Irodalom
Fűtéstechnika •Épületgépészet 2000, Alapismeretek. Épületgépészet K. 2000 •Dr. Stojanovits J.: Központi fűtés I. •Homonnay Györgyné: Központi fűtés II. •Völgyes István: Fűtéstechnikai adatok •Épületek és épülethatároló szerkezetek hőtechnikai számításai MSZ-04-140-2:1991 Hőtechnikai számítás MSZ-04-140-3:1987 Hőveszteség számítás •MSZ EN 12831 Fűtési hőveszteség számítása
Épületfizika, hőveszteség számítás 1
Többrétegű szerkezetek hőátbocsátási tényezője U
1
e
1 n d j
j 1
j
MSZ-04-140-2:1991 M.1.1. Korrekciós tényezők a beépített hőszigetelő anyagok hővezetési tényezőjének meghatározásához
W / m K 2
1
2
i
Hőátbocsátási tényező rétegeinek hővezetési tényezőjét a beépítés körülményeitől függően helyesbíteni kell:
n
i 1
be 1 i 3
MSZ-04-140-2:1991
4
MSZ-04-140-2:1991 M.1.3. Külső hatásoknak kitett falszerkezeti rétegek hővezetési tényezőjének helyesbítése
M.1.2. A hőszigetelő réteg hővezetési tényezőjének helyesbítése a beépítési feltételek függvényében
Külső hatásoknak kitettnek tekinthető az adott építőanyagból készített réteg, ha - a csapadék közvetlenül éri (azaz külső oldalán nincs védő felületképző réteg), - a talaj nedvessége közvetlenül éri ( a vízszigetelés és a talaj közötti réteg/ek). 5
6
1
MSZ-04-140-2:1991
Helyiség hővesztesége Q helység PT Q transzm.külső Q transzm.belső Q filtr . Q napsug . Q belső
M.1.5. A hőátadási tényező tervezési értékei felületekre*
n
m
k 1
j 1
Q transzm.külső Ak U k ti ttulsó ,k L j L , j ti te Q filtrációs Vl l cl te tbelépő
6.4.2. A helyiség időállandójának (hőtárolóképességének) hatását kifejező PT helyesbítő tényező értéke a T időállandó függvényében T(nap) PT <2 1.05 2...4 1.00 >4 0.95 * élek, sarkok (2.1.7.) valamint speciális viszonyok esetében ezek az alapértékek korrigálhatók illetve korrigálandók ** függőleges és ferde felület 7
MSZ-04-140-3:1987 Épületszerkezetek téli hőtechnikai méretezéséhez felvehető belső hőmérsékleti és relatív légnedvesség értékei
8
MÉRETEZÉSI ALAPADATOK •A méretezési külső hőmérséklet értéke szempontjából az ország területén háromféle éghajlati területet különböztetünk meg. Az egyes területekre a külső hőmérséklet méretezési értékei rendre -15; -13 és -11 °C. A területek határait a térképmelléklet tünteti fel. A határvonalaktól mindkét irányban 10-10 km széles sávba eső épületek tervezésekor szabadon megválasztható, hogy melyik terület külső hőmérsékletére kívánják a méretezést elvégezni. •Ahol a városi hősziget hatása erősen érvényesül, (például Budapest belső területén, a Hungária körúton belül és a belső budai kerületekben), a tervező és megbízója megállapodhat abban, hogy a méretezést -11 °C-ra végzik. A széljárás erősnek tekinthető - 300 m-nél nagyobb tengerszint feletti magasságú helyeken; - terepalakulatok gerincét elérő magasságú épületek esetében; - folyó- vagy tóparton levő épületek (vagy azok egyes homlokzatai) esetében, továbbá olyan helyszíneken, ahol ezt a tényt adatszolgáltatás bizonyítja.
Lakóépület Lakószoba Konyha Fürdőszoba Előcsarnok Előszoba Lépcsőház WC
A szokványos kialakítású helyiségek időállandója a 2. mellékletben közölt felsorolásból állapítható meg. (Ha a helyiség nem sorolható be egyértelműen, akkor a 2. melléklet szerinti becslési vagy számítási eljárások alkalmazhatók.)
20 16 24 12 16 12 18
65 75 75 50 50 50 50
HŐÉRZETI HELYESBÍTÉSEK
9
MÉRETEZÉSI ALAPADATOK
10
4.2. A külső transzmissziós energiaáram számítása azokra a határoló- és nyílászáró szerkezetekre végzendő el, amelyek a méretezett helyiséget a külső környezettől vagy a talajtól választják el. 4.3. A belső transzmissziós energiaáram számítása azokra a határoló- és nyílászáró szerkezetekre végzendő el, amelyek a méretezett helyiséget olyan szomszédos tértől választják el, ahol a helyiséghőmérséklet a vizsgált helyiségtől eltérő, vagy üzemszerűen és tartósan eltérő lehet, amennyiben ez az eltérés 4K vagy nagyobb. Ennél kisebb eltérés esetén a számítás csak akkor végzendő el, ha a belső transzmissziós energiaáram előreláthatóan eléri vagy meghaladja a fűtési hőszükséglet 10 %-át. 4.4. A filtrációs hőszükséglet számítása a méretezett helyiségbe a külső környezettől és/vagy a szomszédos terekből a sűrűségkülönbség, a szél és a kiegészítő szellőztetés hatására bejutott levegőáramok felmelegítéséhez szükséges energiaáram meghatározására irányul. Amennyiben a filtrációs légcsere nem éri el a helyiségre előírt kötelező légcserét, akkor a kötelező légcsere a filtrációs hőszükségletszámítás alapja. 4.5. A napsugárzásból származó energiaáram számítása a méretezett helyiséget a külső környezettől elválasztó, sugárzást átbocsátó ( transzparens) szerkezetekre végezhető el. 11
12
2
KÜLSŐ TRANSZMISSZIÓS ENERGIAÁRAM 6.1. A külső transzmissziós energiaáram számítása a méretezett helyiséget a külső környezettől elválasztó határoló és nyílászáró szerkezetekre a
Szerkezetek előírt U-értéke Épülethatároló szerkezet
n
Q transzm.külső Ak U k ti ttulsó ,k k 1
összefüggés alapján végzendő el, ahol i - a térelválasztó szerkezet sorszáma; n - a méretezett helyiséget a külső környezettől elválasztó szerkezetek száma.
Külső fal
0,45
Lapostető
0,25
Padlásfödém
0,30
Fűtött tetőteret határoló szerkezetek
0,25
Alsó zárófödém árkád felett
0,25
Alsó zárófödém fűtetlen pince felett
0,50
Homlokzati üvegezett nyílászáró (fa vagy PVC keretszerkezettel)
A (6.1.) összefüggéstől eltérő módon számítandó az energiaáram egyes, a talajjal érintkező határolószerkezetekre, valamint a ritkán fűtött helyiségek határolószerkezeteire (lásd 6.3. és 12. pont). A 6.1. összefüggésben k abban az értelemben eredő hőátbocsátási tényező, hogy amennyiben nem mérésből származó adat, akkor a beépítési feltételek, hőhidak stb. hatását kifejező helyesbítésekkel számítható. A nyílászárók hőátbocsátási tényezője alatt filtrációs növekmény nélküli hőátbocsátási tényező értendő. 13
15
A hőátbocsátási tényező követelményértéke U (W/m2K)
1,60
Homlokzati üvegezett nyílászáró (fém keretszerkezettel)
2,00
Homlokzati üvegezett nyílászáró, ha névleges felülete kisebb, mint 0,5 m2
2,50
Homlokzati üvegfal
1,50
Tetőfelülvilágító
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 helyettesíthető)
0,50
14
16
6.2. Helyesbítési lehetőségek 6.2.1. Ha a méretezett határolószerkezet egyhéjú lapostető, akkor a külső felületről az égboltra irányuló sugárzás ellensúlyozása végett a hőátbocsátási tényező Ps = 1,2 szorzótényezővel helyesbíthető. 6.2.2. A külső nyílászárók hőátbocsátási tényezője a szélsebesség függvényében helyesbíthető, ha a fűtési idényre az átlagos szélsebesség w > 4 m/s. A helyesbítés az 1. melléklet 1.1. ábrája alapján végzendő . 6.2.3. Ha a nyílászáró szerkezeteket mozgatható árnyékoló szerkezettel vagy zsalutáblákkal látják el, akkor a nyílászáró szerkezetekre a transzmissziós energiaáram a nyílászáró hőátbocsátási tényezőjének és a “zárt” helyzetű árnyékolóval (zsalutáblával) kiegészített nyílászáró hőátbocsátási tényezőjének középértékével (azaz a “nappali” és az “éjszakai” k középértékével) számítható. 6.2.4. Ha fűtőtestek a külső fal előtt vannak és a fűtőtest, valamint a külső fal között nincs hőtükör, (amelynek belső oldali felületére az infravörös tartományra jellemző emissziós tényező ( 0,2), akkor a fűtőtest homlokfelületének megfelelő falfelületre a helyesbített érték vehető figyelembe, ahol tfk - a fűtőtest közepes felületi hőmérséklete méretezési állapotban.
17
18
3
Vonalmenti hőátbocsátási tényező
Vonalmenti hőátbocsátási tényező
19
A NAPSUGÁRZÁSBÓL SZÁRMAZÓ ENERGIAÁRAM
10.1. A szokványos üvegezett szerkezeteken át a helyiségbe bejutó napsugárzásból származó energiaáram a
20
Filtráció A hőmérsékletkülönbség hatására kialakuló nyomáskülönbség.
QS AÜ q S
összefüggéssel számítható. qs a tájolás és a benapozás függvényében a következő értékkel számítandó:
Ha egy helyiségnek több üvegezett külső felülete van, a számítás mindegyikre külön-külön elvégzendő és annak eredményei összegzendők. (Megjegyzés: A helyiség - illetve a külső nyílászáró - tájolás szerinti kategorizálásnak alapja az, hogy - az üvegezett felületének normálisa milyen szektorba esik, és az, hogy - a vizsgált nyílászáró nincs-e a fűtési idény számottevő részében a szomszédos épületek, terepalakulatok vetett árnyékában.) 10.2. Ez a számítás elhagyható, ha a fűtési rendszer zónázott és az egyes zónák szabályozása napsugárzásérzékelőről és/vagy helyiséghőmérséklet korrekcióval történik; 21 ha a fűtési rendszer helyiségenkénti egyedi szabályozású.
Filtráció
22
Filtráció
A hőmérsékletkülönbség és mesterséges szellőztetés együttes hatása.
Szél hatására kialakuló nyomáskülönbségek.
23
24
4
Légcsereszám alapján való számolás:
Filtráció MSZ 04-140/3-1987 szabvány 8.2.2 . pontja Előzetes ellenőrzés nélkül légcsereszám alapján méretezhető helyiségek: Azoknak az ötszintesnél nem magasabb lakóépületeknek a lakószobái és konyhái, amelyekben egy-egy ilyen helyiség homlokzati nyílászáróinak légáteresztő képessége (al)0,5m3/sPa2/3 (szokványos méretű és működésű L2 légzárási kategóriájú ablakok, és egy-egy lakásra a szellőztető berendezéssel elszívott légáram L100 m3/h. Hasonló előírás van a tízszintes épületekre is. Minden olyan helyiség, ahol valamilyen előírás következtében n2 óránkénti légcserét kell biztosítani.
Légcsereszám: adott helyiség térfogatának hányszorosa az óránkénti légcsere (n [1/h]). Szokásos értékei: Lakószoba: min. 0,5 1/h, inkább 0,8 1/h Fürdőszoba, WC, konyha: 3-4 1/h A filtrációs veszteség:
Qf=n*Vh/3600*l*cl*(tbelső-tbelépő)
25
Fejadag alapján való számolás: Fejadag: egy fő részére élettanilag biztosítandó szellőző levegő mennyisége (f [m3/h,fő]). Szokásos értékei: Ha nincs dohányzás: 20 m3/h,fő Dohányzás esetén: 30 m3/h,fő A filtrációs veszteség:
Qf=n*f/3600*l*cl*(tbelső-tbelépő)
26
Ismert légmennyiséggel való számolás: Olyan esetekben élünk vele, amikor az adott helyiség mesterséges (ventilátoros) szellőzéssel rendelkezik, és a beáramló friss levegő felfűtéséről a fűtőberendezésnek kell gondoskodnia. Szokásos értékei: Fürdőszoba: 45 m3/h Konyha: 45 m3/h WC: 15 m3/h A filtrációs veszteség:
Qf=V/3600*l*cl*(tbelső-tbelépő) 27
Hőveszteség számítás korábbi módszerei • • • •
Belső hőmérséklet csökkentés hatása
Hőveszteség pontossága Biztonsági tényezők Korábbi méretezési külső hőmérsékletek Korábbi számítás pótléktényezői: – – – – –
28
Megtakarítás függ: – Épület hőtechnikai viszonyaitól (szigetelés mértéke, hőkapacitás) – Hőmérséklet csökkentés időtartamától – Hőmérsékletcsökkentés mértékétől
Égtájpótlék Szélpótlék Felfűtési pótlék Belmagasság pótlék Kürtőhatás pótlék 29
30
5
Hőmérsékletcsökkentés hatása
Fűtés optimalizálás
31
Épület hővesztesége a külső hőmérséklet függvényében
32
Hőmérsékletszabályozás Melyik jobb?
Qép A U tb t k m l cl tb t k
Qép tb t k
A U m c
Qép tb t k Const
l
l
Const fvépület
– Központi vízhőmérséklet szabályozás – Helyi hőmérséklet szabályozás
33
34
Időjárásfüggő szabályozás
Kazán terhelés
Rendszer hőegyensúlyát leíró egyenletek: Épület hővesztesége: Qép t h t k A U m l cl Fűtőtest hőleadása:
1 M
t Qrad Q0 t 0 t t tv th t e h t t ln e h tv th
th tk tkm φ
Fűtővíz hőszállítása: Qvíz m v cv te tv 35
th tk th tkm
a helyiséghőmérséklet [°C] a pillanatnyi külső hőmérséklet [°C] a méretezési külső hőmérséklet [°C] a kazánterhelés [-] 36
6
Vízhőmérsékletek 1
t köz tviz ,m t h 1 M th te tviz ,m t h
1 1 M 1
tv tviz ,m t h 1 M
2
2
Időjárásfüggő szabályozás
C
tem tvm t h
100 90 80
C
70 60 Adatsor1 Adatsor2
50 40
tem tvm th
C
30 20 10 0 -25
-20
-15
-10
-5
0
5
10
15
20
37
Termosztatikus szelep
25
38
Termosztatikus szelep
39
Termosztatikus szelep
40
Előbeállításos termosztatikus szelep
2001-01.000 Standard, Eckform DN10 kv-Wert bei 1.0K Regeldifferenz kv-Wert bei 1.5K Regeldifferenz kv-Wert bei 2.0K Regeldifferenz kv-Wert bei 2.5K Regeldifferenz kv-Wert bei 3.0K Regeldifferenz kvs-Wert
0.25 m3/h 0.37 m3/h 0.49 m3/h 0.58 m3/h 0.66 m3/h 1.25 m3/h
41
42
7
Kétcsöves alsó szeleptest axiál szeleppel
Kétcsöves alsó szeleptest átmeneti szeleppel és ívvel
Kétcsöves alsó szeleptest jobbos térsarok szeleppel
Kétcsöves alsó szeleptest balos térsarok szeleppel
43
Beépített szelepes radiátor szelepbetétje
44
Termosztátfejek
45
Heimeier P-Z rendszer A fejekbe épített fűtéssel a csökkentés időszakában kb. 5 Watt teljesítményű fűtést kapcsolnak be. Ez kb. 4 °C hőmérsékletcsökkenést eredményez.
47
46
Termikus állítómű és motoros szelep
48
8
Termosztatikus szelep mint arányos szabályozó Y [%] 100
Yh = 100 %
50
0
17,5
Xa = 20 °C Xp = 5 °C
22,5
X [°C]
49
9
