Barion Pixel

VGF&HKL szaklap

Gondolatok a hőszükséglet-számításról

2000/6. lapszám | Stiebel József |  17 914 |

Az alábbi tartalom archív, 21 éve frissült utoljára. A cikkben szereplő információk mára aktualitásukat veszíthették, valamint a tartalom helyenként hiányos lehet (képek, táblázatok stb.).

A hőszükséglet-számítással kapcsolatban rengeteg félreértés adódik, és mindenki a saját feje után csinál mindent, aminek nagyok a veszélyei.

Ha figyelembe vesszük pedig, hogy Magyarországon 1,2 billió forint értékű fűtési célú energiafelhasználásra kerül sor évente, akkor 10-30%-os takarékossági megfontolásaink semmiképpen nem tekinthetők nélkülözhetőnek. Vegyük csak figyelembe a június 30-i gázáremelést és azt, hogy további emelések is várhatók, hiszen az Európai Unióban a gázárak lényegesen magasabbak az itthoninál. Következő megjegyzéseink tehát abból a problémából indulnak ki, hogy miképpen lehet a növekvő gázárak mellett forintban olcsóbbá tenni fűtésrendszerünket. A gázszámla alakulásában a fűtési tényező 90%-os aránya jelzi, hogy nagy megtakarításra e rendszerben kerülhet sor.

Ahol kilóg a lóláb

Általánosan mind a szerelők, mind a tervezők között elfogadottnak számít, hogyha hidegebb van, akkor többet kell fűtenünk, és minél hidegebb van, annál többet kell fűtenünk, tehát a külső hőmérsékleti viszonyok és a hőszükséglet között egyenes összefüggés áll fenn. Annak bizonyítására törekszem, hogy – noha ez elméletileg korrekt – ez az összefüggés a valóságban nem igazolható. A gyakorlatban nem az a helyzet, ha például kétszer hidegebb van, akkor kétszer annyit kell fűteni, vagy ha fele annyira van hideg, akkor csak fele annyit kell fűteni. Ennek oka pedig nem más, mint hogy el van tolva a fűtési rendszerek túlnyomó része. Ez az eltérés jelzi fűtési rendszerünk gyenge hatásfokát, fölösleges tartalékát, azt a tényt, hogy a tervezés során téves rendszerelmélet valósult meg. Ennek több oka lehet: belejátszhat egyaránt a kazán túlméretezése vagy a rossz rendszerelmélet, amely például helytelen módon keresi a megtakarítás lehetőségét.

Egy konkrét példa

Nézzünk először egy konkrét hőszükséglet-számítási hibát. A szerelők nagy átlagban a megfelelő teljesítményű kazán kiválasztásánál a +20...–15 °C hőmérsékleti különbséggel számolnak. De itt több hibaforrás is lehetséges:

  1. A –15 °C érték gyakorlatilag érvénytelen: Magyarországon a fűtési periódusban mért statisztikai hőmérséklet –2,9 –3,7 °C, és még a nagy hidegek esetén sem lehet azt mondani, hogy a –15 °C hőmérséklet állandósulhatna. Egyébként –15 °C-kal csak akkor érdemes számolni, ha az épületnek nincs belső hőtartaléka, tehát amikor például faházról van szó. Vagy az ellentétes példa: amikor padlófűtéssel dolgoznak, ilyen nagy tömegű fűtésnél minimum 2 nap a késleltetés: itt elég -12 °C-kal számolni.
  2. Akadnak olyanok, akik keveslik a +20 °C-ot, arra hivatkozással, hogy ilyen hőmérsékletnél még akár fázni is lehet. Sokféle hőmérséklet van, ez lehet konvektív vagy sugárzási. Ha sugárzó jellegű a fűtés, akkor másképpen kell figyelembe venni a hőérzet kialakulását. Itt a szabvány tehetetlen, nem tud ezzel a tényezővel számolni, és csak annyit mond, hogy 2 fokkal kisebb t-vel (hőmérséklet-különbséggel) kell kalkulálni. Egy jellegzetes sugárzó (radiátoros) fűtésnél az ember ugyanolyan kellemesen érezheti magát 20 °C-ban, mint egy másik, konvektív jellegű fűtési rendszerrel felszerelt lakásban 23 °C-ban.
  3. Ha valaki ennek ellenére kitágítja a t tartományát, pl. az átlagértékeken mért 35 fokról felmegy mondjuk 41 fokra, ez a differencia még így is csupán 10-15%-os teljesítménynövelést tesz szükségessé, vagyis nagyon kell vigyázni a túlméretezés lehetőségére, nehogy aránytalanul nagy kazánt építsünk be.

Elvi észrevételek

Az évszázados számítási eljárásunk lényege az, hogy milyen nagy kazánt tegyünk a rendszer közepére. Pedig megváltozott eljárással fűtünk, mint akár 10 évvel ezelőtt. Hagyományosan – például egy parasztházban – befűtöttünk reggel, majd azt vártuk, hogy minél hamarabb meleg legyen. Estig ez a fűtés kitartott, akkor megint be kellett fűteni, de a hőmérséklet éjszaka hamar leesett. Ebben az esetben napi 6-10 °C-t kellett gyorsan emelni, tehát nem a hőtartás volt a fő cél, hanem a felfűtés. Konkrét példa: milyen autó kell ahhoz, hogy 120 km/h-val tudjak sietni, és milyen ahhoz, hogy nagyon gyorsan tudjak előzni. Ez utóbbi esetben az számít, hogy nagy legyen a motor túlteljesítési képessége. Most, hogy van folyamatos szabályozású készülék, ha energia-felhasználási minimumra törekszünk, akkor korábbi számítási eljárásunk módosításra szorul.

A minimális energia felhasználásra törekvő számításnak az a lényege, hogy minden tárgynak a hőtartalmát (konkrétabban: hőmérsékletét) igyekezzünk változatlanul meghagyni. Mert hogyha ezt „bántjuk”, engedjük a tárgyakat lehűlni és utána fel kell fűteni őket, akkor ez plusz energiákat igényel a változatlanul hagyáshoz képest. Az iménti példánál maradva: ha az a cél, hogy minimális benzinnel 120 km/h-ás tempóval jussak el célomhoz, akkor arra kell törekednem, hogy állandóan 120 km/h-val közlekedjek, és például ne nagyon előzgessek, mert ez plusz benzinpénzt jelent. Ez hasonló a fűtéshez: el kell dönteni, hogy a gyors felfűtésen vagy gázszámla nagyságán van-e a hangsúly.

Az energia- és pénztakarékos szemlélet szerint minden egyes háznál meg kell nézni, hogy a lakást kik, mikor, milyen céllal használják. Például egy faház esetében, ahol kis mértékű tömeget kell melegen tartani – hiszen a fának nincsen semmi tömege sem – akár 6–8 fokot is vissza lehet fűteni éjszakára, hiszen ezzel lehet takarékoskodni. Reggel aztán gyorsan és könnyen be lehet fűteni. Rendkívül rossz energiatakarékosság viszont engedni lehűlni egy állandóan lakott, nagy alapterületű, nagy tömegű, mondjuk padlófűtéses házat, mert reggel egy ilyen lakás felfűtéséhez sokkal több energiára van szükség. Minden otthonnak van egy fűtési optimuma, ami mozgatott tömeg-függő. Téves hozzáállás tehát csak azzal spórolni egyes esetekben, hogy éjjel nem fűtenek. Arra kell gondolni, hogy az elvesztett energiát pótolni kell, vissza kell fűteni a lakást reggel, ami nagy tömeg esetén jelentős energiaráfordítást igényel.

Akár folyamatos, akár 2 pont szabályozású kazánnal rendelkezik valaki, a hozzá tartozó vízrendszer általában nagy. Régen a vastag csövekben lévő nagy vízmennyiség kompenzálta sok esetben a szabályozás hibáját. De amikor 10 évvel ezelőtt elkezdtünk rézcsövekkel, illetve vékony csövekkel dolgozni és mellette maradt a 2 pont szabályozású kazán, akkor ezek az új rendszerek rosszabbak lettek mint a régiek. És az a probléma, hogy ezekből építenek be nagyon sokat. De ha valaki folyamatos szabályozású kazánt is vásárol, azt nem veszi észre, hogy a kazán szabályozási tartománya nem esik egybe a fűtési igény átlagával. Arra gondolok, hogy a kazán szabályoz 10 kW és 25 kW között, de 9 kW alá nem tud menni. Azonban a hőigény mégiscsak 9 kW alatt jelentkezik a fűtési szezon átlagában szinte mindegyik épületnél, és ez rendszeres külső-belső hőmérséklet-méréssel és gázóra-figyeléssel, valamint hőszükséglet-számítással ki is mutatható. Alábbiakban ezzel a céllal indítjuk el a játékos adatrögzítő és számításos felhívást.

Ellenőrzési lehetőség

Nézzük meg a táblázatot, mellyel bárki ellenőrizheti rendszerének túlméretezettségét, fölösleges pénzkidobásait (sarkított példa):
A táblázat azt hivatott bemutatni, hogy a rendszer rossz tervezése miatt esetlegesen milyen nagy fölösleges tartalékkal dolgozik fűtési rendszerünk.

  1. Első lépésként rendszeres méréseket kell végezni mindennap 10, 14, 20 órakor mind a lakásban, mind a szabadban, és ezekből az értékekből napi átlagokat kell nyerni: így aztán megállapítható az adott napra vonatkozó hőmérséklet-különbség, amit fűtésünknek át kell hidalnia. Ehhez aztán rögzítjük a gázmérő-állást, majd – az előző nap viszonylatában – kiszámoljuk a napi gázfogyasztást.
  2. s = egy viszonyszám arról, hogy 1 °C áthidalásához hány köbméter gázra van szükség (Stiebel-féle fűtésrendszeri elszúrási tényező), ezt pedig úgy kapjuk meg, hogy a napi gázfogyasztást elosztjuk a t-vel, vagyis az áthidalt összes fokkal. Majd megállapítjuk az előző naphoz viszonyított százalékos eltérést.
  3. Végül kiszámíthatjuk a maximális hőszükségletet: ezt úgy kapjuk meg, ha ezt a számot megszorozzuk az áthidalt hőmérséklet-különbséggel és 8600 kalóriával, és a kapott összeget elosztjuk 24-gyel, továbbá a pontosság kedvéért: az értéket megszorozzuk 0,9-cel, hogy figyelembe vegyük a kazántüzelési hatásfokot (ahhoz, hogy kW-ban kapjuk az eredményt, a végső számot 1,163-mal még megszorozni).

Szélsőséges példánkban arra lehet rádöbbenni, hogy a t és az s között nincs egyenes összefüggés: pl. azt várnánk, hogy ha 1 °C áthidalásához 1 köbméter gáz szükséges, akkor egy napi 30 °C-os különbség áthidalásához 30 köbméter gázra lenne szükség, de a mért adatok eltérőek lesznek: el van rontva a fűtési rendszer. Amikor például 40 °C-ot át kell hidalni, akkor valóságban az s szám csak 35 lesz, mert ekkor a fűtési rendszer jó hatásfokkal megy, nem áll a rendszer. Amikor pedig a hőmérsékleti különbség csak tíz fok, akkor, noha az s-re 10-et várunk, 15 lesz az érték, mert sokat áll a kazán. Az a főprobléma, hogy nem tudunk különbséget tenni rendszerhatásfok és kazánhatásfok között. A rendszer összehangolásán áll vagy bukik pedig az egész, nemcsak a kazán fajtáján és teljesítményén.

A mérést sokszor el kell végezni, hogy a hiba megjelenjen, kis és nagy t mellett is dolgoztatni kell a kazánt. Meg kell nézni az előforduló legnagyobb és legkisebb s számot, illetve különbségüket, ebből adódik a lehetséges megtakarítás mértéke, látszik a fűtési rendszer tartaléka. Pl.: megközelítőleg: 30–35 000 Ft-os gázszámlából 22 000 Ft-os lesz, vagy az eddigi 15–16 000 Ft-os számla vissza tud menni 8000 Ft-ra. A kazán túlméretezése, a fölöslegesen beépített nagy teljesítmény, illetve a rossz szabályozás persze csak az egyik hibaforráselem: folytatólagosan szólni fogunk a működtetett vízmennyiségről, a falak hőleadásának kérdéséről, a termosztátos radiátorszelepek veszélyeiről és más problémákról.


Kérjük, szánjon pár pillanatot a cikk értékelésére. Visszajelzése segít a lap és a honlap javításában.

Hasznos volt az ön számára a cikk?

 Igen

 Nem