Barion Pixel

VGF&HKL szaklap

Az aktív hőszigetelésről

2015/1-2. lapszám | Andrássy Zoltán |  2500 |

Az alábbi tartalom archív, 6 éve frissült utoljára. A cikkben szereplő információk mára aktualitásukat veszíthették, valamint a tartalom helyenként hiányos lehet (képek, táblázatok stb.).

Az aktív hőszigetelésről

Az MMK Épületgépészeti Tagozata Budapesti és Pest megyei Szakcsoportja és az e-gépész szervezésében került sor egy szakmai vitanapra, amelynek keretén belül az ún. aktív hőszigetelésről is eszmét cseréltek a felek. Szerkesztő- ségünk felkérte a Magyar Energetikai Társaság Ifjúsági Tagozatát, hogy friss szemmel kövessék végig a vitát, és számoljanak be róla, ezt olvashatják most.

A rendezvény első vitája az aktív hőszigetelés problematikáját vizsgálta. Az aktív hőszigetelés Bárkányi Tamás és Nagylucskay László találmánya, és az épületek energiafogyasztásának csökkentésére szolgál. A szabadalom lényegében energia-megtakarítás eléréséhez a talajhőmérsékletű glikolt szivatytyú segítségével a falszerkezet külső felületébe épített csövekben keringteti. Várakozások szerint a transzmissziós hőveszteség nem a külső hőmérséklettel lesz arányos, hanem a talaj hőmérsékletével. A találmány ellen felszólalók a cikkekben leírt hibákat elemzik, valamint a cikkek hiányosságait, a feltaláló pedig az ellenvéleményen lévők gondolatmenetének hiányosságaira világít rá.

Dr. Várfalvi János moderátor felvezetője

Először Dr. Várfalvi János nyugdíjas egyetemi docens nyitószavait hallhattuk, amely a „viták napjait éljük most” mondattal kezdődött. A mai vita nem személyi ellentéteken alapul – mondta –, nem emberek csapnak össze, hanem ötletek, elvek. Szavaiban méltatta a kritikusi munkát, mely lényegében az összes megjelent cikk áttanulmányozásával járt. Véleménye szerint a téziseket le kell fektetni, mert akárcsak a sakknál, ha nem ismeri mindkét játékos az alapvető lépéseket, akkor nincs értelme játszani. Ez ugyanúgy igaz egy vitára is, a közös ismeretanyag hiányában a felek csak elbeszélnének egymás mellett.

Dr. Csomor Rita vitapartner előadása

A nyitó szavak után Dr. Csomor Rita ismertette az álláspontját az aktív hőszigeteléssel kapcsolatban. Egyértelműen bírálta a találmányt, és előadásában rávilágított a témában megjelent cikkek hibáira. Tanúsítói tapasztalataira építve közelítette meg a problémát. A téma viszonylag egyszerűen leírható a következő gondolatmenettel: ha a falréteg hőmérséklete megegyezik a talaj hőmérsékletével, akkor a hőveszteség csökken, ezáltal a fűtési energiafelhasználás is. A talajhő ingyen van, viszont a szivattyúzási energiafelhasználás miatt mindenképpen számolni kell ennek üzemeltetési költségével. A feltaláló a szabadalmi leírásban és a cikkekben 50-80%-os energia-megtakarítást ígér, ezt mindenképpen számításokkal kell alátámasztani, melyeknek alapja a tanúsításból jól ismert hőveszteség-számítás.

Az előadás egy példaszámítás bemutatásával folytatódott, melynek alapját a Bárkányi úr cikkeiben megjelent számítási modell adta. Dr. Csomor Rita rávilágított a számítás hibáira, először a túl alacsony, –15 °C-os külső hőmérséklet-értékre. Ez még méretezési állapotnak is túl alacsony, megoldásként azt javasolta, hogy az egész fűtési idényre, azaz több külső hőmérséklet-értékre kell megvizsgálni a hőveszteséget, ezek alapja pedig a hőfokgyakorisági diagram kell legyen. Így az energia-megtakarítás is csökkenni fog, valamint lesz olyan üzemállapot, amikor az aktív hőszigetelés működésének hatása negatívvá válik, azaz növeli a hőveszteség értékét. Ez akkor következik be, ha a külső hőmérséklet olyan magas, hogy az aktív hőszigetelés nélkül kialakuló hőmérséklet az aktív hőszigetelés rétegében magasabb, mint a talajvíz hőmérséklete.

Az eredeti számítások eredményként az energia-megtakarítás mértékét 65%-osnak ígérték. Ez Dr. Csomor Rita szerint már az alacsony, –15 °C-os érték mellett sem igaz, a helyes megfogalmazás: az energiafogyasztás az eredeti 65%-ára csökken. (Ezt Bárkányi úr is elismerte előadásában.) A hőfokgyakorisági görbe segítségével kiszámítható a tényleges fűtési energiafelhasználása az épületnek. Az előző pontban tárgyalt okok miatt nem működhet egész évben az aktív hőszigetelés rendszere. Dr. Csomor Rita hőveszteség/hőátviteli tényező–külső hőmérséklet-diagramon mutatta be azt a „határhőmérsékletet”, mely fölött az aktív hőszigetelés hatása a visszájára fordul, és többlet veszteséget okoz. Ez a hőmérsékletérték nem esik egybe a klasszikus értelemben használt határhőmérséklettel, ami a fűtési idény meghatározására szolgál. Tehát egy adott hőmérsékletérték alatti külső hőmérsékletek esetén ténylegesen megtakarítást hordoz magában az aktív hőszigetelés, de nem használható egész évben, és nagyon pontosan kell meghatározni ezt a határt a többletköltség elkerülése érdekében.

Az előadás további részében a vitapartner vizsgálta a hatásfokot a csövezés elhelyezésének függvényében, valamint a fal vastagságának hatásait. Ebből megállapítható, hogy az aktív hőszigetelés vékonyabb falszerkezetet tehet lehetővé, pár centiméterrel csökkenthető a hőszigetelő réteg vastagsága. Kérdésként felmerülhet, hogy egyáltalán érdemes-e számolni ezzel az eredménnyel, mert az aktív hőszigeteléshez képest néhány centiméter hőszigetelés beruházási költsége elhanyagolható. Összességében az előadás rávilágított a feltaláló által bemutatott számítási modell hibáira, valamint rámutatott arra a tényre, hogy az aktív hőszigetelés nem minden esetben jár megtakarítással, nem megfelelő alkalmazása növelheti a fűtésre fordított energia mennyiségét. A gázszámla csökkenése mellett a villamosenergia-számla növekedni fog a szivattyú működtetése miatt. Mivel a villamos energia fajlagosan sokkal drágább, ezért ez a növekedés még szembetűnőbb lehet.

Bernáth Róbert vitapartner előadása

A második vitapartner Bernáth Róbert villamosmérnök, a biosolar.hu szerkesztője volt, aki nagyra értékelte dr. Csomor Rita alapos munkáját. A feltaláló által publikált modell képletei szerinte is rosszak voltak, és ebből levonhatók az előbb ismertetett következtetések. Bernáth úr előadásában nem a modell hibáival foglalkozott, elfogadta a publikált eredményeket, és azokat felhasználva végezte számításait, és így a gazdasági oldalt vizsgálta.

A találmányt ismertető publikációk egyikében sem esik szó a pénzügyi oldalról. A mai világban minden beruházásnak a belátható időn belüli megtérülés a célja, az aktív hőszigetelés gazdasági oldala pedig sok kérdőjelet tartalmaz. Az előadás során 3 megközelítésből láthattuk a megtérülési idő számítását, a következőkben ezeket fogom bemutatni. Nagy kérdés, hogy az aktív hőszigetelés rentábilis beruházás-e, vagy egyáltalán valaha megtérül-e. A feltaláló a Magyar Installateur szaklap 2013/4-es számában megjelent cikkében két falszerkezetet hasonlít össze. A műszaki paraméterek javulásának bemutatásán kívül egyetlen szó sem esik arról, hogy rentábilis-e az aktív hőszigetelés. Bernáth úr ezt a hiányosságot próbálta pótolni az előadásával, a következő számítási módszerekkel.

Első számítási modellje a tanúsításra épül. Feltételezi, hogy a cikkekben leírtak szerinti javulás érhető el az aktív hőszigeteléssel, nem számítja újra a hőátbocsátási tényezőket és az energia-megtakarítást sem, tehát a számításai alapját a 65%-os energia-megtakarítás képezi. A példában szereplő épület 100 m²-es külső falfelületén fellépő hőveszteség pótlása aktív hőszigetelés nélkül 20 000 Ft-os tétel. A fűtési költség csökkenése ígéret szerint ennek a 65%-a, viszont számolni kell a szivattyúzás és a vezérlés energiaigényének többletköltségével is, így a megtakarítás 6360 forintra jött ki.

Tekintve, hogy az aktív hőszigetelés beruházási többletköltsége körülbelül 10 000 Ft/m2, ez az adott épület esetén 1 millió forintot jelent, ami nem tartalmazza a hőszigetelést, csak az aktív hőszigetelés csöveit, szivattyúját, talajkollektorait, a különböző szerelvényeket és a szabályozásért felelős berendezéseket. Bernáth úr kiszámította, hogy az adott feltételekkel az egyszerű megtérülés 157 évre tehető, ami gyakorlatilag azt jelenti, hogy soha nem térül meg. Ha ingyen villamosenergia-árakat feltételez, azaz a szivattyúzás többletköltségével nem számol, akkor a megtérülési idő 83 évre csökken. A beruházás ilyen feltételek mellett sem hozza meg a kívánt hasznot. Az elfogadhatónak mondható 15 évnél kisebb megtérülési idő akkor lehetne reális, ha a fajlagos beruházási költség körülbelül 1000 Ft/m2 lenne, ami gyakorlatilag a passzív hőszigetelés költségeit sem fedezi. Tehát ezen számítási modell értelmében az aktív hőszigetelés nem rentábilis.

A második számítási modell komplexebb módon vizsgálja a hőenergia költségeinek változását a fűtési idényben. Az előadó egy szimulációt mutat be, ami felhasználja a külső hőmérséklet alakulását, és a pillanatnyi hőveszteségeket integrálva adja meg az éves energiafelhasználás értékét. A számítás eredménye -6430 Ft/év „megtakarítás” volt, ami a költségek növelését jelenti, és nem a csökkentését. Ilyen feltételek mellett az aktív hőszigetelés ráfizetéses.

A harmadik modellhez Bernáth úr készített egy programot, amit az interneten közzé is tett www.apps.biosolar.hu. Az alkalmazás segítéségével szabadon lehet változtatni a peremfeltételeket, így keresve a várt eredményt. Az előadó elmondása szerint sokat próbálkozott a különböző értékek változtatásával, de a remélt megtakarítás elmaradt, észszerű keretek között egyáltalán nem sikerült elérnie megtakarítást az aktív hőszigetelés használatával. Bernáth úr biztatott minden jelenlévőt, hogy próbálkozzon, és ha kijön valakinek a megfelelő megtérülési idő, akkor a beállított értékeket ossza meg.

A számítások eredményeként elmondta, hogy nem éri meg a beruházás, még a 65%-os energia-megtakarítás elfogadásával sem, csak további költségeket generál, valamint új, még nem látható költségtényezők is megjelenhetnek. Probléma adódhat a nem megfelelő és bonyolult szabályozásból. Továbbra is nyitott kérdés a feltaláló felé egy megfelelő költségvetés bemutatása, valamint hogy az aktív hőszigetelés egyáltalán megéri-e. A mérések valószínűleg pontosabb eredményeket hordoznának magukban, de egy megfelelő és hibáktól mentes számítási modell hiányában a feldolgozásuk sem adna megfelelő eredményt.

Szerkesztői vélemény

Összességében remekül vizsgázott az újszerű kezdeményezés, a vélemények nyíltszíni ütköztetése. A viták korrekt mederben folytak, szakmai alapokon, de pezsdítő indulatoktól sem mentesen. Látható volt, hogy ebben a formában sokkal több, akár kényes és eddig soha meg nem válaszolt kérdés is terítékre kerül, mint egy hagyo-mányos előadásnál. A vitanap azon célja azonban, hogy célzott kérdéseket lehessen feltenni, és azokra röviden és velősen, „pattogósan” lehessen válaszolni, sajnos nem valósult meg az aktív hőszigetelés esetében (a kazánvitánál annál inkább). Erre nem maradt idő, tér, így némi hiányérzettel állhattunk fel. Nagy tanulság, hogy egy-egy vitára, akármi is legyen a téma, nem elég az egy óra.

Jelen témánál azért több fontos tanulságot le lehetett szűrni. Egyrészt bebizonyosodott – bár ez eddig sem volt kérdéses –, hogy az aktív hőszigetelés egy fizikailag működő, elméleti háttérrel rendelkező rendszer. Másrészt viszont szintén komoly épületenergetikai érvek merültek fel az elmélet bizonyos részletei, kiindulási pontjai viszonylatában, amelyek alapján valószínű-síthető, hogy a rendszer installálása, működtetése nem rentábilis, azaz soha meg nem térülő beruházás. Ám mindezek csak valószínűségek maradnak mindaddig, amíg egy mindenki által elfogadott tekintély nem mond szakvéleményt.

Kérdezhetnénk: Szükség van-e arra, hogy valaki ítélkezzen? Nem dönthet maga az élet, a piac? A válasz az, hogy nem. A végfelhasználó, de esetenként még a szakember sem mindig rendelkezik elegendő információval egy épületenergetikai szakmai döntéshez, nekik segíteni kell, mert sem a forgalmazó szava, sem blogbejegyzések, fórumok nem nevezhetők pártatlannak, mindent tisztába tevőnek. Ha a rendszert nem érdemes használni, akkor legyen kimondva ez, de ha igen, akkor adjuk meg a forgalmazónak az elégtételt, illetve a védőpajzsot a támadások ellen.

És ki lehet az a tekintély, aki mindebben ítélhet? Egy egyetem, a kamara, egy szövetség vagy egy szaklap? Úgy gondolom, ez utóbbi csak felvetheti a problémát, de az előbbi három mind felvállalhatja ezt a szerepet. Csak végre valaki tegye meg, mert amíg az épületenergetikai szakma nem mer megnyilatkozni, addig ne csodálkozzunk, ha a döntéseknél nem kérik ki a véleményét.

Két megjegyzés a végére. A vita felvételének újra-megtekintése után (amire a cikkírónak nem volt lehetősége) némi pontosítás: Várfalvi tanár úr összefoglalójában elhangzott: „Mintha a vitapartnerek nem ugyanarra a hajóra ültek volna fel…

A kritikusok részéről volt egy alapos épületfizikai, energetikai, költségtechnikai felvezetés, és a feltaláló részéről nem minden vonatkozásban ezek a szegmensek kerültek megválaszolásra. Ez teljesen normális, mert más metszetben látja a két fél a problémát.”

Várfalvi tanár úr összefoglalójában viszont nem hangzott el: „…a támadások nem az ötletet érik, hanem a cikkek és leírások hiányosságait.” Tanulságos és megszívlelendő az előadók számára, hogy minek van súlya, mi marad meg a hallgatóságban az elhangzottakból.

Bárkányi Tamás feltaláló előadása

Bárkányi Tamás elmondása szerint eltökélt híve az energiahatékonyságnak és a megújuló energiaforrásoknak. Ennek érdekében találta ki az aktív hőszigetelést, és biztos benne, hogy ez egy megfelelően működő, rentábilis energia-megtakarítási módszer, valamint a napenergia hasznosításának is egy új, hatékony módját mutatja meg. Napkollektorok segítségével közvetlenül melegíthető a talajvíz, gyakorlatilag ezzel egy az épületen kívüli tárolót alkalmaz. Ez a gondolat viszont hibákat rejthet magában, a túl nagy mennyiségben rendelkezésre álló talajvíz esetén annak hőmérsékletének megváltoztatása nehéz vagy akár fölösleges is lehet. Amennyiben a betárolt energia nem közvetlenül az épület alatt vagy nem közvetlenül az épület által hasznosított területen hasznosulna, akkor ez egy fölösleges energiabefektetéshez vezetne. Speciális épületek esetén az aktív hőszigetelés még hatékonyabban működhet. Elmondása szerint mindenképpen a mérésekhez kell fordulni a számítások helyett, mert a számításokban sok változó értékét nehéz meghatározni.

Bárkányi úr előadásában reagált vitapartnerei kritikáinak egy részére. Gondolatmenetét a következő kérdések mentén építette fel: működik-e, energiahatékony-e és gazdaságos-e az aktív szigetelés. Első pontban a műszaki előnyöket mutatta be. „Az udvart a talajból fűtve” csökken a belső hőáram, ezáltal csökken az energiafelhasználás. Ez az alap-gondolatmenete az aktív hőszigetelésnek. A számítások helyességére nem tért ki, inkább arra világított rá, hogy a kritikák ellenére a találmány működőképes lehet, mert nem egyes faldarabkákat kell elemezni, hanem a teljes épületet kell vizsgálat alá vonni. A kritikusok figyelmen kívül hagyták mindkét esetben a talaj hőmérsékletének változását. Felvették 10 °C-os értékűnek, és azzal végezték az összes számításukat. Bárkányi úr mérései és a különböző forrásokban talált adatok alapján viszont a talaj hőmérséklete arányosan változik a külső hőmérséklettel, a legalacsonyabb hőmérséklete felel meg a 10 °C-nak, és akár 16-18 °C-os is lehet fűtési idényben. Magasabb hőmérsékletű talaj esetén a kazánt sem kell feltétlenül működtetni, ez pedig a határhőmérséklet csökkenéséhez vezet, azaz az aktív hőszigetelés következtében csökkenhet a fűtési idény hossza. Ez az állítás helyes, az indoklás is helytálló, viszont a szivattyúzási többletköltség jelen lesz a teljes fűtési idényben, a szivattyú használatának ideje nem fog csökkenni. Bárkányi úr adatai szerint hőszivattyúként tekintve a rendszert az SPF (szezonális teljesítménymutató) értéke 23-29 között alakul, ami nagyon magasnak mondható. Ezt az értéket egy 25 W fogyasztású szivattyúval érte el.

A következő pontban Bárkányi úr bemutatta, hogyan lehet kombinálni a napenergia hasznosítását az aktív hőszigeteléssel. Szerinte gazdaságilag célszerű a két rendszer együttes használata. Meg kell találni az öszszehasonlítás alapját, erre a feltaláló a közel nulla energiafelhasználású épületeket használta. Megvizsgálta a passzív hőszigetelés hatását. Ismert tény, hogy a hőszigetelő réteg 12-15 cm fölötti vastagságnövelése alig jár energia-megtakarítással, de abban az esetben, ha az így kapott megtakarítás még mindig nem felel meg a követelményekben meghatározottnak, az aktív hőszigetelés segítségével teljesíthetők a feltételek. Elmondása szerint a passzívházak esetében sincs feltétlenül megtérülés-számítás vagy életciklus-elemzés és monitorozás sem, ezért azok sem feltétlenül megfelelők.

A teljes rendszer vizsgálata azért is fontos a falszerkezet vizsgálatával szemben az előadó szerint, mert a nap, a rekuperatív szellőzés és a talaj viszonyait nem lehet egyes falszerkezetekre lebontva leírni. Érdekessége a rendszernek, hogy a talajkörök megbontásával hatékonyabbá tehető az aktív hőszigetelés működése. A meleg kör a ház alá kerül, így a talaj felé távozó hő visszanyerhető, valamint ott magasabb hőmérsékletek lehetnek jelen a ház védőhatása miatt. A hideg ág legjobb elhelyezése a ház falától messzebb történhet, így az épület nem növeli az ottani talaj hőmérsékletét.

A találmány realitását az is bizonyítja, hogy nem csak Magyarországon látják benne a lehetőséget, hanem különböző külföldi egyetemek is elkezdtek foglalkozni a témával. Kidolgoztak egy módosító tényezőt, ami az aktív fűtés csövezése helyzetének függvényében változik. Ezzel megkapható a megfelelő helye a fűtéscsöveknek. Zürichben és Szingapúrban hőszivattyúval kombinálva folytatnak vizsgálatokat az aktív szigetelés továbbfejlesztésére.

Az aktív hőszigetelésnek a feltaláló szerint különböző korlátai vannak. Szükséges kiegészítő fűtés, mert az aktív szigetelés egymaga nem képes biztosítani az épület belsejében elvárt hőmérsékletet. Korlátozott a felületen leadható hőteljesítmény, és természetesen a talajhő mennyisége sem tekinthető végtelennek. Mindenképpen komplex rendszerszemléletben kell vizsgálni ezt a műszaki megoldást, meghatározni ezen tényezők korlátait és az energiafogyasztás csökkenésére gyakorolt hatásukat.

Bárkányi úr szerint a költségelemzést több tényező függvényében kell elvégezni. Figyelembe kell venni a következőket:

  • az aktív hőszigetelés a falvastagságok csökkenését eredményezheti,
  • az adott talajhő hasznosítása lehetőséget biztosít a szellőző levegő előmelegítésére/hűtésére,
  • napkollektor alkalmazása növelheti a megtakarítást (becslések szerint 20-25%-kal), kevésbé költséges fűtés is megvalósítható a hőveszteség csökkentése miatt,
  • a fűtőberendezés kevesebb ki-és bekapcsolását eredményezheti, a talajkörök regenerálhatók, és hatásuk növelhető napkollektorral.

A feltaláló bemutatott egy költségbecslést, melynek eredményeként rentábilis az aktív hőszigetelés, pedig magasabb beruházási költséggel számolt, mint Bernáth úr. A véleményalkotáshoz egy részletes számítás bemutatása szükséges.

Tehát összességében Bárkányi úr szerint a vitapartnerek számítási modellje is sok elhanyagolást és hibát tartalmaz. A mérési eredményei azt mutatják, hogy rentábilis a beruházás, és a fűtési idényt is csökkenti az aktív szigetelés beépítése. Mindenképpen részletes mérésekre alapozva teljes fűtési idényre vonatkozó számításokat kell elvégezni, hogy az eredményeket alá lehessen támasztani. Rendszerszemléletben kell vizsgálni az alkalmazást, lehetőleg napkollektorokkal együttesen. A talajvíz és a külső hőmérsékletek minél pontosabb ismerete szükséges.

Dr. Várfalvi János összegzése

Várfalvi tanár úr szerint színvonalas vitára alkalmas előadásokat hallhattunk, aminek egy technológia állt a középpontjában. A kritikusok feltették a kérdéseket, és a feltaláló megválaszolta őket. A kritikusoknak is sok dologban igazuk volt, készíteni kell egy pontos számítási modellt, mellyel a méréseket ki lehet értékelni, és össze lehet hasonlítani a különböző eseteket a pontosabb kép érdekében. Ez mindenki célja, a támadások nem az ötletet érik, hanem a cikkek és leírások hiányosságait.

A moderátor szerint nehéz összefoglalni a hallottakat, épületfizikailag korrektek voltak az előadások, és gondolatébresztő volt mindkét fél álláspontja. Ha az elméletet sikerül összekapcsolni egy gyakorlati modellel, és mérésekkel validálni azt, akkor bebizonyítható, hogy jó és rentábilis az aktív hőszigetelés, addig csak üres számokkal lehet dobálózni. Éves, mindenre kiterjedő mérésekre van szükség, akár több különféle épület esetében, valamint a tanár úr szerint érdemes odafigyelni a páradiffúzióra, mert az problémákat okozhat a falszerkezet belsejében.

Zárszóként elmondta, hogy köszöni a meghívást, jól érezte magát, sikereket és jó munkát kíván mindkét félnek.


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

Hasznos volt az ön számára a cikk?

 Igen

 Nem