Fűtési rendszerek

A megfelelő fűtési rendszer kiválasztásánál a hely adottságainak leginkább megfelelő, fenntartható  technológiák élveznek előnyt. Vannak olyan esetek, amikor nehéz vagy szinte lehetetlen a gázfűtés kikerülése. Meglévő épületek gépészeti felújítását, korszerűsítését meg kell előzze az épület energiahatékonyságának javítása, hőszigetelés, nyílászáró-korszerűsítés, stb. Így a leendő gépészeti rendszerek már egy csökkentett energiaigényt tudnak lefedni, és elérve az energiahatékonyság megfelelő szintjét, lehetővé válik alacsony energiasűrűségű megújuló források használata (napenergia, talajhő, hőszivattyús rendszerek). Fordított sorrendben feleslegesen nagy teljesítményű fűtőberendezést vásárolunk, és bár annak hatékonysága javul, a pazarlás folytatódik, az épület komfortja sem nő.


Kiválasztási szempontok:
– távhő, vagy többlakásos épület közös központi fűtése

A távhő – ha megújuló energiaforrással működtetik – elméletileg a legjobb és legolcsóbb megoldás nagy laksűrűségű településrészeken. Miért?
– nincs lakásonként kazán, tüzelőtároló, kémény.
– egy központi fűtőberendezés hatékonyabb, és kevésbé környezetterhelő, mint lakásonként egy.
– kényelmes, nincs vele tennivaló

Ugyanez érvényes a központi kazánnal ellátott épületekre is. Rövidlátó és rossz megoldás, ha egy távhővel ellátott épület esetében a lakások egyedi gázfűtésre térnek át, és leválnak a rendszerről. Míg a gáz olcsó és a korszerűsítetlen távhő drága, sokak kényszerülnek a váltásra. Geotermikus hőforrás esetén a távhő előnye egyértelmű, ez azonban ritka adottság. A helyes megoldás a távhőrendszer korszerűsítése, és ezzel párhuzamosan a gázár-támogatás megszüntetése. Csak ekkor derülhet ki, hogy a korszerű, megújulóra alapozott távhő gazdaságos és olcsóbb, mint a gáz. A bécsi távhőellátás – ahol a hőforrás egy hulladékégető – ezt régen bebizonyította. A korszerű távhővel vagy központi kazánnal rendelkező épület esetén alapvető követelmény a távhővezeték, illetve az előremenő fűtési vezeték megfelelően hőszigetelt volta, az alacsony hőveszteség, továbbá a pontos hőmennyiségmérés fogyasztónként. Ez biztosítja a pazarlás kiszűrését. A központi fűtési rendszerek fűtést és melegvízellátást biztosítanak. Fontos szempont az ilyen rendszereknél, hogy a fűtési idényen túl a használati melegvízigényt (HMV) lehetőleg napenergiával, vagy egyéb, korszerű módon (kompakt készülék, hulladékhő, hőszivattyú) nyerjék, ne a kazán működtetésével.

A távhőrendszerek – ha korlátozott mértékben is – képesek nyári hűtésre. A radiátorokban ill. egyéb hőleadókban lévő vizet nyáron is lehet keringtetni. A szobahőmérsékletű visszatérő víz hőtartalmából hőszivattyúval HMV-t lehet előállítani, majd a kihűtött vizet a páralecsapódás elkerülésére ügyelve vissza lehet küldeni a rendszerbe. Az elektromos lakáshűtő berendezésekkel összevetve szinte ingyen kapunk hűtési teljesítményt.


– nem megújuló energiahordozók
A nem megújuló energiahordozókkal üzemelő épületek nem fenntarthatóak. Ezért elsődleges cél kiváltásuk megújulóra. Ha erre nincs mód, korszerűbb fűtőberendezésre cseréljük az elavultat. Újépítés esetén kerüljük e megoldásokat.

– földgáz
A földgáz kitermelési csúcsát néhány éven belül elérjük, utána ára a kőolajhoz hasonlóan rohamosan emelkedni kezd. De nem ez az elsődleges szempont, amiért kerülnünk kell használatát. A globális felmelegedés miatt hamarabb kell lemondanunk a földgázról, mint hogy a készletek kimerülnének. Ezért ha a palagáz, vagy az ú.n. tisztaszén-technológia megjelenik és olcsóbbá teszi a gázt, a kísértés nagyobb lesz. Aki unokáira gondol, nem használhat többé gázt, ha van választási lehetősége. Földgázüzem esetén kondenzációs gázkazánt létesítsünk, mely  jó hatásfokkal égeti el a gázt. Zárt égéstere miatt alkalmas passzívházhoz is, a szénmonoxidmérgezés veszélye nélkül. Az égéshez szükséges frisslevegőt a kürtővel egybeépített légcsatornán keresztül vagy külön égésilevegő-csatornán kapja. Elvi lehetőség van arra, hogy a vezetékes gázhálózatba biogázt keverve a földgáz lassan részlegesen, vagy teljesen kiváltható legyen. A földgázt (és a PB-gázt is) lehetséges gépjárművek hajtására is használni. Ez a kőolaj-alapú üzemanyagoknál kisebb környezetterhelést okoz, de mivel fosszilis, nem fenntartható.

– PB-gáz
PB-gázt általában főzésre használnak illetve olyan épületekhez, ahol nincs kiépített  gázhálózat (pl. hétvégi házak, úszó szállodák). Magas költsége miatt fűtési célú használata szükségmegoldás. Biogázzal és biomasszával, illetve hőszivatytyúval kiváltható. PB gázról működtethető hűtőszekrény is. Ez a megoldás lakókocsikban, lakóhajókban szokásos.

– szén
Széntüzelést ma új épületeknél már nem használnak. Meglévő épületek szénfűtésű kazánját át kell alakítani korszerű biomassza-fűtésre (pl. faapríték). Ehhez elsődleges az épület és a fűtési rendszer hatékonyságjavítása, hogy a pazarlást elkerüljük és a karbonlábnyomon belül maradjunk.

– fűtőolaj
A széntüzelésnél elmondottak itt is érvényesek, azzal az eltéréssel, hogy az olajjal működő tüzelőeszközök alkalmassá tehetők növényolaj-üzemre. Fűtési célra csak átmeneti megoldásként javasolhatjuk, míg főzési célra akár tartósan is alkalmas lehet. Az energetikai célú biomassza-típusok közül a növényolajnál sokkal jobb energiamérleget mutat a biogáz-előállítás. Az alapanyag energiamérlegének negatív értéke miatt használatát nem javasolhatjuk. Kivételt képez a használt sütőolaj hasznosítása.

– fosszilis és nukleáris áram (atom, szén, gáz)
Az elektromos áram fűtési célra való használata magas primerenergia-tartalma miatt kerülendő. Áramot fűtési célra kizárólag hőszivattyú alkalmazásával használjunk. Mivel az energiarendszer egésze előbb-utóbb átáll megújulókra, a hőszivattyús rendszerek fokozatosan zöldülnek, különösen, ha magunk is fölszerelünk napelemes áramtermelő felületeket.

– megújuló energiahordozók
– biomassza:
A szilárdtüzelés a biomassza tüzelésre alkalmas alapanyagai közül a leginkább környezetbarát és legkisebb beruházással elérhető mód. A választás szempontjai a kezelés kényelme, a tüzelőanyag energiamérlege illetve karbonlábnyoma és az ár/teljesítmény arány.

– tűzifa, faapríték: a legolcsóbb és legjobb, pozitív energiamérlegű fűtőanyag – amennyiben 30 km a maximális szállítási távolsága a kitermelés helyétől. Ára: 11-15 eFt/m3  (2013-as árak)

– pellet, biobrikett: kényelmes, automata tüzelésmódot tesz lehetővé. A gyártásához felhasznált energia drágítja, illetve energiamérlegét rontja Ára: a tűzifánál drágább, a földgáz árához közelít, de csak követi – biogáz: háztartási léptékben való előállítása nem gazdaságos, csak üzemi léptékben. Kapcsolt energiatermelésre és mezőgazdasági gépek üzemanyagaként alkalmas,

fenntartható energiaforrás
– komposztfűtés: rossz hatásfokú. Csak üzemi léptékben végzett  komposztálás hulladékhőjének hasznosítása lehet gazdaságos. Kifejlesztője (Jean Pain)  karsztvidéki erdők újratelepítéséhez ipari mennyiségű apadékból állítot elő komposztot. A folyamat melléktermékeként  keletkező hulladékhő hasznosítása ott gazdaságosnak bizonyult. A komposzt fűtési célú hasznosítása ésszerűtlen, hiszen a fejlődő hő elsődlegesen a komposztálási folyamat fenntartását szolgálja, azt elvonva a folyamat lelassul és megáll. Noha alacsonyenergiás ház esetén a csekély hőigény miatt elvileg elképzelhető a komposztfűtés – létezik ilyen berendezés -, de óriási anyagmennyiség mozgatását igényli, csekély eredménnyel. Ahol nem cél az erdősítéshez a komposzt előállítása, az erdei apadék aprítéktüzelés céljára való hasznosítása egyértelműen gazdaságosabb.

– zöldáram napból és szélből, vagy vízienergiából
A nap-, szélés vízienergiával termelt  elektromos áram közvetlen fűtési célra való használata általában nem gazdaságos, mivel beruházásigényes, hatásfoka gyenge, ebből következően ára magas. Csak abban az esetben lehet célszerű, ha az épület műszakilag nem tesz mást lehetővé (műemléképület, stb.), a közelben, vagy saját tulajdonú berendezéssel megtermelhető áramfelesleg áll rendelkezésre, mert az átalakítás és a szállítás veszteséget jelent. Átmeneti, szükségmegoldásként, vagy behatárolt célokra lehet alkalmazni, ahol más fűtési megoldás bonyolult, vagy megoldhatatlan lenne. Az elektromos fűtés tartalékkapacitások felhasználására is alkalmas, például fölös és értékesíthetetlen árammennyiség elfűtésére. Ha már van áramunk, és fűteni akarunk vele, az elsősorban hőszivattyú alkalmazásával ésszerű.

Ha viszont a saját magunk által megtermelt áramot nem tudjuk a hálózatnak értékesíteni, elsősorban HMV-előállításra vagy fűtésrásegítésre használhatjuk. Ez olyan esetekben célszerű, ha a lakóház éppen használaton kívül van, és temperálására szükség van. Ekkor az áramfelesleget a boljerben illetve pufferban lévő fűtőszál melegítésére használjuk, mely a temperálást végzi. Elektromos fűtést passzívházban rövid ideig való lokális fűtésre – például fürdőszobában – érdemes használni, sugárzó felületfűtés  vagy fűtőventilátor működtetésére.

– Szélenergia-hasznosító berendezések
Lakóház léptékben szélerőgépről (tehát nem erőműről) lehet szó, mely kisteljesítményű – általában 1-3 kW -, relatíve alacsony oszlopmagasságú gépet jelent. A ma elterjedt gépek vízszintes tengelyű, 20-25 m magas árbocra telepített berendezése. Egy részük mezőgazdasági célú, vízszivattyúzást végez, a többi áramtermelő generátor. A kisebb teljesítményű szélgépek 100-200 W teljesítménnyel lakókocsik, yachtok felszereléséhez tartoznak. Kísérleti fázisban van a függőleges tengelyű szélgenerátor, sorozatgyártása még késik. Előnye, hogy a tájképben-településképben kevésbé zavaró, mint a jólismert rotorlapátos gépek. A szélgenerátorok telepítése lakott településen belül elsősorban építészeti-esztétikai kérdés, a településkép része. A helyi építési szabályok kell, hogy egyértelműen rendelkezzenek róla, akarják-e a helyi polgárok a szélgépeket látni a településen, vagy sem? Ha igen, akkor azt működőképes magasságúnak kell megengedni. Számos  helyi szabályzat hat méterben korlátozza az oszlop magasságát. Ilyen esetben teljesen értelmetlen szélerőgépről beszélni, mert a gép teljes szélárnyékban marad. A 20-25 m-es magasság is akkor hozza csak az eredményt, ha nincsenek turbulenciát okozó tereptárgyak, fák, épületek a szél útjában. Logikus, ha például magasházak tetejére helyezünk ilyen gépeket. Ideális elhelyezés még a tanyák környéke, a szélnek kitett, nyílt területek.

Egy igen elterjedt típus a cca. 2,5 kW-os Skystream generátor, mely farokrész nélkül, szélirányba automatikusan beálló kialakítású, fejrészében a generátor mellett az invertert is beépítették, az oszlopról már a hálózati áram jön le. Hazai gyártók is vannak e területen, kitűnő termékekkel, nagy tapasztalattal.

Ha szélgépet kívánunk telepíteni, kérjük ki hazai szakember tanácsát. Ideális a hibrid rendszer, azaz napelemes rendszer és szélgenerátor párosítása, mely kiegyensúlyozottabb működést tesz lehetővé, és a szél éjszaka is tud fújni.

– Vízienergia-hasznosító berendezések
Ritka adottság, hogy a ház közelében patak folyik. Az ilyen helyekre régen vízimalmokat telepítettek.  Sok ilyen vízimalom áll még, ezek számára reális lehetőség a vízienergia hasznosítása. Mivel ma az őrletés és a fűrészeltetés nem vízkerekekkel történik,  célszerű az áramtermelést  választani. Erre a célra nem ideális a felülvagy alulcsapott vízkerék – ezeket csak akkor érdemes megőrizni és áramtermelésre fogni, ha történeti  épületről, műemlékről van szó. Ha nincs ilyen szempont, áramtermelésre sokkal alkalmasabb a turbina. A víz energetikai hasznosítása speciális szakterület, ezt arra avatott tervezőnek kell készítenie. A feladat sokrétű: a duzzasztás, zsilipek, gátak építése, árvízvédelem, és sok egyéb, műszaki kérdés.

– geotermikus energia termálkútból
Megfelelő adottságok, elsősorban kollektív megoldások esetén célszerű (nagyobb létesítmények, lakótelepek, stb.), egyedi kiépítése irreálisan költséges.

– napenergia
A napenergia aktív hasznosítása – szolárfűtés (rásegítés nélkül)

A hőt vákuumcsöves, vagy síkkollektorral lehet kinyerni, és pufferban tárolni. Ebből tetszés szerinti időpontban lehet hőt kivenni. A szolárfűtés szezonális hőtároló alkalmazását igényli. A technológia a ’90-es években még hatalmas, 100-150 m3es víztartályok építésével járt, melyeket nyáron felfűtöttek 95 0C hőmérsékletre, majd télen ezzel a begyűjtött hővel fűtötték  a házat. Ez túl nagy beruházással és bonyolult technológiai megoldásokkal járt, megtérülése túl hosszúra – 20 éven túlra –  nyúlt. A passzívházak megjelenésének köszönhetően a tárolótérfogatot jelentősen lehetett  csökkenteni. A költséges, hatalmas, hőszigetelt betonvagy rozsdamentes acéltartályok helyett ma már egy 10 m3  körüli tartályméret  – azaz egy nagyobb puffer – elegendő. Megtérülése 10 és 20 év közé tehető. A megújuló energiák közt a legkényelmesebb, legrugalmasabb.

 

4.1-1. ábra: A napenergia részaránya a ház hőigényének (fűtés+melegvíz) fedezésében

image150A szoláris fedettség %-ban
 

 
4.1-2. ábra: Szezonális hőtárolós szolárház: szoláris fedettség (HMV + fűtés) 60-70%

image151

 

Bioszolár (biomassza + szolár) fűtés : napenergia és biomassza kombinált használata
Jelenleg a mi klímánk legjobb megoldása. Miért? A Földgolyón az a terület, ahol egy négyzetkilométerre  a legtöbb napkollektor jut: Ausztria, annak is legszegényebb tartománya: Burgenland. Ez a részben ma is magyarlakta  terület,  a mi  klímánkon fekszik, hazánkkal azonos környezeti adottságokkal bír. A napenergia-hasznosítás terén az utóbbi 20 évben azonban világelső lett és e pozícióját tartja. Jelenleg energiaellátásának már közel 100%-át megújulóból fedezi. Az általunk első helyezettnek díjazott technika az itt, Burgenlandban tömegesen elterjedt megoldás, a bioszolár fűtés.

A bioszolár fűtés elemei
• síkkollektor szelektív bevonatú abszorberrel (a beeső napsugárzás teljes  spektrumából 85%-ot elnyel, a szórt fényt is), vagy vákuumcsöves kollektor /8. ábra/
• szolár fűtéskör; szivattyúval keringtetve a kollektor  és a puffertároló közt
• modern favagy  pelletfűtésű kazán,  vagy  pelletkandalló
• kazán  fűtéskör; a kazán  és a puffer  közt
• hőleadók: felületvagy  szerkezetfűtés; födém-, padló illetve falfűtés

 

image152
4.1-3. ábra: Szelektív abszorber

 
image154
4.1-4. ábra: Szolár melegvízkészítés és bioszolár fűtés szerkezeti sémája, éves szoláris lefedettség

 
image152
4.1-5. ábra: Napenergianyereség kollektorfelület  és épület energetikai szint szerint


A bioszolár fűtés működése
A biomassza-fűtés napenergiás rásegítéssel jelentékeny tüzelőanyag-megtakarítást és kényelmet biztosít. A legjobb hatásfokú hőtermelő egység a vákuumcsöves napkollektor, utána következik a síkkollektor, ennek ára alacsonyabb. A kollektorok a begyűjtött  hőt a puffertartályba továbbítják. A tárolót a ház hőszükségletének megfelelően méretezik úgy, hogy min. 3 napnyi hőenergiát képes legyen tárolni. Ezzel nagyjából át tud hidalni egy felhős időszakot. A puffertárolóban tárolt hő biztosítja a fűtés és a melegvízkészítés hőigényét. A kazán a fűtésben részt vesz, de feladatát megosztja a napkollektorral. Az átmeneti időszakban (ősszel és tavasszal) a kollektor viszi el a fűtés oroszlánrészét, míg télen a kazán. A fűtési idény végétől (április eleje) a fűtési idény kezdetéig (október)  a napkollektor a melegvízszükségletet közel 100%-ig fedezi. A kazán ezt követően lép be fokozatosan, majd tavasz felé egyre csökkenőbb mértékben van jelen.

A bioszolár fűtés a fafűtéssel összevetve legalább 50% fűtési költségmegtakarítást jelent, de egy szerencsésen méretezett  esetben a napenergia az éves hőszükséglet 75-80%-át is fedezi. Ha van beltéri medence, azt célszerű kollektorral fűteni. A használaton kívüli, fóliával letakart medence puffertartályként működik, javítja a ház hőkapacitását.

– Hagyományos fatüzelésű kazán
Választhatunk hagyományos fatüzelésű kazánt, mely jóval olcsóbb, mint a faelgázosító, viszont gyengébb hatásfokkal, gyakoribb tüzelő-adagolást kíván. Az öntöttvas tűztér mindenesetre tartósabb és jobb megoldás, mint az acéllemez-tűztér.

– Vaskályha (kandalló)
Népszerű az üvegajtóval ellátott  vaskályha, melyet helytelenül kandallónak neveznek. Csekély hőtároló-képességű, gyors felfűtést tesz lehetővé.

– Kandalló és kandallóbetét
A kandalló hatalmas kürtővel épült, a tűz sugárzó hőhatásával fűtött, de hatalmas mennyiségű hő távozott a kürtőn. Ha a tűz kialudt, a helyiség hamar kihűlt. A kandalló ma rossz hatásfoka miatt csak hangulati elemként használatos. Hatásfokát javítandó, a tűztér feletti  kandallópalástban elrejtett  légcsatornákkal a füst hőtartalmából még ki tudtak nyerni hőt, valamint üvegajtóval lezárt tűzteret hoztak létre, ezzel a kürtőméretet csökkenteni tudták.

– Vízteres kandallóbetét
Az üvegajtós kandallóbetétek sorában jelent meg a vízteres tűztér, mely alkalmas központi fűtés kiépítésére. Aki a tűz látványáért cserében vállalja a gyakoribb tüzelést, annak ideális megoldás.

– Cserépkályha
Nem utolsósorban megemlítendő a cserépkályha és a kemence is, mint környezetbarát fűtésmód. A cserépkályha takarékos mivolta nekünk természetes, az angolszász nyelvterületen  csak a ‚80-as években fedezték föl jó tulajdonságait az öko-építészek. Addig a brit szigeteken a szimpla ablakok, pazarló, nyitott kandallók és huzatos, hideg szobák járták. A cserépkályha is felszerelhető üvegajtóval, rálátást adva a tűzre. Ma a kályhákat, kandallókat gyártó cégek fő fejlesztési feladata a passzívházakhoz szükséges kisteljesítményű, zárt égésterű berendezések kifejlesztése.

– Tömegkályha
Alternatív közösségek körében népszerű fűtőeszköz. Nagy tömegű, a cserépkályhához hasonló elven működő berendezés, többnyire téglából építik. Valójában át kell értékelni szerepét a mai korszerű, energiahatékony épületekben. A tömegkályha régi, rossz hőszigetelésű épületekben jó szolgálatot tett, nagy mennyiségű tüzelő elhasználásával sokáig tárolta a meleget, miközben a ház egyéb részei már kihűltek. A 2020-as Közel Nullás előírások fényében nincs szükség ekkora teljesítményű kályhára. A hőtároló tömeg megléte fontos. Ha egy 3-6 kW-os teljesítményű fűtőeszköz elegendő, a káylha szerepe a fűtésről elmozdul a hőtárolás irányába. Ha a ház egyébként nem rendelkezik elegendő hőtároló tömeggel (például könyűszerkezetű, vagy szalmabála-ház), akkor belső hőtároló falak építése helyett a kályha tömege töltheti be a hőtároló funkciót.

– Tűzhelykazán (modern sparherd)
A hagyományos sparherd korszerű változata egyesíti a ház összes hőtermelő feladatát, fenntartható biomassza-tüzelőanyaggal:
o  főzőfelülete  akár üvegkerámia kivitelben könnyen tisztítható, a tűz látványát produkálja,
o  sütővel is felszerelt
o  használati melegvizet készít
o  központifűtés-kazán feladatot is teljesít.
A tűzhelykazán nem zárt tűzterű típusai ideális, multifunkciós megoldások alacsony  energiaigényű  épület  esetén,  ahol  nem  követelmény  a  légtömörség. A berendezés így vagy a lakótérből, vagy saját égésilevegő-ellátó légcsatornából kapja az égéshez szükséges oxigént, az égéstermék pedig gravitációsan távozik, annak veszélye nélkül, hogy a szellőztető berendezés depressziót okozzon és égéstermék kerüljön a lakótérbe.

A hagyományos parasztház kelléke volt a nyárikonyha. A szezonális, nagy menynyiségű tartósítás miatt létesítették a házon kívül: disznóvágás, lekvárfőzés, szappanfőzés, stb., hogy ne fűtsék túl a házat és ne terheljék gőzzel, ételszaggal.

A tűzhelykazánok nyári szezonban szintén túlfűtenék a házat, ezért két megoldás javasolható:
– nyárikonyha építése közel a lakás konyhájához (pl. a teraszon)
– ikertűzhely üzemelése: a tűzhelykazán mellé beiktatott villanytűzhely. Hőszivattyú alkalmazása

 

Környezeti energia hőszivattyú segítségével kivonva
A hőszivattyús energianyeréshez elektromos áramra van szükségünk. A hőszivattyú egy kifordított hűtőszekrény, a környezetből von el hőt és azt fűtésre használja.
Környezeti szempontból alkalmazása akkor kifogástalan, ha a működtetéséhez szükséges áramot megújuló forrásból magunk termeljük, vagy megújuló forrásból származik. A hőszivattyú a környezeti  hőt talajból, vízből, levegőből, vagy hulladékhőből vonhatja ki. Viszonylag magas ára miatt tömegesen nem terjedt el, azonban megfelelő adottságok esetén versenyképes megoldás.

Hőszivattyú alkalmazási lehetőségei
– talajvízkutas:  magas talajvíz  esetén  egy  kinyerőkút  és egy elnyeletőkút,  mélységüket a talajvízszint határozza meg, de általában kis mélységűek (3-5 m)
– előnye: kis beruházási költség, jó hatásfok
– hátránya:  költséges  engedélyeztetési  folyamat, karbantartási igény


image158
4.1-6. ábra: Talajvízkutas

– talajszondás: 50-100 m  mélységű,  cca. 6×6 m-es raszterben elhelyezett szondák, melyekben hőszállító közeg kering
– előnye: jó hatásfok
– hátránya: magas beruházási költség, csak hűtéssel együtt működik jól, tehát a talajt pufferként használja, ha csak hőelvonást végez, és nem pótolja vissza a hőt a nyári hűtéssel, tartósan kihűtheti az altalajt.


image160
4.1-7. ábra: talajszondás

– levegős   hőszivattyú:   a   klímaberendezések ilyen típusú hőszivattyúk, de ezeket általában csak hűtésre használják, míg a levegős hőszivattyút hűtésre és fűtésre is.
– előnye: alacsony beruházási költség
– hátránya: rossz hatásfok, magas téli üzemelési költség, + 5 fok alatt egyre növekvő mértékben elektromos fűtésként működik


image162
4.1-8. ábra: levegős hőszivattyú
 

– horizontális folyadékos talajkollektoros  hőszivattyú
– előnye: kis beruházási költség
– hátránya: csökkenő hatásfok, télen kihűtheti, nyáron felfűtheti  a talajt.

image164
4.1-9. ábra: talajkollektoros hőszivattyú

– Energiakulcs (Szabadalmi védettség alatt):
A hőszivattyú három rendszerrel van összekötve:
o horizontális talajkollektorral
o szerkezetfűtéssel (a fűtéscsővel behálózott vasbeton alaplemezzel és a szilárd födémmel összekapcsolva)
o a hővisszanyerő szellőztető rendszerrel, annak a használtlevegőt kidobó ágával, melyből elvon hőt.
A megoldás lényege, hogy egy elektronikával vezérelt szelep optimalizálja, honnan vonjon el hőt és hova tároljon be hőt.

Hátránya: kezdeti magasabb beruházási költség

Előnye:
o A szerkezetet használja pufferként – ezzel megspórolja a puffert.
o A használt levegőből készít HMV-t, ezzel megspórolja a napkollektort. o Nem használ külső energiát a fagymentesítésre.
o Csekély energiaigénye (2-3 kW) miatt napelemes rendszerrel önellátóvá tehető.
–  fűtőberendezések (hőtermelő)
–  gázkazán
Mivel a gázfűtés nem fenntartható, ezért csak kényszerű megoldásként dönthetünk mellette, leginkább meglévő gázfűtés felújítása esetén. Ha a régi gázkazán elhasználódott és nincs más fűtésmódra lehetőség (például nem létesíthető kémény pelletfűtéshez, stb.), akkor a leghatékonyabb megoldást válasszuk.

– hagyományos égőfejes gázkészülék
A legkedvezőtlenebb választás a hagyományos égőfejes gázkészülék, melynél az égéstermék magas hőmérsékleten (>80 0C) távozik, ezért többszintes épületben is megfelelően tud távozni, magas kémény esetén is. Természetesen ha van rá mód, jól hőszigetelt kéménykürtőt kell építeni, hogy a huzat megfelelő legyen és ne keletkezzen kondenzáció. Ennél a megoldásnál igen nagy a kéményen (égéstermék-elvezetőn)  át távozó hőveszteség.

– turbós berendezés
A turbós készülékben ventilátor segíti az égéstermék távozását, mely túl alacsony hőmérsékletű (cca. 40 0C) ahhoz, hogy a kürtőhatás kialakuljon, és távozni tudjon. Turbós kazán esetében a kürtőmagasság korlátozott,  a ventilátor  szállítási magasságának függvényében. A hagyományos gázkazánnál jobb hatásfokú, kevesebb hőveszteségű. A kürtőben kondenzvíz keletkezhet, melynek elvezetéséről gondoskodni kell. Létezik zárt égésterű turbós kazán is, mely passzívházban is használható.

– kondenzációs gázkazán
A kondenzációs kazán zárt égésterű, a tökéletes égést biztosító katalizátor felülettel. Az égéstermék – mely vízgőz és CO2   – hőjét is felhasználja, ezért a távozó, alacsony hőmérsékletű (cca. 40 0C) égéstermék vízgőze lecsapódik és jelentékeny mennyiségű kondenzvíz keletkezik, melynek elvezetéséről gondoskodni kell. Az elvezető szerkezetnek savállónak kell lennie, hogy a kondenzvíz agresszív hatásának ellenálljon. A kondenzációs kazán esetében is a kürtőmagasság korlátozott, a ventilátor szállítási magasságának függvényében. A zárt égésterű berendezés lehetővé teszi passzívházakban való alkalmazását, továbbá kizárja a szénmonoxid-mérgezés lehetőségét. A kondenzációs kazán hátulütője, hogy évente alapos belső tisztításra szorul, melyet ha szakszervízzel végeztetünk el, szinte elviszi az éves energiamegtakarítás árát egy turbókazánhoz képest.

– hőszivattyús (Ariston, Sonnenkraft) hibrid gázkazán
A berendezés – egy kombinált üzemű kondenzációs gázkészülék és egy levegős kültéri hőszivattyú – egyszerre, vagy külön-külön állít elő melegvizet egy belső 24 literes puffertárolóba. Ez a melegvíz egy közös előremenő ágon egy szivattyú segítségével jut el a fűtési rendszerbe. Mikor fog hőszivattyúként, vagy kondenzációs kazánként működni? Amikor a leggazdaságosabb. A berendezés öt értéket vesz figyelembe:

1.: a gáz piaci ára;
2.: a villamos  áram  piaci ára;
3.: a külső hőmérséklet.,
4: a hőszivattyú COP értéke
5:a kazán hatásfoka adott előremenő fűtési hőmérsékletnél.

A beüzemelés során be kell állítani a szakszerviznek a gáz és a villamos áram hatályos árát. A kazán ezekből az értékekből a működés során folyamatosan kiszámolja a hatásfokot és a COPértéket, ebből következően minden esetben a leggazdaságosabb működéselv érvényesül, amelyek a következők: Csak kazán mód, csak hőszivattyú mód és HYBRID üzemmód (amikor a kazán és hőszivattyú egyszerre működik).

A berendezés optimalizált működést biztosít, de gáz használatával, ami csak átmeneti megoldás lehet, kivéve, ha biogázról van szó.
– biomassza fűtőeszközök
– hagyományos szilárdtüzelésű kazán
o hasábfával, vagy mezőgazdasági hulladékkal fűthető  kazán (utóbbi  nagyobb tűzteret igényel): a szabadba nyíló ajtóval ellátott, külön helyiségben elhelyezett kazán folyamatos tüzelést igényel. Hagyományos épület esetén cca. kétóránként leég a tüzelő, utántöltést igényel. Az ilyen épület nehezen hagyható magára, mert kihűl, temperálása nehezen megoldható. Amennyivel javítjuk az épület energiahatékonyságát, a fűtés gyakorisága annyival ritkítható, akár napi egy befűtésre, illetve a magára hagyott ház kihűlési ideje annyival nyúlik meg.

A puffertároló  a használat komfortját  növeli, és lehetővé teszi a napkollektor bekapcsolását a rendszerbe. Alacsony energiaigényű, vagy passzívház szintjét elérve már – jól benapozott ház esetén – elérhető a hosszabb ideig magára hagyott ház téli temperálása akár passzív vagy aktív napenergiával, vagy egy csekély fogyasztású fűtőeszköz alkalmazásával. Annak érdemes ilyen kazánt venni, akinek számottevő égethető  mezőgazdasági hulladéka termelődik.  Ez esetben olcsó tüzelést biztosít.

– faelgázosító kazán
o a legtökéletesebb égést biztosító tüzelésmód. Mivel gyorsan ég le, és magas hőfokkal, nem szerencsés a puffertartály  nélküli, csak keverőszelepes fűtési rendszer. Egy ilyen típusú kazán szerves tartozéka a puffer, ami a gyorsan betárolt hőt egyenletesen adja le a ház hőleadóinak, A puffer lehetővé teszi azt is, hogy egyszer erősebben felfűtve  akár egy-két-három  napig nem kell a kazánt újra felfűteni. A faelgázosító kazán csak száraz tüzelő (legalább egy évet pihent tüzelő, németül Altholz) esetén tudja a maximális hatásfokot. Mivel a fa a kereskedelemben beszerezhető legolcsóbb tüzelő, ezért ez a tüzelésmód a leggazdaságosabb.

image168  
4.1-10. ábra: Faelgázosító kazán

 

– A kazán a tűzifát 1100 0C-on gázzá alakítja, majd szabályozott égetéssel égeti el. A tüzelés hatásfoka kb. 95%-os. A fa hamumentesen ég el, ugyanannyi hő leadásához egy hagyományos fatüzelésű kazánnal összehasonlítva mintegy 30%kal kevesebb tüzelőt használ. A kazán gyorsan leég, hőjét leadja a puffernek. A puffertároló lehetővé teszi, hogy a kazán felfűtése tetszőleges időben történhet, viszont a központi fűtés, a hőelvétel folyamatosan üzemel.

– Aki a tűzifával nem szeret bajlódni, az választhatja a pelletkazánt, vagy -kandallót. A kandallóba töltött  pellet (préselt fűrészpor-granulátum) több napi fűtésre elegendő. Lehetséges az egész szezon tüzelőjét is tárolni egy szomszédos helyiségben, ahonnan adagoló juttatja azt a kazánba. Csupán a termosztátot kell beállítani és a berendezés automatikusan működik. A kényelem árát a magasabb pelletárban fizetjük ki.

 

 

image168
4.1-11. ábra: Pelletkandalló

 

– pelletkazán, aprítékkazán
o a fatüzelésnél nagyobb kényelmet biztosító, automatizált tüzelésmód. A tároló kapacitása szabja meg a kényelem mértékét. A néhány napi tüzelőmennyiségtől az egész fűtési szezon tüzelőjét befogadó adagolótartályig terjednek a lehetőségek. Az apríték olcsóbb, a pellet a gáznál olcsóbb, a tűzifánál drágább anyag. A pelletikll. aprítékkazánok kényes szerkezetek, csak jó minőségű, száraz és szennyeződésmentes fűtőanyagot használjunk, ezek hiányában az égőfej gyors tönkremenetelével számolhatunk.

– tűzhelykazán (modern sparherdmikro CHP (Blokkfűtőmű, vagy kapcsolt energiatermelés (Combined Heat and Power)), a kapcsolt energiatermelés kisméretű gázmotorral vagy Stirling-motorral történik. A gáz származhat faelgázosító berendezésből vagy biogáz-reaktorból. A Stirling-motor fűtésére hasábfa vagy apríték egyaránt használható.fűtési rendszer:

o gravitációs
A kazánból a hőleadókhoz vezető csőhálózatban a víz szivattyú nélkül, gravitációsan áramlik. Ez nagyobb csőátmérőket és lejtésben elhelyezett  vezetékeket jelent. Előnye, hogy áramszünet esetén is működik a fűtés. Hátránya, hogy kiépítése több anyagot és munkát jelent – csövet és hegesztést.

o keringtető szivattyús
A kazánból a hőleadókhoz vezető csőhálózatban a víz vezérelhető szivattyú segítségével áramlik. Ez kisebb csőátmérőket és rövid, egyenes útvonalakon elhelyezett

vezetékeket jelent. Előnye, hogy kiépítése kevesebb anyagot – korszerű, gyorsan szerelhető hálózatot (műanyag, vagy többrétegű csövek, roppantó kapcsolat vagy forrasztás) – és kevesebb élőmunkát jelent. Hátránya, hogy áramszünet esetén nem működik a fűtés.

– hőleadók
A fűtőberendezések, amennyiben központi fűtésről van szó, hőleadókhoz továbbítják a hőt. Tekintsük át a hőleadókat:

– radiátor
A radiátor (fűtőtest)  általában 900C előremenő hőmérséklettel dolgozik, részben sugárzó hőt ad le, nagyobbrészt azonban a levegőt melegíti fel, mely aztán felszáll a radiátor fölé és elkezd a helyiségben keringeni, átforgatja a légtömeget. Roszszul hőszigetelt helyiség esetén a hideg levegő lefolyik a padló környékére, míg a meleg levegő a mennyezet alá szorul. A mai korszerű gázkészülékek alacsony előremenő hőmérséklettel  (cca. 400C) dolgoznak. Ez nagyobb hőleadó felületet igényel, radiátor esetén is nagyobb méretűeket. A radiátor korlátozottan hűtésre is alkalmas, a páralecsapódás megindulásáig.

– fan-coil
A fan-coil egy olyan fűtőtest,  melyen ventilátor  fújja át a levegőt, ezért kisebb méretű és jobb hatásfokú, továbbá a helyiségben való levegő rétegződését nem teszi lehetővé. A hőleadó fűtésre és hűtésre egyaránt alkalmas, a benne keringtetett folyadék hőmérséklete szerint. A ventilátor áramfogyasztása, zaja és a felkavart por a hátrányok közé tartozik.

– padlófűtés
A padlófűtés alacsony hőmérsékletű fűtést végez, nagy felületen, nagy hőtárolóképességgel, a hőtehetetlenség miatt lassú reagálással. Az ideális hőmérsékletnél (25-350C) magasabb hőmérséklet kellemetlen közérzetet eredményezhet, érzékeny használóknál a lábak feldagadását okozhatja. Az elterjedt  vélekedés, miszerint a padlófűtés a port kavarja, nem igaz. Padlófűtés esetén a hőmérséklet rétegződik, alul marad a meleg. Ezért is alkalmazzák nagy terek – templomok, múzeumok – fűtésére. Por inkább a magas hőmérsékletű radiátorok felületén képződik és a légáramlással a légtérben szétterülhet.

– falés mennyezetfűtés-hűtés
A falfűtés a vakolatba, vagy gipszkarton lemezbe rejtett vékony fűtéscsövek által leadott sugárzó fűtést jelent. Alacsony hőmérsékletű fűtés, korlátozottan hűtésre is alkalmas. A vakolat kis tömege és a sugárzó hő miatt gyorsreagálású, már cca. 20 perc alatt érzékelhető a hatása. Működtetése és beruházási költsége a radiátornál hatékonyabb és gazdaságosabb. A falfűtés-hűtés által elfoglalt falfelületet nem célszerű bútorral eltakarni, mert akkor hatása fékezetten érvényesül. Ezért már tervezéskor nagyjából ismerni kell a helyiség leendő bútorozását. A falra szerelendő bútorok-polcok felfúrásakor be kell kapcsolni a fűtést, és hőre színét változtató tesztcsíkokkal lehet a fűtéscsövek pozícióját megtalálni és elkerülni az átfúrásukat illetve kilyukasztásukat.

– felületfűtés-hűtés
A felületfűtés különálló fűtő-hűtőpanelekből  áll, de ez inkább irodaházakban használatos, igen hatékony, gyorsreagálású eszköz. Egyik fajtája az infra fűtőpanel. Beruházása olcsó, működése hatékony, üzemeltetése nem olcsó.

– szerkezetfűtés-hűtés, aktívfödém
Ez a megoldás általában passzívház-szintű épületnél alkalmazható. A fűtés-hűtés csövei a szilárdfödémbe vannak rejtve – ez jellemzően vasbeton födémet jelent, amibe a vasszerelés során kell beépíteni. A szerelés fokozott odafigyelést követel, a letaposás, sérülés végzetes lehet. A beépített fűtéscsövek – míg a padlófűtésnél elvben van mód felszedésükre és újrarakásukra – itt véglegesek, javításra nincs mód. A rendszer óriási hőtároló kapacitással bír, ez nagy hőstabilitást eredményez, egyúttal a helyi szabályozás lehetetlen, csak külön fűtő-hűtőeszközzel (például légfűtéssel-hűtéssel). Az Aktívháznál említett Energiakulcs nevű szabadalom is szerkezetfűtést alkalmaz, azt kombinálva egyéb eszközökkel. A rendszer a szerkezetet (lemezalap illetve szilárdfödém) használja hőtárolásra (puffernak), ami a szokványos, néhány köbméteres puffertartályok  tárolókapacitásának többszörösét jelenti.

– légfűtés
A légfűtés – mivel a hőközlő közeg tömege csekély – nagy levegőmennyiség mozgatását igényli. Hogy ez a hőmennyiség ne igényeljen óriási légcsatornákat és fűtési teljesítményt, az épületet kell feljavítani. Ennek megfelelően egyes paszszívházak alkalmaznak légfűtést.

Milyen hőtermelők közül választhatunk egy passzívház esetén? (a fejezet forrása: Kardos Ferenc, www.kardoslabor.hu)
(egy 130 m²-es passzívháznál várható éves fűtési költség, 20°C-os belső hőmérsékletnél, a 2010-ben érvényes energiaárak figyelembevételével)

A. Elektromos fűtőpanelek, villamos fűtőbetét a légkezelő gépben (91 600 Ft) B. Passzívház kompaktkészülék (levegős hőszivattyú, 50.000 Ft)
C. Pelletkazán vagy vízteres pelletkandalló (27 500 Ft pellet, plusz 5 500 Ft elektromos áram)
D. Kondenzációs  földgázkazán felületfűtéssel (26 000 Ft gáz, plusz 3 500 Ft elektromos áram)
E. Talajszondás hőszivattyú (20 200 Ft)

 

image170
4.1-12. ábra: Éves fűtési energia költség

A napkollektoros fűtésrásegítés nem véletlenül maradt ki a felsorolásból. A paszszívház önmagában is egy méretezett napenergia hasznosító eszköz („a passzívház fűtési energiaigényének 1/3-át a nyílászárókon át érkező napenergia, 1/3-át a személyek és berendezések hőleadása, 1/3-át pedig valamilyen hagyományos hőtermelő fogja…”), így a fűtési szezon átmeneti, naposabb időszakában eleve nem igényel fűtést, amikor a napkollektorok be tudnának segíteni a fűtésbe. Az épület déli frontján lévő ablakok együttes hőnyeresége egy azonos felületű napkollektoros rendszerével közel megegyezik.

– Az elektromos fűtőpanelek   az olajradiátor mai karcsú kivitelű leszármazottai, kialakításuknál inkább a sugárzó hőleadásra törekednek, gyakran időprogramos elektronikával is rendelkeznek.

– Földgázkazán, passzívházhoz illő, néhány kW teljesítményű, nálunk még nem került forgalomba. A földgázellátás jövőjét figyelembe véve nem biztos, hogy ez a fűtési mód a legjobb választás.

– A pellet használatával csökkenthetjük az ökológiai lábnyomunkat, és elérhető a földgáztól való függetlenség. A fűtőanyag költsége előre finanszírozandó, megoldandó feladat a tárolás száraz helyen. A pelletkazán használható lehet a meleg víz előállítására is, de ha vízteres pelletkandallót választunk, akkor annak a nyári bekapcsolása elkerülendő a melegvíz-termelés miatt. Mindkét készülékfajtánál teljesen zárt égésterű készülék szükséges, amelynél az égési levegőt külön vezetik be a készülékbe a külső térből. Ha a kazánt az épület hővédő burkán kívüli helyiségben helyezik el, akkor lehet szokványos nyitott égésterű is, ha a levegőbeáramlás biztosított.

– A kompaktkészülék egy passzívházakhoz kifejlesztett  berendezés, amely tartalmazza a légkezelő gépet, és egy levegős hőszivattyút  fűtés és melegvíztermelés céljára. Ezek a szerkezetek rendelkeznek még egy nagyteljesítményű villamos fűtőbetéttel is. Ennek oka, hogy nagy hidegben a szellőztető levegőből kinyerhető hőenergia nem elegendő a hőszivattyúnak, a gép a szabadtérből is „vételez” hideg levegőt (egyes gyártmányok nem „vételeznek” külön külső levegőt, ezeknél a villamos fűtőbetét  magasabb üzemóraszámot kénytelen vállalni).

 

Milyen költségekre számíthatunk egy átlagos, 4 fős család napi 200 literes HMVfogyasztásnál (cirkuláció nélkül!) éves szinten:
1.  A. Villanybojlerrel (141 000 Ft)
2. B. Villanybojlerrel, csúcskizárt árammal (90 000 Ft)
3. C. Levegős hőnyerőoldalú kompaktkészülék (60 000 Ft)
4. D. Földgázkazán,  itt a kondenzációs megtakarítás nem számottevő (42 000 Ft)
5. E. Pelletkazán (42 000 Ft)
6. F. Talajszondás  hőszivattyú (38 250 Ft)

 
image171
4.1-13. ábra: Éves HMW energiaköltség

Ha egyszer az épület nulla energiafogyasztása lenne majd a cél, akkor a melegvíz-termelésre inkább gazdaságos a napkollektor, mint a napelem. Napkollektorból egy 1kW teljesítményű egység 2-3 m² helyigényű (ára 100-200 000 Ft), míg napelemeknél ehhez a teljesítményhez 8-9 m² szükséges (ára 700-800 000 Ft).

– kémények (égéstermék-elvezetés)
Alacsonyenergiás, biomassza-, vagy gázfűtésű épület esetén nem előírás a légtömörség. A fűtőberendezések égésilevegő-ellátása a nyílászáró réseken keresztül – filtrációval – biztosított. Ekkor alkalmazható minden ma a célnak megfelelő égéstermék-elvezető berendezés, azaz kémény. Ha van mód, célszerű zárt égésterű készüléket választani, vagy legalább a fűtőkészülékhez égésilevegő-ellátást biztosító légcsatornát kiépíteni – ezt többnyire a padlóban rejtik el. Passzívház esetén a légtömörség követelménye  mellett  nehéz az égéstermék elvezetésére megoldást találni. A zárt égésterű gázkazánok esetén megoldott a probléma, de fatüzelésnél eleddig egyetlen légtömör megoldás a Schiedel paszszívházhoz kifejlesztett kéménye. A kémény füstcsöve bármilyen tűzelőanyaghoz alkalmas, saválló kerámiából készült. A kürtőben megoldott a kondenzvíz-elvezetés is. Az égésilevegő-ellátás a kéménytestben elhelyezett szellőzőkürtő által biztosított. Az áttörések kialakítására megfelelő technológiák állnak rendelkezésre, hogy a légtömörség ne szűnjön meg a kémény beépítése során. A légtömör kémény kialakításában benne rejlik a lehetőség a lakás frisslevegő-ellátásának fedezéséhez, passzív szellőzés által.

Megjelent: 12364 alkalommal Utoljára frissítve: 2015. december 11., péntek 15:40
Tovább a kategóriában: « Árnyékolás Klíma, szellőzés »