belépés / regisztráció
2020. december 5. szombat
Aktuális lapszám

Biomassza tüzelőanyag alapú falfűtés megvalósíthatósági vizsgálata I.

Napjainkban az épületek gazdaságos üzemeltetése mellett egyre nagyobb szerepet tölt be a környezetbarát technológiák és berendezések alkalmazása, azonban a magyarországi épületállomány jelentős százaléka nem tudja teljesíteni a velük szemben elvárt igényeket sem épületfizikai, sem épületgépészeti szempontból. Cikksorozatunkban egy minta településen keresztül szemléltetjük egy biomassza tüzelőanyag alapú kis falufűtés kialakításának lehetőségeit, amely magában foglalja az épületfizikai és hőtermelő oldali korszerűsítéseket és azok hatását a károsanyag-kibocsátásra. A cikk első részben bemutatjuk a vizsgált épületeket.

 

Az Európai Unió nagy hangsúlyt fektet a primer energia felhasználás és a környezetvédelem problémájának megoldására. Mivel az EU energia felhasználásának közel 40%-át az épületek teszik ki, ezért létrehozták az ún. EPBD-t (Energy Performance of Buildings Directive - Épületenergetikai Direktíva), amely az Európai Parlament által elfogadott irányelv. Magyarországon sok vita volt a határoló szerkezetek hő-átbocsátási tényezőjéről. Az épületszigeteléssel foglalkozók úgy vélték, hogy nagyon laza szabályozás született. A 30/2010/EU direktíva alapján egy hét fős szakmai bizottság elkészítette a 7/2006. TNM rendelet módosítási javaslatát, amelyről első alkalommal a Magyar Mérnöki Kamara szervezésében 2011. március 4-én vitafórumot tartottak. Az ezt követő évek alatt számos módosításon átesett rendelet jelenleg három szintet különböztet meg:

  • 2006-os követelmények (1. sz. melléklet).
  • Költségoptimalizált követelményszint (5. sz. melléklet).
  • Közel nulla energiaigényű épületek követelményszintje (6. sz. melléklet).

Természetesen a szigorítások hátterében álló primer energia felhasználás csökkentése, valamint az ezzel járó üvegházhatású gázok kibocsátásának csökkenése áll. A biomassza tüzelést az EU szén-dioxid semleges tüzelésnek nyilvánította, mert az égés során fölszabaduló CO2 megegyezik a biomasszát alkotó növény által az élete során megkötött CO2 mennyiségével (1. táblázat). Így, ha egy korszerűsítési projekt keretein belül egy biomassza tüzelésen alapuló berendezéssel váltjuk ki az addig üzemelő, egyéb elven működő hőtermelőt, a széndioxid- kibocsátás gyakorlatilag nullára csökken (a pályázat elbírálása szempontjából). A fa tüzelésének azonban a kikiáltott CO2 semlegesség mellett egyéb tulajdonságai is vannak.

Az anyagok oxigéntartalma miatt az égetés során az égési levegőigény és a keletkező füstgáz mennyisége csekélyebb, mint a szén égetésénél. A nedvességtartalom nemcsak fűtőérték-csökkentő, hanem a keletkező füstgáz mennyiségét is növeli, ami kondenzációs jelenségek miatt gondot okozhat az elvezetés során, amennyiben az égéstermék-elvezető rendszer nem megfelelően megtervezett és kialakított. Fontos jellemző még a magas illótartalom. Gabonaszalma esetén például az éghető anyagok 82-86%-os részarányából 70-80% illó alkotó. Ezek az égés során 250-300 °C hőmérsékleten szabadulnak fel nagy mennyiségben. Ez azt jelenti, hogy az eltüzelendő anyaghoz alkalmazkodó tűzteret kell kiépíteni, ugyanis a tökéletlen égésnél mérgező CO keletkezik, kevesebb hő szabadul fel, a füstgázok éghető alkotórészeket tartalmazhatnak. Az illó gázok elégetése miatt szekunder levegőt kell a tűztérbe juttatni. Ha ezt nem tennénk, akkor a tökéletlen égés következtében fenolvegyületek, kátrány stb. keletkeznének, amelyek a kazánfalon, illetve a kéményben lerakódhatnak. Egy korszerű pellet tüzelésű berendezés esetében a felszabadult füstgáz hőmérséklet alacsonyabbra, kb. 130-150 °C-ra adódik. A tökéletlen égés füstgázai nagy mennyiségben tartalmaznak CO mellett port is (2. táblázat).

Megfigyelhető, hogy biomassza tüzelőberendezés esetén, bár CO2 semleges berendezést telepítettünk, de helyette szilárd anyag tartalmú füstgázt bocsátunk a légkörbe. Nagyságrendileg a teljes bevitt szilárdanyag tartalom 1%-a jut a légkörbe. A szálló por fontosságát fölismerve különböző szabályozások léptek érvénybe e tekintetben is. Erre vonatkozóan méretnagyságra vonatkoztatva megkülönböztetjük a légzőszerveket károsító PM10 és PM2,5 szemcseméreteket. Az előbbi 10 μm az utóbbi 2,5 μm méretű szemcsékre vonatkozik. Azért fontosak ezek a határméretek, mert az ezek fölötti szemcseméretek egészségkárosító hatása jóval kisebb, mert a légzőrendszer szűrői 10 μm-ig megfogják a porszemcséket.

Az ábrán a forrásonként megkülönböztetett PM10 és PM2,5 kibocsátások láthatók. Megfigyelhető, hogy a Paksi Atomerőmű hálózatra kapcsolása után az erőművi kibocsátások mértéke jelentősen csökkent. Az ezt követő időben jól látható, hogy a háztartásokban keletkező PM10-kibocsátás továbbra is jelentős részarányt képvisel. Természetesen ez nagymértékben függ a tüzelőanyag, tüzelőberendezés minőségétől és nem utolsó sorban a tüzelést végző ember tüzelési szokásaitól. Napjainkban egyre nagyobb teret hódítanak a szilárd tüzelőberendezések, vélhetően a kedvezőbb tüzelőanyag árak és az egyre nagyobb marketing miatt. Sok esetben sajnos a kedvezőbb tüzelőanyagár azonban a ház körül összegyűlt hulladék fa, papír és egyéb anyagok felhasználásával érhető el, amelyek együttes károsanyag-kibocsátása szén-dioxid semlegesnek nem mondható, ellenben kifejezetten környezetszennyező. A családi ház övezeteken belül az elmaradottabb, vidéki régiókban figyelhető meg a rossz tüzelési szokásokból származó jelentős környezeti terhelés. Pályázati forrásokból az elavult tüzelőberendezések lecserélhetők, javítva ezzel a tüzelés minőségét, de a felhasználói szokásokat ez sem tudja megváltoztatni. Ezért érdemes elgondolkodni egy falufűtési rendszer kiépítésének lehetőségén, amely a szennyező pontforrások számát lecsökkenti, és a tüzelés minőségét is javítja mind tüzelőberendezés, mind üzemeltető tekintetében.

A vizsgált mintaépületek

A következő sorokban bemutatunk egy szokványos magyar kistelepülésen található önkormányzati épületegyüttest, amelyeken a fentiekben említett energetikai korszerűsítéseket vizsgáltuk meg különböző esetekre nézve. A vizsgálatok primer energia felhasználásra, CO2-kibocsátásra és beruházási költségre terjedtek ki. A vizsgált épületek a következők:

  • polgármesteri hivatal,
  • óvoda,
  • iskola,
  • étkezde,
  • orvosi rendelő.

A számítások során az öt épület mindegyike különböző energetikai besorolásba tartozik. A modelljeinket az alábbiak szerint építettük föl:

  • Polgármesteri hivatal: Tégla falazat, utólagos 10 cm EPS szigeteléssel, felújított, leszigetelt lapostetővel. Az épületben átlagos állapotú, nyílt égésterű kazán üzemel egy központi szabályozóval. A polgármesteri hivatal épületében napelemes rendszer is üzemel.
  • Óvoda: A részben felújított, napelemmel ellátott épület két részre osztható. Az utcafronti rész 10 cm EPS szigeteléssel ellátott tégla falazat, míg a hátsó szárny egy szigetelés nélküli szerkezet. A nyílászárók és a födémszerkezetek is a korábban elvégzett épületfizikai felújításoknak megfelelő állapotban vannak. Az épületben nyílt égésterű kazánok működnek központi szabályozóval. A HMV-termelés gázüzemű bojlerrel történik.
  • Iskola: Ahogy a legtöbb településen, esetünkben is az iskola épülete a legnagyobb és ezáltal a legszerteágazóbb létesítmény építészeti és gépészeti szempontból egyaránt. A főépületen 5 cm EPS szigetelés található, míg a többi szárnyon (közlekedő, tornaterem) nincs szigetelés. A nyílászárók részben korszerű műanyag és újszerű, fa szerkezetek. A HMV-termelés nem jelentős, gyakorlatilag csak a tornatermi öltözőkben történik villanybojlerek segítségével. Gépészet szempontjából a szekunder oldali fűtés korszerűsítése már megtörtént a pincében található kazánházban, amely során frekvenciaváltós szivattyúkat építettek a rendszerbe.
  • Étkezde: Az épület szerkezetei nem felelnek meg a hatályos követelményeknek, azonban a műemléki besorolás következtében a külső oldali szigetelés nem megoldható. Emiatt az épületen csak padlás- és pincefödém szigetelést terveztünk. Az épületben egy korszerűtlen, nyílt égésterű gázkazán üzemel.
  • Orvosi rendelő: Az épület egy átlagos téglaépítésű, geréb tokos ablakszerkezetű épület, amelyben a padlásfödém szigetelése korábban megtörtént. A rendelőben egy nyílt égésterű, korszerűtlen gázkazán üzemel.

Folytatjuk. Az irodalomjegyzéket a következő, utolsó részben tesszük közzé.

***

1. táblázat. Néhány biomassza tüzelőanyag elemi összetevői
2. táblázat. Biomassza tüzeléssel felszabaduló anyagok és határértékeik
Ábra. A PM10 és PM2,5 kibocsátása Magyarországon forrásonként

Dr. Herczeg Levente
egyetemi adjunktus
BME Épületgépészeti és Gépészeti Eljárástechnika Tanszék


Érces Norbert
doktorandusz
BME Épületgépészeti és Gépészeti Eljárástechnika Tanszék

A szerzõ egyéb cikkei:

  Biomassza tüzelőanyag alapú falfűtés megvalósíthatósági vizsgálata II.

Eseménynaptár

Hirdetés
Kiadja a Média az épületgépészetért Kft.
Szerkesztőség és kiadóhivatal:
H-1112 Budapest, Oltvány u. 43. I/2.
Telefon: +36 (1) 614 5688
E-mail: kiado@magyarinstallateur.hu

 
Előfizetésben terjeszti a Magyar Posta Zrt. Hírlap Igazg.
Előfizetés és reklamáció: +36 (1) 767-8262
E-mail: hirlapelofizetes@posta.hu
 
 
elfelejtettem a jelszavam