CSALÁDI HÁZ FŰTÉSKORSZERŰSÍTÉSE ALTERNATÍV RENDSZEREK HASZNÁLATÁVAL

Átírás

1 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

2 MISKOLCI EGYETEM Gépészmérnöki és Informatikai Kar Gépészmérnöki levelező alapszak Vegyipari- és energetikai szakirány ÁRAMLÁS- ÉS HŐTECHNIKAI GÉPEK TANSZÉKE 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: szeptember 18. A szakdolgozat beadásának határideje: november 23. Ph... Dr. Szabó Szilárd tanszékvezető egyetemi tanár ii

3 1. A záró gyakorlat helye: 2. Instruktor: 3. A záródolgozat módosítása 1 : szükséges (módosítás külön lapon) nem szükséges dátum tervezésvezető 4. A tervezést ellenőriztem: dátum tervezésvezető 5. A záródolgozat beadható: i g e n / n e m 1 dátum tervezésvezetők konzulens 6. A záródolgozat és az alábbi mellékleteket tartalmazza: szövegoldalt, db rajz tervnyomtatvány egyéb melléklet (CD, stb.) 7. A záródolgozat bírálatra 1 bocsátható nem bocsátható A bíráló neve: dátum 8. A záródolgozat osztályzata betűvel (és számmal): A bíráló javaslata: A tanszék javaslata: A ZVB döntése: tanszékvezető Kelt: Miskolc, Záróvizsga Bizottság elnöke 1 Megfelelő rész aláhúzandó iii

4 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/ diplomamunkám 2 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

5 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 ezen berendezések előnyeire és hátrányaira egyaránt. Árajánlatokat kértem be kivitelező cégektől az előzőekben 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

6 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

7 TARTALOMJEGYZÉK 1. TARTALOMJEGYZÉK JELÖLÉSEK ÉS INDEXEK JEGYZÉKE BEVEZETÉS AZ ÉPÜLETFŰTÉS FEJLŐDÉSÉNEK RÖVID ÁTTEKINTÉSE A CSALÁDI HÁZ BEMUTATÁSA A LAKÓHÁZ MŰSZAKI LEÍRÁSA AZ ÉPÜLET HELYISÉGEI A JELENLEGI FŰTÉSI RENDSZER BEMUTATÁSA A CSALÁDI HÁZ JELENLEGI PRIMER ENERGIA IGÉNYE A HŐVEZETÉSI TÉNYEZŐK MEGHATÁROZÁSA A DIREKT SUGÁRZÁSI NYERESÉG MEGHATÁROZÁSA AZ ÉVES NETTÓ ENERGIAIGÉNY SZÁMÍTÁSA A FŰTÉS PRIMER ENERGIAIGÉNYE A KORSZERŰSÍTÉS LEHETŐSÉGEINEK VIZSGÁLATA FAELGÁZOSÍTÓ KAZÁN PELLET TÜZELÉSŰ KAZÁN KONDENZÁCIÓS GÁZKAZÁN NAPKOLLEKTOROS MELEG VÍZ RÁSEGÍTŐ RENDSZER KORSZERŰ SZIGETELŐANYAGOK KORSZERŰ SZELLŐZTETŐ BERENDEZÉSEK A VIZSGÁLT RENDSZEREK MEGVALÓSÍTÁSÁNAK KÖLTSÉGEI ÉS MEGTÉRÜLÉSE A FAELGÁZOSÍTÓ KAZÁN KÖLTSÉGEI A PELLET TÜZELÉSŰ KAZÁN BEKERÜLÉSI KÖLTSÉGEI KONDENZÁCIÓS GÁZKAZÁN KÖLTSÉGEI A NAPKOLLEKTOROS MELEG VÍZ RÁSEGÍTÉS KÖLTSÉGE A KIVÁLASZTOTT ENERGIATAKARÉKOS FŰTÉSI RENDSZER ISMERTETÉSE IRODALOMJEGYZÉK F1. FÜGGELÉK

8 Jelölések és indexek: U [W/m 2 K] hőveszteség tényező L [m] Hosszúság A [m 2 ] Felület V [m 3 ] Térfogat E [J] energia T [ C] hőmérséklet P [W] teljesítmény η -- hatásfok -- szumma n [1/óra] légcsereszám C k -- hőtermelő teljesítménytényezője [MJ/kg] [Ft] fűtőérték magyar forint m [kg] tömeg 2

9 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

10 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]. A hipokaustum fűtés, az épület 4

11 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

12 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 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 ben jelentek meg az első alacsony hőmérsékleten üzemelő melegvíz-kazánok 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

13 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

14 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/m 2 K 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

15 5.2. A családi ház helyiségei A földszinten a családi ház belmagassága 2,75 m. Megnevezés 2 Alapterület 1. táblázat Földszinten található helyiség Földszint 3 m Térfogat m Garázs 12,00 m 2 33 m 3 Közlekedő 8,79 m 2 24,17 m 3 Fürdőszoba 5,66 m 2 15,56 m 3 Nappali 19,95 m 2 54,86 m 3 Konyha 11,72 m 2 32,23 m 3 Étkező 11,55 m 2 31,76 m 3 Kazánház 10,72 m 2 29,48 m 3 Kamra 2,55 m 2 6,93 m 3 Összesen =82,94 m 2 =227,95 m 3 Az emeleten a családi ház belmagassága 2,70 m. Megnevezés Alapterület m 2. táblázat Az emeleten található helyiségek Emelet 2 Térfogat Közlekedő 3,65 m 2 9,85 m 3 Szoba 13,00 m 2 35,1 m 3 Szoba 13,00 m 2 35,1 m 3 Fürdőszoba 4,52 m 2 12,20 m 3 Szoba 8,42 m 2 22,73 m 3 Dolgozószoba 6,12 m 2 16,52 m 3 Összesen =48,71 m 2 =131,50 m 3 m 3 A családi házunk hasznos lakótere az előző két táblázatból 131,65 m 2. A hasznos légköbméter összes térfogata a teljes házra vetítve 359,45 m 3. Az alábbiakban a családi ház alsó (7. ábra) és felső (8. ábra) szintjének alaprajza látható, ahol megtalálhatjuk a táblázatban felsorolt helyiségeket. 9

16 7. ábra 1989-ben készült földszinti alaprajz 10

17 8. ábra 1989-ben készült emeleti alaprajz 11

18 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 (m 2 ) x 0,195 = teljesítmény (kw) Ennek alapján a családi házunkhoz szükséges kazánméret a képlettel kiszámolva: 131,65 m 2 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

19 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

20 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

21 levegőben. A padlófűtés szintén nagyon lassan engedi leülni a finom port, viszonylag sokáig lebegteti körülbelül 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

22 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/m 2 K megfelelő Megengedett érték: K= 0,70 W/m 2 K Külső fal átlagos hőátbocsátási tényezőjének meghatározása: Külső főfal Hőszigetelt üvegezésű ajtók és ablakok k= 0,62 W/m 2 K k= 2,6 W/m 2 K Teljes homlokzat 167,15 m 2 Ebből a nyílászárók 21,06 m 2 Falfelület 146,09 m 2 K átl 146,09 0,62 21,06 2,6 145,32 0,86W/m2K 167,15 167,15 (6.1.1) Megengedett K= 1,5 W/m 2 K K t = megfelelő Talajon lévő padlószerkezet Melegpadló Szalagparketta 0,01 m 0,21 W/m 2 K Aljzatbeton 0,06 m 1,28 W/m 2 K 5 cm kőzetgyapot 0,05 m 0,45 W/m 2 K 1 réteg bitumenes csupaszlemez 0,17 W/m 2 K Aljzatbeton 0,06 m 1,28 W/m 2 K 16

23 K 1 1/6 0,01/0,21 0,06/1,28 0,05/0,045 0,06/1,28 0,7W/m2K (6.1.2.) Megengedett K= 0,7 W/m 2 K K t =megfelelő Hidegpadló esetén Ugyanazon rétegek megjelennek, mint a meleg padlónál, de parketta mettlachi Mettlachi 0,01 m 1,0 W/m 2 K 1 K 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/m 2 K K t =megfelelő Tetőtéri szerkezet Ferde síkú Fenyődeszka burkolat 0,019 m 0,16 W/m 2 K Polietilén fólia 0,17 W/m 2 K Kőzetgyapot 0,15 m 0,045 W/m 2 K Farostlemez 0,006 m 0,12 W/m 2 K 1 K 0,27W/m2K (6.1.4.) 1/8 0,019/0,16 0,15/0,045 0,006/0,12 1/23,3 Megengedett K= 0,4 W/m 2 K K t =megfelelő Függőleges síkú Mészhomok vakolat 0,015 m 0,81 W/m 2 K Válaszfaltégla 0,1 m 0,35 W/m 2 K Kőzetgyapot 0,15 m 0,045 W/m 2 K Farostlemez 0,006 m 0,12 W/m 2 K K 1 0,26W/m2K 1/8,1 0,015/0,81 0,1/0,35 0,15/0,045 0,006/0,12 1/23,3 (6.1.5.) Megengedett K= 0,4 W/m 2 K K t =megfelelő 17

24 Padlástéri födém Mészhomok vakolat 0,015 m 0,81 W/m 2 K 19 cm vasbeton gerenda födé m 0,19 m 1,55 W/m 2 K Kőzetgyapot 0,15 m 0,045 W/m 2 K K 1 0,27W/m2K 1/8,1 0,015/0,81 0,19/1,55 0,15/0,045 1/23,3 (6.1.6.) Megengedett K= 0,4 W/m 2 K K t =megfelelő Garázs és lakótér közötti válaszfal Mészhomok vakolat 0,015 m 0,81 W/m 2 K Válaszfaltégla 0,1 m 0,35 W/m 2 K Nikecell 0,05 m 0,045 W/m 2 K Vakolat rabichálóra 0,015 m 0,81 W/m 2 K K 1 0,63W/m2K 1/8,1 0,015/0,81 0,1/0,35 0,05/0,045 1/23,3 (6.1.7.) Megengedett K= 0,7 W/m 2 K K t =megfelelő 2. Garázs feletti födém Parketta 0,01 m 0,21 W/m 2 K Aljzatbeton 0,06 m 1,28 W/m 2 K Vasbeton gerenda födém 0,19 m 1,55 W/m 2 K Nikecell 0,1 m 0,045 W/m 2 K K 1 0,34W/m2K 1/8,1 0,01/0,21 0,06/1,28 0,19/1,55 0,1/0,045 1/23,3 (6.1.8.) Megengedett K= 0,7 W/m 2 K K t =megfelelő 18

25 6.1.Fajlagos hő veszteségtényező meghatározása Megnevezés Felület A Szerkezetek hő veszteségeinek számítása m 2 U W 2 m K 3. táblázat Hő veszteségek számítása 1+χ A U R W K Külső fal ,09 0,62 1,2 108,6909 Födém 87 0,27 1,2 28,1880 Nyílás zárók 21,06 2,6 1 54,756 Talaj 82,94 0,7 1 58,058 Összesen =249,6929 Ahol A : a burkoló felület m U : a hő átbocsátási tényező 2 W 2 m K így meghatározható x korrekciós tényező U R U(1 x) 6.2. A direkt sugárzási nyereség meghatározása Q A g I 0,75 21, , , sd Ü b 35 W (6.2.1) Ahol: ε: a hasznosítási tényező nehéz szerkezetű épületekre 0,75 A Ü : 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: 1 Qsd ,4 W q A U R l 249,7-0, V ,45 72 m K (6.2.2.) A rendelet által támasztott követelményeknek a fajlagos hőveszteség-tényező nem felel meg, azonban a szabványban található követelménynek igen. 19

26 6.3. Az éves nettó energiaigény számítása Ahol: Q F 72V(q 35n) - 4,4A N q b ,45 (0, ,35 0,5)0,9-4,4 131, ,65 A N 2 : fűtött alapterület 131,65 m kwh év (6.3.1.) q b : 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 q V fajlagos hőveszteség tényező fűtött térfogat 359,45 72: konvencionális fűtési hőfokhíd m 3 W q 0,6153 m 1/ h 3 K 6.4. A fűtés primer energia igénye E F ( q q q q ) ( C e f f, h f, v f, t k ) ( E E q kwh (117,82 3,3 1,8 0) (1,08 1 1) (1,71 0 0,66) 2,5 210,457 2 m év Ahol: igénye belül) q Q A k f 15511,65 kwh 117,82 : a fűtés fajlagos nettó energia 131,65 m év F f 2 N kwh m év q f, v 1, 6 2 FSZ FT k, v ) e v (6.4.1.) : az elosztóvezeték fajlagos vesztesége (fűtött téren kwh 3, m év : a teljesítmény és a hőigény illesztésének pontatlansága q f, h 1 2 kwh, 0 m év : a hőtárolás fajlagos vesztesége q f t 2 C 1,05 : a hő termelő teljesítménytényezője k k =1: a hő termelő által lefedett energiaarány e 1: a fűtésre használt energiahordozó átalakítási tényezője f 20

27 kwh 1,71 m év E FSZ 2 kwh 0 m év E FT 2 kwh, 0, 66 m év q k v 2 e v 1,9 : a keringtetés fajlagos energiaigénye : a tárolás segédenergia igénye : segédenergia igény : 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 támasztott követelmények miatt, ezek az értékek nagymértékben csökkentek. 21

28 13. ábra A lakóépület 2012-ben készült energetikai tanúsítványa 22

29 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 január 1-jétől kötelező: minden új építésű ingatlanra minden ingatlan eladásnál 1 évet meghaladó bérbeadásnál (2012. június 1-jétől december 31-ig csak akkor kötelező új bérleti szerződések esetében az energetikai tanúsítvány, ha a bérleti szerződés egy teljes épületre szól.) 100 m 2 -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

30 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 jobban teret hódít a kondenzációs fűtéstechnika. Az alacsonyhőmérsékletű kazánok és a kondenzációs készülékek 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 C, a padló- és falfűtések 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