Fűtési rendszerek korszerűsítése II.
2004/11. lapszám | VGF&HKL online | 12 749 |
Figylem! Ez a cikk 21 éve frissült utoljára. A benne szereplő információk mára aktualitásukat veszíthették, valamint a tartalom helyenként hiányos lehet (képek, táblázatok stb.).
Egy közepes méretű vállalkozás már bátran pályázhat középületek épületgépészeti felújítására is, sőt némi ismeretséggel rendelkezvén (a felújítandó suliba jár a szomszéd Pistikéje) javaslatot is tehet a projekt beindítására. Írásunk olyan segédlet, ami egy nem szakmabeli (pl. iskolaigazgató) számára is világosan felvázolja a lehetőségeket. A mostani, második részben a fűtési rendszer részeit vesszük górcső alá.
Jogszabályi szempontok
A 20/1998. (IV. 17.) IKIM rendelet foglalkozik a gáznemű vagy folyékony tüzelőanyaggal üzemelő melegvíz-kazánok (szabványos kazán, alacsony hőmérsékletű kazán és kondenzációs kazán) hatásfok-követelményeiről és a megfelelőségének tanúsításáról, mely 2000. január 1-én lépett hatályba.
A korszerűsítés szempontjai
Tekintsük át a fűtési rendszer átalakítását energiagazdálkodási és üzemeltetési szempontból. A fűtési rendszer gazdaságtalanul üzemel; ennek jele a tüzelőanyag túl magas felhasználása, mely azt eredményezi, hogy a fűtés és a HMV-készítés üzemeltetési költségei is aránytalanul megnövekednek. Ennek alakulására az ún. fűtési, valamint a HMV felhasználási szám [kWh/m2, év] változása ad választ, melynek számításait évenként el kell végezni. Ugyancsak jel, ha a karbantartási és javítási költségek növekednek az elhasználódás következtében; az éves karbantartási- és szervizköltségek összesítése és elemzése során kiderül, hogy a fűtési rendszer melyik eleménél - hőtermelő, szivattyú stb. - jelentkezik növekvő javítási ráfordítási igény.
A hőtermelő teljesítménye túl magas; előfordul, hogy az épület hővédelmét javítják, a homlokzatán jelentős felújítást - egyben hőszigetelést - hajtanak végre, a nyílászárókat kicserélik. Ezt követően az épület hőigényét át kell számolni, mely igazolja, hogy az üzemelő hőtermelő teljesítménye túlzottan nagy lesz az új körülményekhez képest. Az üzemeltetés során az elvárható optimum alatt fog dolgozni a kazán, és így a teljesítményének kihasználtsága lecsökken. A hőtermelő berendezés tartalék alkatrészeinek a beszerzése nehézkessé válik ; napjainkban a gyártók igyekeznek minél gyakrabban új berendezést "piacra dobni", másrészt a az éles piaci versenyben néhány berendezés gyártója csődbe megy, és a hőtermelő gyártása megszűnik. Ezek a tényezők azt eredményezhetik, hogy a hőtermelő berendezés javítása mind nehezebbé válik a tartalék alkatrészek hiánya következtében.
A fogyasztó igényének változásai; a fűtési- és a HMV-rendszer konfigurációi már nem felelnek meg a felhasználó komfortigényének, így többek között a termek igény alapján történő folyamatos fűtése, a fűtött helyiségek hőmérsékletének szabályozhatósága, a takarékos energiafelhasználás, a kezelés kényelmének megteremtése, a HMV azonos hőmérsékleten történő állandó biztosítása stb.
Mikor végezzük el a fűtési rendszer felújítását?
Vegyük sorra fűtési és a használati meleg vizet előállító rendszer főbb elemeit, és próbáljunk választ adni arra a jogosan felvetődő kérdésre, hogy mikor is végezzük el a fűtési rendszer felújítását.
Fűtőkazán:
- a hőtermelő technikailag elöregedett (több mint 15 éves), a hatásfoka, valamint az éves hatásfoka is alacsony. A modern hőtermelő kevesebb energiát használ fel, mert nagyobb hasznosítási fok érhető el. Korszerű kazánoknak tekinthetjük és kedvező üzemelést várhatunk el az alacsony hőmérséklettel üzemelő kazántól (NT-kazán), amodulált égővezérléssel ellátott kazántól, melynek hőtermelése folyamatosan illeszkedik az aktuális hőigényhez, illetve a kondenzációs kazántól, mely a füstgáz hőjét teljesen hasznosítja.
- A hőtermelő állandóan magas előremenő és visszatérő hőmérsékleten üzemel. Ez jellemző a korábban megépített 90/70 oC-os fűtési rendszerekre. A modern kazánok már jobban hőszigeteltek, és ezáltal a sugárzási veszteségük is a minimálisra csökkent. Az üzemelő kazán felületét megtapintva nem érezzük a meleget, a hőmérőre rátekintve vehetünk tudomást a működés tényéről. A jobb hőszigetelés következtében kisebb lesz a kazán kihűlési vesztesége és javul a hőtermelő futási ideje, valamint a készenléti ideje is kedvezőbbé válik.
Az előzőek következtében a régi hőtermelő üzemeltetéshez tartozó készenléti veszteség túlzottan nagy. A modern kazán jobb tüzeléstechnikával üzemel, a füstgáz hőtartalmának maximális kihasználására törekszik, a készenléti veszteség csökken. Nem említve az NOx-csökkenést és -mentességet, mely a korszerű kazánok "velejárója". Az épület hőigényét több hőtermelőre célszerű elosztani, amelyek az éppen aktuális hőigényt kiszolgálják. Ez azt jelenti, hogy az egyes kazánokat a beépített intelligens automatika az igénytől függően helyezi üzembe vagy kapcsolja le. Az üzemmód növeli az egyes hőtermelők kihasználtságát, az optimális hatásfokon történő üzemelést. Ennek következtében a fűtési rendszer hatékonysága jelentősen javul, csökken az energiafelhasználás, illetve az üzemeltetési költség.
Hőtermelő elhelyezése
A régi épületek széntüzelésű kazánjai, hőközponjai általában a pincében kerültek elhelyezésre. A földgázra történő átállás műszakilag megengedte, hogy a gázos kazánokat is ott helyezzék el. A korszerűsítés során felvetődik ismét a kérdés: a pincében vagy a tetőtérben kerüljenek beszerelésre a hőtermelők?
Ha a hőközpont a pincében van, akkor minden fűtési vezeték innen indul, illetve ide fut vissza. A felülvizsgálat során derül ki, hogy a meglévő fűtési elosztó vezeték felhasználásra kerül-e vagy sem. Nemleges esetben könnyebb helyzetbe kerülhetünk. A régi pincék műszaki állapota eltérő lehet. A szigetelés hiányos volta miatt nedvességi problémák jelentkeznek, vagy akár a talajvízszint változása miatt vízveszély is előfordulhat. Ezek a jelenségek megfontolásra késztetik a beruházót és a tervezőt is. Napjainkban, az energiafelhasználás csökkentése érdekében a modernizálás egyik eleme a napkollektorok alkalmazása és kombinációja a földgázzal HMV-előállítására vagy akár fűtési víz részbeni felmelegítésére. Ezen műszaki alkalmazás a szükséges vezetékek száma, hossza stb. miatt inkább a tetőtérben történő kialakítást motiválja.
A tetőtéri hőközpont esetén egyszerűbbé válik a füstgáz-elvezetés, rövidebb lesz a kémény. A megszüntetett kémény felhasználható lesz akár az energiaszállítás, akár a vízvezetékek vagy a telekommunikációs kábelek elhelyezésére is. Az elmúlt 40 évben főleg lapostetős épületek, iroda, iskola stb. épültek, amelyek építészeti felújításánál a tetőszerkezet is átalakításra kerül, és ebben az esetben a tetőtéri hőközpont elhelyezésére szabad lehetőség kínálkozik.
Szabályozás
A régebben gyártott hőtermelőknél szabályozás csak kazántermosztáttal történt. A modern kazánok már illesztett szabályzó egységgel vannak felszerelve, melyek a működésük alatt egyben energiát is takarítanak meg. A régi rendszereknél az előremenő hőmérséklet szabályozása nem a külső hőmérsékletnek van alárendelve. Ebben az esetben az egyes termekben nem a külső hőmérséklet figyelembevételével alakul a kívánt belső hőmérséklet. A korszerű fűtésszabályozás elvárása - melyet csak tervező tervezhet meg -, hogy állandó, megfelelő komfortérzetet tudjunk biztosítani a különböző funkciójú helyiségekben a nap bármely szakában.
Az elavult konstrukcióknál nincs lehetőség a helyiséghőmérséklet szabályozására. Fűtési terv nélkül kivitelezett épületeknél a terem hőigényét hibásan "határozták meg". A radiátorra 15- 25 éve szelepet vagy csapot szereltek fel, melyek nem alkalmasak szabályozásra. Javasolható tehát, hogy felújításkor a hőleadót termosztatikus szeleppel szereljék fel.
Hidraulikai kiegyenlítés
Az tapasztalható a régi fűtési rendszereknél, hogy a kazánhoz "közelebb" lévő termek túl melegek, az előremenő vezeték "végéhez" közeledve a termek egyre hidegebbek lesznek, mert oda kevesebb meleg víz érkezik. A kazántól kiinduló és a visszatérő víz hőmérséklete közötti különbség pedig jelentéktelen lesz. Ez a jelenség abban az esetben következik be, ha nem végzik el a fűtési rendszer hidraulikai kiegyenlítését.
A hidraulikai kiegyenlítés hiányának néhány következményét érdemes megemlíteni:
- egyes termekben az elvárt értéktől kisebb lesz a hőmérséklet,
- a "hidegebb" helyiségek hőmérsékletének növelése érdekében a kazánhoz közelebb lévő termekben nő a hőmérséklet,
- a szabályozatlanság miatt növekszik a tüzelőanyag-felhasználás, növekszik az energiaköltség,
- nagyobb lesz a környezeti terhelés a növekvő füstgáz-mennyiség miatt,
- a keringető szivattyútól folyamatos üzemet várunk el, ezért nő a villamosenergia-felhasználás.
Ezeket az anomáliákat szünteti meg a hidraulikai kiegyenlítés, mellyel az elvárásnak megfelelő kellemes teremhőmérséklet lesz minden egyes teremben. A fűtővíz-hőmérséklet kihasználtsága megfelelően alakul, és így a ?T hőmérsékletkülönbség is reális lesz.
Hőelosztás
A fűtővízáram a régi rendszereknél rosszul szabályozható, mert egy körből áll. A modern fűtési rendszerek több fűtési körből épülnek fel, az épület kialakításától (észak-déli fekvés), az egyes termek funkciójától (konferenciaterem, kórházi gyermekosztály, műtő stb.) függően. Szintén panasz az 50-60 éves installációknál, hogy a fűtőtestek hibásak, gyakran kilyukadnak. A csővezetéki rendszeren csőtörések, szivárgások gyakran jelentkeznek, a fűtővizet a fűtőnek gyakran után kell töltenie. Itt nyitott tágulási tartály veszi fel a fűtővíz tágulását, mely még a "szenes" időből maradt meg. A fűtőtestet építészetileg "beburkolták", ezáltal a hőleadás rosszabb. A kazánházi csővezetékek hőszigetelése hiányzik vagy meghibásodott.
A korszerűsítés során az épület hőigénye kiszámításra kerül. A hőleadók és a csővezetékek méretei ellenőrzésre kerülnek, melynek során kiderülhet, hogy a fűtőtestek és a vezeték méretei erősen túlméretezettek. Ez is hozzájárul ahhoz, hogy a meglévő csővezetéket a rekonstrukció során el kell bontani, de a vezeték elhasználódása miatt nem is célszerű a továbbiakban felhasználni. A meglévő hőleadók műszaki állapotát célszerű alaposan felülvizsgálni, és a pozitív vélemény alapján, megfelelő belső tisztítás után ismét be lehet építeni. Arra viszont célszerű törekedni, hogy azonos típusú radiátorok kerüljenek beszerelésre a fűtési rendszerbe.
Nálunk törvény még nem írja elő - reméljük nem sokáig -, de műszakilag feltétlenül indokolt a helyiség hőmérsékletének szabályozhatósága és az energiatakarékosság érdekében termosztatikus szelep felszerelése a hőleadóra. A HMV tartály, csővezeték megfelelő minőségű, méretű hőszigetelése elengedhetetlen feltétele az energiatakarékosságnak, mely egyben költségmegtakarítást eredményez az intézménynek.
Szivattyú
A régi fűtési rendszerben erős áramlási zúgás, zaj hallatszik. Ezt a jelenséget a keringtető szivattyú túl nagy teljesítménye okozza. A fűtési vízszivattyút rosszul választották ki. Ha a fűtési rendszer terv nélkül került megvalósításra, akkor nem csodálkozhatunk az áramlási zajokon. A keringtető szivattyú folyamatosan üzemel, mely állandó villamosenergia-felhasználást jelent. A korszerű fűtési rendszer kialakításánál lényeges a betervezett szivattyúk pontos méretezése és kiválasztása. A fűtőberendezésekben, a fűtési körökben az elektronikusan szabályozott keringető szivattyú üzemeltetés közben automatikusan illeszkedik a mindenkori üzemviteli állapothoz. Ezzel üzemeltetési költséget lehet megtakarítani és az áramlási zajszint optimálissá válik, mely egyben a fűtési rendszer komfortszintjét is javítja. A villamosenergia-felhasználás akár 70%-ig is csökkenhet.
Kémény
Kéményt az új hőtermelőhöz kell illeszteni, ugyanis a korszerűsítés következtében csökken az épület hőigénye, kevesebb a várható tüzelőanyag-felhasználás, ezért az égéstermék mennyisége csökken. A földgáztüzelésű kazánok égéstermékének hőmérséklete a szilárd- és olajtüzeléshez képest erősen csökken. A kéményfal hőtechnikai veszteségének csökkentése érdekében indokolt hőszigetelt kémény beszerelése. A hiányos vagy elégtelen hőszigetelés miatt a forró füstgázok a kéményben kondenzálódnak, azaz a kémény belső falán a víz kicsapódik, és az égéstermék egyéb komponenseivel [CO2 , SO2] savas korróziót okoz. A korrózió elkerülése, csökkentése érdekében általában rozsdamentes acélból célszerű készíteni a kéményeket.
Használati melegvíz-készítés
Az intézmények HMV-igényét annak idején központi vagy nem központi ellátással oldották meg. A korszerű lemezes hőcserélők rozsdamentes acélból készülnek. A felújítás során az intézmény funkciója, szociális igénye alapján dönthető el, hogy helyi melegvíz-előállításra alkalmas-e a felhasználás helyein beszerelt átfolyós gáz- vagy villamos vízmelegítő. Jelentős - egy időben fellépő - meleg víz kiszolgálását a központi melegvíz-ellátás teremti meg.
Energiaellátás
Számos esetben előfordult, hogy a tüzelőolajról földgázra történő átállás során a tüzelőolaj-tartályt a földben hagyták, benne több-kevesebb olajjal, mondván, nincs keretük a tartály kiemelésére. A tartály karbantartására azt követően nem fordítottak figyelmet. Ezért előfordulhatott, hogy a tartály kilyukadt és a talajba tüzelőolaj jutott, környezetszennyezés történt. A jelenség elkerülése érdekében a korszerűsítéskor a használaton kívüli tartályt el kell távolítani, és rekultiválni kell a területet. A régi épületek villamos vezetékeinek kapacitása a növekvő igényeket (számítógépek elterjedése, légkondicionáló egységek beszerelése stb.) már nem tudja kielégíteni. A régi elektromos rendszer biztonsági szempontból akadályává válik a fejlődésnek. Pl. a régi villamos szerelés már nem felel meg a mai előírásoknak. A korszerűsítésnek ezért az épület teljeskörű villamossági szerelésére is ki kell terjednie, beleértve természetesen a világítástechnikai felújítást is.
Felhasználási regisztrálás
Az egyes fogyasztók (iskola, szolgálati lakások stb.) fűtési- és a HMV-fogyasztását hőmennyiség- és melegvíz-mérők segítségével lehet regisztrálni, és a költségeket leszámlázni. Ezért a mérők betervezése elengedhetetlen a korszerűsítés során.
Szolár-technika, valamint a kapcsolt hő- és villamos termelés alkalmazása
A hőellátás korszerűsítésénél célszerű vizsgálni az innovatív energia-megtakarítási lehetőségeket. Ezek közül a szolár-technika és a gázmotorok alkalmazhatóságát indokolt áttekinteni. Mindkét rendszer alkalmazása fogyasztói oldalról folyamatos HMV-igényt - téli, nyári - vár el, ezért kórházak, rendelőintézetek, szállodák jöhetnek szóba, mint alkalmazók. A termikus szolár berendezések alkalmasak lehetnek használati meleg víz előállítására, illetve a fűtésbe is be tudnak segíteni.
Érdekes lehetőséget nyújt az alternatív energia termelésére a kapcsolt hő- és villamos energiatermelés, mely napjainkban ismét reneszánszát éli. A beépített gázmotor hűtővizének hőjét HMV-előállítására vagy fűtési víztermelésre lehet hasznosítani, de a kipufogógáz hőtartalma is hasznosítható. Az előállított áram helyileg kerül felhasználásra, a felesleg a közüzemi hálózatba eladásra kerül. A megtermelt villamos energia kötelező átvételét törvény biztosítja.
Korszerűsítés finanszírozása
A műszakilag elavult fűtési rendszerek felújítását a műszaki érvek mellett gazdaságossági számításokkal indokolt alátámasztani. A korszerűsítés megvalósításához tőkére van szükség. A felújítási összeget saját erő és valamilyen pályázati támogatás biztosíthatja. A pályázat benyújtása egy modernizálási tervállapotot tételez fel, ezért erre fel kell készülni az intézménynek fenntartójának. Az elmúlt évek azt mutatták, hogy az állami támogatások év közben "hamar" kimerülnek. Elvárhatóság lenne, ha folyamatosan lehetne pályázatokat benyújtani és a támogatást elnyerni.
Tőke hiányában a korszerűsítésre az ún. harmadik feles finanszírozás adhat lehetőséget, melynek során leegyszerűsítve egy szakmai cég egy bank támogatásával megfinanszírozza a felújítás tervezését és szerelését. Üzemelteti, kezeli az elkészült fűtési rendszert, és leszámlázza a fogyasztónak a fűtési- és a melegvíz-költségeket.
Dr. Barcsik József
