- Tartalom
- Interjú Mikko Iivonen-vel
- Ideje gondolkodásmódunkon változtatni
- Hogyan befolyásolja a szigetelés a fűtés hatékonyságát
- Interjú Professzor Christer Harrysonnal
- Az alacsony hőmérsékletű rendszerek térnyerése
- Interjú Professzor Dr. Jarek Kurnitski-vel
- Szignifikáns bizonyíték
- A hőleadó kiválasztása
- Interjú Elo Dhaene-vel
- A végfelhasználók haszna
- Hőszivattyú és a kondenzációs kazán > indkét hőforrás egy szigetelt modern épületben hatékony módja annak hogy alacsony hőmérsékletű fűtésrendszert tápláljunk
- Hő előállítás hatékonysága > Mindkét rendszer tökéletesen működik alacsony hőmérsékletü radiátorokkal
- Epületek energetikai felújítása > A radiátorokkal fűtött épületekkevesebb energiát használnak fel mint a padlófűtéssel ellátott épületek
- A régebbi épületetek energetikai felújítása egy célravezetőbb módja az energia megtakarításnak.
Hőszivattyú
A csökkenő hőigénynek köszönhetően házainknak és irodáinknak kevesebb hőenergiára van szüksége a melegen tartáshoz. Ez teszi a hőszivattyút ideálissá a modern fűtési rendszerekhez. A talaj felszíne alatt néhány méterre a hőmérséklet egész évben egyenletes, nagyjából 10°C. A geotermikus hőszivattyúk ezt a lehetőséget használják ki, egy csőhurok segítségével – függőleges földalatti hurok - 100-150 m-re a földfelszín alatt, vagy egy vízszintes rácsszerkezet valamivel közelebb a felszínhez. Ezen a vezetéken általában víz/ etanol keveréket áramoltatnak, ahol a hőcsere végbemegy, mielőtt a felmelegített folyadék visszatér a szivattyúba, majd onnan a fűtési rendszerbe. A levegő-víz hőszivattyú egy hasonlóan jó alternatíva. Ezek a kültéri és/vagy beltéri elszívott levegőt használják hőforrásként.
Kondenzációs kazán
A legtöbb kazán egy égéstérrel rendelkezik ahol a hőcserélőn áthaladó égéstermékkel együtt rengeteg, nagyából 200°C -os hőmérsékletű hő a kéményen keresztül a szabadba távozik. Ezzel szemben a kondenzációs kazánok elöször az energia nagy részét leadják az elsődleges hőcserélőnek majd a füstgázban rejlő hőenergiát egy másodlagos hőcserélő segítségével is hasznosítják.
A kondenzációs kazán a gáz vagy olaj elégetése során hőjét leadja a fűtés rendszerbe és szerkezete úgy van kialakítva, hogy az elsődleges hőcserélőt követően a füstgázok lehűljenek benne, egészen addig, míg a füstgázban lévő vízgőz kondenzálodik, és párolgáshőjét leadja a kazánban keringő víznek mielött az visszatér a fűtés rendszerbe. (3.2 ábra). A fűtéshez ugyan gáz és olaj is használható, de a gáz használata jóval hatékonyabb, hiszen a gázzal fűtött rendszerekben a víz 57°C-on kondenzál, míg az olajjal fűtött rendszer esetében 46°C-on. A gázzal fűtött rendszer másik előnye az égéstermék magasabb víztartalma.
Minden kondenzációs kazán esetén szignifikáns az energia megtakarítás köszönhetően a tüzelőanyag hatékony égetésének: a kivezetett gáz hőfoka 50°C, összehasonlítva a hagyományos kazánok 200°C-on kilépő gázaival.
Mindként hőforrás hatékony módja egy alacsony hőmérséklető rendszer táplálására
A fent említett mindkét hőforrás hatékonyan alkalmazható a modern, jól szigetelt házak alacsony hőmérsékletű fűtési rendszereinek ellátására, amelyek ideálisak a radiátorokkal való használatra. A radiátorok alkalmasak bármely hőforrással történő üzemeltetésre, beleértve a megújuló energia forrásokat.
A hőtermelés hatékonysága
A kondenzációs kazánok akkor üzemelhetnek kondenzációs módban, ha az előre menő vízhőmérséklet 55°C alatt marad. Az így elérhető hatékonyság többlet a hagyományos kazánnal szemben 6% körül van olaj tüzelés esetén és 11% gázzal történő használat esetén. (Forrás: ASUE 2006). Már csak ez magában elegendő ok, hogy radiátorainkat alacsony hőmérsékletű üzemre tervezzük.
Hőszivattyúk is tökéletesen működnek alacsony hőmérsékletű radiátororkkal
A hőszivattyúkat általában a padlófűtéssel történő alkalmazásra javasolják, pedig tökéletesen alkalmasak az alacsony hőmérsékletű radiátorokkal való párosításra is. Az EN 14511-2 szabvány az ’évszakos teljesítmény változó’ (SPF) kiszámításának egy egyszerű módját írja le, a fűtésrendszer előremenő vízhőmérsékletével számolva csak. A számítás ezen módja kellően pontos SPF értékeket ad a padlófűtéses rendszerekre, ahol az előremenő és visszatérő vízhőfok különbsége általában alacsony, legtöbbször kevesebb, mint 5 K. Ez a leegyszerűsített módszer azonban nem alkalmazható a radiátoros fűtés esetén, ahol az előremenő és a visszatérő víz hőfoka közötti különbség nagyobb. Erre az esetre az EN 14511-2 egy jóval pontosabb módszert ajánl, számolva a visszatérő vízhőfokkal is. Ezt egyesítve az SPF-el kapjuk a CO Pa-t, az ’éves teljesítmény együtthatót’, amely leírja a hőszivattyú hatékonyságát, ahol az évszak hossza egy év.
Megjegyzés: A fűtésre és meleg víz előállításra használt, napelemmel kombinált kondenzációs kazán megközelíti a hőszivattyú teljesítményét. Forrás: ZVSHK, Wasser Wärme, Luft, Ausgabe 2009/2010
3.4 ábra CO Pa értékek a különböző tervezési vízhőmérsékletekhez, vegyes használatban, fűtésre és meleg víz előállításra, meleg víz, és csak fűtésre. A táblázat továbbá tartalmazza a kondenzációs hőmérsékleteket. A referencia épület egy modern, egy családos ház Münchenben, elektromos föld-hőszivattyúval szerelve. A CO P értékeket laboratóriumi mérések hitelesítették (Bosch 2009).
Abb. 3.4 Energiahatékonysági együttható COPa
Energiahatékonysági együttható COPa
CO Pa = A hőszivattyú által kinyert hőenergia és a befektetett elektromos energia arányszámát egy év leforgása alatt
Tervezett hőfoklépcső |
Kondenzálási hőmérséklet |
COPa vegyes |
COPa csak fűtés |
70/55/20 | 62,4 | 2,8 | 3,0 |
55/45/20 | 49,2 | 3,2 | 3,6 |
60/40/20 | 49,0 | 3,2 | 3,6 |
50/40/20 | 44,0 | 3,3 | 3,8 |
45/35/20 | 38,8 | 3,5 | 4,1 |
50/30/20 | 38,7 | 3,5 | 4,1 |
40/30/20 | 33,7 | 3,6 | 4,4 |
35/28/20 | 30,2 | 3,8 | 4,6 |
Elektromos föld-hőszivattyú. CO Pa értékek a referencia épületből (IV T Bosch Thermoteknik AB)
Hőszivattyúk is tökéletesen működnek alacsony hőmérsékletű radiátororkkal
Az eredmények kimutatták, hogy kimondottan ajánlott az alacsony hőmérsékletű radiátorok alkalmazása, ha hőszivattyút használunk hőforrásnak. A kisebb házakban a hőszivattyút gyakran használják a meleg víz előállítására is. Ha összehasonlítjuk a kombinált CO Pa értékeket, látható, hogy a jellemző alacsony hőmérsékletű radiátor rendszer tervezési vízhőfoka (45/35) 10%-al nagyobb hőszivattyú hatásfokot eredményez az 55/45-ös rendszerhez képest. A 45/35-ös rendszer és a jellemző 40/30-as padlófűtéses rendszer közötti különbség 3%, és 9% a 35/28-al összehasonlítva.
Épületek energetikai felújítása
Alacsony hőmérsékletű radiátoros rendszerek kevesebb energiát fogyasztanak mint a padlófűtésel fűtött épületek
Öregebb épületek energia hatékonyságát növelve több energiát takaríthatunk meg.
Röviden: az alacsony hőmérsékletű radiátorokkal szerelt fűtési rendszerrel rendelkező épületek kevesebb energiát fogyasztanak, mint a padlófűtéssel rendelkezők, még akkor is, ha a hőforrás egy hőszivattyú. A CO P értékek különbségét kompenzálja az alacsony hőmérsékletű radiátorok energia hatékonysága.
Épületeink, különösen a lakóépületek egy energia fogyasztási spirálban vannak. Európában a legnagyobb, önálló energia felvevő szektor az épületek. Kézenfekvő hát, hogy energia megtakarítási akcióinkat az épületek energia fogyasztásának csökkentésére kell koncentrálni. Ugyanakkor a modern épületek (új vagy megfelelően felújított) nem kimondottan a probléma forrásai, ha energia fogyasztásról van szó. A német épületeket alapul véve az 1982 után épült új épületek aránya mindössze 23% a teljes sokasághoz képest, mégis a fűtési energia fogyasztás mindössze 5%-át adják. Más szavakkal: az öregebb épületek energia hatékonyságát növelve hatékonyabbak lehetünk mi is, és több energiát takaríthatunk meg.
Egy épület teljes energia mérlege a beáramló és a kiáramló energiákból áll össze.
Egy épület teljes energia mérlege a beáramló és a kiáramló energiákból áll össze. A potenciális hűtési energia nem szerepel az adatokban. A példában szereplő épület energia áramlását az alábbiak szerint lehet jellemezni:
Ezek az adatok egy többszintes, öreg épület példa adatai, ahol a jellemző fűtési hőigény, beleértve az átsugárzó hőveszteséget és a szellőzést, nagyjából 240 kWh/m2. Amennyiben más épülettípusokra akarunk becslést végezni, a következőket kell figyelembe vennünk: felületek mérete, U-értékek és szellőző légáram mértéke. Például egy egyszintes ház jóval nagyobb hőveszteséggel bír a tetőn és a padlón keresztül a többszintes épülethez képest.
Fűtési hőenergia szükséglet és fajlagos hőterhelés
Összegezhetjük a hőigényt, kWh/m2a, és a fajlagos hőterhelést, W/m2, a különböző német épületek energia szükségletének meglévő statisztikai adatait alapul véve.
Most nézzük meg, hogy mi történi, ha korábbi többszintes épületünket felújítjuk, és újra számoljuk az adatokat. Az eredeti adatokat megállapíthatjuk a 3.9-es ábrában található diagramból, ahol a fűtési hőigény 240 kWh/m2a és a hőterhelés 120 W/m2. Fejlesztjük az épület szerkezetét és szigetelését. Az új U-értékek a következők:
- Külső falak | U = 0,24 W/m2K |
- Ablakok és ajtók | U = 1,3 W/m2K |
- Tető | U = 0,16 W/m2K |
- Padló | U = 0,5 W/m2K |
Uw.közép = 0,40 W/m2K |
Amennyiben a felületek nem változnak és a szellőző légáram mértéke is változatlan, kiszámíthatjuk a szigetelés indukálta hatást. Az átsugárzó hőveszteség 31%-ra csökken, míg a területtel súlyozott U-érték, Uw. közép = 1.3 W/m2K lecsökken Uw.közép = 0.40 W/m2K-ra. Azonban a szellőzés nem változik, így a teljes hőveszteség csökkenése csak 44.3% lesz.
Megjegyzés: Ezt a széles körben elteljed szigetelés fejlesztő beruházást sokszor a jobb ablakok és a megnyerőbb homlokzat, nagyobb hőkomfort és egészségesebb beltéri környezet iránti igény indukálja.
Nowy schemat udziału strat będzie następujący:
- Szellőzés és szivárgás | 65,1 % |
- Külső falak | 11,4 % |
- Ablakok és ajtók | 16,1 % |
- Tető | 3,6% |
- Padló | 4,4% |
összesen 100% |
A hőterhelés 44.3%-al csökken az eredeti állapothoz képest. Az új fajlagos terhelés 67 W/m2 és a 3.9-es ábrából kiolvasható, hogy az ennek megfelelő fűtési hőigény nagyjából 100 kWh/m2a.