Hogyan érveljünk - Fűtési rendszerek korszerűsítése

2004/10. lapszám | VGF&HKL online |  4022 |

Figylem! Ez a cikk 22 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. Mostani írásunk olyan segédlet, ami egy nem szakmabeli (pl. iskolaigazgató) számára is világosan felvázolja a lehetőségeket.

Hőellátás modernizálása

A statisztikák szerint a kommunális célra használt épületek - óvodák, iskolák, kórházak, polgármesteri hivatalok stb. több mint 60%-a 50 és 60 éves. Ez egyben azt is jelenti, hogy az épületekben már terjedelmes felújítási intézkedések válnak szükségessé. Ezek lehetnek például a homlokzatok javítása és egyidejűleg a hőszigetelési normák betartása; a tetők, az erkélyek javítása; az ablakok cseréje. Az épület szerkezetén belül az épületgépészeti és villamos rendszerek is elavultak, amortizálódtak és elhasználódtak az évtizedek folyamán, valamint nem felelnek meg a mai kor teljesítményelvárásainak. Ebbe részleteiben beletartoznak - leegyszerűsítve - az épület

• hidegvíz- és szennyvíz-vezetékei,
• használati melegvíz-ellátó készülék és vezetékei,
• fűtést biztosító berendezései és vezetékeik,
• főző-sütő berendezései,
• légtechnikai rendszerei,
• égéstermék-elvezetői és kéményeik,
• villamos vezetékei csatlakozóival, kapcsolóival és fogyasztóival.

Ezek után érthető, hogy a kommunális célú épületeknek jelentős az építési, épületgépészeti és villamos szerelőipari szerelési igénye. Szűkítve a kört a hőtermelési rendszerek felújításánál egészen magas a berendezések kora, és a növekszik komfortigény. Változtak az emisszió-előírások a fűtési és melegvíz-előállító berendezésekre.

Energia-megtakarítási lehetőségek hasznosítása

Mit várunk el az energia megtakarítási lehetőségek hasznosítása során? Elvárható egy kényelmes, komfortos fűtő- és melegvíz-rendszer kiépítése, illetve a kiadások - a beruházási- és korszerűsítési tervek, a kivitelezési és üzemeltetési költségei - optimuma. Ezek a tényezők határozhatják meg döntően az energiacsökkentést. A fűtési és melegvíz-üzemeltetési, valamint a villamosenergia- és a vízfelhasználási költségek közel 7-9%-át teszik ki az intézmény költségeinek.

Mit vehetünk figyelembe a szerelésnél?

A régi épületek fűtése általában egyedi szenes vagy koksztüzelésű kályhákkal indult, melyeket központi fűtésre alakítottak át. A rendszer kisnyomású gőzfűtésként vagy melegvizesként szén- vagy koksztüzeléssel üzemelt tovább. Az elkészített fűtési rendszerek közel 80-90%-a - előírások hiányában - kiviteli tervek nélkül valósult meg. Ezért a beszerelt kazánok és a melegvíz-keringtető szivattyú teljesítménye, az előremenő és a visszatérő vezetékek átmérői, a radiátorok helyiségenkénti kiválasztása, a hőleadókra szerelt szerelvények és a tágulási tartály térfogatnak meghatározása a szerelést végző kisiparos, vállalkozó elképzelésére volt bízva. A kazánházi vezetékek hőszigetelése változó minőségű volt. A tervezés hiányában "túlméretezés" alakult ki, a fűtési igénytől nagyobb teljesítményű kazánok kerültek beépítésre. Az egyes termekben az elvárt hőmérsékletet a külső hőmérséklet függvényében nem sikerült biztosítani.

A földgázra történő átállás során "kicserélték" a széntüzelésű kazánt földgáztüzelésűre, vagy a szenes kazánba gázégőt építettek be. Természetesen előfordult, hogy a szenes kazán mellé szereltek be egy gázkazánt. A gázra történt átállás során már hatósági eljárás érvényesült, mert a területileg illetékes gázszolgáltató által engedélyezett terv alapján került kivitelezésre az épület gázellátása és gázkazán beszerelése. Ettől kezdve a kazánon lévő termosztát beállításával szabályozták a fűtési víz hőmérsékletét. Ez a gyakorlatban azt jelentette, hogy az intézmény fűtője egy adott értékre beállított termosztáttal üzemelt a fűtési idény alatt. A rekonstrukció javította a rendszer gazdaságosságát, környezetkímélőbb üzemeltetés valósult meg.

A fűtési rendszer többi eleme érintetlen, változatlan maradt. A kommunális intézményeknél általában tervszerű karbantartás nem történt. Inkább mindig "utána mentek" a hibák kijavításának, azaz az előfordult szivattyú, gázégő meghibásodást stb. javították, javíttatták ki. Az elmúlt évek alatt az üzemeltetési költségek - a fűtési rendszer változatlansága miatt - folyamatosan növekedtek az energiaárak, a munkabérek és a karbantartási költségek stb. következményeként. Ezeket figyelembe véve erősödik az igény az intézményi épületek energetikai jellegű rekonstrukciójára. Ezért az intézmények vezetői és fenntartói modernizálást kezdeményeznek. A döntések során a beruházás műszaki- és költség-optimumát indokolt megcélozni. Komplex tevékenységről lévén szó, az épületenergetikában kellő jártassággal bíró energia-tanácsadó szakembert célszerű erre az elemző munkára felkérni. A munkák során az építési előírásokat is figyelembe kell venni, melyhez építész szakember ad segítséget.

Az üzemelő fűtési- és melegvíz-rendszer vizsgálata egy pontos energetikai analízist és értékelést igényel, a következő kritériumok alapján:

• a berendezések - kazán, keringtető szivattyú, hőcserélő, radiátorok stb. - kora és műszaki állapota,
• a havonkénti tüzelőanyag-felhasználás,
• a hőtermelő teljesítménye (figyelemmel az épület hőigényére),
• a kazán teljesíti-e az elvárható értékeket (éves hatásfok, sugárzási veszteség, emisszió-érték stb.),
• az osztó, a gyűjtő, az előremenő, visszatérő vezetékek és hőszigetelés állapota.

Az elvégzett analízis alapján adhat a szakértő javaslatot új megoldásokra, melyek az energiahatékonyságot javítják, és amitől az épület komfortja javul. Ha az épület hőigényét sikerül csökkenteni a homlokzat és a nyílászárók hővédelmének javításával, akkor "energia szabadul fel" a használati melegvíz-készítésre, ezáltal csökkenhet az előállítási költsége is. Cikkünk célja, hogy áttekintést adjon a legfontosabb szerelési formákról, gyakorlatorientált megoldásokkal szolgáljon a tipikusnak mondható szerelésekre, valamint kiegészítő információkat és tudnivalókat adjon egy gazdaságosságra alapozott, korszerű tervezésre.

Komplett felújítás vagy csak részszerelés?

Egy komplett felújítás előnye, hogy optimalizálja az egymással összehangolt berendezés-egységeket, mint a fűtési kazánt, az égőt, a szabályozást, a fűtési vezetékeket, a radiátorokat, a HMV hőcserélőt és a kéményt. Ez garanciát adhat az energia maximális hasznosítására és egy minimalizált hőveszteségre. A csökkentett energiafelhasználás azonnal kihat az üzemeltetési költségekre és javítja a rendszer szakmai megítélését. A "komplett megoldás" választása egyértelművé válik, ha a kazán mellett a fűtési rendszer másik része is technikailag elöregedett és gazdaságtalanul üzemel, melyre mérésekből számolt veszteségek is utalnak, vagy az érvényben lévő biztonsági előírásokat a rendszer egyes elemei már nem teljesítik. Részszerelés kínálkozik megoldásként, ha a fűtési berendezésnek - beleértve a HMV-rendszert - csak egy része tekinthető rossznak, vagy már nem felel meg az aktuális előírásnak és a jelenlegi korszerű szabályozási technikának.

Jelenlegi állapotok és az alternatív korszerűsítési lehetőségek

Az intézmények hőellátásának biztosítására az épület jellegétől, funkciójától, kialakításától függően többfajta megoldást alkalmaznak:

• Az épületben pl. iskola és szolgálati lakások találhatók, melyek hőellátását az olcsó energia időszakában egy kazánházból és egymástól nem függetleníthető fűtési rendszerrel oldották meg.
• A kazánházból több tulajdonos épületének hőellátását biztosították a hőtermelő üzemeltetésével.
• Az épület helyiségeinek hőellátását egyedi készülékekkel külön-külön temperálták.

Az épület fűtése az előzőek figyelembe vételével történhet központi vagy egyedi fűtés alkalmazásával. A használati melegvíz-készítés történhet központi (indirekt fűtésű tároló) vagy nem központi (pl. villamos vagy gáz-átfolyós melegítő) megoldással.Ezekhez a helyzetekhez a következő tipikusnak mondható korszerűsítési lehetőségeket rendelhetjük:
Jelenlegi helyzet: központi fűtés, egyedi fűtés.

Korszerűsítés:

1. központi fűtés, központi HMV-előállítással (indirekt fűtésű tároló),
2. központi fűtés fogyasztónkénti fogadóval (fűtés + HMV-termelés)

 

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 ΔT 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.
(folytatjuk)

Dr. Barcsik József

---