Építkezés - 229. oldal

Fontos, hogy a passzívházak lakói jól érezzék magukat otthonukban. Visszajelzéseik nagyon pozitívak: „Sohasem fáztunk”, „Jól érezzük magunkat”, „Ha megint építkeznénk, mindenképpen megint egy passzívházba fognánk bele”. A helyiségek hőmérséklete a tapasztalatok alapján a leghidegebb téli időjárásban is folyamatosan kellemes marad.

Az az aggodalom, hogy a passzívházban nem szabad ablakot nyitni, és ettől az ember kényelmetlenül érzi majd magát, a gyakorlatban alaptalannak bizonyult.

Ablakok

Az ablakokat télen is ki lehet nyitni, mindenesetre csak rövid időre. Ezzel szemben a lakók gyorsan megszokták azt a kényelmet, hogy télen nem kell feltétlenül az ablakon keresztül szellőztetni. A légmentes épületszigetelés mentessé teszi lakásunkat a huzatjelenségektől, és mellékesen nagyon jó hangszigetelést is nyújt környezetünk zajforrásaival szemben.

Ebben az összefüggésben érdemes megfontolni, hogy az ablakokat kizárólag nyíló funkcióval lássuk el: elforduló vasalattal, amely lehetővé teszi a teljes kinyitást, de bukófunkció nélkül.

A bukófunkciónak különben sem sok értelme van, és bukóra állítva fennáll annak a veszélye is, hogy könnyebben elfelejtjük bezárni az ablakot. A csak nyíló funkcióval rendelkező ablakot télen, ha már mindenképpen ablakot kívánunk nyitni, úgyis csak rövid időre nyitjuk ki, nyáron pedig sokkal közvetlenebb kapcsolatot tesz lehetővé a külvilággal.

Még egy szó a szellőztető berendezésekről

Ezek a gépek csendesen, hatékonyan, higiénikusán és alacsony áramfelhasználással dolgoznak – amennyiben megfelelő minőséget képvisel a tervezés, az eszköz, a beépítés és a karbantartás. Mindenekelőtt a tervezés területén van szükség a kellően egyszerű koncepciók alkalmazására, amelyek nem a vezetékek keresztmetszetén, hanem azok hosszán takarékoskodnak, és hajlanak arra, hogy az épületfödémeket féloldali csővezetékként használják fel, mivel a legjobb csővezeték a nem létező csővezeték.

A CEPHEUS (Cost Efficient Passive Houses as European Standards) elnevezésű EU-s demonstrációs projekt keretében 14 különböző európai építési helyszínen hoztak létre passzívházakat, amelyeket tudományos szempontok alapján megfigyeltek.

A projekt kiértékelése meggyőző.

• A passzívházak különböző építési módokkal és épülettípusokkal is elképzelhetőek, elérhető építési költségeken
• A rendelkezésre álló tervezési segédletek a levegő vezetésének módja, a hőhídmentes szerkezet kialakítása, a légmentesség és a passzívházakhoz alkalmazható ablakok tekintetében beváltak
• Az összesen mintegy 113 lakóegységben végzett mérések átlagosan 16,6 kWh/ (m²év) éves fűtési hőszükségletről tanúskodnak, így csak csekély mértékben haladják meg az előzetesen számított értékeket
• Ezzel az EN 832 (a PHPP alapja) szerinti számítási eljárásra is úgy tekinthetünk, mint amely megállja a helyét a gyakorlatban
• A 10 W/m²-es maximális fűtési igény oly csekély, hogy a „fűtéshez” elegendő a szellőztető berendezésen keresztül kiáramló levegő hője, a fűtési rendszerről lemondhatunk
• Nagyon alacsony külső hőmérsékletek esetén – amely azonban Közép-Európában általában tiszta égbolttal és így erős napsugárzással jár együtt -, valamint a 10 °C körüli hőmérsékletek esetében (tavasszal és ősszel) felmerülhet egy nagyon csekély mértékű fűtési igény
• Az extrémen jó szigetelésű épületek, mint pl. a passzívházak esetében a belső hőmérséklet hőközlés hiányában is csak nagyon csekély mértékben változik (magas termikus tehetetlenség, 170-800 h közötti hosszú időállandók). Csúcsterhelésre ezért egyáltalán nem kerül sor
• Mind a tulajdonosok, mind a bérlők jól megvannak a passzívház-szabvánnyal, és nagyon elégedettek a termikus kényelemmel

A passzívházak esetében a környezetvédelmi célt nem lemondásokkal érjük el, épp ellenkezőleg. Manapság egyedül így van esélyünk lényegi jobbítások elterjesztésére. A passzívházban a magasabb hatékonyság egyértelműen nagyobb kényelmet nyújt. Ezzel az energiamegtakarítás elveszíti az aszkétizmus igényét.

Rendeletekkel és törvényekkel azonban nem sokat nyerünk, a felkínált koncepcióknak sokkal inkább mindazokat az elvárásokat kell teljesíteniük, amelyek a piacon való széles körű elfogadáshoz vezetnek.

• Legyenek egyszerűek és megbízhatóak!
• Növeljék, ne pedig korlátozzák a lakókényelmet!
• Igazodjanak a korábbi lakáshasználati formákhoz és igényekhez, ne sokban különbözzenek a megszokottól!
• Legyenek megfizethetőek!

A passzívház-szabvány mindezen követelményeket kielégíti. Próbálja ki saját maga is és építsen egyet!

A télikert az új épületek szikrázó „megkoronázásának” számít, ugyanakkor egyre gyakrabban egészítik ki az öregebb épületeket is ilyen üvegépítményekkel. A télikertet mint energiamegtakarítási technikát gyakran félreértik, és sajnos ilyenként magasztalják, pl. az előállítók az eladás melletti érvként, vagy az építészek a szoláris építészet fontos építőköveként.

Az „ötlet” az USA éghajlati övéből származik, ahol is a napsütéses órák száma 3.200 és 3.500 közötti évente. Itt a télikertek kiválóan működnek, mivel a nap a fűtési periódusban is egész álló nap süt, így nagymértékben hozzájárul a passzív energianyereséghez.

Németországban ezzel szemben a napsütéses órák éves átlaga 1400 óra. Az éves fűtési energia 80%-át a fűtési  időszak közepén, a novembertől márciusig tartó „sötét” évszakban használjuk fel. Ezekben a hónapokban a legkevesebb a napsütéses órák száma. Ebben az időszakban a télikert nem képes lényegileg hozzájárulni az energiamegtakarításhoz.

Épp ellenkezőleg: gyakran a télikert fűtése miatt többlet energiafelhasználásra kerül sor, még ha az csak napi két órát tesz is ki az esti órákban. A télikertek fűtésében elkövetett „vétkek” az elektromos hősugárzóktól a padlófűtésig terjednek.

Amennyiben a pára lecsapódását, illetve a nyári túlhevülést is meg kívánjuk valamelyest akadályozni – árammal hajtott klímaberendezésekkel és páraelszívóval – az áramfelhasználás az egekbe szökik, télikertünk pedig valóságos energiacsapdává változik.

A télikertek és energiamérlegük

Egy 142 m² fűtött alapterületű, különálló családi ház példáján bemutatjuk a különböző lehetőségeket:

A példabeli ház a hatályos hőszigetelési szabvány (EnEV) szerint épült ház. Az épület déli oldalához 15 m² alapterületű, 76 m üvegfelülettel rendelkező télikertet építenek.

A fenti példa egyértelművé teszi, hogy a 3. variáció, vagyis az épület hővédelmének felfejlesztése az alacsony energiafelhasználású ház követelményeinek megfelelően jelenti a legnagyobb energiamegtakarítást, a legcsekélyebb beruházási többletköltség mellett.

Csak a fűtetlen télikert esetében számíthatunk némi energiamegtakarításra.

• Ha ennek ellenére mégis fűtjük a télikertet, az energiamegtakarítás 0 kWh-ra csökken. Ezzel szemben az energiafogyasztás évente 2-4 1 fűtőolajjal nő az alapterület 1 m²-ére [20-40 kWh/(m²év)] nézve.
• Ha a télikertet nem fűtjük, a kilátásba helyezhető megtakarítás a lakóterület m²-ére vonatkoztatva évente maximálisan 0,5-1 liter fűtőolajat tehet ki, mintegy 700-1.500 6-t kitevő beruházási költségek mellett a télikert alapterületének 1 m²-re vetítve. így a télikert meglehetősen magas beruházási költségeivel (7.500–26.000 €) csupán mintegy 60-120 € éves megtakarított költség áll szemben.
• Ha ehelyett sokkal szerényebb összeget szánunk az épület kiegészítő hőszigetelésére, pl. az alacsony energiafelhasználású ház kritériumai szerint, az elérhető megtakarítás 3-10 liter fűtőolajnak felel meg a lakóterület 1 m²-ére számítva és évente.

Nem vitatott a télikert értéke sem mint a ház építészeti jellegzetessége, sem mint olyan kiegészítő helyiség, amely a csökkenő külső hőmérsékletek esetében is lehetővé teszi a „quasi szabadban” való tartózkodást.

Ezekkel az előnyökkel kétségtelenül hozzájárul a lakókényelem növeléséhez. Ezek, és csakis ezek lehetnek a télikert mellett szóló érvek a vásárlás, tervezés és megépítés során. Az építtetők azon elképzelése azonban, hogy az épület déli oldalán emelt télikert hatékony intézkedés lehet az energiamegtakarítás, illetve az energianyerés terén, minden alapot nélkülöz.

Olyannyira, hogy a télikert létesítése és a lehető legnagyobb passzív szoláris energianyereségek elérése egymással konkuráló célkitűzéseket jelentenek. Az ablakon keresztül megvalósuló hőnyereséget a déli homlokzathoz csatolt télikert csökkenti. Még akinek tehát oly sok pénze van is, hogy télikertet kíván építeni, jobban teszi, ha azt a keleti vagy nyugati oldalra telepíti, és a déli homlokzatot szabadon hagyja.

Szellőztető berendezés

Csak kevés esetben valósul meg a télikert kombinációja a szellőztető berendezéssel. Ebben az esetben a télikert meleg levegőjét vezetik be az épületbe. Megfontolásra érdemesek a berendezéssel járó beruházási többletköltségek, a megnövekedő karbantartási költségek és a nem alulbecsülendő többlet-áramfelhasználás, amelynek következtében természetesen az üzemeltetés költségei is növekednek.

A télikert-építés  minimumszabályai

Energetikai szempontból a következő szabályokat feltétlenül be kell tartani:

• Semmi esetre se fűtsük a télikertet
• A télikertet termikusan válasszuk el az épülettől
• Telepítsük a télikertet a keleti vagy a nyugati oldalra
• Szerény mélységű télikertet tervezzünk
• Terjesszük ki az építményt lehetőleg minden épületszintre
• Válasszunk a klímának megfelelő növényeket
• Teremtsünk elégséges lehetőséget a szellőztetésre, hogy nyáron ne legyen szükségünk elektromos hűtésre
• Gondoskodjunk a konstruktív árnyékolás lehetőségéről nyáron
• Csakis magas minőségi osztályt képviselő hőszigetelt üvegezést alkalmazzunk jól szigetelt keretezéssel

Összefoglalás

Ha anyagi lehetőségei szűkösek, spórolja meg magának a télikertet, és fordítsa a megtakarított pénz töredékét valóban energiahatékony technikák alkalmazására, mint pl:

• jó tervezés
• hőszigetelés
• szellőztető rendszer
• áramkímélő elektromos berendezések
• kondenzációs fűtési technika
• kollektor

Arra a célra, hogy a fűtési időszak alatt egy épület helyiségeit mintegy 20 °C-os szobahőmérsékletre melegítsük, a keringetett melegvíz-fűtési rendszer terjedt el. Ennél zárt körforgásos rendszerről van szó, amelyben a víz szállítási és tárolási funkciót lát el. A víz nagy hőkapacitása miatt nagymértékben alkalmas erre a feladatra.

Szivattyú nélkül

A nehézségi erőn alapuló fűtés volt a keringetett fűtési rendszer előde. Ebben a rendszerben nem alkalmaztak szivattyút, mivel a csővezetékek átmérője sokkal nagyobb volt. A nagy tömegű meleg víz így „magától” (a nehézségi erő elvén: a meleg víz könnyebb, mint a hideg, ezért felfelé halad) jutott el a fűtőtestekhez, akár a ház legfelsőbb emeleteire is. Ez a rendszer azonban lassú és nehezen szabályozható volt. Ezért, mindenekelőtt azonban gazdaságossági okokból (helyigény és költségek) a csővezetékeket elvékonyították, hogy az immár sokkal csekélyebb mennyiségű meleg víz (gyors) szállításának szerepét a keringető szivattyú vette át.

A felhasznált fűtőanyag fajtájától függetlenül valamennyi keringetett melegvíz-fűtés a következő elv szerint működik: a kazán forró vizet termel, amelyet a csővezetékek a (keringető) szivattyú segítségével elszállítanak és elosztanak a felhasználók (a fűtőtestek és -felületek) között. A forró víz által átjárt fűtőtestek a hőt a hőfokszabályozó szelepek által vezérelt módon adják át a fűtendő helyiségnek. Közben a fűtővíz kihűl, és a csővezetékeken keresztül (visszatérő víz) visszakerül a kazánhoz. A kazán a vizet újra felforrósítja, és a folyamat kezdődik elölről.

Egy körforgásban csak akkor lehet szó energia szállításáról, ha a termikus szint a kazánnál magas, a felhasználóknál azonban alacsony. A folyamat közben megfigyelhető  hőmérsékletkülönbség a hőszállítás hatékonyságának mértéke. A szokványos hőfoklépcső (az előremenő és a visszatérő víz hőmérséklete közötti különbség) a fűtéstechnika területén 20 K(Kelvin).

Csak a kis hőmérsékleten dolgozó rendszerek esetében (55/45 °C az előremenő, ill. a visszatérő víz esetében), így többek között padlófűtések és falfűtések esetében érhető el a hőfoklépcső mintegy felére, tehát 10 K-re csökkentése, azonban a keringető szivattyú elektromos áramfelhasználásának többlete miatt ez nem ajánlatos.

A teljes fűtési rendszernek automatikusan képesnek kell lennie a gyorsan változó külső és belső viszonyokhoz való alkalmazkodásra. Ehhez olyan vezérlésre van szükség, amely minimum egy, az időjárástól függő kazánvezérlésből és a hőleadás (a hőfokszabályozó szelepek által elért) helyiségenkénti alkalmazkodásából épül fel.

Ennyit az elméletről. A tapasztalat azt mutatja, hogy a gyakorlatban a fűtési rendszert csak ritkán tervezik meg teljes körűen a kazántól az egyes helyiségekben elvárt hőleadásig. Az energiahatékonyság és a lakók kényelme pedig gyakran az utolsó helyen áll a szempontok között.

Minél jobb az épület hőszigetelése, annál kevesebb hőigénnyel számolhatunk az elkövetkezendő évtizedekben. Ennek köszönhetően a fűtéstechnika valamennyi eleme a kazántól a hőelosztáson át a fűtőfelületekig kisebbre, hatékonyabbra, és ennek megfelelően olcsóbbra is tervezhető.

Hogy ténylegesen melyik kazánt választjuk, az a tüzelőanyagtól, illetve az energiahordozótól függ, amely az adott helyen rendelkezésünkre áll.

• De melyik fűtőanyag a legjobb?
• És mennyibe kerül hozzá a megfelelő technika?

Ezekre a kérdésekre nem létezik általános igazságú válasz. Az egyes felhasználóknak túlságosan is változatos igényeik és szükségleteik vannak, és túlságosan különbözőek a helyi adottságok is.

Egy biztos: legjobb tüzelőanyag nem létezik (az optimális az lenne, ha a passzívháznál látott módon egyáltalán nem használnánk fűtőanyagokat), és a beruházási költségek szempontjából a beépítendő technika is meglehetősen differenciált, csakúgy mint a későbbi fűtőanyag- és karbantartási költségek, amelyek a fűtési rendszer beépítésének vagy felújításának tervezésekor fontos szerepet játszanak.

Alapvetően négyféle fűtőanyag található a kínálatban:

• a fűtőolaj,
• a folyékony gáz (a kőolajfinomítás mellékterméke),
• a földgáz
• és a fa (hasábfa, pelletek és aprít ék formájában).

Ezek előnyeit és hátrányait a következő táblázatban részleteztük. A fa mint újratermelődő és hazai fűtőanyag ökológiai szempontból biztosan jó alternatívát jelent. Ugyanakkor vannak hátrányai is a beszerzés és a tárolás területén. Amennyiben ez lehetséges (vagy tervben van), az optimális lehetőség a csatlakozás egy távhőszolgáltatóhoz, vagy közeli központihő-szolgáltatóhoz. A keringetett melegvíz-fűtés elvét ez nem érinti, csak az egy kazánra eső háztartások, illetve felhasználók száma nő meg.

[table id=63 /]

Fűtés árammal? Megéri?

Soha ne használjunk elektromos áramot fűtési célra! Ez a nagy ráfordítással előállított „nemes energia” a fűtéshez szükséges 20-70 °C-os hőmérséklet eléréséhez „rossz” fűtőanyag: az elektromos áram az első számú klímagyilkos, amely 2-5-ször drágább, mint bármely más tüzelőanyag. Ugyanakkor károsanyag-kibocsátásuk (mindenekelőtt nitrogénoxidok) mintegy 80%-kal csökkent. Csak a fatüzelésű berendezések maradnak el ezen a téren valamivel.

Az elmúlt 15 évben a fűtési technika sokat fejlődött az energiatakarékos berendezések irányában. Akinek manapság ki kell cserélnie hőtermelő egységét, vagy újat kell beépítenie, már olyan technikára hagyatkozhat, amely nagymértékben tekintettel van az energiatakarékosság és a környezet tehermentesítésének szempontjaira. Pl. az olaj-és gázkazánok hatásfoka 60-70%-ról 90%.

Ezen kívül a tapasztalat azt mutatja, hogy jő eredményeket csak akkor érhetünk el, ha a fűtési rendszer minden komponense (a kazán, a gázkémény/kürtő, a csőhálózat, a vezérlés, a fűtőfelületek és a használati melegvíz-előállítás) jól illeszkedik egymáshoz, és a rendszert rendszeresen karbantartjuk.

Kazánteljesítmény (fűtőteljesítmény)

A szükséges kazánteljesítmény elsősorban az ellátandó ház vagy házak mindenkori szigetelési szabványának függvénye. Minél jobb a szigetelés, annál kisebb teljesítményű kazánra van szükségünk, annál kisebbek tehát a beruházás költségei.

A következő táblázat hozzávetőleges méretezési segítséget nyújt a szükséges specifikus kazánteljesítményhez:

[table id=62 /]

Ha pl. egy kb. 300 m² fűtött lakóterülettel rendelkező többlakásos családi házat az EnEV-szabvány alapján építünk fel, csaknem 26 kW-os kazánteljesítményre van szükségünk (300 m² x 85 W/ m² = 25.500 W = 25,5 kW).

Ha ugyanezt az épületet az AEFH-szabvány alapján hozzuk létre, a szükséges kazánteljesítmény csak mintegy 11 kW-ot tenne ki. Ebből látható, hogy a jobb hőszigetelés nemcsak (szerény) többletköltségekkel jár, hanem egyúttal költségcsökkenést is eredményez az alkalmazandó fűtéstechnika terén.

Ebben az összefüggésben gyakran beszélnek az épület hőszükségletének mértékéről is. A hőszükséglet fogalma azonban már foglalt, így már nem megengedhető.

A kazán méretének esetében azonban egy teljesítmény kiszámításáról van szó (W-ban vagy kW-ban), amelyet a hűtőteljesítmény egyenértékeként fűtőteljesítménynek nevezünk. 2004. április 1. napjától az egyes épületek fűtőberendezéseinek fűtőteljesítményét Európa-szerte a (DIN) EN 12831 alapján kell kiszámítani. Csak ezen az alapon lehet a kazán és a fűtőtestek méretét meghatározni, és semmiképpen sem a hasra ütéses módszerrel.

Egy előtanulmány; vagy egy előzetes projekt keretében azonban mindenképp szükséges a fűtőteljesítmény előzetes felbecslése.

Ehhez léteznek közelítő eljárások, pl:

• Q_h = (ɡ_i – ɡ_a.) x [(U_m x A) + (n x V x c_P x p)], amelyben
• Q_{h =}  az épület fűtőteljesítmény-igénye (W)
• ɡ_i = belső levegő hőmérséklete (bent)
• ɡ_a = külső levegő hőmérséklete (kint)
• Um = átlagos hőátbocsátási tényező
• A = hőátadó épületfelület
• n = levegőcserélődési arány (pl. 0,8 ^-1)
• V = fűtött épülettérfogat
• c_P = a levegő speciális hőkapacitása
• p = a belső levegő sűrűsége.

A hőmérsékletek a DIN szerinti szabványértékek a belső levegő hőmérsékletére (többnyire 20 °C), valamint a külső levegőre az építési hely szerint (pl. Wiesbaden -10 °C). Az átlagos hőátbocsátási tényező figyelembe veszi valamennyi U-értéket és az egyes épületszerkezeti elemek (mint fal, tető, ablakok vagy födémek) felületeit.

Akár a közelítési eljárást, akár a DIN szerinti egzakt számítást alkalmazzuk, eredményül egy olyan teljesítményértéket kapunk, amely alapján az ellátandó épület megfelelő kazánt kap ahhoz, hogy még kedvezőtlen feltételek mellett is (a legrosszabb külső hőmérsékleti viszonyok, valamennyi fűtendő helyiséget egyidejűleg kell felfűtenünk 20-ról 24 °C-ra) elláthassa feladatát.

Ez azt jelenti, hogy a leghidegebb napokon a kazánnak 24 órán át üzemelnie kell. 0 °C esetén a kazánteljesítménynek csak a felére van szükség, a kazán tehát közben ki-kikapcsolhat.

A fűtéstechnikában kazánok helyett hőfejlesztőkről is beszélhetünk. Ezek részint különböző konstrukciós jellegzetességeik alapján különböztethetőek meg. Itt mindenesetre elég lesz a fűtéstechnikai eszközök felületes osztályozása is.

Hagyományos kazán

Ezek olyan hőfejlesztő berendezések, amelyek mintegy 90 °C-os konstans hőmérsékleten és egyfokozatú égővel üzemelnek. Ezeket állandó hőmérsékletű kazánnak is nevezik.

Mivel nem állnak ellen a korróziónak (70 °C alatti hőmérsékletek esetén a kazánban kondenzvíz csapódhat le), ezeket a kazánokat magas hőfokon kell üzemeltetni. Hogy az ilyen módon erősen felhevített víz ne maradjon vissza a körforgásban, az úgynevezett keverőtartály segítségével össze kell keverni az alacsonyabb hőmérsékletű visszatérő vízzel.

A víznek ez a szükségtelenül magas hőmérséklete, amelyet aztán hűvösebbre kevernek, a kazán túl nagy sugárzásveszteségéről tanúskodik. Ha ez a kazán elégtelen szigetelésével is együtt jár, előfordulhat, hogy a pincében található kazánház az épület legjobban fűtött helyisége.

Az ilyen 55-70%-os hatékonysági fokkal rendelkező kazánok az értékes energiát roppant mennyiségben képesek pazarolni. Németországban gyakorlatilag már nem kaphatóak ezek a típusok, azonban még mindig sok kazánházban megtalálhatóak.

Kis hőmérsékletű kazán

Ez a hagyományos kazánok továbbfejlesztett változata, röviden KH-kazánnak is nevezhetjük. A korróziónak ellenálló alapanyagok felhasználása lehetővé teszi, hogy a kazán sokkal alacsonyabb vízhőmérséklettel dolgozzon, és a hőszigetelést is optimalizálták.

Ezeknél a kazánoknál több fokozatban vagy fokozat nélkül állítható a láng, így különböző hatásfokot érhetünk el. Általában a víz hőmérséklete a külső hőmérséklet függvényében maximum 75-ről mintegy 30 °C-ra csökkenthető. A teljesen automatikus vezérlés gondoskodik arról, hogy a rendszerben lévő vizet csak annyira melegítse föl, amennyire szükséges ahhoz, hogy az épületet a mindenkor uralkodó külső hőmérséklet mellett megfelelő hőmérsékleten tartsa. Ezek a berendezések mintegy 92-95%-os hatékonysággal működnek, és különböző kivitelekben állnak rendelkezésre.

Ventilációs égővel működő gáz- és olajtüzelésű kazán

A tulajdonképpeni kazán mind gáznál, mind olajnál ugyanaz, csak az égő változik a fűtőanyag függvényében. Az égéshez szükséges levegő egy szelepen, a fűtőanyag egy porlasztócsövön keresztül jut be. Ha fűtőolajat használunk, az olajat először elő kell készíteni, azaz éghető gőzökké kell átalakítani. Ez porlasztással vagy elgőzölögtetéssel lehetséges.

Megfelelő keverőberendezéseken keresztül, amelyek levegőcsővel, torlasztótárcsával, porlasztócsővel és lángcsővel rendelkező égőfejből állnak, a fűtőanyagot és az égéshez szükséges levegőt minimális levegőfelesleg jelenlétében összekeverik. Valamennyi berendezést egyetlen monoblokkban helyezik el.

Csak egyetlen lángnyelv képződik, ezért az optimális égés érdekében fontos előfeltétel a kazán égésterének megfelelő geometriája. Itt forró füstgáz keletkezik, amelyek hőjét a kazán falán keresztül adja át a fűtési rendszerben folyó víznek.

A ventilációs égővel rendelkező gázkazánok ökonómiai szempontból csak az 50 kW fölötti teljesítményt igénylő rendszereknél válnak érdekessé. 50 kW alatt ajánlatos inkább az olcsóbb atmoszférikus égővel rendelkező kazánokat választani.

Gázkazán atmoszférikus égővel

Ez a kazántípus csak földgáz vagy folyékony gáz felhasználására alkalmas. Főként kisebb teljesítményeknél alkalmazható, mintegy 10-50 kW-ig.

Az atmoszférikus égők között a leggyakoribbak az úgynevezett injektoros égők. A gáz nyomás jelenlétében egy injektorcsőbe áramlik, miközben felszippantja az égéshez szükséges levegőt (primerlevegőt). Így jön létre az éghető gáz és a levegő előkeveréke. Ezt a keveréket aztán meggyújtjuk. A levegőfelesleg (szekunderlevegő) kívülről diffundál be a lángba. A ventilációs égővel szemben más lángkép képződik. Rendszerint résekkel tagolt égőcsöveken következik be az égés, így sok-sok nagyon rövid lángocska keletkezik, mintegy szőnyeglángot képezve.

Gáz-etázsfűtés

Ez egy különösen apró, helykímélő, falon függő gázkazán, amely a házon belül (tehát a lakott alapterületen) is jól elhelyezhető, pl. a fürdőben, a konyhában vagy a folyosón egy falmélyedésben. Működése többnyire a belső levegőtől függetlenítve történik. Tipikusnak ennél a készüléknél a 4-25 kW közötti teljesítmények nevezhetők.

Az úgynevezett kombi-kazánok esetében kiegészítésként a készülékbe integrálnak egy átfolyós rendszerű gázüzemű vízmelegítőt is, ami a háztartási melegvíz-ellátásért felelős.

Kondenzációs kazán

Ez a típus jelenti a mai kazántechnika által kínált optimális megoldást. Tulajdonképpen egy a füstgáz hőjét felhasználó hőcserélővel felszerelt KH-kazánról van szó. A KH-kazánnak ez a továbbfejlesztett változata lényegesen alacsonyabb károsanyag kibocsátással rendelkezik, a fűtőanyagot pedig mintegy 11%-kal hatékonyabban hasznosítja.

Az elv: a füstgázban található maradék vízgőz a kazánban kondenzálásra kerül, a folyamat során felszabaduló hőt pedig hasznosítják. Ehhez a füstgázt átvezetik a visszatérő vízen, amely kevesebb mint 50 °C hőmérsékletű. Ez a kiegészítő hőkihasználás érezhető hatást fejt ki az füstgáz hőmérsékletének tekintetében.

Kondenzációs kazán előnye

Míg a KH-kazánok esetében a füstgáz mintegy 100-140 °C-os hőmérséklettel hagyja el a kazánt, a kondenzációs kazán esetében a kilépő gázok hőmérséklete csak mintegy 25-45 °C. A kicsapódó kondenzvíz miatt a füstgázt elvezető csövet, valamint a kazánt nedvességnek ellenálló anyagból kell létrehozni. A kondenzátum egyébként enyhén savas, pH-értéke mintegy 3,5-4,5 közötti (amely a citromsavnak felel meg), elvezetése nem okoz gondot. A füstgáz elvezetéséhez – a felhajtó erő hiányában – egy ventilátor beszerelésére van szükség. A gázfűtés területén (földgáz és folyékony gáz) a kondenzációs kazán mára elterjedtnek mondható.

A hatékonyság a KH-kazánokkal összehasonlítva 10-12%-kal nőtt. Az olajfűtés esetében azonban, mivel a fűtőolaj sokkal kisebb hidrogéntartalommal rendelkezik, a KH-kazánokhoz képest csak mintegy 6%-os hatékonyság-javulásra van lehetőség. Ezek a kazánok még mindig viszonylag drágák, fejlesztésük során pedig szükség lenne a (savas) kondenzátum semlegesítésére. A korrózióálló alkatrészek tekintetében sem teljesen kiforrottak még ezek a berendezések, így megvásárlásuk bizonyos korlátok között ajánlható.

A kazán hatásfoka és hasznosítási foka

A kazán hatásfoka és hasznosítási foka két olyan fogalom, amelyek a hasznosság és a fogyasztás viszonyát írják le: hasznosítási fok alatt az energiamennyiségek viszonyát, míg hatásfok alatt ezzel szemben a teljesítmények viszonyát értjük.

A hasznosítási fok

A hasznosítási fok tehát azt adja meg, hogy a felhasznált fűtőanyagnak ténylegesen hány százalékát alakítja át a kazán a fűtési periódusban hasznos hővé (a belső térben hasznosított energiává). Ennek vizsgálatához a próba helyén a fűtés többi körülményeit is szimulálják, és a kazán hatásfokát öt különböző terhelési fokozatra is kiszámítják, amelyek különböző külső hőmérsékleteknek felelnek meg. Az egyes hatásfokokból jön ki a kazán hasznosítási foka.

Ahogyan azt már megvilágítottuk, a kondenzációs kazánok a füstgáz hőjét kihasználó hőcserélőnek köszönhetően jóval magasabb hasznosítási fokkal működnek, mint a KH-kazánok. Egy kondenzációs kazán esetében a hasznosítási fok akár a 106%-ot is elérheti, mivel a számítás nem a tüzelőanyag korábban felső fűtőértéknek nevezett értékével, Hf-val, hanem Ha-val, a korábbi elnevezés szerinti alsó fűtőértékkel történik.

A kazántechnikától függően a tüzelőanyagból többet hozhatunk ki, mint pusztán annak fűtőértékét. A fűtőérték ugyanis nincs tekintettel arra a hőmennyiségre, amely a füstgázban lévő vízgőzben található. Ezzel szemben egy kondenzációs kazán lehetővé teszi (kis hőmérsékletű visszatérő víz mellett) a vízgőz kondenzációját, és az így felszabaduló hő felhasználását a lakás fűtésére.

A kazán karbantartása

Jó üzemeltetési eredményeket hosszú távon csak akkor várhatunk, ha a kazánt és az égőt is rendszeresen karbantartjuk.

Ezért ajánlatos a következő pontoknak figyelmet szentelnünk:

• A kazán karbantartását végezze szakember.
• Fontos a füstgáz megfelelő Co2 tartalma
• A kazán fűtési periódusa legyen minél hosszabb, hogy az égő esetében is hosszabb üzemidőket érjünk el.
• Az olajüzemű KH-kazánok esetében tisztítsuk rendszeresen a kazán fűtőfelületeit, az 1 mm-es koromréteg ugyanis a hasznosítási fokot mintegy 6%-kal veti vissza!
• Magukat az égőket is rendszeresen ellenőriznünk kell, ilyenkor a szűrőt és a porlasztőcsövet tisztítani, adott esetben cserélni szükséges.
• A fűtőrendszerben uralkodó víznyomást rendszeresen ellenőriznünk, és amennyiben szükséges, pótolnunk kell.

Miért is ne gondolkodnánk el a modern fafűtés lehetőségén? Az antropogén (ember okozta) üvegházhatás csökkentéséhez a fűtéstechnika területén is adódhatnak alternatívák. A fa tüzelőanyagként való felhasználása nagyban hozzájárulhat e cél megvalósulásához, mivel az olaj- vagy a gázfűtéssel összehasonlítva a fafűtés által kibocsátott CO₂ (amely az üvegházhatásért, és így klímánk erős felmelegedéséért is a főként felelős gáz) mennyisége sokkal csekélyebb.

Kondenzációs kazánok, hatásfok

Meg kell hagyni, hogy a piacon beszerezhető modern gáz- és olajkazánok – ahogyan már ismertettük – kétségkívül a technika mai színvonalának megfelelő berendezések, amelyeken már alig-alig akad fejleszteni való. Így a kondenzációs kazánok a leghatékonyabb és legenergiatakarékosabb berendezések közé tartoznak.

Ezeknek azonban fosszilis, korlátozottan rendelkezésünkre álló nyersanyagokra van szükségük, amelyekből egyre kevesebb van, és amelyek egyre drágábbak. Ráadásul a földgázt a kinyerés helyétől a fogyasztás helyéig a fél világon keresztül kell vezetni. Ugyanilyen nagy ráfordítást igényel a nyersolaj szállítása is, amely vezetékeken keresztül, valamint hajókkal történik.

Fa tüzelőanyagok

Az elégetés technikájától függően ma már különböző fa tüzelőanyagok állnak rendelkezésünkre: az energiatartalom (fűtőérték) többek között a víztartalomtól és a fa fajtájától (fenyő vagy lombhullató fafajta) függ. A következő táblázat 20%-os víztartalommal rendelkező fenyőfára vonatkozik (légszáraz mintegy 2 éves tárolási idő elteltével):

[table id=55 /]

Darabos fa/hasábfa

A hasábfát erdészetekből vagy gyümölcsösökből szállítják. Közvetlenül felhasználható méretre darabolt, „kályhakész” fa, amelyet hasábokban többnyire 25, 33, 50 és 100 cm-es darabokban kaphatunk.

Aprítékfa

Ez a fajta tűzifa is származhat az erdőből, más esetben viszont a fafeldolgozó üzemekben, pl. ácsműhelyekben és fűrészüzemekben keletkező hulladékból nyerjük, és egy aprító berendezés segítségével felaprítjuk. Az ÖNORM M 7133 alapján különböző méretekben létezik: kisebb tüzelőberendezések esetében csak a finom apríték alkalmas (G 30) maximum 3 cm²-es átmérővel. A térkitöltésen kívül (a faanyag egy űrköbméterre eső tömege) a víztartalom is fontos. Jó, ha ez nem éri el a 30%-ot. Az aprítékfát többnyire ömlesztve, teherautókon szállítják.

Pelletek

Ehhez az iparilag előállított és szabványosított tüzelőanyaghoz a fafeldolgozó üzemekben keletkező forgácsot és fűrészport préselik össze.

[table id=57 /]

A DIN 51731 mindazonáltal nem jelent garanciát a magas minőségű pelletekre. Ennek a szabványnak az egyik hiányossága az a körülmény, hogy a szabvány egységességének tekintetében nincs külső ellenőrzés. A DIN szabványnál alaposabb felvilágosítással szolgál a pelletek tényleges minőségének tekintetében az ÖNORM (pl. az aprítékfa tárgyában), vagy a DINplus a DIN Certco-tól.

A DINplus esetében nem DIN szabványról van szó, hanem egy úgynevezett tanúsítási programról. Az üzemben történő első ellenőrzést követően rendszeresen, és olykor előre be nem jelentett időpontokban is ellenőrzik a gyártót és mindenekelőtt a pellet-termelést. Csak az olyan pelleteket ajánlják, amelyek megfelelnek az ÖNORM követelményeinek, vagy megfelelnek a „DINplus ellenőrzött minőség”-nek. A kémiai kötőanyagok hozzáadása nélkül készült hengeres préselmények meglehetősen homogének, és a szabványosított méret következtében a kezelés és a szállítás sem okoz gondot. Zsákokban vagy tartályokban szállítják.

Fatüzelési módok

Éppen a fatüzelés körében nagyon népszerűek a központi fűtés mellett az egyedi fűtési módok alternatívái. A nyitott kandallótól a fatüzelésű kályhákon és kandallókon át a cserépkályháig terjedő skálán elhelyezkedő fűtési módozatoknak sokkal erősebb a tradicionális és a térformáló jellege, míg hasznosítási fokuk csupán mintegy 10 és 70% közötti.

A cserépkályha kivételével az égés finoman szólva nem kielégítő, sok káros anyag szabadul fel, a tűz megrakása és a hamu eltávolítása nem automatizálható, és a rendszer rosszul szabályozható

Többnyire ezek a berendezések nem alkalmasak nagyobb épületek, vagy akár többlakásos családi házak fűtésére. A következőkben ezért csak a családi házak és a többlakásos házak igényeit kielégítő központi fűtések lehetőségeiről és követelményeiről szólunk. Az alkalmazható tűzifa vonatkozásában egyértelmű különbségek vannak.

Hasábfával üzemelő kazánok

Az utóbbi években ezek a berendezések az egykori „mindenevőkből” technikailag modern kazánokká értek. A tüzeléstechnikának ez a módja alkalmas a családi házakban, de nagyobb épületekben való alkalmazásra, és teljes értékű fűtésnek tekinthető.

A természetes szellőzésű kazán túlnyomásos szellőztetésűvé fejlődése, a primer és szekunder égés világos elkülönítése, az oxigénszondákkal vezérelt szelepekkel biztosított jobb szabályozhatóság, a nagyobb töltőterek és a hősugárzásból adódó energiaveszteség csökkentése csak néhány a fejlődés jellemzőiből. A hasábfát a töltőtérbe helyezik egy parázságyra. A fából fejlődő gázokat szelepek segítségével egy nyíláson át az égéstérbe vezetik és elégetik. A forró füstgázt átvezetik egy hőcserélőn, így azok hője újra bekerül a fűtési rendszerbe. Ezt követően a füstgáz a kéményen át távozik.

Még ha a szabályozó rendszer lehetővé teszi is a teljesítmény lefojtását, elengedhetetlen egy kiegészítő tárolótartály beépítése. Egy épület fűtési igénye még a fűtési periódus alatt is meglehetősen ingadozó.

Így azonban ősszel és tavasszal, amikor csekélyebb a fűtési teljesítmény iránti igény, lehetségessé válik az optimális égés, a kazán töltőterében található csekélyebb mennyiségű fa folyamatosan, fojtás nélkül kiégethető. Amennyiben a fűtési teljesítmény iránti igény kisebb, mint a fa elégetésével nyert teljesítmény, a hő a kiegyenlítő tárolóban raktározódik, ahonnan folyamatosan felhasználható. Hasábfával üzemelő kazánokat mintegy 20 kW névleges teljesítménytől kínálnak.

Előnyök

• nagyon kedvező tüzelőanyag-árak,
• alacsony emissziók.

Hátrányok

• minden fatüzelésű rendszer csekélyebb hasznosítási fokkal (max. 85%) rendelkezik,
• a rendszer feltöltése manuálisan, nem pedig automatikusan történik,
• kisebb mértékben szabályozható,
• kiegyenlítő tárolóra van szükség,
• alacsony kényelmi fokozat (többek között a hamu eltávolítása is manuálisan történik).

Aprítékfával üzemelő berendezések

A fűtési berendezés kényelmes, vagyis automatikus üzemeltetésének feltétele a folyamatos és adagolható tüzelőanyag-utánpótlás. Az aprítékfával üzemelő berendezések ma már elérték a gáz- vagy olajkazánok szintjének megfelelő automatizáltsági fokot. Ez az automatikus megrakást, meggyújtást, a hőcserélő tisztítását, a hamu eltávolítását és a mikroprocesszorral vezérelt oxigénadagolást is magában foglalja. A különbség a tüzeléstechnikában keresendő: 20 kW – 2 MW szükséges kazánteljesítmény esetén alátoló tüzelést, 100 kW -10 MW között pedig tűz-rostély-tüzelést alkalmaznak. A piacon elterjedt aprítékfával üzemelő kazánok mintegy 50 kW teljesítménytől hozzáférhetőek.

Egy- és többlakásos családi házak fűtésére alkalmas kis teljesítményű kazánok (10 kW-tól) alig találhatóak, holott a kiszolgálási kényelem szempontjából ezek sokkal kevesebb munkával üzemeltethetőek, mint a hasábfával működő kazánok. A hosszú távú zavartalan működés érdekében azonban a magas minőségű aprítékfa (20% alatti víztartalom, válogatott minőség, csekély kéregtartalom) döntő feltétel.

Előnyök

• kedvező tüzelőanyag-árak
• csekély emisszió
• 85-90% közötti jobb hasznosítási fok
• jó szabályozhatóság
• magas automatizáltság
• nagyobb kiszolgálási kényelem

Hátrányok

• nagy tárolókapacitás-igény
• az aprítékfa változó minősége, valamint a beszerzéssel és kiszállítással kapcsolatos problémák
• magas karbantartási igény
• viszonylag drága tüzelési rendszer

Pellettel üzemelő berendezések

Ezeknek a berendezéseknek a működési elve nem különbözik lényegesen az aprítékfával üzemelő berendezésekétől. A leglényegesebb különbség magában a tüzelőanyagban rejlik, amely szabványosított ipari előállítása révén állandó minőséget képvisel (ÖNORM vagy DINplus). Az alátolásos tüzelési mód mellett alkalmazzák azt a módszert is, amikor a tüzelőanyagot egy leejtőakna fölött helyezik el. A pellet meghatározott adagokban a rövid aknán keresztül közvetlenül az tüzelőrostélyra kerül.

Léteznek fél- és teljesen automata berendezések

Ezek csupán a tüzelőanyag betöltésének módjában különböznek egymástól. A félautomata berendezések nagyobb tárolótartállyal rendelkeznek (napi tartály), amelyeket manuálisan kell a pellettekkel feltölteni. Az ajánlatos tartályűrtartalom mintegy 400 1. A teljesen automata berendezéseket egy szállítócsiga vagy egy szívóberendezés segítségével összekötjük a tárolóhelyiséggel, amelyből a pelletek a kazánba jutnak.

A vákuumos szállítóberendezést a pelletek kis súlya teszi lehetővé, és megvan az az előnye, hogy a tárolóhelyiségnek nem kell feltétlenül határosnak lennie a kazánházzal, elég, ha 30 m-es távolságban található.

Kiegyenlítő tárolóra nincs szükség. Amennyiben mégis beépítünk egyet, az azzal az előnnyel jár, hogy csökkenthetjük az égő működési periódusainak számát, és a kazánt mindig teljes teljesítményen üzemeltethetjük. Ez növeli a hasznosítási fokot, és csökkenti az emissziók mennyiségét. Éppen a kisebb fűtési teljesítményt igénylő családi házak esetében ajánlható leginkább a kiegyenlítő hőtároló alkalmazása. Pelletekkel üzemelő kazánokat mintegy 2,5 kW-tól találunk a piacon, és mintegy 60 kW-ig ésszerű ezek alkalmazása.

Előnyök

• egyforma tüzelőanyag-minőség,
• jó szabályozhatóság,
• akár a 92%-ot is elérő hasznosítási fok,
• magas automatizáltság,
• nagy kiszolgálási kényelem,
• alkalmas kisebb lakóházak fűtésére is.

Hátrányok

• a tüzelőanyagok között a legmagasabb árú alapanyag
• a fa a többi tüzelőanyaghoz viszonyítva magasabb emissziókkal rendelkezik
• nagy karbantartási igény
• viszonylag drága tüzelési rendszer

Kazánméretek

Minden fatüzelésű rendszerben közös, hogy az optimális égéshez a kazánnak lehetőleg mindig teljes gőzzel kell üzemelnie, ami a szabályozhatóság és a kazánteljesítmény függvénye. Ezen a ponton vannak különbségek.

[table id=58 /]

A kazán teljesítményének hozzáillesztése a mindenkori feltételekhez (a változó külső hőmérséklethez, vagy az épületben a hőmérséklet csökkenéséhez) az olaj- és gázkazánokkal szemben csak a modern, teljesen automatizált rendszerek esetében lehetséges. A szükséges kazánteljesítmény alapvetően az épület fűtési teljesítményigényének függvénye. A táblázat rámutat, hogy kisebb épületek, pl. családi házak esetében a pelletekkel üzemelő berendezések a legalkalmasabbak. Az aprítékfával működő készülékek előnyeiket a leginkább nagyobb objektumok, mindenekelőtt a távhővel és a közeli központi hővel történő fűtés terén tudják kibontakoztatni.

A hasábfával üzemelő kazánok estében a teljesítmény „testre szabását” minden esetben kiegyenlítő hőtárolóval szükséges biztosítani. Az aprítékfával illetve pelletekkel üzemelő berendezéseknek erre nincs feltétlenül szükségük; azonban alkalmazása mégis ajánlott, mivel

• így biztosítjuk a teljes gőzzel való üzemelést,
• a kazán hasznosítási foka nő,
• az égő üzemelési periódusainak száma csökken,
• az emissziók pedig mérséklődnek.

Kiszolgálási kényelem és tüzelőanyag

A fával működő berendezések közül a hasábfával üzemelő kazánok tudják a legalacsonyabb kiszolgálási kényelmet felmutatni, mivel ezek esetében sok „kézi munkára” van szükség. Ezzel szemben azonban a tüzelőanyag csekély előkészítési igénye miatt csekély mértékű emissziókat és olcsón beszerezhető tüzelőanyagot kapunk.

Ezért, hogy a fa versenyképes legyen a megszokott olaj- és gázkazánok mellett, nagyobb kiszolgálási kényelmet kell biztosítanunk. Ezt nyújtják az aprítékfával és pelletekkel üzemelő berendezések. Az aprítékfával összehasonlítva a pelletek szabványosított méretük révén kiválóan alkalmasak a kazán kiszolgálásának automatizálására. Energiasűrűségük miatt pedig sokkal kisebb tárolókapacitással is beérik, mint a hasábfa vagy az aprítékfa. A 12% alatti csekély víztartalom garantálja a jó égést.

Összefoglalás

[table id=59 /]

Az összehasonlítás új építésű, jól szigetelt családi házat vesz alapul: fűtési teljesítményigény kb. 10 kW a melegvíz-ellátás figyelmen kívül hagyásával; valamennyi költségadat 2004-es átlagos árakra vonatkozik. A fafűtés előnyei azonban mindenképpen a környezethez való viszonyában mutatkoznak meg. A fából készült tüzelőanyagok a még mindig legnagyobb piaci részesedéssel rendelkező fosszilis fűtőolajhoz képest akár 90%-kal kisebb CCV emisszióval járnak, így jelentősen hozzájárulhatnak az üvegházhatás mérséklődéséhez.

Az ökonómiai előnyök kétségkívül az országon belüli nyersanyagkészletekben rejlenek, amelyek hozzájárulhatnak az értéktermeléshez és a régió társadalmi szerkezeteinek biztosításához.

Összköltség szem előtt tartása

Mindenesetre a döntés meghozatalakor nemcsak a tüzelőanyag-árakat, hanem az összköltséget is szem előtt kell tartanunk, amelyekkel egy fűtési berendezés üzemeltetése jár (azaz beruházási, karbantartási, üzemeltetési költségek). Az aprítékfával és pelletekkel üzemeltethető fűtési rendszerek esetében jóval magasabb költségekkel kell számolnunk, mint a hagyományos fűtési rendszerek esetében. Ezt a többletköltséget ez idő szerint csak megfelelően magas összegű támogatásokkal lehet ellensúlyozni.

Megállapítható, hogy a hasábfa-üzemű kazánok csak abban az esetben nyújtanak vonzó lehetőséget, ha csekély elvárásaink vannak a kiszolgálási kényelemmel szemben; a pelletekkel üzemelő kazánok elsősorban kis fűtési teljesítményt igénylő (3-40 kW közötti) családi házak és többlakásos családi házak ellátására alkalmasak; közepes (kb. 50 kW-tól) és nagy (több MW) teljesítményigények esetén az aprítékfával üzemelő kazánok a legalkalmasabbak.

A kazán és a füstgázt elvezető kémény egy rendszert alkotnak. Az idősebb épületekben többnyire téglából kirakott, nagyobb átmérőjű kémények találhatóak. A tűzhelyek és kazánok által kibocsátott füstgáz ezeken keresztül csak akkor vezethető el biztonságosan, ha a füstgáz magas hőmérséklete gondoskodik a szükséges termikus felhajtóerőről.

Így a régebbi típusú kazánok, amelyeknek füstgáz-kibocsátása a magas hőmérséklet miatt egyrészről viszonylag jelentős hő-veszteségekkel (és ennek megfelelően alacsonyabb hasznosítási fokkal) jár, másfelől jól illik a régi kéményekhez. Ha azonban a fűtőberendezést a technika állásának megfelelően modernizáljuk, a két elem, a kémény és a kazán nem alkotnak többé jól működő rendszert. Az új kazán kisebb mennyiségű és alacsonyabb hőmérsékletű füstgázt bocsát ki, amelynek eltávolításához a kéménynek többnyire nem elegendő a huzata.

KH-kazánok

A KH-kazánok esetében, pl. elsősorban a kémény felső egyharmadában csökken a füstgáz hőmérséklete valamivel 60 °C alá. Ennek következményeként a füstgáz kondenzálódik és lecsapódik a kémény belső falán. Így hosszú távon az átnedvesedésből eredő károk bekövetkezésére, vagy akár a kicsapódott anyagok elforrására lehet számítani (amelynek folytán pl. az olajfűtés esetében az SCV-ból kénes sav lesz), ez aztán akár a lakott térbe is képes behatolni, és az egykor fehér tapétát feketére színezni.

• A régi kazán kicserélése esetén ezért a kéményseprőnek meg kell vizsgálnia az új kazán és a kémény összeférhetőségét, hogy ilyesféle károsodásokra ne kerülhessen sor. A lehetséges intézkedések: oldalsó levegőztető-szerkezet beépítése a kéménybe (a huzat korlátozása céljából egyébként is ajánlott)
• egy másik, talán még szabad kéménynyílás kitöltése a kisebb keresztmetszet elé­rése érdekében
• a teljes felső kéményrész szigetelése
• nemesacél cső beépítése a meglévő kéménylyukba

A nemesacél csövet a tetőn keresztül juttatják be. Előnyei, hogy korrózióálló és az új kazánokhoz ajánlott átmérővel rendelkezik, amely gondoskodik a füstgáz megfelelő termikus felhajtóerejéről, amely a szabad ég felé sodorja a kibocsátott anyagot. Gázfűtés alkalmazása esetén ebben az összefüggésben a kondenzációs kazánok a legalkalmasabbak, amelyekhez gyárilag hozzátartozik a füstgáz elvezetésére szolgáló speciális cső is.

Ha mindenképpen új kéményre van szükség, olyan modern rendszert válasszunk, amelyet speciálisan a KH-kazánok üzemfeltételeihez gyártottak. Ez lehet egy kívülről téglákkal kirakott kémény, amelybe egy kívülről hőszigetelő réteggel bevont samottcsövet illesztenek, A kiegészítésképpen a külső téglaburkolatban kialakított szellőzőnyílások gondoskodnak arról, hogy az esetleg a belső csövön átdiffundáló kondenzátum ismét elpárologhasson.

LFR-rendszer

Az új építésű házak esetében a klasszikus felépítésű kéményekről akár le is mondhatunk, főleg, ha kondenzációs kazán beépítését tervezzük. Ezeket ugyanis csak speciális kéménnyel engedik üzembe helyezni, amely pl. nemesacélból, alumíniumból, üvegből vagy akár műanyagból készülhet. Ezeket a kéményeket vagy kívülről erősítik az épülethez, vagy egy előre falazott aknában helyezik el.

Előnyös az ún. levegő-füstgáz-rendszer (LFR), amelyekben az égéshez szükséges levegő a füstgázt elvezető csővel párhuzamosan kerül beszippantásra, így már eleve előmelegítve jut a kazánba. Ezzel a technikával a füstgázban lévő hő egy része még visszanyerhető, továbbá lehetővé válik, hogy a kazán a belső levegőtől függetlenítve üzemeljen.

Friss levegő

Hogy az égésre egyáltalán sor kerülhessen, elegendő friss levegőnek kell kívülről a kazánba jutnia. Ezért a kazánházat lehetőleg az épület szélén kell elhelyezni, hogy a pinceablakon, vagy más nyíláson át a helyiség megfelelő összeköttetésben álljon a külső levegővel.

A LFR-rendszer alkalmazása esetén azonban a kazánház az égéshez szükséges levegő bevezetésére tekintet nélkül tervezhető, vagy akár meg is takarítható. A belső levegőtől függetlenített üzemelés azt jelenti, hogy a kazán helytakarékos módon a lakás bármely pontján problémamentesen elhelyezhető.

Az áramtermelés hagyományos módja a gőzerő kihasználásán alapszik. Ehhez fosszilis energiahordozókat égetnek el (Németországban többek között 51%-ban szenet, 9%-ban gázt és olajat használnak erre a célra), amelynek során a felszabaduló energiát egy vízgőzrendszerbe (gőzkazán) viszik át. A rendszerből a gőzt turbinákon keresztül vezetik ki, amelyek így meghajtják a hozzájuk csatolt áramgenerátorokat, vagyis áramot termelnek.

A folyamat hatásfoka (a felhasznált tüzelőanyagok és az erőmű által előállított árammennyiség aránya) ma is mindössze max. 40%-os. A maradék 60%-ot elszökött hőként kihasználatlanul adja át a környezetnek (a folyóknak, az atmoszférának).

Tekintettel az ilyen nagymértékű energiaveszteségekre a mérnökök mindig is azon dolgoztak, hogy az erőművek hatásfokát javítsák. Az első lépést az áramtermelés során keletkező hő fűtési célokra való hasznosítása érdekében már megtették. A tüzelőanyagokból keletkező energia elektromos áram formájában való hasznosítása mellé tehát csatlakozott a hő extern hasznosítása is. Ezeket a megoldásokat erőmű-hő-visszacsatolásnak nevezzük.

Távhő

A lépés a puszta erőműtől (áramtermeléstől) az erőmű hő-visszacsatolásig (a kapcsolt hő- és áramtermelést megvalósító erőműig) technikailag egyszerű, gyakorlatilag azonban csak ritkán valósítható meg gazdaságilag, mivel a gőzerőművek egyik jellemzője, hogy egyrészt technikai, másrészt gazdasági okokból a településektől távol helyezik el őket. Az erőmű által termelt hő is óriási mennyiségben áll rendelkezésre – az erőmű közvetlen környezetére koncentráltan. Ott azonban aligha akadnak fogyasztók.

Míg az elektromos áram magasfeszültségű vezetékek útján nagy távolságokon át is egyszerűen és nagy hatásfokkal szállítható a végfelhasználókhoz, a hő szállítására ez csak erős megszorításokkal igaz. A nagyobb távolságok áthidalása számos okból (többek között a hőmérséklet és a nyomás megtartása, hőveszteségek) nem jöhet szóba. Ezért az erőművek által leadott meleg kihasználása mindössze néhány négyzetkilométernyi területre korlátozódik az erőművek közvetlen szomszédságában. Ebben az összefüggésben távhőről is beszélhetünk.

Közeli (központi) hő

Ha a hő forrásának méretét a hőfelhasználók szükségleteihez igazítjuk, a leadott hő kiválóan használható. Ebből adódik az erőmű-hő-visszacsatolás alapvető feltétele: hogy az erőmű által leadott hő lehető legnagyobb részét felhasználhassuk, az áramtermelés nagy részének ezentúl nem nagy centrális erőművekben kellene végbemennie, amelyek egymástól nagy távolságban elhelyezkedő telephelyekre koncentrálódnak. Ehelyett építhetnénk kisebb erőműveket a potenciális hőfelhasználók közvetlen közelében.

Ha tehát az áramot és a hőt a fogyasztók közvetlen közelében termeljük (különálló épületek, épületkomplexumok, új építésű házakkal beépített területek közelében), a hőellátás tekintetében közeli hőről beszélünk.

Motoros berendezések

Ha az áramtermeléshez fűtőolajat, növényi olajat vagy földgázt használunk, nem feltétlenül vagyunk a gőz erejére utalva. Ezen a ponton a mérnököknek sikerült újabb lépést tenniük a hatásfok optimalizálásának irányába. Az olaj és a gáz energiáját belső égésű motorokkal meghajtott generátorok segítségével közvetlenül is árammá alakíthatjuk.

A motoros berendezések technikailag nagyon egyszerű felépítésűek, képesek rugalmasan alkalmazkodni az áram- és fűtési teljesítmény iránti igény gyakori változásaihoz, és kis teljesítményű kivitelben is hozzáférhetőek. A motor hűtővizéből, a kenőolajból és a füstgázból nyert hő segítségével a fűtésre szolgáló víz könnyedén 90 °C-ra, vagy attól is nagyobb hőmérsékletűre forrósítható.

Blokkerőművek

Többnyire blokkerőmű elnevezéssel illetjük azokat a motoros berendezéseket, amelyeknek hője épületek fűtésére alkalmas 50-90 °C-os hőmérséklet formájában felhasználásra kerül. Nem szokatlanok azonban az alábbi elnevezések sem: motoros fűtőmű vagy hőerőberendezés.

Ezek hatásfoka mintegy 90%-os. A keletkező hőt a lakások fűtésére és melegvíz-előállításra használják, az egyidejűleg előállított áramot pedig vagy magában a berendezés elhelyezéséül szolgáló épületben, vagy az egyébként is rendelkezésre álló 230 illetve 400 voltos hálózatokon keresztül osztják el a szomszédos épületek között. Olykor azt állítják, hogy a blokkerőművek nem jobbak a közönséges kazánoknál, amelyek maguk is legalább 90%-os hatásfokkal üzemelnek. Ez azonban nem helytálló, mert a blokkerőműben előállított hőre úgy kell tekintenünk, mint az egyidejűleg előállított elektromos áram melléktermékére.

A kazánokban elégetett tüzelőanyagok azonban az áramtermelés számára egyszer és mindenkorra elvesztek (a kazánokban a tüzelőanyagban rejlő, mechanikus munkavégzésre rendelkezésre álló potenciál annak kihasználása nélkül megsemmisül), a blokkerőmű ezzel szemben áramot is fejleszt, amelyet így már nem kell máshonnan (a 40%-os hatásfokkal működő nagy erőműből) beszerezni. Ez a tartalmi különbség jelenti a blokkerőműtechnika legnagyobb előnyét: a 300%-os primerenergia-megtakarítás, valamint a CO2 és más káros anyagok kibocsátásának csökkentése.

Minimális fűtési teljesítményszükséglet a blokkerőmű esetében

A blokkerőművek ma már a gyakorlat által kipróbált sorozattermékeknek tekinthetők, amelyek évek óta üzemelnek, és amelyek a piacon meglehetősen széles teljesítményspektrumban állnak rendelkezésre (1 kW -1.000 kW elektromos teljesítményig).

Az ésszerű üzemelés érdekében olyan minimális fűtési teljesítményigényre van szükség, amely meghaladja egy családi ház vagy akár több családi ház igényeit is. Kis fogyasztók hőellátása esetében (pl. a jól szigetelt egy- vagy kétlakásos családi házak) ezért a blokkerőművet úgy érdemes alkalmazni, mint a környező lakások közös központi hőellátását. Ugyanis a gazdaságos, a megszokott kazánokkal és áramellátással versenyképes üzemelést évi több mint 5.000 üzemóraszámmal érhetjük el (az év 8.760 órájából).

Ezért a blokkerőművet úgy méretezik, hogy valamennyi fogyasztó alapvető fűtési teljesítményszükségletét fedezze. A lakóépületek esetében ez egyrészről a tusoláshoz és mosáshoz használatos melegvíz-szükségletből tevődik össze, amelyet egész évben (tehát nyáron is) fedezni kell, és amely legfeljebb a maximális teljesítményigény 20%-át teszi ki, amely a leghidegebb téli napokon jellemző, és amelyet mindig olcsó, hagyományos kazánnal fedeznek (ez az ún. csúcsteljesítmény és a tartalékkazán).

A családi házak blokkerőmű alkalmazásával (egyidejűleg hő- és áramellátás) történő hőellátásához az alábbi támpontokat vehetjük figyelembe.

[table id=54 /]

Néha már-már megdöbbentő, hogy mennyire gondatlanul és meg nem tervezett módon, vaktában fektetik le a csővezetékeket. A szigetelés hiányzik, a csövek keresztbe-hosszába fekszenek, túl közel egymáshoz. Ezen a ponton jelentős költségeket és energiát takaríthatunk meg.

Kis vezetékhosszúságok

Új építésű ház esetében a kazán és az egyes fogyasztók (fűtőtestek, melegvíz-csapolási helyek) között a lehető legrövidebb úton vezessük a csöveket. Ennek pozitív következményei: kevesebb anyag szükséges, minden egyes folyóméterrel kevesebb hőveszteség keletkezik, kisebbek tehát a beszerzési és az energiaköltségek.

Jó hidraulika

Annak érdekében, hogy takarékoskodjunk a keringető szivattyú által felhasznált árammal, a csőhálózatot minden esetben úgy kell kivitelezni, hogy a lehető legkisebb legyen a nyomásveszteség. Ennek előfeltétele mind a rövidebb csőhosszúságok betervezése, mind a vezetékek viszonylag egyenes vonalban történő lefektetése, lehetőleg csekély vezeték-ellenállással. Minden szükségtelen megtörés, minden görbület jelentősen emeli a nyomásveszteséget, és megnehezíti a jó, folytatólagos hőszigetelést.

A nyomásveszteséget lehető legkisebb mértékben növelő egyedi ellenállásokon kívül (pl. a fűtőtestek hőfokszabályozó szelepei) megfelelően nagy csőátmérővel is kell számolnunk.

Ha pl. egy családi ház pincéjének csőhálózatában a nyomásveszteséget nagyobb csőátmérő révén 150 Pa/m-ről 50 Pa/m-re csökkentjük, a beruházás költségei csak mintegy 80-100 €-val növekednek – a keringető szivattyú áramellátásának költségei viszont évről évre 8-15 €-val csökkennek. Ha tekintetbe vesszük a csővezetékek szokásos, 30 évet meghaladó élettartamát, az intézkedés rendkívül gazdaságosnak fog bizonyulni.

Kiegyenlítés

Minden szerelés után fontos a csőhálózat hidraulikus kiegyenlítése. Így érhető el, hogy minden egyes fűtőtesten – még teljesen nyitott állású szelep esetében is – a megfelelő mennyiségű fűtővíz áramoljon át. így valamennyi fűtőtest egyenletesen meleg lesz, nem hallatszik zavaró neszezés, a keringető szivattyú optimálisan alacsony fokozatra állítható, az áramfelhasználás pedig tovább csökken.

Jó hőszigetelés

A csőhálózatot mindenekelőtt ott, ahol fűtetlen, hideg helyiségeken vezetnek keresztül, nagyon jól és résektől mentesen szükséges szigetelni. Máskülönben a kazán jó hatásfokát ezekre a hibákra pazaroljuk el.

Ez persze csak optimális tervezéssel és a vezetékek megfelelő elhelyezésével lehetséges. A jó tervezés ugyanis figyelemmel van az egymás mellett futó csövek és a szerelvények megfelelő vastagságú hőszigetelésére is, amelyeket egyszerűen ki szoktak hagyni.

A kazán által felmelegített víz fűtőtestekhez és -felületekhez való szállításáért a keringető szivattyú felelős. Általában ezek meglehetősen régi darabok (1. a képen), amelyeket túlságosan nagyra terveztek, azaz elektromos csatlakozó teljesítményük túl nagy.

Az általában az egy-, kétlakásos családi házakra jellemző kisebb szivattyúk (< 150 W) nem szabályozhatóak, azonban több teljesítményfokozat közül választhatunk (pl. 35/55/85 W). Ezek általában a közepes vagy a legnagyobb fokozatra vannak állítva. Hatásfokuk 5-20% közötti, tehát meglehetősen alacsony.

Ennek pedig elkerülhetetlen következménye a túl magas áramfogyasztás!

Egy 65 W-os szivattyú esetében az egy fűtési időszakra eső áramköltség – jó esetben – mintegy 50 € körül alakul. Ahhoz azonban, hogy egy egy-, kétlakásos családi ház fűtőtesteinek kényelmes ellátását biztosítsuk, valójában sokkal kisebb teljesítmény is elegendő.

[table id=53 /]

A névleges teljesítmény célértékei

A keringető szivattyú (névleges) teljesítményének értékei ne haladják meg az épület fűtési teljesítményszükségletének alábbi százalékos arányait:

• kis berendezések esetében (< 50 kWterm), 0,25%
• nagyobb berendezések esetében 0,20%

A hidraulikának, az üzemeltetés jellemzőinek és a szivattyúnak az optimális egyeztetése esetében a megvalósítható célérték akár a 0,10%-ot is megcélozhatja.

Egy pl. 160 m² fűtött területtel rendelkező, alacsony energiafelhasználású ház 7 kW fűtési teljesítményt igényel (= kazánteljesítmény). A szivattyúnak ekkor maximum 20 W elektromos teljesítménnyel kell rendelkeznie, célértéknek pedig a 7 W tekinthető.

Az áramfelhasználás célértéke

A fűtés keringető szivattyújának áramfelhasználása jő esetben nem tesz ki többet, mint a hőfejlesztésre fordított végleges energiafelhasználás 1%-a. Ugyanennek a háznak a helyiségek fűtésére felhasznált éves végleges energiafelhasználása 1.100 liter fűtőolajnak felel meg. Ezt 11.000 kWh/évvel egyenlő. A szivattyú áramfelhasználásának tehát nem lenne szabad túllépnie a 110 kWh/év mennyiséget.

(Fordulatszám-) szabályozott szivattyúk

A fordulatszám-vezérlésű szivattyúkat (= frekvenciaváltós szivattyú) mindig azzal népszerűsítik, hogy a vezérlés nélküli szivattyúkhoz képest 25-50%-os elektromos áram-megtakarításra nyújtanak lehetőséget. Ennek a megtakarításnak abból kellene adódnia, hogy a fűtési hálózat lefojtása során – pl. a hőfokszabályozó-szelep vagy más eredetű hő által – a teljesítmény automatikusan követi a változást.

Gyakorlati mérések azonban a következőkre mutattak rá:

• A fordulatszám-vezérlésű szivattyúkat a tervezők nem kevésbé méretezik túl, mint a vezérlés nélkülieket.
• Kisebb szivattyúk esetében egy nem fordulatszám-vezérlésű szivattyú kevesebb áramot fogyaszt, mint egy helyesen beállított és méretezett vezérléssel rendelkező szivattyú. Ez a vezérlés nélküli szivattyúk kedvezőbb hatásfokára vezethető vissza. A fordulatszám-vezérlésű szivattyúk alkalmazása ezért csak a nagyobb berendezések esetében ajánlott, továbbá elengedhetetlen a szivattyú egzakt méretezése is.

A szivattyúk új generációja

A használatban lévő, aszinkron motorral hajtott, vezérelt vagy vezérlés nélküli szivattyúkkal szemben a piacon megjelent a szivattyúk új, szinkronmotorral rendelkező generációja. Ezekkel kisebb teljesítmény esetében is 30 %-ot meghaladó, jő hatásfokok érhetők el – és az akár még a 10 W-ot is alullicitáló teljesítmények mellett is minden fűtőtest meleg!

A szinkronmotoroknak azonban igényesebb és drágább elektronikára van szükségük, mivel a szivattyúk jelenlegi generációjával szemben nem egy meghatározott és előre beállított mennyiségű víz megmozgatására alkalmasak, hanem állandó nyomást alakítanak ki a vezetékben, amely a rendszerben található vizet mozgatja a csőrendszerben. Ha pl. valamelyik fűtőtestet lecsavarjuk, csökken a csőhálózat ellenállása. A szivattyú a tekercsen áthaladó áram révén érzékeli a változást, és teljesen automatikusan lejjebb veszi a teljesítményt.

Néhány gyártónál (Biral, Grundfos, Wilo) már megkezdődött ezeknek az áramtakarékos keringető szivattyúknak a sorozatgyártása. Az első tapasztalatok/mérések azt mutatják, hogy egy 140 m²-es, kombinált padló- és radiátoros fűtéssel felszerelt családi ház számára elegendő egy 7 W-os átlagos szivattyúteljesítmény.

Ha elfogadjuk, hogy egy átlagos szivattyú ára hozzávetőleg 170 €, az építkezés során, vagy egy egyébként is időszerű szivattyúcsere folytán csak mintegy 180 € többletköltséggel kell számolnunk ahhoz, hogy pl. egy Biral szivattyút helyezzünk üzembe. Évi 46 € megtakarítással számolva a többletköltség négy év alatt megtérül.

Ebbe a csoportba tartoznak a födém-, fal-és padlófűtések. Ahogyan már a név is elárulja, itt nagy fűtési felületekről van szó. A belső levegő felmelegítése ezért több mint 80%-os arányban sugárzás útján történik.

A felületfűtések meglehetősen alacsony vízhőmérsékletet igényelnek, ezért ideálisak kis hőmérsékletű fűtési rendszerek kialakításához. A födémfűtések alkalmazása a lakóházak körében nem jellemző, annál gyakoribb viszont a nagyobb épületek (pl. irodaházak, iskolák) esetében, ahol a betonfödémekbe építve gyors reagálású temperáló rendszerek gyanánt fűtésre és hűtésre is alkalmazhatók. A falfűtés még nem tekinthető elterjedt fűtési módszernek, padlófűtéseket azonban már viszonylag gyakrabban alakítanak ki.

Padlófűtés

A padlófűtést úgy alakítják ki, hogy a padlóba fűtőcsöveket fektetnek le (rendszermegoldások). A fűtési rendszer középhőmérséklete a kivitelezéstől függően 40-60 °C közötti, az átmeneti évszakokban, tavasszal és ősszel pedig csak mintegy 25-40 °C közötti. A padlófűtés a hőt nagyrészt sugárzás útján adja át környezetének.

A hő megoszlása a helyiségben nagyon egyenletes. Bár az ablakfelületek körül kialakuló hideg levegős zóna mélyebben benyúlik a helyiségbe, mintha fűtőtesteket alkalmaznánk (bár többnyire úgysem az ablakok körüli rész a legkedveltebb tartózkodási hely), azonban a szoba legmelegebb része a padló és az ablakokkal szemközt elhelyezkedő fal körüli terület. Ez az optimális kényelemérzet elvének szempontjából fiziológiailag kedvezőnek tekinthető.

A nedves fektetési eljárás, (új építésű házak esetében alkalmazható)

Ebben az esetben a fűtőcsöveket kígyózó formában közvetlenül az aljzatba helyezik (40-70 mm), amelyet nedvesen hordanak fel a hőszigetelő rétegre. A szigetelést párazáró réteggel (fóliával) védik meg a nedvességtől.

A száraz fektetési eljárás (új építésű házak esetében alkalmazható)

Ennél az eljárásnál a fűtőcsöveket előkészített szigetelőlemezekre fektetik le. Hogy jobb legyen a csövek hőátadása a padlófelület irányában, a fűtőcsövekre vezetőlemezek ragaszthatók. Mivel ennél az eljárásnál a csöveket „szárazon” fektetik le és építik be, ezt száraz fektetésnek nevezzük. A lefektetett csövek fölé szárazpadló kerül; de nincs akadálya annak sem, hogy nedves aljzatréteg kerüljön erre a rétegre.

A klímapadló elve (régi épületek számára is alkalmas)

Csekély magasságot igényel, ezért különösen alkalmas régi épületek felújításánál való alkalmazásra. A fűtőcsövek mellett közvetlenül a padlóburkolat alatt 5 mm vastagságú műanyag lapokat is elhelyeznek, amelyben számos apró járat van a víz számára.

Fűtőcsövek

A korábbiakkal szemben (pl. rézből) ma már főként műanyag csöveket alkalmaznak. A múltban kedvezőtlen körülmények esetén a csövekhez tartozó egyéb szerelvények vasból készült elemeiben korrózió léphetett fel. Ennek elkerülése végett egyrészt csak korróziónak ellenálló anyagú szerelvényeket alkalmazzunk a hőelosztó rendszer kialakítására, mint pl. réz, rézöntvény vagy műanyag, másrészt fűtőcsőként használjunk olyan műanyag csöveket, amelyek az oxigént nem eresztik át. A különböző korróziógátló inhibitorok (egyfajta adalékanyag a forró vízben, amely a csöveket a rozsdásodástól védi) alkalmazása a rendszerben nem ajánlott.

Előnyök:

• rendkívül alkalmas kis hőmérsékletű rendszerekhez,
• nagy sugárzó hőarány
• nincsenek zavaró fűtőfelületek a lakásban.

Hátrányok:

• költségigényes,
• a csövek pótlása nem egyszerű,
• lassúbb szabályozhatóság (kivéve a klímapadló esetében).

Jól szigetelt épületek esetében, pl. alacsony energiafelhasználású házaknál a napsugárzásból adódó passzív energianyereségek kihasználása télen különösen fontos (ingyen energia). Mivel ezekben a házakban a fűtési teljesítményigény gyorsan változik, gyorsan reagáló fűtőrendszerre van szükség.

Emiatt az ilyen jó szigetelésű épületek esetében a nedvesen lefektetett padlófűtésről mindenképpen jobb lemondani, mivel a nagy tömegű hőtároló réteg és az aljzat miatt ez a rendszer lassabban reagál a változásokra, legalábbis a déli tájolású szobákban.

Falfűtés

A padlófűtéseket függőleges síkba is állíthatjuk: ekkor a fűtőcsöveket a falakra helyezzük fel, és bevakoljuk, ezt azonban már falfűtésnek nevezzük. Mára már kiforrott megoldásokat kínál a piac. Többnyire műanyagból készült csőregiszterek kaphatóak (elemenként vagy készre szerelt formában). Nagyon előnyösek a hajszálcsöves regiszterek, vagy legalábbis a különösen vékony csövek (6-8 mm), ezek szerelésénél ugyanis a vakolatréteg csak mintegy 15-20 mm. A csöveket lehetőleg legalább 5, legfeljebb 10 mm-es réteg fedje. A vakolat felső egyharmadába rendszerint üvegszálas szövetet építenek be.

A vékony vakolat nyújtja a rendszer gyors reakciójának garanciáját, továbbá megtakarítást jelent azokon a felületeken, ahova nem kerül falfűtés.

Előnyök:

• optimális kis hőmérsékletű rendszer,
• nagy arányú a sugárzó hő,
• rendkívül kényelmes,
• gyors szabályozhatóság.

Hátrányok:

• költséges,
• nem egyszerű a csere,
• a külső falra csak korlátozottan kerülhetnek bútorok, illetve képek.

A falfűtés az ideális fűtési rendszer a sugárzó hő arányának szempontjából. A külső fal nem hőt von el az embertől, ahogyan azt már megszoktuk, hanem éppen a fal sugároz meleget. Falfűtés esetében a szokásos 20 °C-os felületi hőmérsékletet a fal 30 °C-os hőmérséklete számottevően meghaladja. A falfűtéssel érintett falfelületeket azonban nem szabad beépíteni, vagy bútorokkal eltakarni.

Külső hőszigeteléssel…

Ezt a problémát azonban orvosolhatjuk egyrészt a jó külső szigeteléssel, amelynek következtében kisebb a lakás hőszükséglete, így kisebb falfelületet kell fűtőcsövekkel borítani, másrészt a berendezés előzetes megtervezésével. A képeket – akár a múzeumokban – a mennyezetre is felfüggeszthetjük.

A fűtőcsöveket sajnos gyakran közvetlenül a tömör falra erősítik, majd bevakolják. Ez különösen a monolitikus építési mód esetében (belső vakolat, tégla, külső vakolat) mindenképpen kerülendő, mivel nem az a célunk, hogy a falon keresztül a külső levegőt fűtsük, hanem az, hogy a belső helyiségeket felmelegítsük. Amennyiben külső hőszigetelést alkalmazunk, a rendszer célszerűnek mutatkozik.

Egyébként a falfűtés csőregisztereinek hőszigetelő lemezzel együttes alkalmazását javasolják a hőveszteségek csökkentése és a szabályozás meggyorsítása érdekében.

Megújítható energiák felhasználása

A valódi kis hőmérsékletű fűtési rendszerként működő felületfűtések alacsony hőmérsékletű előremenő vízhőmérsékletükkel különösen alkalmasak a megújítható energiák, pl. a napkollektorok ingyen hőjének kihasználására, különösen tavasszal és ősszel.

Fűtőfelület-kombinációk

Természetesen mindig lehetőségünkben áll és ésszerűnek mutatkozik a különböző fűtőfelületek kombinálása: pl. a tartózkodásra szolgáló helyiségekben falfűtés, padlófűtés a fürdőben, és lapradiátorok a konyhában, a WC-ben és a kevésbé gyakran használt helyiségekben.

Nyári hűtés

Különösen a falfűtések alkalmasak arra, hogy nyáron a lakás hűtésére használjuk őket, amennyiben a csőrendszeren hideg vizet áramoltatunk át. Ettől olcsóbb és egyszerűbb „klímaberendezésre” aligha tehetünk szert.

Kompakt fűtőfelületek

Ahogyan a kazán méretezésénél is, a fűtőfelületek szükséges nagyságának megállapításában az épület által teljesített szigetelési szabvány játssza a főszerepet. Minél jobb szigeteléssel rendelkezik egy ház, annál kisebb fűtőfelületekre van szükség, annál kisebbek tehát a beruházás költségei is.

Kis hőmérsékletű fűtőrendszerek

A régebbi épületekben jellemző „normál hőmérsékletű rendszerek” mellett, amelyekben az előremenő víz mintegy 90 °C-os, a visszatérő víz hőmérséklete pedig 70 °C körüli (tehát pl. -12 °C-os külső hőmérséklet esetén a fűtőtestek fűtési középhőmérséklete kb. 80 °C), a jó hőszigetelésű épületekben lényegesen alacsonyabb (energiatakarékosabb) hőmérséklet is elegendő a helyiségek felmelegítéséhez. Új építésű ház esetében a fűtési rendszert 70/50 °C-ra vagy 55/40 °C-ra javasolt beállítani (előremenő/visszatérő víz hőmérséklete), mintegy 15-20 K-es hőmérsékletkülönbséggel.

Ezt a rendszert kis hőmérsékletű rendszernek nevezzük. Jól hasznosíthatóak ezen a területen a kondenzációs kazánok, amelyek a füstgáz kondenzálása révén hőt nyernek vissza. A kondenzáció pedig egyébként is – az üzemanyagtól függően -csak az 50 °C-ot meg nem haladó hőmérsékletű visszatérő víz esetében következik be.

Sugárzó hő

A fűtőfelületek célja, hogy helyiségeinkben olyan hőmérsékletű levegőt teremtsen, amelyben se nem fázunk, se nem izzadunk, így egy modern fűtési rendszerrel szemben az alábbi követelményeket támaszthatjuk:

• a helyiségek rendeltetésétől függően tegyen lehetővé az egyes helyiségekben különböző hőmérsékletet
• a szobán belüli hőeloszlás legyen egyenletes
• a fűtőfelületek rendelkezzenek nagy felülettel, ugyanis ezen keresztül tudják a hő nagyobb részét a szoba levegőjének átadni

A lakószobákat elméletileg kétféleképpen fűtjük:

• Konvekció segítségével: a meleg levegő (a fűtőtesttől) egyenesen a mennyezet irányába emelkedik, ott (ahol nem is használjuk) alakul ki a legmagasabb hőmérséklet, lassan lehűl, majd a padló irányából ismét a meleg fűtőtest felé áramlik.
• Hősugárzás útján: a különböző felületi hőmérsékletű testek között folyamatos hőátadás működik. A gyakorlatban sugárzó hővel leggyakrabban napsütés formájában találkozunk. A napsugárzásnak kitett test felmelegszik. Hasonló érzés pl. egy cserépkályha hőleadása is. A sugárzó hő nagyon kellemes érzés!

A helyiségeknek a kényelem szempontjából rendkívül előnyös felmelegedése akkor következik be, ha a szobát körülvevő belső felületek nagyjából azonos, 20 °C-os hőmérsékleten vannak. Az orvosok maximálisan 2-3 °C-os hőmérséklet különbségeket javasolnak a szoba levegőjének és a belső felületeknek a hőmérséklete között. A fűtőfelületeknek ebben fontos szerepe van. Ezeket két csoportba osztjuk: kompakt fűtőtestekre és felületfűtésre.

Fűtőtestek

Ebbe a csoportba tartoznak az úgynevezett fűtőtestek, mint pl. többek között a radiátorok, konvektorok, lapradiátorok. Itt kompakt és viszonylag kicsi fűtőfelületekről van szó. A helyiség levegőjének felmelegedése így 43-82%-ban konvekció, tehát elsősorban a levegő keringése folytán következik be. A sugárzó hő aránya ennek megfelelően alacsony.

[table id=51 /]

* 1. számjegy = a rétegek száma, 2. számjegy = a konvektorlemezek száma

A nagyobb arányú sugárzó hő elérésének szempontjából csak az egyetlen lapból álló, konvektorlemez nélküli lapradiátor előnyös. Jó szigetelésű házaknál nem okoz problémát, hogy nélkülözzük ezeket a lemezeket, így még azt a helyveszteséget is megtakarítjuk, amelyet a mélyebben a helyiségbe benyúló fűtőtestek okoznak.

A fűtőtestek általában a külső falakra, az ablakok alá kerülnek, hogy ezzel is emeljük a viszonylag hideg ablakfelületek hőmérsékletét, és így növeljük kényelemérzetünket.

A fűtőtesteket azonban:

• ne szereljük fel a külső fal mélyedésébe
• és ne építsük be, vagy takarjuk el valamilyen borítással

A beépített fűtőtestek 4-15%-ot is veszíthetnek teljesítőképességükből, és a termosztátszelepek is csak távérzékelővel képesek megfelelően ellátni feladatukat:

Előnyök:

• költségtakarékos,
• egyszerű szerelés, karbantartás és csere, jó és gyors szabályozhatóság.

Hátrányok:

• nagy a konvekció aránya,
• a port felkavarja és lebegteti,
• helyet vesz el a helyiségből; nehezen tisztítható.

Ha a fűtőtestek 55 °C fölé melegednek, a meleg levegő lebegteti a port, amitől kellemetlenül száraznak érezzük a levegőt. Ezért ajánlatos kis hőmérsékletű fűtési rendszert betervezni, amelyben a fűtőtestek felmelegítése alacsonyabb hőmérsékletű előremenő vízzel történik. A fűtőtestek DIN szerinti teljesítményadatai 90/70 °C-ra, tehát 80 °C-os átlagos vízhőmérsékletre és 20 °C-os belső hőmérsékletre vonatkoznak.

Cseké­lyebb vízhőmérséklet esetében a fűtőtestek felületeit arányosan növelnünk kell:

[table id=52 /]

A fűtőtestekhez vezető csővezetékeket célszerű a padló fölött, a lehető legrövidebb űton (pl. cső-a-csőben műanyag csővezeték) vezetni.

Fűtési berendezések vezérlése, szabályozása

A fűtési berendezéseket lehetőleg úgy kellene működtetnünk, hogy közben kevés veszteséget szenvedjünk az energiában. Mind új rendszer, mind pedig egy már meglévő rendszer optimalizálása során figyelnünk kell arra, hogy a kazán által kisugárzott hőből, a készenléti üzemmódból és a hőelosztásból eredő veszteségeket lehetőleg alacsony szinten tartsuk.

Ezt a célt szolgálja többek között az alacsony rendszerhőmérséklet, amelyet mindig az aktuális szükséglethez kellene igazítani. Ezenkívül a rendszerhőmérsékletet az éjszakai üzemmódban alacsonyabbra kellene állítani, a hőfejlesztő egységet (a kazánt) pedig ki kellene kapcsolni.

A fűtési berendezés vezérlése

A vezérlés gondoskodik arról, hogy bizonyos kritériumoktól függően – mint pl. a külső hőmérséklet, óra szerinti idő vagy a lakók jelenléte – a készülék egyáltalán működésbe lépjen vagy kikapcsoljon. Ehhez nincs szükség visszajelzések feldolgozására – ha az adott feltétel már nem áll fenn (pl. nyáron, ha meleg van), a készülék egyszerűen kikapcsol.

A fűtési berendezés szabályozása

A szabályozás során a szabályozandó értékeket egy érzékelő egység folyamatosan figyeli. A megállapított adatok az aktuális adatok. Ezeket a szabályozás összehasonlítja a mindenkori kívánt értékekkel (egyéni kívánalmak, elfogadott értékek) és megkísérli, hogy bizonyos intézkedések útján a kétféle értéket azonos nevezőre hozza.

Az előremenő víz hőmérsékletének szabályozása fűtési görbe segítségével

A gyakorlatban a külső hőmérséklettől függő vízhőmérséklet-szabályozás vált be, amely közvetlenül a kazánra hat. Ennek során a szerkezet a külső hőmérsékletet folyamatosan méri (az érzékelőt az épület hideg, északi homlokzatára kell illeszteni), és a szabályozó segítségével ennek megfelelően variálja a rendszerben található fűtővíz hőmérsékletet. Ebben az összefüggésben beszélhetünk a kazán mozgó üzemmódjáról.

Egy ilyen szabályozás képes biztosítani, hogy a kazán a fűtővizet mindig csak annyira melegítse fel, amennyire az az épület fűtéséhez szükséges. A kazán beszerelésekor előzetesen beállítanak egy fűtési görbét, jelen esetben pl. a 2. görbét:

Ez azt jelenti, hogy 0 °C-os külső hőmérséklet esetében a kazán a fűtővizet 57 °C-ra melegíti, majd a víz ezen a hőmérsékleten jut el a fűtőtestekbe (a szivattyú közreműködésével) az előremenő vezetéken keresztül. -15 °C esetében a maximális vízhőmérséklet 67 °C. Ha a helyiségben ez a vízhőmérséklet még nem eredményez kellőképpen meleget (pl. 20 helyett csak 18 °C a hőmérséklet), egyszerűen egy másik görbét, jelen esetben pl. az 1. görbét kell választani. Ebben az esetben pl. 0 °C-os külső hőmérséklet esetében a vízhőmérséklet 57 helyett 67 °C lesz.

A helyiségek szabályozása hőfokszabályozó szelepekkel

A helyiségenkénti szabályozást a gyakorlatban hőfokszabályozó szelepekkel oldják meg. Ezek a helyiség hőmérsékletét a beállított kívánt értékhez igazítják (helyiségenkénti „finomhangolás”). Ennek működése meglehetősen egyszerű: a hőfokszabályozó-fejben található egy fémfúvóka. Amennyiben ezt hideg levegő éri, összehúzza magát, és ezzel kihúzza a szelepkúpot a szelepfészekből; így a meleg víz beáramolhat a fűtőtestbe.

A helyiség felmelegszik, és a termosztátfejet ismét meleg levegő veszi körül. Ez a folyamat addig folytatódik, amíg a beállított hőmérsékletet a levegő el nem éri (a szelep játéka y: fokozatok 1-5-ig); vagyis a fémfúvóka ismét kitágul, és elzárja a szelepet.

• Szellőztetéskor a szelepet teljesen el kell zárni, mert a meleg benti levegő kicserélődése folytán a hideg külső levegőre a szelep azonnal kinyílik, és a többnyire az ablakok alatt elhelyezett fűtőtest „kifűti a pénzt az ablakon”.
• Nem szükséges, hogy a hőfokszabályozó szelepet éjszakára lecsavarjuk, amennyiben a fűtés szabályozását helyesen beállították. Épp ellenkezőleg, ezzel akadályoznánk a reggeli felmelegítését a fűtőtestnek.
• Hogy a helyiség hőmérséklete szabályozható legyen, a hőfokszabályozó szelepnek könnyen hozzáférhetőnek kell lennie, vagyis ne takarjuk el pl. valamilyen borításával vagy függönyökkel, különben a termosztát körül még a szoba felmelegedése előtt megakad a (meleg) levegő, és a szelep idejekorán újra lezárja a meleg víz útját. Ha ez semmiképp sem oldható meg, alkalmazzunk távérzékelős termosztátszelepeket.