Az energiafelhasználás alapvető szempontjai

Átírás

1 Technical topic facility manager Az energiafelhasználás alapvető szempontjai

2 Példaszerű hőfogyasztás kalkuláció Energiaegységek Fizikai változó Definíció Dimenzió Az SI rendszerhez viszonyított változó munka erő x távolság J J = Nm = kgm²/s² Teljesítmény munka / idő W W = J/s = Nm/s = kgm²/s 3 Hő energia J J = Nm = kgm²/s² = Ws

3 Az energiaváltozók átváltása egység J kwh kcal kg SKE 1J = 1Nm = 1Ws 1 2,778x10-7 2,39x10-4 3,42x kwh 3,6x ,123 1 kcal 4,187x10 3 1,163x ,43x kgske 2,927x10 7 8,14 7,0x10 3 1

4 Példaszerű hőfogyasztás kalkuláció Mennyibe kerül egy kwh? BRD, Stand: Okt Energia hordozó Egység Ár / egység Fűtőérték /kwh ( ) (Ho) (Bruttó átlagos érték) Lignit kg 0,37 5,75 0,061 Feketeszén kg 057 0, ,41 0, Fa pellett kg 0,26 4,90 0,053 Hasított rönk (bükk) kg 0,28 4,00 0,070 Olaj Liter 0,72 10,57 0,068 Természetes gáz m³ 0,77 10,79 0,067 Folyékony gáz (propán) kg 1,18 12,87 0,092 Távfűtés kwh 0,07 1,00 0,070 Áram kwh 0,25 1,00 0,250 Éjszakai áram kwh 0,17 1,00 0,170

5 Mennyibe kerül egy kwh? Nigh ght current powe wer Daily District heating Liquid gas(pr Propane) Natural gas Fuel S Fuel EL Split logs (Beech) Wood oden pellets Dark coal Lignite 0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30

6 Példaszerű hőátbocsátás Tető konstrukció Hőátbocsátás 0,15 W/m²K Tető konstrukció Hőátbocsátás 0,15 W/m²K Homlokzat Hőátbocsátás 0,20 W/m²K Kétrétegű hőtartó üveg Hőátbocsátás 1,30 W/m²K Homlokzat Hőátbocsátás 0,20 W/m²K Kétrétegű hőtartó üveg Hőátbocsátás 1,30 W/m²K Padló konstrukció Hőátbocsátás 0,30 W/m²K Padló konstrukció Hőátbocsátás 0,30 W/m²K CENTRAL EUROPE program keretében valósult meg

7 Az ablakok hőátbocsátási referencia értékei Ablakkeret és üvegezés Fakeret az állományban Egyszerű üvegezés G-érték Alumínium ablakok az állományban (Alu-keretek termikus elválasztás nélkül) Alumínium ablakok (Alukeretek termikus elválasztással) Műanyag ablakok Fa ablakok 2 üveggel 2 üveges dupla üvegezés Műanyag ablakok Fa ablakok Fa ablakok Passzív ház ablakok 2 üveges hővédő üvegezés 3 üveges hővédő üvegezés CENTRAL EUROPE program keretében valósult meg

8 Hőátbocsátási kalkuláció a DIN EN ISO 6946 szerint Hőfok belső Homogén építőelem réteg hőellenállása Az építőelem vastagsága Az építőelem réteg hővezetési tényezője Az építőelemek együttes hőellenállása Belső hőátadási ellenállás Külső hőátadási ellenállás külső Az építőelem hőátbocsátási

9 Energia megtakarítás Az energiaigény szintje Primer energia (Elsődleges energiakereslet) Végső energia (Fűtési energiaigény) Nettó energia (Termikus hőigény)

10 Kiotói Jegyzőkönyv Kötelezettségvállalás az üvegházhatású gázok kibocsátásának csökkentésére as időszak Ipari országok -5,2% EU -8% Németország -21% CENTRAL EUROPE program keretében valósult meg

11 Végleges energiafelhasználás az EU-ban Épületek százaléka CENTRAL EUROPE program keretében valósult meg

12 Egy városháza energiafogyasztása Világítás Épületgépészet é t Adatfeldolgozás Meleg víz a konyhában Nyomtatás/Fénymásolás Privát eszközök CENTRAL EUROPE program keretében valósult meg

13 Különböző fűtési rendszerek primer energiafelhasználása és üvegház hatású gázok kibocsátása Fa pellet fűtés Távfűtés Elektromos hőszivattyú Gáz kondenzációs kazán Gázboiler Üzemanyag tüze- lesű kazán Elektromos fűtés éjszakai árammal Prímer energia (kwh/a) CO 2 -Ekvivalens (kg/a) 4 személyes háztartás, 140m² CENTRAL EUROPE program keretében valósult meg

14 A fűtés és meleg víz fogyasztás megoszlása Régi épületnél Új épületnél Fűtés 90% Fűtés 75% Meleg víz 25% Meleg víz 10%

15 Energia-paraméterek lakóépületeknél Energia-paraméterek meleg víz nélkül Primer energia igény Végső energiaigény Termikus hőigény Épületállomány WSVo 1984 EnEV 2002 Passzív ház

16 Energia tanúsítvány nem-lakóépületek esetében Energia tanúsítvány nem-lakóépületek esetében Energia tanúsítvány nem-lakóépületek esetében Good tru: building: Az épület típusa Külön kelezendő Cím Az épület része Az építés kezdete YoC hőtermelő YoC AC Nettó felület University building Minta város, Minta utca Főépület értesítés Primer energia kereslet Teljes energiahatékonyság Good tru: building: Az épület típusa University building Külön kelezendő Cím Minta város, Minta utca Az épület része Főépület Az építés kezdete YoC hőtermelő YoC AC Nettó felület A fűtési energia felhasználás paraméterei Ez az épület értesítés EnEV-követelményEV EnEV-követelményEV Új konstrukció Felújított régi épület Az energia-igény osztályai Referencia érték ebben az épület kategóriában fűtéshez és meleg vízhez A villamos teljesítmény felhasználás paraméterei Ez az épület Hűtés/világítás Szellőztetés Világítás Nettó energia Végső energia Primer energia Meleg víz Fűtés Referencia érték ebben az épület kategóriában villamos teljesítményhez Issuer: Paul Mustermann Engineering office : Sample town Date signature Issuer: Paul Mustermann Engineering ofice Sample town Date Signature

17 Fűtési napok száma a VDI 3807 szerint Fűtési határhőmérséklet Átlagos külső hőmérséklet a fűtési időszak alatt A fűtési időszak hossza Fűtési napok Az éghajlati érték kiszámolása

18 Az energiaforrások kibocsátási értéke Olaj Földgáz Feketeszén Lignit Távfűtés, szén és olaj Helyi fűtés 70% CHP Villamos energia

19 Az épületek energia egyensúlya Szoláris nyereség (az ablakokon keresztül) Átviteli veszteségek Belső nyerség (személyek és eszközök) Szellőzési veszteségek Hőtermelés Egyéb veszteségek

20 Épültek energiaáramlása Energia egyensúly Belső források Termikus hő Szolár Termikus kimenet Fűtési rendszer Szellőztetés Személyek Fűtési rendszer Ablakok Fal Lakók Eszközök Tető Kötések Alagsor Ablakok Hőhidak

21 Energia megtakarítás A hő- és primer energia kereslet költségeinek meghatározása Kitermelési lánc Villamos energia Éghető Elektromos energia Termikus hő Éghető Éghető Hőfejlesztés Hő eloszlás Hő kimenet és szabályozás a térben Hő Hő Hő Kitermelési lánc Éghető anyagok Ez. a projekt az ERDF által közösen finanszírozott

22 Összehasonlítási példa energiafogyasztás és költségek között Energy consumption Costs 17,92 KWh/m²a heat electricity 4,48 /m²a heat 127,1 KWh/m²a electricity 8,90 /m²a

23 Hőátbocsátási átá érték a szigetelés vastagságának függvényében Fal konstrukció: Belső vakolat 1,0cm Téglafal 24,0cm Szigetelés WLG 035 Külső vakolat 1,0cm

24 Nyári hővédelem Tetők 20cm vastag szigeteléssel Vakolat anyaga Teljes sűrűség (kg/m³) λ- érték Hőátbocsátás c-érték (W/mK) (W/m²K) (J/kgK szigetel) Fázis eltolás* órák Ásványi szál 20 0,040 0, ,0 Polisztirol 20 0, , ,5 Gyapjú 20 0,040 0, ,6 Cellulóz 60 0,040 0, ,8 Forgácsolt fa 90 0,050 0, ,4 Puha fa 170 0, , ,8 szálak

25 A szigetelés hatása építőanyagoknál Szigetelő anyag Könnyű beton Fenyőfa Téglák A 2cm vastag szigetelőnek ugyan az a hatása, mint egy 105cm vastag betonfalnak. Vályog Méhsejt téglák Klinkertégla Beton

26 Átlagos kimeneti hőveszteség per csőhossz [W/m]-ben Adatok energiatanúsítványhoz Grid kapacitás hőmérsékletek/ előremenő/ visszamenő A termikus épület burkolatának külseje A csővezetéki ő szigetelés minősége ő Új épületi Szigeteletlen Moderált szabvány Legújabb épületi szabvány

27 Fűtési fogyasztás becslés Ezaz épület Passzív házak Új lakóházak Átlagos lakóházak Nem felújított lakóházak Teljes fogyasztás Kvóta fűtés/ WW Összes leolvasás Flat reading (egységek) (egységek) Lakás fogyasztás Energia paraméter Fűtés Meleg víz Energiafogyasztási paraméter fűtés és meleg víz

28 A villamos energia fogyasztásának becslése Ez az épület átlag Számlázás Éves fogyasztás Levonás meleg víz Levonás gáztűzhely Levonás hőszivattyú Nettó villamos energia fogyasztás

29 Elektromos főzőlap Gáztűzhely (összehasonlítás) hatékonyság Vételi liár Energia fogyasztás Energia ár Energia költség Teljes költség 15 év után Elektromos főzőlap Gáztűzhely

30 Relativ Abszolút páratartalom Levegő hőmérséklete Relatív páratartalom Relatív páratartalom Abszolút páratartalom g/m³ ben

31 Páratartalom bevitel Tevékenységek Literenkénti páratartalom Főzés Fürdés Mosás/szárítás Kipárolgás /lélegzés Növények Egy ember napi vízbevitele 4 fős háztartásban

32 Légcsere és termikus hőigény Példa: tipikusteraszos teraszos ház Szükséges 4 személynek:0,35 0,451/h Termikus hőigény Termikus egyensúly Termikus veszteség a falak miatt Termikus veszteség a szellőzés miatt A szellőztetés száma

33 A gomba növekedése Pára A spórák szétválása Étel A spórák felületre növekedése A spórák halmozódása Micélium kialakulása Metabolitok kibocsátása

34 A fal felületének hőmérsékleti profilja Külső hőmérséklet Belső hőmérséklet Nem szigetelt szigetelt téglák λ 0,58W/mK vastagság 30cm szigetelés λ 0,04W/mK vastagság 12cm

35 Hideg falak a függönyök mögött Szabad fal Levegő Külső hőmérséklet Szabvány 1995 től Szabvány 1984 től

36 Példa fűtési költség kalkulációra Szabad fal Levegő Külső hőmérséklet Szabvány 1995 től Szabvány 1984 től

37 A gombásodás megelőzése Lakók szokásai elegendő szellőztetés Jólmegtervezett fűtés nedves források elkerülése a páratartalom szabályozása Hygrométerrel megfelelő fllő légmozgás a bútorok mögött öö Építészeti intézkedések szellőztető rendszer telepítése az épület burkolatának szigetelése (hőhidak kiküszöbölése)

38 Gombák által okozott károk Megközelítés kár esetén Ha gombásodás van az épületben akkor minden esetben szakember segítségét kell kérni! A megfelelő megközelítés: a bérlőt/tulajdonost hívni hívni egy szakembert analizálni amilyen gyorsan csak lehet a felújítás végrehajtása

39 Napvédelem és diffúz fényirányítás prizmával Prizma lemez Átirányí- tási prizma Napvédő prizma Tükör

40 Napfényirányítás tükrökkel Heliostat Átirányítási tükör Koncent- rátor Naplámpa Optikai szál Tükör

41 Hőátadás az épületben Vezetés, sugárzás, tárolás Hőáramlás Termikus sugárzás Elsődleges tároló Hőáramlás Elsődleges tároló.

42 Ajánlott szobahőmérsékletek középületekben Irodák 21 C Tárgyalótermek 20 C Folyosók 15 C Lépcsők 10 C Mosdók 15 C Mosó- és öltözőszobák 22 C Benti medencék 28 C Tornatermek 17 C

43 Termikus kényelem Befolyásoló tényezők Emberek: Ruhák Tevékenység Tartózkodás időtartama Termikus komfort A körülvevő falak hőmérséklete Hősugárzás aránya Levegő: Sebesség Páratartalom Hőmérséklet

44 Komfort diagram Szobahőmérséklet A körülvevő fa alak átllagos hő őmérséklete Még kellemes Kényelmetlen meleg Kellemes Kényelmetlen hideg

45 Az épület tervezése termikus komfortra Iroda Szint kívül Érzékelt hőmérsélet = Szobalevegő hőmérséklete + 2 Átlagos felületi hőmérséklet Alagsor

46 Mennyi friss levegőre van szüksége egy embernek? Az adott friss levegő mennyisége személyenként, vagyis a szobalevegő CO 2 -tartalma kb ppm közé korlátozódik. A tevékenység típusa Levegőszint személyenként Alvás/ Pihenés Olvasás /TV nézés é Asztali munka Tevékenységek é k a házban

47 Hőmérséklet mérés

48 Hőmérők karakterisztikái Fali hőmérő Pontosság 0,5K 0,1K Információ 5 15 perc után Minimum-Maximum higany hőmérő Pontosság 1,0K Információ 5 perc után Hőmérő ellenállás szenzorral Pontosság 0K 0,1K Információ 0,5 5 perc után Hőmérő termoelemmel Pontosság1,0K 0,1K Információ 0,5 3 perc után

49 Helyiségek tartózkodási paramétereinek mérése Hogyan mérjek megfelelően? A hőmérséklet mérése Különböző hőmérők segítségével a sajátosságok figyelembe vételével A relatív páratartalom mérése Különböző hygrométerekkel A légsebesség mérése Termoelemes vagy lapátos szélsebességmérővel A világosság mérése Megvilágításmérővel g

50 HMV készítés Központi melegvíz-bojler az előfeltétele a hatékony fűtőérték és napenergia felhasználásnak Alacsony hőmérsékletű kazán, jó szigetelés Idő- és hőmérséklet vezérelt keringtető szivattyúk használata, de ha lehetséges lemondani róla Ha lehetséges melegvíz összeköttetések a mosogató és mosógépekhez. Gázmelegítők az elektromosak helyett mert hatékonyabbak és környezetkímélőbbek Hiányzó gázösszeköttetések esetén az elektronikusan szabályozott elektromos melegítők használata

51 Példa a fűtési költségekre Gimnázium Általános iskola Óvoda Adminisztráció Ifjúsági központ Tornaterem Művelődési ház Könyvtár

52 Példa a fűtési költségek számlájára Tüzelőanyag költségek Eredeti készlet l üzemanyag ,00 szállítás l üzemanyag ,00 szállítás l üzemanyag ,00 Maradék l üzemanyag ,00 Fogyasztás l üzemanyag 4.370, ,00 Egyéb működési költségek Üzemáram ,00 Karbantartás aba tatás ,00 Légszennyezettségi mérés ,00 Kéményseprő ,00 Felhasználás rögzítése 215,00 Egyéb működési költségek 460,00 460,00 Egységes eredetű összköltség 4.830,00 00 összeg Fűtés és melegvíz költségének elkülönítése Arányos fűtési költségek 82,14% von , ,00 Arányos melegvíz költségek 17,89% von ,00 Hideg víz HMV-hez + szennyvíz 110m³ x 5,50 605,00 Melegvíz összköltsége 1.468, ,00 Az elosztandó összköltség a felhasználók számára 5.435,00

53 Példa áram számlára Számláló Időszak Napok Mérőállás Különbség Előző év Fogyasztás Szám -tól -ig régi új Fogyasztás HT kwh kwh kwh Összesen kwh Olvasás: Mennyiség kalkuláció a bázis tarifán összeg Energiaár kwh x 0,1681 /kwh 932,96 Alapár 63,88 / 365 nap x 365 nap 63,88 Részösszeg 996,84 add. 19% VAT 184,40 Számlaérték 1.186,24

54 Az energiafelhasználás automatikus tik figyelése Példák mérőolvasásokra M-Bus által Forrás: Metrawatt

55 Kis fogyasztású berendezések

56 Hullámhossz és kibocsátás LW A fény elektromágneses kibocsátás MW SW VHF TV Radar Infravörös Fény Ultraibolya X-Ray Gamma sugarak Kozmikus kibocsátás

57 A szemek fényérzékenysége Szolárium Fény Izzók Fénycsövek Sugármelegítő

58 Kibocsátási egység: Luminuos fluxus Lumen [lm] Izzó 60W fénycső 58W Luminous fluxus = a lámpa sugárzási á fluxusa

59 Kibocsátási egység: megvilágítási érték Lux [lx] Megvilágítási érték = luminous fluxus / m2

60 Energia Megtakarítások a városban 10 iskolában a felhasználói szokásokba való beavatkozással 1.year 2.year Fűtés Teljesítmény Víz Költségek

61 Energiamegtakarítások a városházán Megtakarítások a projekt első évében a személyzet képzésével fűtés áram víz költségek

62 Észlelt hiányosságok az iskola ellenőrzésekor Termikus fűtés a szobában Termosztatikus szelepek hibásak vagy rosszul beállítottak A hőmérséklet túl magas Radiátorok letakarva Ablakok buktatva nyitva Ablakok nyitva üres szobákban Kazánház Vezérlő, szabályozó nincs beállítva Fűtési görbe rosszul beállítva A melegvíz boiler túl nagy Keringtetési szivattyú folyamatosan működik Teljesítmény A tornaterem világítása túl éles A lámpák nem lettek lekapcsolva a szobák elhagyása után Az elektromos készülékek készenléti üzemmódban PC-k bekapcsolva használat nélkül Ventillátorok folyamatosan üzemelnek

63 Energia megtakarítás hidraulikus illeszkedéssel fűtési rendszerekben bojler bojler Nincs hidraulikus egyensúly hiányzó illeszkedés Hidraulikus egyensúly illeszkedéssel