Tanúsítás épületgépészet Magyar Zoltán
A rendszerek energiafelhasználását a számítási módszerek standardizálása érdekében ugyanazokkal az összefüggésekkel és paraméterekkel kell számítani, amelyeket a tervezés során használunk a fajlagos hőveszteségtényező és az összesített energetikai mutató számítására. Az eredmények egymással és más épületekre elvégzett számításokkal összevethetőek Előnyt jelent azonban az, hogy a meglévő épület esetében több információ áll rendelkezésre, mint az engedélyezési terv kapcsán, így bizonyos adatokat pontosítani ilehet, precízebben lhtfi lehet figyelembe venni.
rendszerek és a rendszerhez tartozó fogyasztói kör, épületrész é behatárolása üzemidők, üzemeltetési szokások felmérése hőtermelők műszakiű adatainak felmérése, é műszakiű állapotának megítélése szabályozó berendezések beazonosítása, műszaki állapotának megítélése rendszer beszabályozottságával kapcsolatos információk begyűjtése rendszerelemek (hőleadók, ventilátorok, melegvíz termelők, tárolók, szivattyúk, hűtőberendezések, vezetékrendszerek) típusának beazonosítása, főbb adatainak felmérése, műszaki állapotának megítélése, hőszigetelésének felmérése
Berendezések azonosítása Tervek alapján: Amennyiben a tervdokumentáció dk áió rendelkezésre áll, a rendszerek felépítése, fő elemei, főbb méretek, adatok leolvashatók a rajzokról. Általában a kapcsolási rajz és a beszabályozási tervdokumentáció beszerzése a legfontosabb. A tervek alapján történő azonosítás megkönnyíti a munkát, de a megvalósult állapotnak a tervekkel történő összevetése ebben az esetben is szükséges. Helyszíni szemrevételezés alapján: A berendezések adattábláján megtalálhatók a berendezések típusai, névleges teljesítményei, a szállított légmennyiség és a nyomásveszteség értékei. A készülékek gyári száma alapján a gyártótól is beszerezhetők a tervezési paraméterek.
Fűtési rendszerek azonosítása Kazánok Szivattyúk Szabályozó szelepek Tágulási tartályok, biztonsági szerelvények Szűrők Beszabályozó szelepek Hőleadók, radiátorok Automatika
Hidraulikai kör Termelés Elosztó hálózat Fogyasztók Az elosztó hálózat kialakítása a termelési és a fogyasztói oldaltól is függ
A hidralikai rendszer helyes működéséhez szükséges három hidraulikai feltétel A tervezési térfogatáramnak a rendszer minden pontján rendelkezésre kell állnia A szabályozó szelepen a nyomás nem ingadozhat sokat A térfogatáramoknak a csomópontoknál illeszkedniük kell egymáshoz
1. A tervezési térfogatáramnak a rendszer minden pontján rendelkezésre kell állnia Tipikus problémák, ha ez a feltétel nem teljesül: Az épület egy része túlfűtött, máshol pedig hideg van Az energia költségek magasabbak a vártnál Teljes terhelésnél a beépített teljesítmény nem elegendő Üzemindításkor az utolsó fogyasztó sokkal később éri el a tervezett tt nappali légállapotot t
Az elosztóhálózat beszabályozása Tervezett állapotban, a térfogatáram ± 4/Φ eltérése okozza a szobahőmérséklet 0.5 C-os eltérését. Ts / Tr / Ti F Eltérés ( C) (+/- %) 90/70/20 0,29 14 82/71/20 0,18 22 80/60/20 0,33 12 90/50/20 0,57 7 60/50/20 0,25 16 60/40/20 0,50 8 Ts Előremenő hőmérséklet. Tr Visszatérő hőmérséklet. Ti Szoba hőmérséklet.
A diszkomfort költsége
A diszkomfort költsége Helyiségek száma % Beszabályozott rendszer 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 Szoba hőmérséklet C
2. A szabályozó szelepen a nyomás nem ingadozhat sokat Jelenség: A szabályozó szelep zajos Megoldás: Δp szabályozó alkalmazásával korlátozzuk a Δp-t Jelenség: A helyiséghőmérséklet vagy a szellőző levegő hőmérséklete erősen ingadozik Megoldás: A hidraulika rendszer beszabályozása kézi vagy automatikus beszabályozó szelepek alkalmazásával
Szabályozó szelep kiválasztása Hőcserélő Szabályozó szelep Eredő Teljesítmény % Térfogatáram % Teljesítmény % 100 100 100 90 90 90 80 80 80 70 70 70 60 60 60 50 + 50 = 50 40 40 40 30 30 30 20 20 20 10 10 10 Térfogatáram % Szelepemelkedés% i i Szelepemelkedés % 0 0 0 0 10203040506070 90100 0 10203040506070 80 90100 0 10203040506070 80 90100 80 + =
Nyomáskülönbség változása 50 % power Heat outp put 1 3 0 1 2 0 1 1 0 1 0 0 9 0 8 0 7 0 6 0 5 0 4 0 3 0 2 0 1 0 0 5 0 1 0 0 1 5 0 150 2 0 0 2 5 0 3 0 0 Flow 20 % flow 100% 4% pressure drop Δ P q 2
Szabályozási tartomány Wasted range Flow (80 kpa) (15 kpa) Opening A szabályozó szelep karakterisztikája torzul! Szabályozási tartomány
Szabályozási tartomány Power Flow 50% 9% 34% 50% Opening Flow Opening Folyamatos szabályozásból ON/OFF szabályozás lesz!
Változó térfogatáramú elosztóhálózat H Részterhelés Állandó fordulatszámú szivattyú 10 100% terhelés 8 Statikus strangszab. + fogyasztó 6 Alapvezeték 4 2 0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 Q
Változó térfogatáramú elosztóhálózat H 10 8 Részterhelés Szabályozott fordulatszámú szivattyú 100% terhelés Statikus strangszab. + fogyasztó 6 Alapvezeték 4 2 0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 Q
3. A térfogatáramoknak a csomópontoknál illeszkedniük kell egymáshoz Jelenség: A beépített teljesítmény nem elegendő Kiváltó ok: A szekunder oldali és a primer oldali térfogatáramok nem illeszkednek egyáshoz Megoldás: A rendszer beszabályozása
Kapcsolat a térfogatáramok között A Elosztó hálózat Az elosztó hálózatban a szivattyú túlméretezett, így nagyobb az elosztó hálózatban keringetett térfogatáram, mint amit a primer oldal biztosítani tud. Van egy keverési pont (A) a visszatérő és előremenő víz között. Kazánok Az előremenő vízhőmérséklet alacsonyabb, mint a tervezett.
HMV rendszerek azonosítása HMV termelő (átfolyós készülék, kazán vagy hőcserélő) Tároló HMV hálózat (melegvíz és cirkulációs ió vezetékek) Cirkulációs szivattyú Szabályozás á
HMV előállítás azonosítása Beépített hőtermelő típusát, teljesítményét Tároló térfogatát A melegvíz hőmérsékletét A hidegvíz hőmérsékletét A kazán és hőcserélő hőteremelő esetén a belépő és a kilépő vízhőmérsékleteket
HMV hálózat azonosítása Cirkulációs szivattyú adatait (típus, munkapont) Melegvíz vezeték hőszigetelésének állapotát Cirkulációs vezeték hőszigetelésének állapotát Melegvíz hőmérsékletét Cirkulációs vezetékben a vízhőmérséklet
Szellőzési rendszerek azonosítása Ventilátorok Fűtő- éshűtő kaloriferek Légnedvesítő egységek Hővisszanyerő egységek Légszűrőkű Hangcsillapítok Zsaluszerkezetek Automatika Légelosztó hálózat azonosítása Légtechnikai hálózat beszabályozásának ellenőrzése
Légtechnikai beszabályozás szükségessége A beszabályozatlan légtechnikai rendszer a következő problémákat okozhatja: Ab belső ő légállapot nem megfelelő lő Az energiafelhasználás nagyobb a vártnál Sick Building Syndrome
Légtechnikai beszabályozás 4 Arányos módszer 3 2 1
Légtechnikai Számítások beszabályozás Design flow 1400 m³/h Measured flow 1315 m³/h 1600 m³/h Arány = mért térfogatáram tervezési térf. 1600 m³/h 1200 m³/h m³/h m³/h 1580 1730 1410 duct1 duct2 duct3 m³/h duct4 Meghatározzuk areferencia measured flow [m3/h] 1410 1730 1580 1315 ágat design flow [m3/h] 1200 1600 1600 1400 fraction 1,18 1,08 0,99 0,94
Hűtési rendszerek azonosítása Kompresszoros hűtőgépek Abszorpciós hűtőgépek Elpárologtató Kondenzátor Fojtószelep Keringtető szivattyú Automatika
Kazántechnológia fejlődése II. világháború utáni időszak: Kazánok és központi fűtési rendszerek lassú elterjedése. Kizárólag szilárd tüzelés, csak gravitációs fűtések. 50-es évek 2. fele: Átállás olajra a magasabb komfort miatt. Egyenletesebb hőszolgáltatás, kevesebb munka. Szivattyú, zárt rendszer, központi és helyi szabályozás megjelenése. jl
Kazántechnika fejlődése 1973-74: Olajválság. Az energia ára 6-8-szorosára nő. Fő jelszó: energiamegtakarítás, alternatív energiák A mai szabályozástechnika kifejlődése: A mindenkor szükséges energia előállítása A ház hőtároló képességének figyelembe vétele és kihasználása. Kommunikációs technika kialakulása
Kazántechnika fejlődése 80-as évek: Környezetvédelem: Kisebb károsanyag kibocsátás elérése. 1980: SO 2, SO 3 a fő bűnösök (savas eső) 1985: NO x a fontos károsanyag 1988: CO 2 üvegház hatás Unitkazán kifejlesztése: égő és kazán illesztése egymáshoz
Kazántechnika fejlődése 90-es évek: A felhasznált energiahordozó mennyiségének mérséklésével csökkenteni a környezet terhelését. Kondenzációs kazánok Gázmotorok Hőszivattyúk Hőszolgáltatás és klímatizálás közös megoldása (abszorpciós hűtőgép 110-120 C hőmérsékletű kazánnal kombinálva)
Kazánok csoportosítása Hagyományos kazánok: Nem szabad tartósan 60-70 C alatti hőmérsékleten üzemeltetni, mert a kondenzálódó égéstermék károsítja. Alacsony hőmérsékletű kazánok: Olyan a kazán kialakítása, hogy alacsony vízhőmérséketnél sem alakul ki a kondenzáció. Niedertemperatur-Kessel : 40-45 C min. hőmérséklet Tieftemperatur-Kessel : 20-30 C min. hőmérséklet, vagy nincs is korlát Kondenzációs kazánok: Cél az égéstermék oldali kondenzáció, kedvezőbb hatásfok.
Vaillant alacsonyhőmérsékletű öntöttvaskazán
Buderus ecostream technika
Kazánok tüzeléstechnikai hatásfoka A tüzelés veszteségei: η = Q& hasznos Q& bevitt 100 [%] füstgáz- vagy kéményveszteség, Q f elégetlen gázok okozta veszteség, Q e korom-k és pernyeveszteség, Q k sugárzási veszteség, Q s rostély- és salakveszteség, Q r A hasznos hőteljesítmény: Q h = Q b -(Q f + Q e + Q k + Q s + Q r )
Kazánterhelés és a fűtési órák kapcsolata Általánosságban a fűtési idény több mint 80 %-ában a méretezési teljesítmény felénél kisebb teljesítményre van szükség. A kazán részterhelésen való üzemeltetése gyakran az égő ki-bekapcsolásával érhető el. Amikor az égő ki van kapcsolva, akkor nincs energia bevitel, de a kazánban továbbra is meleg a fűtővíz, ezért változatlanul van vesztesége a környezete felé. Ezt a készenléti veszteség
Kazánhatásfok η N = 1+ q& b η K Δt Δ t 1 1 A készenléti veszteségeket is figyelembe veszi η N a kazánhatásfok [-] η K a kazán tüzeléstechnikai hatásfoka [-] t 1 az égő üzemidejének hossza egy kapcsolási intervallumban [h] t a egy kapcsolási intervallum hossza [h] q b a kazán fajlagos készenléti vesztesége a teljesítményre vetítve [-]
Kazánok éves hatásfoka A kazánok tényleges energiafelhasználását legjobban jellemzi Ez a teljes fűtési idényben hasznosított és a kazánba ténylegesen bevezetett energia hányadosa. η = a η k f b 1+ q B b s a VH 1 η k kazán hatásfoka teljes terhelésnél f s elpiszkolódási tényező a kazán két karbantartási periódusa közt q B kazán készenléti vesztesége a teljesítmény százalékában b a a fűtési időszak hossza [h/a] b VH a kazán teljes terheléssel való üzemének időtartama [h/a]
A német előírások 12.8, 30.3, 38.8, 47.6 és 62.6 % terhelések melletti kazánhatásfok mérését írják elő η a 5 = 5 1 i=1 η ϕ, i η a = 5 5 1 i= 1 η ϕ, i hőfokgyakoriság, a külső hőmérséklet, fűtési gy g,, napok és a kazánterhelés kapcsolata
Kazánhatásfok és kazánterhelés kapcsolata Szabványos kazán állandó kazánvízhőm. készenléti veszteség állandó Részterhelésnél szabványos kazánoknál k ál gondot jelent a kazán túlméretezése
Alap- és csúcskazán terhelésének megoszlása
Kazán hatásfok minimuma 20/1998. (IV.17.) IKIM rendelet e Kazán fajtája Névleges Hatásfok névleges Hatásfok részterhelésen teljesítmény teljesítményen kw Átl. vízhőm Hatásfok Átl. vízhőm Hatásfok C % C % Szabványos kazán 4-400 70 84+2log Pn 50 80+3log Pn Alacsonyhőmérsékletű 4-400 70 87,5+1,5log Pn 50 87,5+1,5log Pn kazán Kondenzációs kazán 4-400 70 91+1log Pn 30 91+1log Pn Hatásfok megkülönböztető jelzése Jelölés Pn névl. teljesítményen 70 C átlagos vízhőmérsékletl mellett mért 0,3 Pn névl. teljesítményen 70 C átlagos vízhőmérsékletl mellett kazánhatásfok (%) mért kazánhatásfok (%) 84+2log Pn 80+3log Pn 87+2log Pn 83+3log Pn 90+2log Pn 86+3log Pn 93+2log Pn 89+3log Pn
Fűtés elosztó vezetékrendszer hővesztesége Ha az elosztó vezetékek fűtetlen térben haladnak, akkor hőleadásuk egyértelműen veszteség. Ha fűtött téren belül haladnak akkor is Ha fűtött téren belül haladnak, akkor is veszteséget jelent a hőleadás, mert az szabályozatlan módon történik.
Zárt térben levő szigeteletlen/szigetelt csövek és sík fal hőleadása (hőhordozó közeg és környezeti levegő közti átlagos hőmérsékletkülönbség 50 C) Cső belső / Szigetelés Szigetelés vastagsága [mm] külső átmérője hővezetési tényezője 0 20 30 40 60 80 100 125 150 [mm] [W/mK] 10/14 0.035 86 7 6 6 0.045 86 11 9 7 0.07 86 14 13 11 0.093 86 18 16 14 0.117 86 21 19 18 50/57 0.035 301 19 14 12 10 9 7 0.045 301 24 19 17 13 11 10 0.07 301 33 27 24 19 17 14 0.093 301 42 34 30 25 21 19 0.117 301 49 41 35 30 26 24 100/118 003 0.035 515 31 24 19 14 12 11 10 9 0.045 515 40 31 25 19 17 13 12 11 0.07 515 55 42 35 28 24 21 19 17 0.093 515 69 54 46 37 31 27 24 21 0.117 515 82 64 55 45 38 33 30 27 200/216 0.035 878 56 41 33 25 20 17 14 13 0.045 878 73 54 44 32 26 21 19 17 0.07 878 101 76 61 46 38 32 28 25 0.093 878 125 95 78 60 49 41 35 33 0.117 878 148 114 94 73 60 53 46 41 400/419 0.035 1537 104 75 59 42 33 28 24 20 0.045045 1537 134 97 76 55 44 37 30 27 0.07 1537 185 137 109 80 63 54 46 40 0.093 1537 231 171 139 103 83 70 60 53 0.117 1537 273 205 167 125 102 87 74 64 sík fal 0.035 425 75 53 41 27 21 17 13 12 0.045 425 97 69 53 35 27 23 18 16 0.07 425 135 97 75 53 41 33 27 23 0.093 425 166 123 95 68 53 44 35 30 0.117 425 196 146 114 82 64 53 44 37
Az elosztóvezeték rendszer hőleadása: ( L Q ) [ kwh a ] Q f = Z σ / f, v F i i / Z F a fűtési idény hosszának ezredrésze [h/1000a] σ a szakaszos s üzemvitel e hatását kifejező ő korrekciós tényező [-] L i az i-ik ik szakasz hossza [m] Q i az i-ik szakasz fajlagos hőleadása [W/m]
A vezeték fajlagos hőleadása: ( t t ) [ W m ] v, köz i, átl Q i = Q 50 / 50 Átlagos vízhőmérséklet tv, elöre tv, vissza ti te, átl tv, köz = ti 2 ti te, m [ C] Elkülönítve számítandó az épület fűtött légterén kívül és belül haladó vezetékek hőleadása q Qf, v, külső + 0,3 Qf, v, belső 2 = [ kwh/ m a ] f, v / AN
CEN CR 1752 szabvány (1998) MSZ CR 1752:2000 Épületek belső környezetének tervezési alapjai Abelső környezet kategóriái A B C magas fokú elvárás közepes szint elfogadható, szerény szint TC 156 WI 31 00156100:2005
Összegzés Fűtési rendszerek azonosítása - Hidraulikai beszabályozás HMV rendszerek azonosítása Szellőzési rendszerek azonosítása - Légtechnikai beszabályozás Hűtési rendszerek azonosítása
Köszönöm a figyelmet! Magyar Zoltán