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
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 73 0540 szabvány az érvényes: minimális, normalizált, ajánlott, célajánlott U értékeket határoz meg.
Az U hő átviteli tényező változása a Szlovákiai szabványokban ČSN 73 0540, 1993-tól STN 73 0540 2002-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 1964 1,45 1,37 1,37 0,89 0,83 0,83 1977 0,89 0,86 0,79 0,51 0,47 0,43 3,7 Ablak 1992 - az új épületeknél - a felújított épületeknél 1997 - az új épületeknél - a felújított épületeknél 2002 - az új épületeknél - a felújított épületeknél 2012 - 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
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 1964 1977 1964 1977 1977 A minimális érték 68 48 66 41 54 A normalizált érték 78 64 78 61 62 Az ajánlott érték 85 75 89 80 73 A célajánlott érték 90 83 89 80 84 1964: 60 70 % energia megtakarítás érhető el 1977: 50 60 % energia megtakarítás érhető el
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
Az épületszerkezet állapota Az épület A hő veszteség (W) Helyiség - szint Legalsó Közép Legfelső Az eredeti 133 458 1 452 816 1 378 Az épületköpeny szigetelése 94 611 1 250 614 1 176 Ablak csere 104 050 1 218 583 1 144 Az épületköpeny szigetelése ablak cserével 65 203 1 016 381 942 Az épületköpeny, a tető és a pince mennyezetének szigetelése és ablakcsere 55 844 565 381 542 A hőveszteség változása (%) 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 A panel lakóház hő-veszteségei 100 100 100 100 78 71 49 42 86 85 84 83 75 70 71 68 47 47 39 39 Az épület Legalsó szint Közép szint Legfelső szint A szerkezet állapota
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 50 60 % hő-megtakarítás várható
A fűtőrendszer adaptálása a lakóház hő-veszteségének csökkenéséhez 1. a fűtőrendszer hőmérsékletesésének csökkenésével a rendszer elején 2. a fűtőrendszer tömegáramának csökkenésével a rendszer elején
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
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.
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 92,5/67,5 25 80 100 100 90/70 20 80 100 100 85/75 10 80 100 100 80/60 20 70 78 80 75/65 10 70 78 80 60/50 10 55 49 51 60/40 20 50 40 42 55/45 10 50 40 42 50/40 10 45 31 33 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
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
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
A fűtőtest adaptálása a lakóház hő-veszteségéhez 25 Heimeier - Mikrotherm a szelepek zajos sávja A szelep nyomásvesztesége (kpa) 20 15 10 5 Herz-TS-90-V Danfoss RA-N Heimeier - V-exakt Oventrop AV6 eredeti szelep (V42) 0 50 100 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
A fűtőtest adaptálása a lakóház hő-veszteségéhez A szelep nyomásvesztesége (kpa) 4.5 4 3.5 3 2.5 2 1.5 1 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=7 0.5 0 50 100 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
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
Slovak university of Technology, Fakulty of Civil Engineering, Department of Building Services Mért adatok hőfogyasztás 160 140 135.1 147.9 Hőfogyasztás (GJ/mes) 120 100 80 60 40 20 80.6 120.9 73.7 77.4 48 19.4 11.6 102.2 58.1 58.8 51.8 119.8 67.9 115.2 65.9 85.9 63.3 34.5 0 I. 2011 II. 2011 III. 2011 IV. 2011 X. 2011 XI. 2011 XII. 2011 I. 2012 II. 2012 III. 2012 Időszak eredeti lakóház felujított lakóház az általános hő megtakarítás 30 40 % a felújított lakóházban a várt hő megtakarítás 50 60 % volt
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.
Köszönöm megtisztelő figyelmüket!