Lapszámok

A Körös Campus Alapítvány az elmúlt évekhez hasonlóan a tavalyi tanévben is pályázatot hirdetett a felsőoktatásban tanuló fiatal épületgépész hallgatók számára. A beadott pályamunkákat az alapítvány kuratóriuma értékeli, illetve dönt a támogatás/ösztöndíj odaítéléséről és mértékéről. Az ösztöndíj célja, hogy a felsőoktatásban tanuló tehetséges épületgépész hallgatók anyagi és szakmai támogatása Magyarországon biztosítva legyen.
 

A nyertes pályamunkák közül Olvasóink a következőkben Sóki Rudolf munkájával ismerkedhetnek meg. A szerző dolgozatával [1] 2014-ben részt vett a BME Gépészmérnöki Kar TDK konferenciáján.

Jelölésjegyzék

Latin betűk
a   –    szelepautoritás [–]
A   –    felület [m²]
D   –   átmérő [m]
k   –    csőérdesség [m]
l    –    hosszúság [m]
L_w –    hangteljesítményszint [dB(A)]
M  –    radiátor kitevő [–]
p   –    nyomás [Pa, bar]
Q   –   hőenergia [J, Wh]
Q^·  –   hőteljesítmény [W]
t    –   hőmérséklet [°C]
T   –   abszolút hőmérséklet [K]
v   –   sebesség [m/s]
V^·  –   térfogatáram [m³/s, m³/h]
U   –   hőátbocsátási tényező [W/m²K]

Görög betűk
λ   –   csősúrlódási tényező [–]    
η   –   hatásfok [–, %]
ρ   –   sűrűség [kg/m³]
τ    –   idő [s, h]                    
ν   –    kinematikai viszkozitás [m²/s]

Alsó indexek    
b   –    belső
k   –    külső

1. Bevezetés

Az épületgépészeti rendszerekben gyakran találkozhatunk túlméretezett berendezésekkel, fogyasztókkal, csővezetékekkel és szerelvényekkel. Ennek oka, hogy a tervezők és kivitelezők túlságosan a biztonságra törekedtek, vagy rosszul végezték el a méretezést, de akár az is, ha egy felújítás során az épületet, fogyasztókat korszerűsítik, azonban a hűtő- és fűtőberendezéseket változatlanul hagyják.

Dolgozatomban megvizsgáltam, hogy csupán műszaki szempontból milyen pozitív, illetve negatív hatásai vannak a túlméretezésnek.

A legfontosabb kérdés az volt, hogyan változik a túlméretezés hatására az energiafogyasztás, valamint egyes elemek esetében a zajkibocsátás. Vizsgáltam továbbá a szabályozás pontosságának a változását is. Egy fűtési rendszer főbb elemeire végeztem el az elemzéseket, a hőtermelőtől indulva egészen a radiátorig.

2. Kazán

A túlméretezéssel a kazánok esetében találkozunk a legtöbbször. Ez azért probléma, mert általánosságban kijelenthető, hogy a csak fűtésre szolgáló berendezéseknél a fűtési idény több mint 80%-ában a méretezési teljesítmény felénél kisebb teljesítményre van szükség [2]. A teljes terheléssel való üzemelés csak nagyon rövid időszakra jellemző, ezért a túlméretezés hatása itt még jelentősebb. A dolgozatban a túlméretezés hatását különböző gázkazánokra vizsgáltam meg.

2.1. Vizsgálati módszer

A kazánok esetében az egyik legfontosabb jellemző az energiafogyasztás, ami a túlméretezés hatására jelentősen változhat. Ahhoz, hogy a túlméretezés hatását az energiafogyasztásra vizsgálni tudjam, kiszámítottam 3 különböző típusú, típusonként 6 névleges teljesítményű kazán éves energiafogyasztását. A vizsgált típusok: hagyományos, alacsonyhőmérsékletű és kondenzációs kazán. A teljesítményeket úgy vettem fel, hogy a pontosan méretezett kazán névleges teljesítménye 10 kW, mivel ez felel meg egy átlagos családi ház méretezési hőigényének, a legnagyobb vizsgált túlméretezett kazán névleges teljesítménye pedig 20 kW. A kazánok energiafogyasztása attól függ, hogy a szükséges hőigényt milyen hatásfokon tudják előállítani. A kazán hatásfoka a kazán terhelésének a függvénye. A vizsgálat során azzal az egyszerűsítéssel éltem, hogy a kazánokat csak fűtésre használják, használati melegvíz készítésére nem.

2.1.1. Kazánterhelés, hatásfok

A kazánterhelés az aktuális hőigény és a névleges hőteljesítmény hányadosa, ahol az aktuális hőigény a külső hőmérséklet függvénye, a névleges hőteljesítmény adott. Az aktuális hőigényt a következőképpen határoztam meg:

Q^·_igény = C · (t_b – t_k). [kW] ,          (1)

ahol C – a transzmissziós és filtrációs veszteségeket jellemző konstans (a méretezési hőigény ismert, így ennek az értéke is ismert) és csak a t_külső  a változó paraméter, amelynek értéke a méretezési külső hőmérséklet (–13 °C) és a fűtési határhőmérséklet között (12 °C) változik. A számítás során az OMSZ Budapestre vonatkozó 2013-as, egy tizedesjegy pontossággal rendelkezésre álló adatait használtam fel. A fűtési idény időtartama 4238 óra volt.

A terheléstől függő kazánhatásfokokat az általánosságban megadott diagramok alapján határoztam meg, amelyek már tartalmazzák a szakaszos üzem hatását [2].

További részletek lapunk 2015/10-es számának nyomtatott változatában található, illetve a teljes cikk pdf-formátumban is rendelkezésre áll (regisztráltaknak havonta egy alkalommal, előfizetőknek korlátlanul).