2013 MESZ FluctuVent

Report
Magyar Energia Szimpózium – MESZ 2013, Budapest, 2013. 09. 26.
A szellőző tégla:
FluctuVent hővisszanyerő szellőzés
Csiha András
épületgépész mérnök, ny. főiskolai docens
ETÜD+ Mérnökiroda és Kereskedelmi Bt, Debrecen
[email protected], [email protected]
www.etudbt.t-online.hu
A megfelelő szellőzés kialakításának alapvető szempontjai:
o OTT,
o AKKOR,
o ANNYIT,
o ÚGY.
A szellőzés fontos szerepe a komfort biztosításában:
o friss, tiszta levegő az embereknek (és/vagy technológiának),
o fűtés-hűtés-klimatizálás,
o a használat során keletkező szennyező anyagok eltávolítása
Komfort  Energia  Pénz
Energetika  Környezet  Gazdaság  Társadalom
A fontosabb légszennyező anyagok:
o por, CO2, CO, szagok, dohányfüst, oldószerek gőzei, radon…
o vízgőz (vízpára)
A vízgőz keletkezése = f(emberi tevékenység)
o kipárolgás, kilégzés,
o főzés,
o mosás,
o mosogatás,
o mosakodás, fürdés, zuhanyozás,
o takarítás: felmosás, nedves törlés,
o viráglocsolás…
Egy 4 fős család 1 napi nedvességtermelése
(állandó jelenlét, átlagos körülmények)
Forrás
Emberi kipárolgás
Emberi kilégzés
Összesen
Egyéb
g/h,fő
~55
~6
l/nap,fő
1.32
0.14
1.46
Mindösszesen
l/nap,család
5.3
0.6
5.9
0…2.0
~6…8
Hogyan távozhat el a pára a lakásokból?
o páradiffúzióval a határoló szerkezeteken (fal, födém) keresztül
- a Dpvízgőz páranyomás-különbség hatására történik, ami a Dt=tbelső-tkülső ,
vagyis a külső-belső hőmérsékletek különbségének a függvénye,
- függ a határoló szerkezetek páraáteresztő képességétől
o spontán szellőzéssel (a nyílászárók résein),
o mesterséges szellőztetéssel (ablaknyitás, ventilátor)
A határoló szerkezetek szerepe és súlya a páraáramlásban
Határoló szerkezet
Fal, födém
Ablak
- kisméretű tégla
- gerébtokos
- üreges B30 tégla
- Tessauer
Hagyományos
Hagyományos
http://www.austrothermakademia.hu/1.-szemeszter/para-a-falban.html?page=1
- Tessauer
- EPS (polisztirol hab) - gerébtokos
- PUR-hab
- Tessauer
0…2%
98…100%
Részaránya a páraáramban
1…3%
97…99%
Részaránya a páraáramban
Határoló szerkezet
Fal, födém
Ablak
- hőszigetelő üveg
- teljesen mindegy
milyen szerkezet! - tok, keret: műanyag…
100% ?!
~0%
Részaránya a páraáramban
Hagyományos
- üveggyapot
Határoló szerkezet
Fal, födém
Ablak
Fokozott
légzárású
- gerébtokos
Zárt cellás
hőszigetelés
- ásványgyapot
Hagyományos
Határoló szerkezet
Fal, födém
Ablak
Hagyományos v.
hőszigetelt
Szálas
hőszigetelés
1…3%
97…99%
Részaránya a páraáramban
A szellőzésre vonatkozó előírás, MSZ-CR 1752:1998
(dohányzási tilalom, csak az emberi oxigénszükségletet figyelembe véve)
Iroda (1 fő, 14.3m2), CO2 alapján számolva
Kategória l/s,m2
m3/h,m2
m3/h
A
0.7
2.52
36
B
0.5
1.8
26
C
0.3
1.08
15
Lakás, 1 fő, fejadaggal számolva
Kategória l/s,fő
m3/h,fő
m3/h,1 fő
A
10
36
36
B
7
25.2
25
C
4
14.4
14
Már a régi rómaiak is… hypocaustum, thermák fűtése
A találmányom alapötlete:
az üreges tégla ideális hőcserélő-hőtároló elem,
ráadásul egyben rejtett légcsatorna is.
HS tégla
N+F tégla
hagyományos
síkra csiszolt
tégla
FluctuVent, a szellőző tégla
SZABADALMI LEÍRÁS (KIVONAT)
Váltakozó áramlási irányú, decentralizált,
hővisszanyerős szellőztető berendezés
Feltaláló:
A bejelentés napja:
Csiha András, Debrecen
2008. 06. 02.
A találmány tárgya váltakozó áramlási irányú, decentralizált, hővisszanyerős
szellőztető berendezés, különösen lakásszellőzés céljára, aminek két, időben
váltakozóan befúvó és elszívó funkciójú szellőző kürtője van, melyek
ellenfázisban üzemelnek. A szellőző kürtők a helyiség(ek) külső falának
integráns részét képező, csak és kizárólag a normál falazat kialakításához is
használt üreges kialakítású falazóelem(ek)ből (1) és ágyazó-kötő anyagból (2),
valamint alsó kürtőelemből (3a) és felső kürtőelemből (3b) kialakítottak, s
egyben regeneratív hőcserélő-hőtárolók is. A szellőző kürtőkben szabályozott
működtetésű ventilátor(ok) (4) található(k), amik légáramlást biztosítanak
váltakozóan a külső térből a helyiség(ek)be, illetve a helyiség(ek)ből a külső
térbe légrácsokon (5) és szükség szerint légszűrő(kö)n (6) keresztül.
Magyar szabadalmi lajstromszám: 227 348
(az európai bejegyzés még folyamatban)
A FluctuVent szellőző rendszer sémája, működése télen
külső fali függőleges metszet, a helyiségenként párban elhelyezkedő, ellentétes
fázisban működő szellőző kürtők egyikén keresztül
Födém
3b
6
5
22°C
üreges égetett agyagtégla, mint
hőtároló és hőcserélő,
és egyben rejtett légcsatorna
 ütem: a használt meleg levegő elszívása,
hőjének betárolása a téglába, ~6 perc
17°C
 ütem: a felmelegített levegő befúvása,
a hő visszanyerése a téglából, ~6 perc
Helyiség
 ütem: a lehűlt
levegő kifúvása
Külső tér
2
3a


1
a fal hőszigetelő rétege, ~10cm
két ventilátor egymással szembefordítva
~6 percenként felváltva üzemelnek
~20m3/h, 0.3 – 0.5 1/h légcsereszám
Jelmagyarázat
5
1 falazó elem
3°C
levegő beszívása
 ütem: a hideg, friss
-2°C
PUR-hab
ragasztóhabarcs
vastaghabarcs
(kirekesztő sablonnal)
2 ágyazó-kötő anyag
6
3a alsó kürtőelem
4
4 ventilátor
3b felső kürtőelem
Padló (födém)
5 légrács
6 légszűrő
Az egyetemi laboratóriumban megépített téglakürtők
hagyományos
tégla
csiszolt
tégla
N+F kürtő
kürtő
HS
Hőmérséklet és páratartalom mérés adatgyűjtőkkel
No 5
Mérési pontok
No 4
No 3
No 2
Az eddig leggyakrabban feltett kérdések:
1.) Nem túl zajos-e a szellőzés működése? 
2.) Nem alakulhat-e ki télen páralecsapódás a
kürtőben? 
Arctic Cooling F12 PWM ventilátor
- fordulatszám: 300…1350 1/min
- légszállítás: szabadból szabadba, 125 m3/h
7 téglasoron át (~20 Pa): ~20 m3/h, 0.3…0.5 1/h
- hangosságszint: 0.5 Sone
Mért hangnyomásszint növekmény: max.1.0 dB(A)
(Dobos György: Lakásszellőzés, BSc szakdolgozat, 2011)
1.) zaj

A FluctuVent szellőzés jellemző működése
20
belül
15
10
felső
rácsnál
5
befúvási periódus (hő kinyerés)
elszívási periódus (hőtárolás)
0
alsó
rácsnál
kívül
-10
Idő [hh:mm]
03:50
03:43
03:36
03:28
03:21
03:14
03:07
03:00
-15
03:57
-5
02:52
Hőmérséklet (°C)[°C]
Hőmérséklet
irányváltási idő: 6 min, átlagos hővisszanyerési hatásfok h>75%
I
Téli állapotváltozások a kürtőben
(a budapesti mintaprojekt mérései)
belül: 20.9C, 32%
f e lü :l 1 8C , 3 7%
a lu l :
3C , 6 0%
belül: 21.1C, 29%
f e lü l:
1 7C , 3 8%
a lu l :
 6C , 7 0%
f e lü l: 1 4 . 5C , 2 7%
a lu l : 1 . 0C , 4 5%
f e lü l: 1 1 . 5C , 2 6%
a lu l :  9 . 0C , 6 0%
k ív ül:  1.4C, 52%
η t  77 %
η x  33 %
ηös s z  80 %
k ív ül :  12.6C, 80%
η t  80 %
η x  29 %
ηös s z  82 %
A páralecsapódás elkerülése a kürtőben viszonylag
egyszerű számítási kérdés:
A külső és belső téli méretezési légállapotok (t és f) figyelembe
vételével meghatározható a külső oldali kürtőfal szükséges
hővezetési ellenállása (anyaga, hővezetési tényezője,
vastagsága).
Az elszívott távozó levegőből extrém körülmények esetén
esetlegesen mégis kicsapódó minimális nedvességet a befúvási
periódusban a száraz külső levegő felveszi, és így visszajut a
helyiségbe.
2.) kondenzáció a kürtőben

Nyári éjszakai passzív hűtés („free cooling”) – nincs irányváltás
Temperature chart
Summer night, free cooling
2008.08.13. 15:00 - 2008.08.14. 15:00
Ventilation time: 21:05 - 7:05
Measurement interval: 1min
38
36
34
tbefúvás
Temperature [°C]
32
t (outdoor)
t (HS5)
t (indoor)
t (NF5)
tbelső
30
28
telszívás
26
24
tkülső
22
15:00
14:00
13:00
12:00
11:00
10:00
9:00
8:00
7:00
6:00
5:00
4:00
3:00
2:00
1:00
0:00
23:00
22:00
21:00
20:00
19:00
18:00
17:00
16:00
15:00
20
Time [h:mm]
A télinél jóval kisebb hőmérséklet-különbségek és a rövidebb üzemidő miatt a
hűtési megtakarítás a fűtésinek csak töredéke, 10…30-ad része lehet!
Mintaprojekt Debrecenben (csiszolt tégla)
(belső nézet)
Mintaprojekt Budapesten (befejezett, csiszolt tégla)
Mintaprojekt Biatorbágyon (befejezett, csiszolt tégla)
Mintaprojekt Kecskeméten (befejezett, hagyományos tégla)
Mintaprojekt Oroszlányban (befejezett, csiszolt tégla)
Épülő mintaprojekt Törökszentmiklóson (hagyományos tégla)
Mintaprojekt Budapesten (befejezett, hagyományos tégla)
Mintaprojekt Budapesten
Négy éve üzemelő mintaprojekt Budapesten
Szellőzési állapotváltozások h-x diagramban
Mintaprojekt Budapesten: CO2 koncentráció
Külső homlokzati hőkamerás felvétel
Szellőző kürtő kialakítási lehetőségei:
• csiszolt téglafalazat (vékony ragasztóhabarcs vagy PUR-hab)
• hagyományos téglafalazat (vastaghabarcs)
bennmaradó EPS kirekesztő sablon
• hagyományos téglafalazat (vastaghabarcs)
többször használható sablon (EPS)
Vezérlés-szabályozás megoldásai:
Mikrokontroller (PIC-technlógia), osztott intelligencia – RS-485 kommunikáció
A szellőzés vezérlési-szabályozási kivitelei
FluctuVent TERMO - alapkivitel:
– központi vezérlés, nyári éjszakai passzív hűtés (2 db t érzékelő)
– szűrőcsere szükségessége és meghibásodás jelzése, tűzvédelmi funkció
– szellőzési, hőmérséklet, teljesítmény/energia fogyasztási/megtakarítási adatok
(kW, kWh, m3 földgáz, CO2 egyenérték, COP, SPF) kijelzése…
FluctuVent HYGRO – alapkivitel, plusz:
– téli központi PWM páraszabályozás (2 db ϕ érzékelő)
FluctuVent MULTI – alapkivitel, plusz:
– téli helyi PWM páraszabályozás (1 db ϕ érzékelő helyiségenként)
A FluctuVent szellőző rendszer alkalmazható:
o passzív- és nem passzívházakban,
o hagyományos és csiszolt tégla falazatban egyaránt,
o mindenféle falszerkezetű építési mód esetén
(téglakürtő akár vályog falazatba is beépíthető),
o családi házakban, társasházakban, lakóparkokban,
hétvégi házakban, nyaralókban,
o ahol a központi szellőzés túl drága volna: kis irodák…
A FluctuVent szellőző rendszer jellemzői, előnyei:
● hagyományos és csiszolt égetett üreges agyagtégla falazatokban is alkalmazható,
● nincsenek légcsatornák, nem foglal el helyet sem a helyiségekben, sem a lakásban,
● teljesen kizárja a páralecsapódás és a penészesedés lehetőségét,
● ~20 m3/h egészséges, friss levegő (CO2, por, szagok…), 0.3…0.5 1/h légcsereszám,
● kétfokozatú szűrés, cserélhető szűrőlapok (G2 fokozat, opció: G4 pollenszűrő belül),
● ideális, kiegyenlített szellőzés minden egyes helyiségben,
● kevésbé szárítja a levegőt, mint a frisslevegős szellőzések: kellemesebb komfort,
● egyszerű tervezés, beépítés és üzemeltetés, könnyű és gyors szerelés,
● üzembiztos: 12 VDC Arctic Cooling F12 PWM ventilátorok (MTBF 400 000 óra!),
● gazdaságos üzemelés, helyiségenkénti igénye csak 3…5W, illetve >35kWh/év,
● egész évi programozott automatikus üzemelés kézi beavatkozási lehetőséggel,
● figyelmeztetés légszűrőcsere szükségességére, meghibásodás kijelzése, tűzjelzés
● nagyon csendes: működése legfeljebb 1 dB(A) hangnyomásszint növekedést okoz,
● alapkivitel: TERMO – nyári éjszakákon passzív hűtés a külső friss levegővel,
● HYGRO központi, MULTI helyiségenkénti páratartalom szabályozású kivitel (téli időszakban),
● teljesen környezetbarát szellőző rendszer (gyártása és üzemeltetése is),
● >75% hatásfokú hővisszanyerés hőszigetelés nélküli téglafal esetén,
● >50 m3/év földgáz megtakarítás egy átlagos 4mx4mx2.5m-es helyiségben,
● >25 kWh/m2,év fajlagos fűtési energia megtakarítás,
● SPF>10 – a visszanyert hőenergia és a befektetett villamos energia aránya,
● igen „pénztárcabarát”: ára csak 35...40%-a a központi lakásszellőzőknek.
Magyar Energia Szimpózium – MESZ 2013, Budapest, 2013. 09. 26.
A szellőző tégla:
FluctuVent hővisszanyerő szellőzés
Csiha András
épületgépész mérnök, ny. főiskolai docens
ETÜD+ Mérnökiroda és Kereskedelmi Bt, Debrecen
[email protected], [email protected]
www.etudbt.t-online.hu

similar documents