belépés / regisztráció
2020. november 30. hétfő
Aktuális lapszám

Energetikai korszerűsítés

Lakóépületek energetikai korszerűsítése hallatán hajlamosak vagyunk azonnal nyílászáró cserére és utólagos hőszigetelésre gondolni, és sokszor itt meg is rekedni, holott a gépészeti megoldások átgondolásával esetenként még hatékonyabban csökkenthetjük energiafelhasználásunkat.

 

A határoló szerkezetek minőségi javulásának köszönhetően hőenergia felhasználásunk egyre nagyobb hányadát adja a használati melegvíz előállítására fordított rész, amit építőmesteri átalakításokkal aligha csökkenthetünk. Nem kétséges, hogy gyenge hőszigetelésű épületben a gépészeti rendszer nem tud takarékosan üzemelni, de vegyük észre, hogy ez fordítva is igaz, hiába a légtömör ablak és a vastag szigetelés, ha a gépészeti rendszer pazarló! A határoló szerkezetek hőtechnikai feljavítása természetesen jó eszköz az energiafelhasználás csökkentésére, de ennél a pontnál nem szabadna megállni! Hogy a korszerűsítésre milyen gépészeti eszközök állnak rendelkezésünkre, ezek költsége és a velük elérhető megtakarítás milyen mértékű és miként aránylik az építőmesteri beavatkozásokéhoz, azt jelen cikkben egy konkrét példán keresztül mutatom be. Ez azért szükséges, mert épületenként változó hiányosságokból ered a pazarló energiafelhasználás, így a megoldások is más és más hatékonyságot mutathatnak.

Konkrét példa

Az épület egy ’97-ben épült földszint + tetőtér beépítéses, 116 m2 alapterületű családi ház. Határoló szerkezeteinek hőszigetelő képességét tekintve kissé elmarad a jelenleg hatályos szabványok határértékeitől. Nútféderes falazatán – akkoriban bőségesnek, ma már vékonynak számító – 3 cm vastag polisztirol hőszigetelés található, nyílászárói márkás – garanciaidőt éppen elhagyó – fakeretes szerkezetek. Az igényes építészeti megoldások mellett valószínűleg financiális okokból egyszerű, beruházási költségeit tekintve olcsó gépészeti rendszert építettek be. Szétválasztva történik a fűtés és a HMV-előállítás. Előbbiért egy hagyományos, magas hőmérsékletű, központi szabályozású radiátoros rendszerre dolgozó gázkazán felel, utóbbit pedig egy kéményes, gáztüzelésű vízmelegítő látja el.

Az igény a felújítási lehetőségek vizsgálatára a korosodó – már beépítésekor sem korszerű – berendezések előbukkanó üzemzavaraival együtt jelent meg. A meglévő kazánban mihamarabb szivattyút és hőcserélőt kellene cserélni. A szervizektől kapott árajánlatok alapján ez átlagosan 116 000 Ft-ba kerülne, de a többi rendszerelemre továbbra sem lenne garancia. A javítás összegének duplájáért már kaphatók kondenzációs kazánok, és nem sokkal többért elismert márkák termékei közül választhatunk. Így kezdődött a gondolatmenet, ami az energetikai felülvizsgálathoz vezetett.

Az épületet fűtési és HMV-előállító rendszerein keresztül vizsgálva azt kapjuk, hogy éves primer energia felhasználása 148,7 kWh/m2, ami épp a 40/2012. (VIII.13.) BM rendelet által engedélyezett határérték (152,7 kWh/m2a) alatt van. Hogyan lehetne ezt csökkenteni?

A fűtési rendszerhez – az üzembiztosság fenntartása miatt – mindenképp hozzá kell nyúlni. Ha azonban új hőtermelőt építünk be, akkor már miért ne használnánk a modern eszközt HMV előállítására is? A fűtési és HMV-rendszer felülvizsgálata mellett harmadik területként a határoló szerkezetek hőátbocsátási tényezőjének csökkentését is megcélozhatjuk. Lássuk az egyes területeket érintő változtatások – amelyek egymástól azért nem teljesen függetlenek – hogyan befolyásolják az energetikai mutatókat, és gazdasági szempontból miként értékelhetők!

Mivel a hőenergia speciális formája az energiának - hiszen a minden más formában megjelenő energia elméletileg veszteségmentesen alakítható hőenergiává - a hőtermelő kiválasztásánál számos megoldás közül választhatunk. A vizsgálat során valóban jó, és csak elsőre jónak tűnő lehetőségeket is számításba vettem azért, mert sajnos gyakran az utóbbi kategória is teret kap. A jelenlegi rendszernek mindig csak egy elemét kicserélve lehetőség nyílik a konkrét rendszerelem hatását külön tanulmányozni, ezért minden esetben így jártam el.

A fűtési rendszeren folytatott vizsgálatok:

  • hőleadás optimalizálása:
    - termosztatikus szelepfejek
  • hőtermelő cseréje:
    - kondenzációs kazán
    - pellet kazán
    - napkollektoros rendszer fűtésrásegítéssel
    - hőszivattyú (talajszondás kivitel)
    - napelemmel segített hőszivattyú
    - napelemmel segített elektromos kazán

A HMV-rendszeren vizsgált módosítások:

  • indirekt fűtésű HMV-tároló
  • napkollektoros rendszer HMV-termeléshez
  • napkollektoros rendszer fűtésrásegítéssel

Hőátbocsátási tényező csökkentését célzó beavatkozások:

  • további +8 cm polisztirol hőszigetelés
  • további +15 cm polisztirol hőszigetelés (1. táblázat)

A bekerülési költségek az árajánlatok átlagértékeit tartalmazzák és kompletten kivitelezett rendszerre értendők. A megjelenő összegek bruttó értékek.

A termosztatikus radiátor szelepfejek megszüntetik a hőtechnikai szempontból előnyösebb helyzetben lévő helyiségekben a túlfűtöttséget, így minimális befektetéssel jelentős mennyiségű fűtési energiát spórolnak meg.

A kondenzációs kazán alkalmazása kézenfekvő megoldás, és minimális átalakítással kivitelezhető. Jelen esetben a legkisebb járatos méretosztályba (12kW) tartozó kazán alkalmas a hőtermelői feladatok kielégítésére. A szükséges kéményrendszer kissé megdrágítja a beruházást, de a jelenlegi kazán javíttatására is nagyobb összeget kellene szánni, ami „levonható” az új rendszer bekerülési költségéből.

A pelletkazán alkalmazása sokat javít az épület energetikai megítélésén tekintve, hogy biomasszát használ energiaforrásként, aminek primer energia átalakítási tényezője: 0,6. Anyagilag azonban a tárgyi épületnél nem megtérülő beruházásnak számít. A pellet és a gáz fajlagos – energiatartalomra vetített – ára hasonló, de a pelletkazán valamivel alacsonyabb hatásfoka miatt nem jelentkezik megtakarítás az esetleges átállást követően. A pellet nagy előnye az alacsonyabb környezetterhelés, és a viszonylagos függetlenség.

Jelen esetben helyigénye miatt nem jöhetett szóba a hasábfa tüzelés, de az ott jelentkező jókora árelőny nem csak energetikailag, de gazdaságilag is kedvező eredményt hoz.

A hőszivattyú energiatakarékos megoldás, a fűtési költségek közel fele megtakarítható az alkalmazásával. Sajnos kisteljesítményű változatai aránylag drágák és a bányakapitánysági engedélyhez kötött szonda-fúrás is költséges.

A jelentős déli tetőfelület miatt jó gondolatnak tűnhet az olcsón beszerezhető ellenállásfűtésű elektromos kazán beépítése és napelemekkel történő megtámogatása. 33 tábla napelem telepítésére van elegendő hely, ami 8,25 kWp csúcsteljesítményt jelent. Magyarországon 1 kWp beépített csúcsteljesítményű napelemmel ∼1100 kWh energia termelhető évente. Az így megtermelt energiából célszerű előbb az azonos nemű (elektromos áram) igényt fedezni, és a fennmaradó részt fordítani hőtermelésre. Az épület villamos energia fogyasztása 4 800 kWh/év, így a napelemekkel termelhető 9 075 kWh/év energiából 4 275 kWh/év marad fűtésre, HMV-készítésre. Az értékes elektromos áramot hőenergiává alakító, ellenállásfűtésű kazán számára ez nem elegendő, így további 15 500 kWh/év villamos energiát kell vételeznünk a hálózatból, ami jókora többletköltséget jelent.

A napelemekkel, az elektromos hálózat közbeiktatásával hőszivatytyút táplálva azonban más a helyzet. A hőszivattyú kedvező árú, H- vagy Geo-tarifán vételezi az áramot, míg szaldó elszámolásban az áramszolgáltató normál díjszabáson veszi át azt az épülettől (első szorzótényező). Továbbá a talajszondás hőszivattyú SPF-értéke 3-4 közöttire várható (második szorzótényező), ami a betáplált energia 3-4-szeresét ígéri. Mindkét tényezőt figyelembe véve azt kapjuk, hogy az épület energiamérlege minimálisan pozitívba lendül, vagyis éves szinten a villamos energiafogyasztás nem haladja meg a napelemekkel megtermelhető maximumot. A beruházás megtérülése azonban mégsem egyértelmű a jelentős bekerülési költségek miatt.

Átfedést hoz létre a fűtési és HMVtermelő rendszer között a napkollektoros fűtésrásegítés. Vitatott terület, hisz míg a napelemekkel az elektromos rendszert kihasználva megoldható az energia szezonális tárolása, addig a napkollektorok által szolgáltatott hőenergiát egyelőre nem tudjuk ilyen módon tárolni. Hogy télen – jellemzően szórt fénynél – is üzemeljen a rendszer, költséges vákuumcsöves kollektorok alkalmazása javasolt nagy számban, és hogy nyáron se forrjon el folyton a közvetítőközeg, túlméretes energiatároló szükséges.

A napkollektorok kiválón alkalmasak viszont HMV-előállításra. A 3 tábla síkkollektorból és 300 literes bivalens fűtésű tárolóból álló rendszer a HMV-igény 58%-át fedezi éves szinten.

Jelentős megtakarítás érhető el a pazarló, önmagát „kiszellőztető” kéményes vízmelegítő lecserélésével. Még a jelenlegi, alacsony hatásfokú kazán mellett is nagy mennyiségű energia takarítható meg indirekt fűtésű HMV-tároló alkalmazásával.

A meglévő falazat nem teljesíti a 0,45 W/m2K hőátbocsátási követelményértéket. További szigetelés felhelyezésével ez elérhető, de önmagában nem eredményez látványos megtakarítást. Természetesen ez a jelenlegi kielégítő állapotnak (U=0,53 W/m2K) is köszönhető.

A módosítások hatásait energetikai szempontból pontosan ki lehet értékelni, de a gazdasági mutatók – mint például a várható megtérülés – alakulása nagyban függ a piaci viszonyoktól. Az új lelőhelyek kiaknázásának köszönhetőn jelenleg nem emelkedik a gáz ára, így a költségesebb alternatív energiát hasznosító beruházások megtérülése kérdéses, tekintve, hogy a nagyobb összeg banki alapkamattal jövőre vetített értékét nehezebb „kitermelni”. Nem tudhatjuk azonban, hogy meddig lesz ez így, és amikor újra növekvő tendenciát mutat majd a gáz ára, akkor mennyire lesz drasztikus a növekedés. Belátható, hogy a megtérülési időt csak becsülni lehet és a jövőre vonatkozó optimista és pesszimista várakozások alapján a becsült értékek között marginális különbségek adódnak.

Összességében elmondható, hogy a pazarló energiafelhasználást megszüntető beruházások térülnek meg leginkább. A kedvező tulajdonságú rendszerelemek együttes alkalmazásával jelentősen csökkenthető még egy határoló szerkezeteit tekintve jó állapotú épület energiafelhasználása is. A jelenlegi környezet nem éppen kedvező az alternatív energiát hasznosító beruházások számára, de pályázható források és a jövőben biztosan bekövetkező gázár-emelkedés esetén a ma nehezen megtérülő befektetések is jövedelmezővé válnak. Anyagi lehetőségektől függően több módszer is adódik az optimalizálásra, és már igen kis tőkével is érdemes belevágni a korszerűsítésbe.

***

1. diagram
2. diagram
1. táblázat
2. táblázat

Kasuba Péter
épületgépész mérnök
okl. létesítménymérnök

A szerzõ egyéb cikkei:

  Az iskolaépületek szellőztetésérõl

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