A lakóházak utólagos szigetelésének hatása a fűtőrendszerre és a fűtőtestekre

Átírás

1 Slovak University of Technology, Faculty of Civil Engineering, Department of Building Services A lakóházak utólagos szigetelésének hatása a fűtőrendszerre és a fűtőtestekre Kurcsa Mária Szlovák Műszaki Egyetem, Pozsony

2 Bevezető A múlt század ötvenes éveitől Szlovákiában nagyon fellendült a paneles lakásépítés, A lakóházak határoló szerkezeteinek tulajdonságai az adott időben megfeleltek az érvényben levő szabványoknak és előírásoknak, Az U hő-átviteli tényezők értékeit meghatározó első szabvány Szlovákiában 1964-ben, illetve 1977-ben lépett érvénybe, jelenleg az STN szabvány az érvényes: minimális, normalizált, ajánlott, célajánlott U értékeket határoz meg.

3 Az U hő átviteli tényező változása a Szlovákiai szabványokban ČSN , 1993-tól STN től STN EN is Az U hő-átviteli tényező (W/(m 2.K)) Épületköpeny - e értékénél Tető - e értékénél -15 C -18 C -21 C -15 C -18 C -21 C ,45 1,37 1,37 0,89 0,83 0, ,89 0,86 0,79 0,51 0,47 0,43 3,7 Ablak az új épületeknél - a felújított épületeknél az új épületeknél - a felújított épületeknél az új épületeknél - a felújított épületeknél a minimális érték - a normalizált érték - ajánlott érték - a célajánlott érték 0,46 0,32 0,73 0,32 0,32 0,19 2,0 0,46 0,32 2,7 0,32 0,20 1,7 0,46 0,32 2,0 0,46 0,30 1,7 0,32 0,20 1,4 0,22 0,10 1,0 0,15 0,10 0,6

4 Slovak university of Technology, Faculty of Civil Engineering, Department of Building Services Az U hő-átviteli tényező változása az 1964 es, illetve 1977 es adatokhoz viszonyítva százalékban STN EN érték 2012-ből Az U hő-átviteli tényező változása (%) Épületköpeny Tető Ablakok A minimális érték A normalizált érték Az ajánlott érték A célajánlott érték : % energia megtakarítás érhető el 1977: % energia megtakarítás érhető el

5 A panel lakóház jellemzői Nyolcszintes lakóház, pinceszinttel, A fűtőrendszer kétcsöves alsó elosztású Tichelmann rendszerrel, A keringtetett víz méretezési hőmérsékletesése 90 / 70 C, A a fűtőrendszer hő távvezetékre kapcsolt, amely a hőforrásnál ekvitermikusan szabályozott, Az U hő átviteli tényező értékei (a táblázatban): Az épületszerkezetek Az U hő-átviteli tényező értékei (W/(m 2.K)) Az eredeti szerkezet A felújított szerkezet Az épületköpeny 1,09 0,28 (10 cm polisztirol) A tető 0,83 0,17 (20 cm polisztirol) A pince mennyezete 2,83 0,75 (6 cm polisztirol) Az ablakok 2,7 1,2

6 Az épületszerkezet állapota Az épület A hő veszteség (W) Helyiség - szint Legalsó Közép Legfelső Az eredeti Az épületköpeny szigetelése Ablak csere Az épületköpeny szigetelése ablak cserével Az épületköpeny, a tető és a pince mennyezetének szigetelése és ablakcsere A hőveszteség változása (%) A panel lakóház hő-veszteségei Az épület Legalsó szint Közép szint Legfelső szint A szerkezet állapota

7 A panel lakóház hő-veszteségei Az épületköpeny szigetelése: 74 % U hő-átviteli tényező javulás alacsony hő veszteség csökkenést eredményez (30 % a középszinten, illetve 15 % a legfelső és legalsó szinten) Az ablakcsere: 56 % U hő-átviteli tényező javulás alacsony hő veszteség csökkenést eredményez (30 % a középszinten, illetve 15 % a legfelső és legalsó szinten) Az épületköpeny szigetelése ablak cserével: a középszinten 50 %, a legfelső és a legalsó szinten 30 % hő-veszteség csökkenést eredményez Az épületköpeny, a tető és a pince mennyezetének szigetelése ablak cserével: a középszinten 50 %, a legfelső és a legalsó szinten 60 % hő-veszteség csökkenést eredményez egyenletes hő-veszteség csökkenéshez fontos a tető és a pince mennyezetének szigetelése is % hő-megtakarítás várható

8 A fűtőrendszer adaptálása a lakóház hő-veszteségének csökkenéséhez 1. a fűtőrendszer hőmérsékletesésének csökkenésével a rendszer elején 2. a fűtőrendszer tömegáramának csökkenésével a rendszer elején

9 Slovak university of Technology, Faculty of Civil Engineering, Department of Building Services Kurcsa Mária MESZ 2014 Budapest, szeptember 25 A fűtőrendszer adaptálása a lakóház hőveszteségének csökkenéséhez 1. A fűtőrendszer hőmérsékletesésének csökkenése a rendszer elején a legegyszerűbb és alacsony költségigényű megoldás feltétele: a lakóház rendelkezzen saját hő-forrással kazán(ház), hő-cserélő állomás, előnyei: nem szükséges a fűtőhálózat utólagos hidraulikai beszabályozása (beruházási pluszköltségek, és megvalósítási idő) lehetségesen felmerülő problémák: a hőmérsékletesés megválasztása nem minden esetben egyértelműen alkalmas gondot okozhat a távhő- hálózatra való csatlakoztatás utólagos beruházás a keringtető szivattyúra és a háromutú keverő szelepre

10 A fűtőtest adaptálása a lakóház hő-veszteségéhez A hő-mérséklet lépcső hatása a fűtőtest kiválasztására N. N 1n N. P pn 2 2 V vn i i 1n (W) Φ a fűtőtest hő-teljesítménye (W), Δθ a fűtőtest középhőmérsékletének és a helyiség hőmérsékletének különbsége (K), θ p az előremenő víz hőmérséklete ( C), θ v a visszatérő víz hőmérséklete ( C), θ i a helyiség hőmérséklete ( C), n a fűtőtestre jellemző hatványkitevő (-), N a névleges (alap) adatok indexe.

11 A hőmérséklet-lépcső hatása a fűtőtest hő-teljesítményére A hőmérsékletlépcső ( C) A hőmérsékletkülönbség (K) A fűtőtest középhőmérséklete ( C) A fűtőtest hő-teljesítménye (%) Elemes radiátor és lapradiátor Fürdőszobai csőradiátor és süllyesztett padló konvektor 92,5/67, / / / / / / / / fűtőtestből előremenő és visszatérő fűtővíz különböző hőmérséklet-különbségeinél (25 K, 20 K, 10 K) a fűtőtest hő teljesítménye egyes esetekben változatlan marad fűtőtest hő-teljesítménye főleg a fűtőtest középhőmérsékletének függvénye

12 A fűtőrendszer adaptálása a lakóház hő-veszteségének csökkenéséhez 2. A fűtőrendszerben a tömegáram csökkentése a rendszer elején A táv fűtőrendszer hálózatára való közvetlen csatlakozás esetén alkalmas megoldás előnyei: a rendszer stabilitásának javulása, az egyes fogyasztók egymást nem befolyásolják a rendszer rugalmasabban reagál a hőmérséklet kilengésekre a kísérő jelenségek: az elosztóhálózatban csökkennek a nyomásveszteségek az elosztóhálózat túlméretezetté válik a felújításra változatos lehetőségek adódnak a csőrendszer, a szerelvények cseréje feltétele: az elosztóhálózat hidraulikai viszonyainak újraméretezése, majd hidraulikus beszabályozás, esetleg néhány nyomáskülönbség szabályzó és hidraulikai beszabályozó szelep cseréje lehetséges problémák: az elosztórendszer nem fog megbízhatóan működni, ha a távhő-rendszer nem volt beszabályozva

13 A fűtőrendszer módosítása a hőveszteségek megváltoztatása után a fűtőközeg tömegáramának csökkentése segítségével A jellegzetességei: a csőrendszer a DN nem változik a fűtőrendszer fűtőtestek előtt hidraulikai szelepek átszámolása előzetes beállítással után a felszálló a fűtőtestek ágak előtti elején szelepek nyomáskülönbség kicserélni vagy szabályozók átállítani+ beszabályozó szelepek a fűtőrendszer nyomáskülönbség elején szabályozók nyomáskülönbség + beszabályozó szabályozók szelepek + beszabályozó kicserélni szelepek vagy átállítani DN nem változik hidraulikai újraszámítás új, kicserélt, átállított rendelkezésre álló nyomás = nyomás veszteség Hozadéka: biztosított a tömegáram kívánt újraelosztása a fűtőtest kívánt hő-teljesítményének biztosítása

14 A fűtőtest adaptálása a lakóház hő-veszteségéhez 25 Heimeier - Mikrotherm a szelepek zajos sávja A szelep nyomásvesztesége (kpa) Herz-TS-90-V Danfoss RA-N Heimeier - V-exakt Oventrop AV6 eredeti szelep (V42) A szelepen áramló tömagáram (kg/h) kiegyenlíteni a hidraulikus beszabályozás által meghatározott nyomás különbséget a szelep beállításainak lehetséges száma és az ehhez viszonyító nyomásveszteség minden típusú szelepnél és gyártónál különböző

15 A fűtőtest adaptálása a lakóház hő-veszteségéhez A szelep nyomásvesztesége (kpa) Heimeier - V-exakt, B=6 eredeti szelep V42, B 5 Danfoss RA-N, B=7 Herz-TS-90-V, B=9 Oventrop AV6, B=6 Heimeier - Mikrotherm, B= A szelepen áramló tömegáram (kg/h) a feltüntetett új szelepek közül egyik szelep a beállítása sem egyezik meg az eredeti szelep beállításával a Herz-TS-90-V és a Heimeier-Mikrotherm szelepek 5 beállításnál a szelepek zajos sávjában dolgoznának, a 9 illetve 7 beállításnál ezt a sávot nem érik el Kurcsa Mária MET Budapest, 2014 szeptember 25

16 Jellegzetessége: A probléma: A fűtőtestek lekapcsolása a fűtőrendszerről a a fűtőrendszer fűtőtest lekapcsolása hidraulikusan egy be bizonyos van szabályozva hő-teljesítménnyel egy bizonyos tömegáramnál a fűtőtestek csökken a előtti tömegáram szelepek és csökken a beszabályozó a csőrendszer szelepek a nyomásvesztesége vesztesége be a van tömegáramok állítva elosztása megváltozik felbomlik az egyensúly a fűtőrendszer peremén rendelkezésre áll a szükséges nyomás A DN nem változik A tömegáram - csökken rendelkezésre álló nyomás > nyomás veszteség Az eredmény: megromlik a tömegáram elosztása megváltozik a fűtőtest kívánt hő-teljesítménye

17 Slovak university of Technology, Fakulty of Civil Engineering, Department of Building Services Mért adatok hőfogyasztás Hőfogyasztás (GJ/mes) I II III IV X XI XII I II III Időszak eredeti lakóház felujított lakóház az általános hő megtakarítás % a felújított lakóházban a várt hő megtakarítás % volt

18 Összefoglalás Az ablakcserék és a lakóházak szerkezeteinek utólagos szigetelésével kapcsolatban fontos, hogy a hő-veszteségek egyenletes alakulása érdekében utólagosan szigetelt legyen az összes határoló szerkezet. A fűtőrendszer alkalmazkodása a csökkent hőigényhez a fűtővíz hőfoklépcsőjének változása vagy a tömegáram változása útján történik. Saját hőforrás vagy táv-fűtő rendszerhez csatlakozó fűtőrendszer esetén annak alkalmazkodása a lecsökkent hőfoklépcsője útján (a belépő és a távozó fűtővíz hőmérséklet különbségének megváltozása nélkül) lehetséges. Előnye: nem szükséges a fűtőrendszer utólagos hidraulikus beszabályozása. A táv-hő rendszerre közvetlenül kapcsolódó fűtési rendszerek esetén a rendszer alkalmazkodása a keringtetett fűtővíz tömegáramának csökkentése útján lehetséges. Vigyázat: a fűtési rendszert szükséges utólagosan hidraulikusan beszabályozni. A lakóházak utólagos hőszigetelésénél számítani kell a fűtőtestek estleges lekapcsolásával még a hidraulikai beszabályozás előtt. Egyébként megbomlik a rendszerben az egyensúly. A lakóházak határoló szerkezetének utólagos szigetelése és ablakcserék esetén az említett 50 %-os megtakarítás csak a fűtőrendszer aktuális hőigényhez való alkalmazkodása után lehetséges.

19 Köszönöm megtisztelő figyelmüket!