1. A csőszigetelések szerepe z épületek energifelhsználásábn A fűtési költségek háztrtások költségeinek igen jelentős részét teszik ki. A teljes primer energi felhsználás közel egyhrmdát teszi ki fűtés, illetve hsználti melegvíz előállítás. Egy épület energi felhsználásánk csökkentésére első sorbn külső htároló szerkezetek szigetelését jvsolják. A csővezetékek utólgos szigetelésének htását ez idáig egy-két kivételtől eltekintve elhnygolták. Gykrn régi kzánok cseréjét követően régi elégtelenül szigetelt csővezetékek helyükön mrdtk. Nemcsk gykrn elégtelenül szigetelt csővezetékekkel, hnem teljesen szigeteletlen vezetékekkel is sűrűn tlálkozhtunk. Az energitnúsítás részére primer energiszükséglet legfontosbb. A fűtés és melegvízelőállítás energiszükséglete mellett rögzíti primerenergi felhsználás veszteségeket is, melyek z energihordozók kinyerésétől, z épülethez vló szállításig keletkezik. A primerenergi szükségletet egyszerűen és kis költség ráfordítás mellett lényegesen redukálj csőszigetelés. Egy csővezeték hőledásánk központi eleme hosszr vontkozttott hőátbocsátási tényező (U l ). Közelítő értéke: (1) U l = π 1 + 1 h i D i 2 λ ln D e + 1 D i hse De hol h i - cső belső felületének hőátviteli együtthtój h se λ D i D e - külső felület hőátviteli együtthtój m 2 K A szigetelőréteg üzemi hővezetési tényezője m 2 K A cső külső átmérője = szigetelőréteg belső átmérője [m] A szigetelés külső átmérője [m] Megdj, hogy, milyen hőteljesítményt d le 1 m hosszúságú csőszksz 1 K közeg és környezeti hőmérséklet különbség következtében. A számítási képletben szembeötlő szigetelési flvstgság logritmusos befolyás. A csővezeték esetén, ellentétben síkfelületekkel növekvő szigetelőréteg vstgság növeli hőledó felületet. Ezen okból csővezetékek szigetelési flvstgságánk növelése kisebb mértékben csökkenti hőátbocsátási tényezőt, mint síkfelület esetében. A szigetelőréteg befolyását hőátbocsátási tényezőre 4. ábr muttj egy szokványos csőátmérőnél. - Függőleges fűtéscső DN 25 mm - Fűtővíz hőmérséklete: 60 C - Szigetelő nyg hővezetési tényezője: 0,035 (/m*k) - Szigetelő nyg emissziós tényezője: 0,90
U[/m*K] U[/m*K] Az ábrából kitűnik, hogy milyen jelentős hőátbocsátási tényező csökkenése z első mm szigetelésnél. 20 mm-es szigetelési flvstgság esetén szigeteletlen cső hőátbocsátási tényezője 1,36 /(m*k) csökken 0,2 /(m*k)-re. (kb. 85 %-os csökkenés) 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 0 10 20 30 40 50 Szigetelési flvstgság [mm] Hosszr vontkoztt ott lineáris hőátbocsátá si tényező 1. ábr: A lineáris hőátbocsátási tényező csökkenése szigetelési flvstgság függvényében. Hsonló prméterű rendszer esetében lineáris hőátbocsátási tényező változását csőátmérő függvényében z 5. ábr muttj be. Ekkor hőátvitel hőellenállás csökken exponenciálisn. 1,4 1,2 1 0,8 0,6 Hosszr vontkozttott lineáris hőátbocsátási tényező változás 0,4 0,2 0 6 42 78 114 Csőátmérő [mm] 2. ábr: A lineáris hőátbocsátási tényező változás z átmérő függvényében. A csővezetékek hővesztesége z lábbik szerint számíthtó: Fűtési vezetékek esetén: (2) Q H,d,i = 1 1000 U i θ HK,m θ U,m f f b t HP z hol Q H,d,i - csőszksz hőledás U i - hosszmenti / lineáris / hőátbocsátási tényező - csőszksz hossz [m]
θ HK,m - csőszksz átlgos hőmérséklete [ºC] θ U,m - környezet átlgos hőmérséklete [ºC] f, - hőveszteség tényezők [-] f b - rész fűtési fktor [-] t HP z - fűtési időszk hossz [d/] - keringtető szivttyú npi működési ideje [h/d] Hsználti melegvíz vezetékek esetében: (3) Q HMV,d,i = 1 1000 U i θ HMV,m θ U,m t HMV z hol Q HMV,d,i - csőszksz hőledás U i θ HMV,m θ U,m t HMV z - hosszmenti / lineáris / hőátbocsátási tényező - csőszksz hossz [m] - csőszksz átlgos hőmérséklete [ºC] - környezet átlgos hőmérséklete [ºC] - HMV rendelkezésre állási ideje [d/] - keringtető szivttyú npi működési ideje [h/d] Hő jóváírás HMV esetében: (4) Q h,hmv,d,i = t HP t HMV 1 f Q HMV,d,i hol Q h,hmv,d,i - hőledás jóváírás t HP t HMV Q HMV,d,i - fútési időszk hossz [d/] - HMV rendelkezésre állási ideje [d/] - csőszksz hőledás Jelentős befolyás vn cső fiziki hőledásábn konkrét hőveszteség meghtározáskor f hőveszteség fktornk. Ez fejezi ki ugynis csővezeték tényleges beépítési körülményeit. H csővezeték hőledás z épületen (termikus épületburkon) kívül vn 100% hőveszteség, épületen belül ez z érték természetesen kisebb. 1.1. Az új épületenergetiki szbályozás és csőszigetelés kpcsolt H z elosztó vezetékek fűtetlen térben hldnk, kkor hőledásuk egyértelműen veszteség. H fűtött téren belül hldnk, kkor is veszteséget jelent hőledás, mert szbályoztln módon történik. A fűtött helységekben időnként túlmelegedést okoznk, ezért hőledás egy részét ugyncsk veszteségnek kell tekinteni.
Ebből szempontból nem kell fogllkozni zokkl vezetékekkel, melyek z dott helység hőledójánk bekötésére szolgálnk. Ilyenkor helységenkénti szbályozás hőledó teljesítményének csökkentésével kompenzálj csővezeték hőledását. Az elosztó vezetékrendszer hőledását z lábbi összefüggéssel lehet számítni (Bumnn, és mtsi., 2006): (5) Q f,v = Z f σ Q i hol: Z f - fűtési idény hosszánk ezredrésze h 1000, σ - szkszos üzemvitel htását kifejező korrekciós tényező [-] Q i - z i-ik csőszksz hossz [m] - z i-ik csőszksz fjlgos hőledás A vezeték hőledását z lábbi összefüggéssel lehet becsülni: (6) Q = Q 50 t v,köz t i,átl 50 m hol: Q 50 - vezeték hőledás 50 C hőmérsékletkülönbség mellet t v,köz - vezetékben ármló fűtővíz átlgos hőmérséklete [ C] t i, átl - vezeték körüli átlgos környezeti hőmérséklet [ C] m A vezetékben ármló fűtővíz átlgos hőmérsékletét fűtési idény átlgos külső hőmérsékletéhez trtozó előremenő és vissztérő hőmérsékletének átlg. H rendszer nem rendelkezik időjárás függő központi szbályozássl, kkor ez méretezési állpothoz trtozó előremenő és vissztérő hőmérsékletek átlg. Időjárásfüggő szbályozás esetében z átlgos vízhőmérséklet pontosbb dt hiányábn becsülendő z lábbi összefüggéssel: (7) t v,köz = t v,el őre t v,vissz 2 t i t i t e,átl t i t e,m [ C] hol: t v,előre - fűtővíz előremenő hőmérséklete méretezési állpotbn [ C], t v,vissz t i t e,átl t e,m - fűtési vissztérő hőmérséklete méretezési állpotbn [ C], - z átlgos beltéri hőmérséklet [ C], - fűtési idény átlgos külső hőmérséklete [ C], - méretezési külső hőmérséklet [ C] Azonbn elkülönítve kell számolni z épület fűtött légterén kívül és belül hldóvezetékek hőledását. A fűtött téren kívül hldó vezetékek hőveszteségét 100 %-bn, fűtött téren belül hldó vezetékekét 30 %-bn kell veszteségként felvenni. A fjlgos veszteségeket úgy kpjuk, hogy számított veszteséget rendszerhez trtozó lpterülettel elosztjuk: (8) q f,v = Q f,v,külső+0,3 Q f,v,bels ő A N hol: Q f,v,külső - fűtött téren kívül hldó vezetékek hővesztesége Q f,v,belső - fűtött téren b hldó vezetékek hővesztesége A N - nettó fűtött szintterület [m 2 ] m 2
A hsználti melegvíz cirkulációs vezetéknek energetikilg kétféle htás vn. Egyrészt keringtetéssel elkerülhető z problém, hogy huzmosbb idejű fogysztási szünet után először ki kell folytni melegvíz vezetékben levő kihűlt vizet, hogy meleget tudjunk fogysztni. Ez nem csupán vízpzrlássl jár együtt, hnem hőveszteséggel is, mert melegvíz termelőtől mindvégig melegvizet indítottunk. H ezután ismét hosszbb fogysztási szünet következik, kkor vezetékben mrdt melegvíz ismét le fog hűlni következő fogysztásig. Nem szbd zonbn rról sem megfeledkezni, hogy cirkuláció segítségével melegvíz és cirkulációs vezeték hőmérsékletét mgsbb értéken trtjuk, ezért zoknk folymtosn hővesztesége vn környezete felé. H egy meglévő épületben hsználti melegvíz rendszerkiterjedése ismert, kkor pontosbbn lehet veszteségeket becsülni. A hőveszteségek számítás hsonló, mint fűtési rendszer esetében. A HMV és cirkulációs rendszer hőledás z lábbi összefüggéssel számíthtó (Bumnn, és mtsi., 2006): (9) Q f,v = = Z f σ Q i hol: Z f - szolgálttási idény hosszánk ezredrésze h 1000 σ - szkszos üzemvitel htását kifejező korrekciós tényező [-] Q i - z i-ik csőszksz hossz [m] - z i-ik csőszksz fjlgos hőledás teljes éves HMV szolgálttás esetén z idényhosszúság Z =8,76 [h/1000] értékkel vehető figyelembe. A σ korrekciós tényező értékét z lábbik szerint kell felvenni: - H nincsen cirkulációs rendszer σ=0,25 - H cirkuláció folymtosn üzemel σ=1 - H cirkuláció szkszosn üzemel korrekciós tényező értéke z lábbik szerint lklmzhtó: (10) σ = z c+2 24 hol z c - cirkulációs szivttyú npi üzemórás h d A vezeték fjlgos hőledás z lábbi képlettel becsülhető: (11) Q = Q 50 t v,hmv t i,átl 50 m hol: Q 50 - vezeték hőledás 50 C hőmérsékletkülönbség mellet m
t v,hmv - vezetékben ármló fűtővíz átlgos hőmérséklete [ C], t i, átl - vezeték körüli átlgos környezeti hőmérséklet [ C] Az új épületenergetiki szbályozás fűtési csővezeték hőveszteségét igen felületesen kezeli (TNM, 2006). Természetesen fűtési primer energiigény összefüggésében szerepel z elosztó vezetékek fjlgos vesztesége, de meghtározásukt és mértéküket két tábláztr bízz : - A höeloszlás fjlgos veszteségei (q f,v ) z lpterület és rendszer méretezési hőfoklépcső függvényében. Vízszintes elosztó vezetékek fűtött téren kívül. - A höeloszlás fjlgos veszteségei (q f,v ) z lpterület és rendszer méretezési hőfoklépcső függvényében. Vízszintes elosztó vezetékek fűtött téren belül. Hsonló helyzet HMV vezetékek hőveszteségével, ugynis HMV előállítás primer energi igény meghtározásábn szerepel melegvíz eloszlás fjlgos vesztesége (q HMV,v ) meghtározás szintén egy tábláztr szorítkozik. (A melegvíz elosztó és cirkulációs vezetékek fjlgos energi igénye.) Szembeötlő mindkét esetben, hogy tábláztok nem is utlnk csőszigetelések meglétére és milyenségére! Ez zt támsztj lá, hogy z új épületenergetiki szbályozás csk igen kis teret, illetve fontosságot szentel fűtési vezetékek, illetve HMV vezetékek hőveszteségére és egyáltlán nem segíti minőség csőszigetelést. Németországbeli vizsgáltok bemuttták, hogy kedvezőtlen esetben (fűtött téren kívül hldó fűtési vezetékek, melegvíz cirkuláció) szigeteletlen csővezetékek okozt hőveszteség fűtési hőveszteségre vontkozttv megközelítheti kár z 50 %-ot is, mely z ENEV szerint történő utólgos szigeteléssel cc. 17 %-r lecsökkenthető (Koch, és mtsi., 2003). Szigeteletlen csővezetékek esetén egy z 1960-s években épült ház esetén hőveszteség cc. 50-60 /hsznos lpterület m 2. Ez megfelel egy új építésű A minőségi besorolású,zz energitkrékos épület összenergi felhsználásánk. Hsonló eredményt hozott, mely ht európi (Svédország, Lengyelország, Németország, Angli, Olszország és Spnyolország) országr terjedt ki (Chielrski, 2008): Az enyhe éghjltú országokbn is rosszul vgy nem szigetelt csővezetékek áltl okozott nem vissznyerhető hőveszteség megnövekedett nettő fűtési energiigény 40 %-ig. A vezetékek szigetelésével ez veszteséget 12 %-r lehetett csökkenteni. Meglepő módon déli országokbn még ngyobb hőveszteséget tpsztltk hsználti melegvíz esetében. A CO 2
kibocsájtás megtkrítási lehetőség számítások szerint 3,3 kg/(m 2 *), ez egy átlgos 160 m 2 lpterületű ház esetében 330 kg/év. A csőszigetelések fontosságát hngsúlyozz, hogy z ENEV (Energieeinsprverordnung) egyértelműen meghtározz fűtési és HMV vezetékek esetében felhsználhtó csőszigetelő-nygok típusit és flvstgságit. Sőt z ENEV 2009-ben műszki szigetelések tekintetében jelentős újdonság, hogy már hőelosztó vezetékekkel nlóg módon helyiséglevegő-techniki rendszerek és klím-hűtőrendszerek hidegelosztó- és hidegvízvezetékeit is szigetelni kell. Ugynis z energetiki szempontok szellőző-, klím- és hűtéstechnikábn is még fontosbbk, hiszen hűtés megközelítőleg 3-szor kkor energifelhsználássl jár, mint fűtés. Ezen berendezések szigeteléseit ezért nem csk párkicspódás megkdályozás, hnem z optimális energi megtkrítás szempontjából is méretezni kell. A hűtéstechniki berendezések szigetelésének tervezése során feltétlenül ngyobb szigetelési vstgságokt kell előírni, mint mi z párkicspódás elkerüléséhez szükséges. Bár z új hzi épületenergetiki szbályozás légtechniki rendszer esetében meghtározz levegő eloszlás hőveszteségét, mely kör keresztmetszetű légcstorn esetében hosszegységre vontkozttv: (12) Q LTv = U kör l v (t l,köz t i,átl ) f v Z LZT négyszög keresztmetszetű légcstorn esetén felületre vontkozttv: (13) Q LTv = U nsz 2 ( + b)l v (t l,köz t i,átl ) f v Z LZT Ezen számításoknál z U hőátbocsátási tényező szintén tábláztból történő meghtározáskor ellentétben fűtési és HMV vezetékek hőveszteség számításávl- már vlóbn, bár kissé leegyszerűsítve, de trtlmzz szigetelések flvstgságát is. Viszont z új hzi épületenergetiki szbályozás, ellentétben más országbeli szbályozássl nem fogllkozik hűtési rendszerek esetében z elégtelen csőszigetelés okozt igen jelentős hőveszteségekkel. sem. Bitorbágy, 2009. október 03. Metz Rezső