A szellőző tégla: FluctuVent hővisszanyerő szellőzés

Az előadások a következő témára: "A szellőző tégla: FluctuVent hővisszanyerő szellőzés"— Előadás másolata:

1 A szellőző tégla: FluctuVent hővisszanyerő szellőzés
Magyar Energia Szimpózium – MESZ 2013, Budapest, A szellőző tégla: FluctuVent hővisszanyerő szellőzés Csiha András épületgépész mérnök, ny. főiskolai docens ETÜD+ Mérnökiroda és Kereskedelmi Bt, Debrecen

2 A megfelelő szellőzés kialakításának alapvető szempontjai:
OTT, AKKOR, ANNYIT, ÚGY. A szellőzés fontos szerepe a komfort biztosításában: friss, tiszta levegő az embereknek (és/vagy technológiának), fűtés-hűtés-klimatizálás, a használat során keletkező szennyező anyagok eltávolítása

3 Komfort  Energia  Pénz
Büki Gergely: Energetika (1. ábra után, szabadon) Energetika  Környezet  Gazdaság  Társadalom

4 Mindösszesen ~6…8 A fontosabb légszennyező anyagok:
por, CO2, CO, szagok, dohányfüst, oldószerek gőzei, radon… vízgőz (vízpára) A vízgőz keletkezése = f(emberi tevékenység) kipárolgás, kilégzés, főzés, mosás, mosogatás, mosakodás, fürdés, zuhanyozás, takarítás: felmosás, nedves törlés, viráglocsolás… Egy 4 fős család 1 napi nedvességtermelése (állandó jelenlét, átlagos körülmények) Forrás g/h,fő l/nap,fő l/nap,család Emberi kipárolgás ~55 1.32 5.3 Emberi kilégzés ~6 0.14 0.6 Összesen 1.46 5.9 Egyéb 0…2.0 Mindösszesen ~6…8

5 Hogyan távozhat el a pára a lakásokból?
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 spontán szellőzéssel (a nyílászárók résein), mesterséges szellőztetéssel (ablaknyitás, ventilátor)

6 A határoló szerkezetek szerepe és súlya a páraáramlásban
Határoló szerkezet Hagyományos Fal, födém Ablak - kisméretű tégla - gerébtokos - üreges B30 tégla - Tessauer 1…3% 97…99% Részaránya a páraáramban Határoló szerkezet Szálas hőszigetelés Fal, födém Ablak Hagyományos - ásványgyapot - gerébtokos - üveggyapot - Tessauer 1…3% 97…99% Részaránya a páraáramban Határoló szerkezet Zárt cellás hőszigetelés Fal, födém Ablak Hagyományos - EPS (polisztirol hab) - gerébtokos - PUR-hab - Tessauer 0…2% 98…100% Részaránya a páraáramban Határoló szerkezet Hagyományos v. hőszigetelt Fal, födém Ablak Fokozott légzárású - teljesen mindegy milyen szerkezet! - hőszigetelő üveg - tok, keret: műanyag… 100% ?! ~0% Részaránya a páraáramban

7 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 B 7 25.2 25 C 4 14.4 14

8 Már a régi rómaiak is… hypocaustum, thermák fűtése

9 hagyományos síkra csiszolt tégla
A találmányom alapötlete: az üreges tégla ideális hőcserélő-hőtároló elem, ráadásul egyben rejtett légcsatorna is. hagyományos síkra csiszolt tégla HS tégla N+F tégla

10 FluctuVent, a szellőző tégla

11 Feltaláló: Csiha András, Debrecen A bejelentés napja: 2008. 06. 02.
SZABADALMI LEÍRÁS (KIVONAT) Váltakozó áramlási irányú, decentralizált, hővisszanyerős szellőztető berendezés Feltaláló: Csiha András, Debrecen A bejelentés napja: 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: (az európai bejegyzés még folyamatban)

12

13 Az egyetemi laboratóriumban megépített téglakürtők
hagyományos csiszolt tégla tégla N+F kürtő HS kürtő

14 Hőmérséklet és páratartalom mérés adatgyűjtőkkel
Mérési pontok No 4 No 3 No 5 No 2

15 Az eddig leggyakrabban feltett kérdések:
1.) Nem túl zajos-e a szellőzés működése?  2.) Nem alakulhat-e ki télen páralecsapódás a kürtőben? 

16 Arctic Cooling F12 PWM ventilátor. - fordulatszám: 300…1350 1/min
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 1.) zaj  Mért hangnyomásszint növekmény: max.1.0 dB(A) (Dobos György: Lakásszellőzés, BSc szakdolgozat, 2011)

17 A FluctuVent szellőzés jellemző működése irányváltási idő: 6 min, átlagos hővisszanyerési hatásfok h>75% befúvási periódus (hő kinyerés) elszívási periódus (hőtárolás) belül kívül felső rácsnál alsó Idő [hh:mm] Hőmérséklet [°C]

18 Téli állapotváltozások a kürtőben
(a budapesti mintaprojekt mérései)

19 2.) kondenzáció a kürtőben 
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 

20 Nyári éjszakai passzív hűtés („free cooling”) – nincs irányváltás
tbefúvás tkülső tbelső telszívás A télinél jóval kisebb hőmérséklet-különbségek és a rövidebb üzemidő miatt a hűtési megtakarítás a fűtésinek csak töredéke, 10…30-ad része lehet!

21 Mintaprojekt Debrecenben (csiszolt tégla)
(belső nézet)

22 Mintaprojekt Budapesten (befejezett, csiszolt tégla)

23 Mintaprojekt Biatorbágyon (befejezett, csiszolt tégla)

24 Mintaprojekt Kecskeméten (befejezett, hagyományos tégla)

25 Mintaprojekt Oroszlányban (befejezett, csiszolt tégla)

26 Épülő mintaprojekt Törökszentmiklóson (hagyományos tégla)

27 Mintaprojekt Budapesten (befejezett, hagyományos tégla)

28 Mintaprojekt Budapesten

29 Négy éve üzemelő mintaprojekt Budapesten

30

31

32 Szellőzési állapotváltozások h-x diagramban

33 Mintaprojekt Budapesten: CO2 koncentráció

34 Külső homlokzati hőkamerás felvétel

35 Szellőző kürtő kialakítási lehetőségei:
• csiszolt téglafalazat (vékony ragasztóhabarcs vagy PUR-hab) • hagyományos téglafalazat (vastaghabarcs) bennmaradó EPS kirekesztő sablon többször használható sablon (EPS)

36 Vezérlés-szabályozás megoldásai:
Mikrokontroller (PIC-technlógia), osztott intelligencia – RS-485 kommunikáció

37 FluctuVent TERMO - alapkivitel:
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)

38 A FluctuVent szellőző rendszer alkalmazható:
passzív- és nem passzívházakban, hagyományos és csiszolt tégla falazatban egyaránt, mindenféle falszerkezetű építési mód esetén (téglakürtő akár vályog falazatba is beépíthető), családi házakban, társasházakban, lakóparkokban, hétvégi házakban, nyaralókban, ahol a központi szellőzés túl drága volna: kis irodák…

39 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 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 %-a a központi lakásszellőzőknek.

40 A szellőző tégla: FluctuVent hővisszanyerő szellőzés
Magyar Energia Szimpózium – MESZ 2013, Budapest, A szellőző tégla: FluctuVent hővisszanyerő szellőzés Csiha András épületgépész mérnök, ny. főiskolai docens ETÜD+ Mérnökiroda és Kereskedelmi Bt, Debrecen