáramlásban
- Tessauer
- EPS (polisztirol hab) - gerébtokos
- PUR-hab
- Tessauer
0…2% 98…100% Részaránya a páraáramban
1…3% 97…99% Részaránya a páraáramban
Határoló szerkezet Fal, födém
Ablak - hőszigetelő üveg
- teljesen mindegy milyen szerkezet! - tok, keret: műanyag…
100% ?!
~0%
Részaránya a páraáramban
Hagyományos
- üveggyapot
Határoló szerkezet Fal, födém Ablak
Fokozott légzárású
- gerébtokos
Zárt cellás hőszigetelés
- ásványgyapot
Hagyományos
Határoló szerkezet Fal, födém Ablak
Hagyományos v. hőszigetelt
Szálas hőszigetelés
1…3% 97…99% Részaránya a páraáramban
A szellőzésre vonatkozó előírás, MSZ-CR 1752:1998 (dohányzási tilalom, csak az emberi oxigénszükségletet figyelembe véve)
Iroda (1 fő, 14.3 m2), CO2 alapján számolva Kategória l/s,m2 m3/h,m2 m3/h A 0.7 2.52 36 B 0.5 1.8 26 C 0.3 1.08 15 Lakás, 1 fő, fejadaggal számolva Kategória l/s,fő m3/h,fő m3/h,1 fő A 10 36 36 B 7 25.2 25 C 4 14.4 14
Már a régi rómaiak is… hypocaustum, thermák fűtése
A találmányom alapötlete: az üreges tégla ideális hőcserélő-hőtároló elem, ráadásul egyben rejtett légcsatorna is.
HS tégla
N+F tégla
hagyományos síkra csiszolt tégla
SZABADALMI LEÍRÁS (KIVONAT)
Váltakozó áramlási irányú, decentralizált, hővisszanyerős szellőztető berendezés Feltaláló: A bejelentés napja:
Csiha András, Debrecen 2008. 06. 02.
A találmány tárgya váltakozó áramlási irányú, decentralizált, hővisszanyerős szellőztető berendezés, különösen lakásszellőzés céljára, aminek két, időben váltakozóan befúvó és elszívó funkciójú szellőző kürtője van, melyek ellenfázisban üzemelnek. A szellőző kürtők a helyiség(ek) külső falának integráns részét képező, csak és kizárólag a normál falazat kialakításához is használt üreges kialakítású falazóelem(ek)ből (1) és ágyazó-kötő anyagból (2), valamint alsó kürtőelemből (3a) és felső kürtőelemből (3b) kialakítottak, s egyben regeneratív hőcserélő-hőtárolók is. A szellőző kürtőkben szabályozott működtetésű ventilátor(ok) (4) található(k), amik légáramlást biztosítanak váltakozóan a külső térből a helyiség(ek)be, illetve a helyiség(ek)ből a külső térbe légrácsokon (5) és szükség szerint légszűrő(kö)n (6) keresztül.
FluctuVent
Magyar szabadalmi lajstromszám: 227 348 (az európai bejegyzés még folyamatban)
FluctuVent
a szellőző tégla
Az egyetemi laboratóriumban megépített téglakürtők
hagyományos tégla
csiszolt tégla
N+F kürtő kürtő
HS
Hőmérséklet és páratartalom mérés adatgyűjtőkkel No 5
Mérési pontok
No 4
No 3
No 2
Az eddig leggyakrabban feltett kérdések:
1.) Nem túl zajos-e a szellőzés működése?
2.) Nem alakulhat-e ki télen páralecsapódás a kürtőben?
Arctic Cooling F12 PWM ventilátor - fordulatszám: 300…1350 1/min - légszállítás: szabadból szabadba, 125 m3/h 7 téglasoron át (~20 Pa): ~20 m3/h, 0.3…0.5 1/h - hangosságszint: 0.5 Sone
Mért hangnyomásszint növekmény: max.1.0 dB(A) (Dobos György: Lakásszellőzés, BSc szakdolgozat, 2011)
1.) zaj
A FluctuVent szellőzés jellemző működése
20
belül 15
10
felső rácsnál
t külső t belső
5
t alul
befúvási periódus (hő kinyerés)
elszívási periódus (hőtárolás)
t felül
0
alsó rácsnál
kívül
-10
Idő [hh:mm] 03:50
03:43
03:36
03:28
03:21
03:14
03:07
03:00
-15
03:57
-5
02:52
Hőmérséklet (°C)[°C] Hőmérséklet
irányváltási idő: 6 min, átlagos hővisszanyerési hatásfok h>75%
Idő (óó:pp)
Téli állapotváltozások a kürtőben (a budapesti mintaprojekt mérései)
: l ü l e f
%% 07 62 ,, CC 5 3. 4 1
:: l lü ul le af
%% 06 72 ,, CC 5 6. 1 1
:: ll uü lv a í
%% 00 68 ,, CC 06 .. 92
:: l lü ul le af
% 2 % % 8 0 9 z 8 2 s
k
% 0 % % 8 7 3 z 7 3 s s ö x η tη η
k
%% 52 45 ,, CC 0 .4 1. 1 :: ll u ü lv a í
s ö
xη t 1 η η
% 8 3 , C 7 1
% 7 3 , C 8 1 : l ü l e f
% 9 2 , C 1 . 1 2 : l ü l e b
% 2 3 , C 9 . 0 2 : l ü l e b
hőcsere + nedvességcsere = jobb hőkomfort
A páralecsapódás elkerülése a kürtőben viszonylag egyszerű számítási kérdés: A külső és belső téli méretezési légállapotok (t és f) figyelembe vételével meghatározható a külső oldali kürtőfal szükséges hővezetési ellenállása (anyaga, hővezetési tényezője, vastagsága). Az elszívott távozó levegőből extrém körülmények esetén esetlegesen mégis kicsapódó minimális nedvességet a befúvási periódusban a száraz külső levegő felveszi, és így visszajut a helyiségbe.
2.) kondenzáció a kürtőben
Üreges tégla falazatok EPS hőszigeteléssel – MSZ 04-140 Tégla méret
B30 tégla, hagyományos habarccsal WIENERBERGER Porotherm N+F tégla hőszigetelő habarccsal WIENERBERGER Porotherm HS tégla hőszigetelő habarccsal WIENERBERGER Porotherm N+F Profi (csiszolt) tégla, vékony ragasztóhabarccsal (vagy DRYFIX ragasztóhabbal) WIENERBERGER Porotherm HS Profi (csiszolt) tégla, vékony ragasztóhabarccsal (vagy DRYFIX ragasztóhabbal) LEIER Leiertherm N+F tégla Leier Thermoplus hőszigetelő falazóhabarccsal falazva LEIER Leiertherm Plusz tégla Leier Thermoplus hőszigetelő falazóhabarccsal falazva
Vakolatlan 2006 Szükséges 2012 Szükséges Javasolt Javasolt Javasolt U Umax hőszigetelés Umax hőszigetelés Umax hőszigetelés falméret
cm
W/m2K
W/m2K
30 30 38 30 38 44 30
1.45 0.50 0.42 0.43 0.35 0.30 0.49
9 2 0 0 0 0 2
38
0.41
0
30 38 44 30 38 45 38
0.43 0.34 0.29 0.47 0.39 0.31 0.29
44
0.25
0.45
cm (min)
0 0 0 1 0 0 0 0
W/m2K
0.30
cm (min)
W/m2K
cm (min)
cm (min)
15 8 6 6 3 0 8
25 17 15 15 12 9 18
55 47 53 45 50 53 48
5
15
53
15 12 10 16 14 10 9
45 50 54 46 52 55 47
6
50
6 3 0 7 5 0 0 0
0.20
A hőszigetelés vastagságának számítása l=0.04 W/m2K hővezetési tényezőjű EPS anyaggal és k=0.42 beépítési tényező figyelembe vételével történt (MSZ 04-140).
EPS hőszigetelés: PHPP kontra MSZ (k=0.42)
Tégla Vakolatlan 2006 méret U U=0.45
Szükséges hőszigetelés [cm]
cm
W/m2K
PHPP
k=0.42
MSZ
MSZ többlet
B30 tégla, hagyományos habarccsal 30 WIENERBERGER Porotherm N+F tégla, 30 hőszigetelő habarccsal 38 30 WIENERBERGER Porotherm HS tégla 38 hőszigetelő habarccsal 44 WIENERBERGER Porotherm N+F Profi 30 (csiszolt) tégla, vékony ragasztóhabarccsal 38 (vagy DRYFIX ragasztóhabbal) WIENERBERGER Porotherm HS Profi 30 (csiszolt) tégla, vékony ragasztóhabarccsal 38 (vagy DRYFIX ragasztóhabbal) 44 LEIER Leiertherm N+F tégla 30 Leier Thermoplus hőszigetelő 38 falazóhabarccsal falazva 45 LEIER Leiertherm Plusz tégla 38 Leier Thermoplus hőszigetelő 44 falazóhabarccsal falazva
1.45 0.50 0.42 0.43 0.35 0.30 0.49
4 1
9 2
5 1
1
2
1
2012 U=0.3
Szükséges Javasolt hőszigetelés U=0.2 [cm] MSZ
MSZ
11 6 4 4 2
15 8 6 6 3
4 2 2 2 1
6
8
0.41
4
0.43 0.34 0.29 0.47 0.39 0.31 0.29 0.25
1
1
Javasolt hőszigetelés [cm]
PHPP
k=0.42
MSZ
MSZ többlet
2
17 12 11 11 9 7 12
25 17 15 15 12 9 18
8 5 4 4 3 2 6
5
1
11
15
4
4 2
6 3
2 1
5 3
7 5
2 2
11 9 7 12 10 7 6
15 12 10 16 14 10 9
4 3 3 4 4 3 3
4
6
2
PHPP
k=0.42 többlet
Hőszigetelt fal páradiffúziós diagramja méretezési állapotban 12cm EPS
38cm HS tégla
90…94% a páratartalom az EPS hőszigetelésben!! - A l mérése ún. „tömegállandó” (csontszáraz) állapotban történik. - A nedvesség-tartalom növekedésével a l értéke erősen nő.
A hőszigetelés hatása a FluctuVent szellőzőkürtő hővisszanyerési viszonyaira
tátl=8.7°C
38cm HS tégla
tátl=13.5°C tátl=11.0°C
12cm EPS
38cm HS tégla
Nyári éjszakai passzív hűtés („free cooling”) – nincs irányváltás Temperature chart Summer night, free cooling 2008.08.13. 15:00 - 2008.08.14. 15:00 Ventilation time: 21:05 - 7:05 Measurement interval: 1min 38 36 34
tbefúvás
Temperature [°C]
32
t (outdoor) t (HS5) t (indoor) t (NF5)
tbelső
30 28
telszívás
26 24
tkülső
22
15:00
14:00
13:00
12:00
11:00
10:00
9:00
8:00
7:00
6:00
5:00
4:00
3:00
2:00
1:00
0:00
23:00
22:00
21:00
20:00
19:00
18:00
17:00
16:00
15:00
20 Time [h:mm]
A télinél jóval kisebb hőmérséklet-különbségek és a rövidebb üzemidő miatt a hűtési megtakarítás a fűtésinek csak töredéke, 10…30-ad része lehet!
Mintaprojekt Debrecenben (csiszolt tégla)
(belső nézet)
Mintaprojekt Budapesten (befejezett, csiszolt tégla)
Mintaprojekt Biatorbágyon (befejezett, csiszolt tégla)
Mintaprojekt Kecskeméten (befejezett, hagyományos tégla)
Mintaprojekt Oroszlányban (befejezett, csiszolt tégla)
Épülő mintaprojekt Törökszentmiklóson (hagyományos tégla)
Mintaprojekt Budapesten (befejezett, hagyományos tégla)
Mintaprojekt Budapesten
Négy éve üzemelő mintaprojekt Budapesten
Szellőzési állapotváltozások h-x diagramban
Mintaprojekt Budapesten: CO2 koncentráció
Külső homlokzati hőkamerás felvétel
Szellőző kürtő kialakítási lehetőségei: o csiszolt téglafalazat (vékony ragasztóhabarcs vagy PUR-hab) o hagyományos téglafalazat (vastaghabarcs) bennmaradó EPS kirekesztő sablon o hagyományos téglafalazat (vastaghabarcs) többször használható sablon (EPS)
Vezérlés-szabályozás megoldásai: Mikrovezérlő (PIC-technológia), osztott intelligencia – RS-485 kommunikáció
Vezérlő-szabályozó Ventilátorok…
…és bekötésük
A szellőzés vezérlési-szabályozási kivitelei
FluctuVent TERMO
– alapkivitel:
o központi vezérlés, nyári éjszakai passzív hűtés (2 db hőérzékelő) o szűrőcsere szükségessége és meghibásodás jelzése, tűzvédelmi funkció o szellőzési, hőmérséklet, teljesítmény/energia fogyasztási/megtakarítási adatok (kW, kWh, m3 földgáz, CO2 egyenérték, COP, SPF) kijelzése…
FluctuVent HYGRO
– alapkivitel, plusz:
o téli központi PWM páraszabályozás (2 db páraérzékelő)
FluctuVent MULTI
– alapkivitel, plusz:
o téli helyi PWM páraszabályozás (1 db páraérzékelő helyiségenként)
A FluctuVent szellőző rendszer alkalmazható: o passzív- és nem passzívházakban, o hagyományos és csiszolt tégla falazatban egyaránt, o mindenféle falszerkezetű építési mód esetén (téglakürtő akár vályog falazatba is beépíthető), o családi házakban, társasházakban, lakóparkokban, hétvégi házakban, nyaralókban, o ahol a központi szellőzés túl drága volna: kis irodák…
A FluctuVent szellőző rendszer jellemzői, előnyei: ● hagyományos és csiszolt égetett üreges agyagtégla falazatokban is alkalmazható, ● nincsenek légcsatornák, nem foglal el helyet sem a helyiségekben, sem a lakásban, ● teljesen kizárja a páralecsapódás és a penészesedés lehetőségét, ● ~20 m3/h egészséges, friss levegő (CO2, por, szagok…), 0.3…0.5 1/h légcsereszám, ● kétfokozatú szűrés, cserélhető szűrőlapok (G2 fokozat, opció: G4 pollenszűrő belül), ● ideális, kiegyenlített szellőzés minden egyes helyiségben, ● kevésbé szárítja a levegőt, mint a frisslevegős szellőzések: kellemesebb komfort, ● egyszerű tervezés, beépítés és üzemeltetés, könnyű és gyors szerelés, ● üzembiztos: 12 VDC Arctic Cooling F12 PWM ventilátorok (MTBF 400 000 óra!), ● gazdaságos üzemelés, helyiségenkénti igénye csak 3…5W, illetve ~30 kWh/év, ● egész évi programozott automatikus üzemelés kézi beavatkozási lehetőséggel, ● figyelmeztetés légszűrőcsere szükségességére, meghibásodás kijelzése, tűzjelzés ● nagyon csendes: működése legfeljebb 1 dB(A) hangnyomásszint növekedést okoz, ● alapkivitel: TERMO – nyári éjszakákon passzív hűtés a külső friss levegővel, ● HYGRO központi, MULTI helyiségenkénti páratartalom szabályozású kivitel (téli időszakban), ● teljesen környezetbarát szellőző rendszer (gyártása és üzemeltetése is), ● > 75% hatásfokú hővisszanyerés hőszigetelés nélküli téglafal esetén, ● > 50 m3/év földgáz megtakarítás egy átlagos 4mx4mx2.5m-es helyiségben, ● > 25 kWh/m2,év fajlagos fűtési energia megtakarítás, ● SPF > 10 – a visszanyert hőenergia és a befektetett villamos energia aránya, ● igen „pénztárcabarát”: ára csak 35...45%-a a központi lakásszellőzőknek.
Újdonság! Elkészült és hamarosan jön a FluctuVent hővisszanyerő szellőzés épületfelújításnál, utólagos külső homlokzati hőszigetelésnél alkalmazható változata!
Aktuális bemutató anyag
2014. 03. 02.
Hővisszanyerő szellőzés: FluctuVent a szellőző tégla
Csiha András épületgépész mérnök, ny. főiskolai docens, üzletvezető ETÜD+ Mérnökiroda és Kereskedelmi Bt, Debrecen
[email protected],
[email protected] www.etudbt.t-online.hu
