Ismét a hőszükségletszámításról
2000/9. lapszám | Stiebel József | 11 938 |
Figylem! Ez a cikk 24 éve frissült utoljára. A benne szereplő információk mára aktualitásukat veszíthették, valamint a tartalom helyenként hiányos lehet (képek, táblázatok stb.).
Olvasván Meszlényi Zoltán hozzászólását a „gondolatokhoz” a hőszükségleti számítással kapcsolatban több kérdés is felmerült bennem. Kihasználva az újság biztosította viszontválasz lehetőségét, megpróbálom az egész „hivatalos” eljárás és gondolatmenet hiányosságait – a konkrét cikkekkel együtt – tovább boncolgatni.
Alapvetően azért fontos erről a témáról továbbra is eszmét cserélni, mert ezzel kapcsolatban mindenkinek van valamilyen tapasztalata, véleménye, mégis ennek számításakor, becslésekor alapvető hibákat követnek el, amely kihat az egész fűtési rendszer későbbi működésére, főleg gazdaságosságára.
A szakmában dolgozók meglehetős gyakorlattal rendelkeznek, mégis kérdéses, hogy ezek a tapasztalatok mennyire koordináltak, a visszajelzések értékelése – egyáltalán a kérdéses kérdéskör utólagos vizsgálata – milyen alapossággal merül fel. (Ehhez adhat segítséget a harmadik számban közölt külső és belső hőmérséklet, valamint az ehhez tartozó gázfogyasztás mérésén alapuló értékelési módszer.) Visszatérve a megjelent cikkekhez, a „laza” megfogalmazást pontosítva, lássuk megint, hogy ,,eredményez-e energia-megtakarítást a fűtési üzem időszakos leállítása, illetve csökkentése„. Álláspontom szerint: természetesen igen. A felmerülő problémát nem is ez jelenti, hanem az, hogy a felfűtés időszaka alatt többletveszteség keletkezik-e ahhoz képest, mintha csupán a hőntartás lenne a fűtési rendszer feladata ugyanazon időben, valamint keletkezik-e veszteség a »nem" fűtés időszaka alatt.
Remélhetően az alábbiakban kiderül mindenki számára, keletkeznek veszteségek, tehát a választ előre bocsátva, a konkrét fűtési rendszernél egy „saját” optimumot kell keresni a fűtés és „nem” fűtés időszakai között az előre meghatározott használati igény szerint, és azt kell vizsgálni, hogy a konkrét berendezéssel a kívánt időbeli és hőmérsékleti lefutás megéri-e az utólagos energiafelhasználási mérések alapján.
Amennyiben a harmadik számban közölt táblázat szerint kimérik egy valóságos rendszer jellemzőit, tapasztalni fogják, hogy a fűtési üzem leállításának optimuma nem csupán a belső hőmérséklet csökkentésének mértékétől és idejétől függ, hanem a fűtési rendszer saját jellemzőitől, a szabályozás módjától (külső vagy belső hőmérséklet a szabályozás alapja, a mindenkori kívánatos hőigényt a fűtési berendezés milyen tényleges teljesítménnyel tudja kielégíteni, mennyivel nagyobb a kazán minimális teljesítménye az akkor igényeltnél, milyen a fűtési rendszer saját tömege, illetve a fűtött tér tömege stb.).
A feladat tehát korántsem egyszerű, lássuk a fentebb meghatározott sorrendben. Vannak-e veszteségei fűtési időszakban a fűtési rendszernek (kazán, csövek, hőleadók), amikor a kazán nem üzemel. ,,Fűtésnél, amikor a kazánt leállítjuk, nem fogy az üzemanyag, de múlik az idő„ (M. Z.). Véleményem szerint ezen meghatározás egy szemléletmód kifejezése is, amelyen változtatni kell. Az üzemanyag akkor valóban nem fogy, ellenben az előre befektetett energia fogy, és a kazán állásakor a fűtési rendszer egészének azért vannak olyan veszteségei, amelyek »elszámolási módját" javaslom átgondolni. Egy fűtési rendszer energiaszintje, ha a kazán áll, csökken, a meleg távozik, fűti, melegíti (csökkenő mértékben) a lakást, szobát, épületet. Mindaz az energia, amely erre a célra fordítódik, hasznos, mindazon energia azonban, amely úgy távozik a fűtési rendszerből, hogy az épület fűtésében semmilyen módon nem vesz részt, veszteség.
Ilyen energiaveszteség például a kazánt hűtő levegő, amely a helyiségből a kéményen keresztül távozik. Hűti egyrészt a fűtővizet, másrészt a felfűtött meleg levegő távozik, amely után a helyiségbe a filtráció révén hideg, fűtetlen levegő kerül. (A filtráció nélkül tehát nincsen kéményhuzat sem!) Új, jól záródó nyílászárók esetén zárt égésterű kazánok beépítése indokolt.) A veszteség csökkenthető a szivattyú utókeringetési idejének helyes megválasztásával, valamint füstgáz-csappantyú beépítésével, veszteség azonban mindenképpen keletkezik.
A fent leírt, a kazán üzeme alatti veszteségek a „kazánhatásfok” részét képezik. A fenti problémakör tárgyalására, bemutatására vezették be az úgynevezett éves kazán-kihasználtsági tényezőt, amely százalékban fejezi ki a kazán egy teljes fűtési szezon alatti működési idejét, az ahhoz tartozó, éves szinten megvalósuló „rendszer”-hatásfokkal. A fenti fogalmak megismerése, megismertetése sajnos a magyar szakoktatásban is csupán az utolsó néhány évben jelent meg.
A „nem” fűtés veszteségei után néhány gondolatot fogalmaznék meg a felfűtés ideje alatti veszteségekről, ugyanazon időszak alatt, mintha csupán a hőntartás lenne a fűtési rendszer feladata. Amennyiben a felfűtéskor a rendszerbe táplált energia nagyobb, mintha a hőntartás lenne csupán a feladat, kérdés, hogy a plusz energia rendszerbe juttatása milyen módon történik. A fűtővíz tömegáramának megváltoztatása nélkül ez csupán a hőmérséklet emelésével lehetséges. Könnyen belátható, hogy ha csak annyi energiát adunk a rendszerbe, amennyi az előző hőmérséklet tartásához is kellett, a felfűtési idő végtelen (értékelhetetlenül) hosszú ideig tart majd. A felfűtés időtartama alatt tehát szükségszerűen magasabb előremenő hőmérsékletű fűtővizet kell a rendszerbe pumpálnunk, mint csupán a most elérendő belső hőmérséklet tartására kellett volna.
Sajnos a magasabb hőmérsékleten működő kazán, illetve fűtési rendszer veszteségei nagyobbak még hasonló teljesítmény esetén is. Ennek elvi igazolása talán nehézkes e lap keretei között, de a következőt javaslom: főiskolát végzettek belátják, hogy magasabb hőmérsékleten a kazán veszteségei aránytalanul növekednek, mivel magasabb hőmérsékleten a kazán lesugárzási veszteségei nem a hőmérséklet növekedésének arányában növekednek, hanem a kazán és a helyiség-hőmérséklet negyedik hatványának különbségével. A fentiektől függetlenül mindenkinek javasolom a következő kísérlet elvégzését. Bármely típusú kombikazánból csapoljunk 10 liter/perc 40 °C hőmérsékletű meleg vizet kétféle módon. Egyszer úgy, hogy közvetlenül a kazánból folyatjuk ki, másrészt a kazánt 60 fokon járatjuk, majd a kifolyó meleg vízhez hideget csapolunk oly módon, hogy a végeredmény ugyanúgy 40 °C-os 10 liter/perc meleg víz legyen. Amennyiben a mérőeszközeink pontosak, tapasztalni fogjuk a gázfogyasztás különbségét.
A fentiek elvégzésére Magyarországon több laboratórium is alkalmas, többek között néhány külföldi kazángyártó magyar képviselete is. Érdemes ilyen oktatásokon tehát részt venni. Ennek megfelelően a negyedik, előző számban közölt diagramok módosításra szorulnak, de nem csupán a fentebb leírtak végett, hanem mert azok a gyakorlatban a legritkább esetben valósulhatnak meg. Ennek okai egyszerűen a megvalósított rendszerek hiányosságaiban keresendők.
A közölt 4. ábra elvileg helyes, de a túlméretezett kazán, mely teljesítménye méretezési állapotban is jócskán nagyobb a szükségesnél, a fűtési szezon átlagában a kívánt hozzásimítást nem tudja a legjobb vezérléssel sem elérni. Az ábra alkalmas annak szemléltetésére, hogy pontos vezérlés csak akkor lehetséges, ha a kazán teljesítmény-szabályozási intervalluma, modulációs tartománya egybeesik a pillanatnyi hőigénnyel. A fentieken kívül az is szükséges, hogy a kazán által előállított hőmennyiség, hőmérséklet mindig a szobahőmérséklet figyelésével történjék.
A Magyarországon jelenleg eladott kazánok egy jó része rendelkezik modulációs lehetőséggel, azonban nem mindegy, hogy ez a moduláció hogyan vezérelt. A „modulációs” kazánok túlnyomó része az előremenő víz hőmérsékletére modulál, a készüléken kézzel beállított előremenő vízhőfokot igyekszik a kazán elérni, függetlenül attól, hogy ez a hőfok szükséges-e vagy sem. A készülék működését egy egyszerű szobatermosztát korlátozza, mikor már a helyiség túlfűtése többé-kevésbé megtörtént. Az ideális eset az, amikor a helyiség hőmérsékletéről a kazán-elektronika közvetlenül értesül, valamint a már említett, a külső hőmérséklet változását figyelembe vevő tényezőt is a fűtési és a fűtött rendszer tömegének megfelelően korrigálja. A fentieken kívül a pillanatnyi hőigényt a fűtési berendezés korrekció nélkül tudja produkálni. Másképpen fogalmazva a hőigény beleesik a kazán szabályozási tartományába. Meg kell azonban jegyezni, hogy ilyen ideális eset a gyakorlatban alig-alig létezik. A hőigény változásához tartozó fűtési berendezési hiba, tudniillik hogy mennyire pontosan képes a konkrét fűtési berendezés „utána menni” a változó hőigényeknek, mérhető ki e lap 3. számában közölt módszerrel, vagyis a napi külső és belső hőmérsékletek, valamint a hozzá tartozó napi gázfogyasztás mérésével. Egy-egy konkrét eset fenti módon való kimérése után viszonylag pontos képet kapunk a rendszer maximális hőigényéről, valamint a rendszer ,,tartalékairól", a megtakarítás lehetőségeiről.
Abban a reményben zárom rövid viszontválaszomat, hogy minél több szakember figyel fel az általunk ismertetett problémára és csatlakozik hozzánk véleménynyilvánításával.
