Alacsony hőmérsékletű radiátorok II.

2011/5. lapszám | VGF&HKL online |  13 246 |

Figylem! Ez a cikk 15 éve frissült utoljára. A benne szereplő információk mára aktualitásukat veszíthették, valamint a tartalom helyenként hiányos lehet (képek, táblázatok stb.).

A központi fűtési rendszer funkciója jól definiált: meleg szállítása a helyiségekbe olyan módon, hogy a lakók komfortosan és egészségesen érezzék magukat. Ezt energiahatékony módon kell megoldani, mivel napjainkban az energiahatékonyság fontosabb, mint bármikor. Nem csak a természeti erőforrások megvédése és a károsanyag-kibocsátások csökkentése érdekében, de azért is, hogy csökkenteni lehessen a végfelhasználó költségeit.

Energiahatékonyság radiátorokkal

A radiátorok hőt adnak le, amint a fűtővíz melegebbé válik, mint a helyiség hőmérséklete. Azok a radiátorok, amelyek alacsony hőmérsékletű fűtővízzel üzemelnek, a komfortos meleget gyorsan és kevés energiaráfordítással szállítják. A radiátorok azonnal reagálnak a hőigényre, ha a termosztát ezt jelzi. A helyiség egyenletesen és gyorsan melegszik, még alacsony külső hőmérséklet esetén is. Nagyon kicsi az a hőveszteség, amelyet a radiátor okoz, egy jól hőszigetelt külső fal mellett található alacsony hőmérsékletű radiátornál ez elhanyagolható (< 1%). A padlófűtési megoldások a hőszigetelő réteg vastagságától és a padló típusától függően kb. 3-13% közötti hőveszteséggel rendelkeznek a talaj felé.

1. táblázat. A hőelnyelési tényező (b) anyagra jellemző állandó. A fa és a parafa sokkal alacsonyabb értékekkel rendelkezik, mint a talp, ezért ezeket melegebbnek érezzük mezítláb, mint a betont és a padlólapokat.

Anyagok	b (JKs 0,5/m²)
Parafa	126
Tölgy	314
Padlólapok	1425
Beton	1675
Acél	21 630
talp	1120 (körülbelül)

Modern és korszerűen felújított épületekben ritkán szükséges 55 °C feletti hőmérséklettel üzemeltetni a rendszert. A fűtési idény nagy részében már akár 35 és 45 °C közötti vízhőmérséklet is elegendő, köszönhetően a jobb hőszigetelési és építési szabványoknak. A rendszerrel gyorsabban elérhető a kívánt hőmérséklet, és kevesebb energiát használ fel, hogy azt elérje. A radiátor nem függ a kazán típusától, életkorától vagy a beállított hőmérsékletétől. Még ha a rendszer hőmérsékletét magasra is állították be, csúcster- heléshez vagy rendkívüli fűtési helyzetben, a melegítési folyamat optimális. Ez a gyors reakcióidőnek és a konvekciós és sugárzó hőleadásnak köszönhető. A központi fűtési rendszer radiátorok használatával hatékonyabb, gyorsabban éri el a kívánt hőmérsékletet, és ehhez kevesebb energiát használ.

2. táblázat. Különböző hőleadók mért időállandója

Hőleadó típusa	Rfelmelegedési	Rlehűlési
Panelradiátor	0:05 h	0:30 h
Padlófűtés, száraz konstrukció	0:27 h	2:03 h
Padlófűtés, nedves konstrukció	1:50 h	10:38 h

A láb hőérzete

A láb hőérzete függ a padlófelület anyagától, még akkor is, ha az anyagok ugyanolyan hőmérsékletűek. Mezítláb ugyanazt a semleges hőérzetet a padlólapok 26,4 °C, a tölgy pedig 21,0 °C felületi hőmérsékleten biztosítják. A padlólapok 21,0 °C és a tölgy 7,0 °C felületi hőmérsékleten ugyanolyan hűvös hőérzetet okoznak. Az úgynevezett hidegburkolatok, mint a padlólapok, még nyáron is gyakran generálják a fűtési energia iránti igényt, így a fűtési időszak hosszabb lesz, és ezzel növekszik az energiafogyasztás. Az energiafogyasztás oldaláról nézve a magas padlóhőmérséklet szükségtelenül magas helyiséghőmérsékletet eredményez, ami pedig szintén többlet energiafelhasználást okoz. Az alacsony hőmérsékletű radiátorok az alkalmazott vízhőmérséklet miatt jól kombinálhatók a padlófűtéssel (1. ábra).

Félreértés: Nagy a hőveszteség a radiátor mögötti külső falon keresztül. A mérések és a kutatási eredmények szerint az alacsony hőmérsékletű radiátorok mögötti falon jelentkező többlet hőveszteség a modern épületekben nagyon kicsi, tipikusan kevesebb, mint a teljes fogyasztás 1%-a

Fal U-értéke	Méretezési hőmérsékletek
W/m²K	55/45/21˚C	40/30/21˚C
0,29	1,10%	0,70%
0,24	0,90%	0,60%

Energiahatékonyságra és maximális komfortra törekedve a padlófűtés és az alacsony hőmérsékletű radiátorok kombinációja ideális az egész házban, különösen a fürdőszobában. A két rendszer jól kiegészíti egymást, mindkettő erősségeit kihasználhatjuk a konvekciót, a légmozgást, a komfortot és a hőmérsékleti profilt illetően.

Fenntartható energiaforrásokkal hatékonyan

A kutatás azt bizonyította, hogy alacsony hőmérséklet alkalmazásával a rendszer tökéletesen illeszthető egy elektromos hőszivaty-tyúhoz. Más energiaforrások alkalmazása is ugyanilyen hatékony, például radiátorok kombinációja napkollektorokkal. Itt kiegészítő fűtőrendszer is szükséges, különösen a használati melegvíz-termelés miatt, mert a legionella baktériumok okozta fertőzés megelőzéséhez a vizet legalább 55 °C-ra fel kell fűteni. Ehhez nem mindig áll rendelkezésre elegendő napenergia.

Egy vízüzemű központi fűtési rendszer az alábbiakból áll:

• Hőforrások, beleértve a kazánokat, hőközpontokat, hőcserélőket, hőszivattyúkat, napkollektorokat stb.
• Energiatároló gyakran szükséges a hőigény csúcsainak kiegyenlítésére.
• Fűtővíz-elosztó rendszer, csőhálózat, szivattyú, tágulási tartály, biztonsági és vezérlő eszközök.
• Hőleadók.

1. ábra: Kombinált radiátor- és padlófűtés-csőhálózat.

A hőleadók lényeges energiahatékonysági jellemzői a teljes energiafogyasztásra és belső klímára vonatkozóan a következők:

1. Reagálás a hőmérsékletszabályozásra

Minél kisebb a hőleadó hőkapacitása, annál nagyobb az esélye a helyiséghőmérséklet kívánt értéken való tartásának. A nagyobb hőkapacitás hőmérsékletingadozást okozhat, és az emiatt kialakuló magasabb helyiséghőmérséklet a hőveszteség növekedését eredményezi. Épületekben a hőnyereségek (pl. a lakóktól, elektromos készülékektől, kiegészítő fűtőeszközöktől, kályháktól származó hő, valamint a külső hőmérséklet változásai, az épületszerkezetekben tárolt hő és a napsugárzás az ablakon keresztül) markáns zavart jelentenek, ezért nagyon dinamikus és igényes helyiséghőmérséklet-szabályozást kell alkalmazni, különösen újonnan épült, jó hőszigetelésű épületek esetén.

3. táblázat Az egyes alacsony hőmérsékletű rendszerek okozta veszteségek A padlófűtés további hőveszteségei a talaj felé 21 °C beltéri hőmérséklet és 10 °C talajhőmérséklet esetén

Hőszigetelés	U érték	nincs parketta	parkettával
mm	W/m²K	%	%
100	0,35	9	13
150	0,25	6	9
200	0,2	4	7
300	0,16	3	5

A különböző hőleadók reakciósebessége az időállandó (R) segítségével definiálható, amelyet úgy határoznak meg, mint a teljes változás 63%-ához szükséges idő. Két időállandó van, az Rfelmelegedési és Rlehűlési (2. táblázat). A számokból láthatjuk, hogy a nagyobb termikus tömeg, amely a beépítés során a hőleadó konstrukciójának részévé válik, tehetetlenséget okoz (azaz a rendszer lassan reagál), és ezért a hőleadó nagy tömegű épületszerkezettel kombinálva rosszul szabályozható. Ez különösen igaz a padlófűtésre.

2. A hőmérsékletszabályozás jellemzői,

az arányossági sáv szélessége (proporcionális sáv = hőmérsékletkülönbség a zárt és a teljesen nyitott szelephelyzet között) és a szabályozás jellege befolyásolják a helyiséghőmérséklet ingadozását. A nagyobb termikus tömegű hősugárzók mindig késve (vagy lassan) reagálnak, és ezért a helyiséghőmérséklet ingadozása nem kerülhető el. A szabályozás pontatlanságából adódó hőveszteség nagyságrendje tipikusan az épület energiafogyasztásának 2-10%-a. A hőmérsékletszabályozóra való gyors reagálásuk következtében radiátorokkal az egyes helyiségekben különböző hőmérsékleteket lehet tartani, a lakók igényei szerint lehet a szobahőmérsékletet változtatni, például ugyanazt a szobát éjszaka alvásra, nappal pedig munkára használva más hőmérsékletet kell tartani éjszaka és mást nappal.

3. Hőveszteségek

A kutatás azt mutatja, hogy maga a fűtési rendszer további hőveszteséget okoz az épület külső burkán keresztül. A 3. táblázatban éves szintű tipikus értékek találhatók erre a hőveszteség-növekedésre. Az értékek a mai építési rendelkezések szerinti hőszigetelésű és állandó beltéri hőmérsékletű helyiségek mellett értendők.

• Radiátorok a külső falon: a hőveszteség a hátfal felé gyakran kisebb, mint 1%.
• Radiátorok a belső falon: a hőveszteség 1, maximum 2%.
• Padlófűtés: a hőveszteség a külső felület felé 1-3%.

Az egyéb típusú hőveszteség, például amelyet a szobában a léghőmérséklet rétegződése okoz, nem jelentős egy megfelelő beépítésű radiátort és kontrollált szellőzőrendszert használó modern/jól hőszigetelt épületben. Ha az épület gyengén szigetelt, a fűtő- és szellőzőrendszerek nem működnek megfelelően, és ha konstrukciós hibák, hőhidak, levegőszivárgások stb. vannak, a fent említett hőveszteség jelentősebb lehet.

4. A keringtetőszivattyúk

és a szabályozó berendezések elektromos energiája szintén szerepet játszik. Ezeknek az eszközöknek az energiafogyasztása függ a rendszerkialakítástól. A nagyobb tömegárammal működő fűtőrendszerek természetesen több szivattyúzási energiát használnak, mint az alacsonyabb tömegáramúak. Ennek a segédenergiának a nagyságrendje az épület fűtési energiafogyasztásának 1-3%-a.

Az energiahatékonyság kulcskövetelménnyé válik, ami azzal jár együtt, hogy az épületek termikusan érzékenyebbek lesznek. A hőnyereségek kihasználása szintén fontos szerepet játszik az energia-megtakarításban. Modern vagy napjainkban felújított épületekben a fűtési hőigény legfeljebb 40 W/m², és sok esetben ennél jóval kevesebb.

2. ábra: A hőleadók termikus tömege rontja a szabályozhatóságot, a hőnyereségek helyiséghőmérséklet-ingadozást okoznak: padlófűtés és radiátoros fűtés (januárban mérve, mindkét rendszerben ugyanazt az elektronikus hőmérsékletszabályozót használták; 0,5 K holtsáv – HUT kutatás, 2008).

Egy szabványos, 600 mm magas, 1,20 méter hosszú kompakt radiátor teljesítménye jellemzően elegendő egy 15 m²-es szoba 20 °C-ra való felfűtéséhez 45 °C előremenő és 35 °C visszatérő vízhőmérséklet alkalmazásával még a leghidegebb időben is. A radiátorok hosszú, termékeny történelemmel rendelkeznek az építőiparban. Jó esélyük van arra is, hogy meghatározó szerepet töltsenek be a jövő nagy hatékonyságú fűtési rendszeriben.

Zugschwert Csaba

Radiátor

---