Loxone – a mindent tudó

Loxone

A Loxone világítás, zsalúzia vezérlésére lett kitalálva, mára azonban egy épület teljes felügyeletét elláthatja. Ebbe beletartozik gyakorlatilag minden, amit el tudunk képzelni. Kapcsolódhat riasztórendszerekhez, szinte minden készülékhez, ami adatkapcsolattal kommunikálhat, akár mérőkhöz, időjárás állomásokhoz, de tud mérni hőmérsékletet, nyomást, páratartalmat, azaz szinte mindent, kezelhet hardware eszközöket, AV eszközöket, bármit.

Zsenialitása igazából a többi PLC-khez képest abban rejlik, hogy grafikus szerkesztőjében igen gyorsan rakhatók össze a legbonyolultabb vezérlések, szabályozások, ráadásul igen informatív, ezért örökíthető, ergo, ha már nem lelhető fel a telepítést végző, folytatható, tovább szerkeszthető, módosítható. Nem kell hozzá agysebésznek lenni, viszont igen fontos, hogy megismerjük azt az eszközt, amit vezérelni, vagy szabályozni akarunk, mert akkor működik minden jól, ha azt kapja, ami neki jár.

Alapkészüléke a webszerver, amelyen keresztül minden platformra megírt klienseken keresztül el lehet érni a felügyeleti rendszert, az otthonunkat. További modulokkal (Extension) bővíthető a rendszer szinte a végtelenségig.

Rengeteg olyan probléma is megoldható a Loxone-nal, amelyet “normálisan” igen sok és drága eszközzel lehetne megvalósítani.

Az ára elsőre magasnak tűnik, ám ha utánaszámolunk, általában olcsóbbra jön ki, mint “diszkrét elemekből” összerakott rendszer esetén.

Egy egyszerű fűtésvezérlést motoros szelepekből összerakni gépészeti szempontból könnyű megépíteni, ám ezeket a motorokat mozgatni kell. Ha hozzávesszük azt is, hogy az egyszerű szabályozó láncok “buták”, nem paraméterezhetők, nem tudnak külső hőmérséklet arányában állítani, akkor már könnyen belátható a korszerű Loxone jelentősége. Ehhez még távoli irányítás és felügyelet is jár, akkor azt hiszem nem is kérdéses, mi a jobb.

 

Még mindig…

Sajnos, még mindig nem természetes a normális megközelítés az épületgépészeti rendszerek kialakításában. A sorrend még mindig az, hogy a tervező tervez egy hidraulikus rendszert, majd valaki megépíti, azután valaki elkészíti a szabályozást, vezérlést, valami csak születik belőle.

A helyes sorrend az lenne, hogy először meg kell ismerni az Ügyfél vágyait, ezt a szabályozás szempontjából kell megvizsgálni, ezután kell meghatározni, hogy milyenek legyenek a végrehajtó aktív elemek, mindezek végén elkészíteni hozzá a hidraulikus tervet.

Mi lenne ennek a következménye? Talán a működő rendszer, amely megfelel a Megrendelő igényeinek!

Napkollektoros rendszerek beállítása, összefüggések

Szivattyúállomás

Nagyon sok, rosszul összerakott, helytelenül beállított rendszerrel találkoztam már, ideje hát, hogy leírjam, hogyan és miképpen függ össze a rendszer alkotóelemeinek beállítása.

A rendszer tulajdonképpen eléggé egyszerű, amiket be lehet és kell állítani, azok a tágulási tartály előnyomása, a szivattyú sebessége és természetesen a szabályzó, vagy vezérlő, ennek értékei, valamint a tároló környéke.

Első sorban a tároló üzemi nyomásánál nem lehet nagyobb a biztonsági szelep nyitási értéke. Jellemzően ez 6-10 bar. Fontos a maximális üzemi hőmérséklet is, ezt nem haladhatja meg a szolár szabályozó beállítása a kollektorhűtéssel együttes értékről van szó. Természetesen a tároló vizének hőmérsékletét csak akkor állíthatjuk maximumra, ha a használati melegvíz ágban van termosztatikus keverőszelep, melynek feladata, hogy a melegvízcsapolókhoz ne juthasson forró víz, tehát ez a forrázás elleni védelem.

A fagyálló folyadék dermedési hőmérséklete általában -22 és -30°C körül mozoghat, ám tudnunk kell, hogy a szivattyúk jellemző fagyállótűrése 40%-os töménységre vonatkozik. Tömény fagyállót az örvényszivattyúk nem tudnak mozgatni, ezért ne is kíséreljük meg a rendszerbe tölteni.

Mivel egy bármilyen rendszerben bármely alkotóelemet a rendszerhez kell méretezni, így a ezekben a rendszerekben is így van. A szabályzó védelmi hőmérsékletéhez (ahol az elektronika kikapcsolja a szivattyút) kell számolni a rendszernyomást és a tágulási tartály nyomását is. Emlékeim szerint 120°C-hoz 2 bar, 130°C-hoz 3 bar gőznyomás tartozik, így egyszerű a képlet: ha a szabályozó minimális védelmi hőmérséklete 120°C, akkor a helyes üzemi nyomás 2 bar, ettől legyen 0,5 barral alacsonyabb a tágulási tartály előnyomása. 3 bar üzemi nyomásnál 2,5 bar a tágulási tartály előnyomása és ekkor 130°C a beállított védelmi hőmérséklet. Mindez igen jól hangzik, de miért is kell ez a sok izé? Egyszerűen csak azért, mert ha a kollektor előbb begőzöl, mint ahogy a védelmi hőmérsékletet elérné, akkor a szivattyú csak köpködi a forró kollektorba a folyadékot és a rendszer esetleg gőzfejlesztővé válik. Elhibázott gyakorlat tehát, hogy a 3 bar előnyomással szállított tágulási tartályhoz 2 bar üzemi nyomást állítsanak, mert ebben az esetben a tágulási tartály logikailag nem vesz részt a nyomástartásban, így a legkisebb szivárgás is jelentős nyomásesést mutat. Nem utolsó sorban figyelembe kell venni a kollektor teteje és a tágulási tartály közötti magasságkülönbséget is, hiszen az első példabeli beállítás 1,5 baros előnyomással 15 m geodetikus magasságkülönbségre alkalmas. Amennyiben ez a távolság nagyobb, mindenképpen ennek megfelelő előnyomást kell beállítani, ehhez nagyobb üzemi nyomást is.

A szivattyú által szállított folyadék tömegáramát célszerű kisebb rendszereknél 3-4 kg/min-ben (3-4l/perc) meghatározni, ez persze sorba kapcsolt kollektorok esetében igaz. Nagyobb rendszerek esetében jobb nagyobb tömegáramot beállítani, hogy a kollektorok közel azonos munkapontban működhessenek, hiszen a hőmérséklet emelkedésével csökken a hatásfok.

A szivattyúk minimális fordulatszáma kisebb rendszerek lehet érdekes, szabályozott fordulatszámnál lehetőség nyílik a még gazdaságosabb energiatermelésre, nagy rendszerekben a maximális sebesség alkalmazandó. A szivattyúgyártók 30%-nál kisebb fordulatszámot nem látnak szívesen, nincs is értelme. Az új, elektronikus szabályzású szivattyúk (energiatakarékos) már nem rövidre zárt forgórészű asszinkron motorral készülnek, hanem teljesen elektronikus, állandó mágneseket alkalmazó motorokkal. Ezek már nem sebességszabályozhatóak tők a régi szabályzókkal, kivéve, ha minimum fordulatnak 100%-ot állítunk be.

Ezek a sorok első sorban a kollégáknak íródtak, de remélem, hogy másnak is érthető.

A drain-back rendszer

Figyelmeztetés: amennyiben ilyen rendszerre vágyik, vagy ilyen rendszere van, olvassa el az egész cikket és ne legyintsen rá, hogy úgy is tud mindent róla! A drain-back rendszer egy egészen “fura” hidraulikus megvalósítása a napenergia napkollektorokkal történő hasznosításában. Külön lapot is érdemel, hiszen a napkollektorok által termelt hőenergia addig kezes, amíg minden rendben van, a rendszer összes eleme jól működik. Gondozásmentes és felügyeletmentesen működő rendszerek alakíthatók ki olyan kollektorokkal, amelyek stagnáláskor nem mennek tönkre, teljesítményük igen magas, ráadásul az átmeneti és a hideg évszakban is jól működnek. Ez a megoldás a megfelelő vákuumcsöves napkollektor – drain-back rendszerben. A drain-back rendszer működése egyszerű, az emelkedéssel szerelt csövekben víz van, szintje a drain-back tartályban levő víz szintjével megegyezik a közlekedő edények elve alapján. Így ezen szint felett nincs víz, tehát a kollektor szárazon áll. Amikor a szabályzó, – érzékelvén a melegedést a kollektorban – elindítja a szivattyút, a folyadék ennek hatására felemelkedik a kollektor hideg ágán, ezután elárasztja a kollektor gyűjtőcsövét, ami min. 1%-ot emelkedik (1 méteren 1 centimétert), a meleg oldalon maga előtt tolva a levegőt, belefolyik a drain-back tartályba. Ezzel záródik a cirkulációs kör, a kollektor által termelt energia a hőcserélőbe jut, ahol átadódik a melegítendő közegnek. Az előzőekből kitűnik, hogy leálláskor, ami bármilyen okból is lehet, a víz visszaeresztődik a drain-back tartályba, a kollektor ismét szárazon áll, így sem a nyári tűző napsütésben, sem a táli hidegekben a rendszer nem károsodik. Csak egy esetben produkál ijesztő hangokat ez a megoldás, ha a nyári napsütésben pl. áramszünet után indul be a rendszer. Ekkor a hideg víz a forró kollektorba lépve hirtelen elgőzöl, esetleg pufog is, de néhány perc után a kollektor lehűlésével ez a jelenség megszűnik. A drain-back és a zárt rendszer alkotóelemei az alábbi ábrán láthatók. A drain-back rendszer 1A bal oldalon a drain-back rendszer, a jobb oldalon a zárt rendszer. Jól érzékelhető a különbség, de ami nem látszik, az az, hogy a drain-back rendszer rendszerint nem kerül nyomás alá, míg a zárt ún. nyomott rendszer. Lényeges különbség a két rendszer között az is, hogy a zárt esetén a “kontra” (ellenkező irányú csőemelkedés) problémája nem jelentkezik, hiszen a csőben maradó légbuborék összenyomódik utat engedve a folyadéknak. A drain-back-et viszont gondosan kialakított csővezetéssel kell szerelni, hiszen nyomás csak a lezárt rendszer esetén keletkezik, tehát a légbuborékok nem nyomódnak össze megakadályozván a folyadék áramlását. Megjegyzendő azonban, hogy a csövek emelkedéssel való szerelése mindenképp követelmény minden folyadékos csővezeték esetében. A drain-back esetén a kollektort (kollektorokat) mindenképpen emelkedéssel kell szerelni, hogy a folyadék vissza tudjon folyni a drain-back tartályba. A drain-back tartály egy egyszerű tartály (pl. rozsdamentes acélból készül), méretezése egyszerű, a tartály nyugalmi vízszintje alatti űrtartalomnak legalább kétszer nagyobbnak kell lennie, mint a vízszint feletti csövek és a kollektor összes űrtartalmának. Egy nívónyílást szoktak kiképezni rajta, ami feltöltéskor a nyugalmi vízszintet állítja be, ill. ha a rendszer alkalmas a lezárásra, ide csatlakozhat a biztonsági szelep. Ennek a nyílásnak a szerepét átveheti a “hideg” oldali csövön kiképzett “T” elágazóra szerelt menetes csonk is, rajta egy csappal, bár ez a megoldás csak a vízszint beállítására alkalmas, nyomás esetén nem a gőzt, hanem a vizet távolítja el a rendszerből, ami nem igazán jó. A drain-back rendszer megvalósításával azonban vannak problémák is, de érdemes küszködni a kiküszöbölésükkel, hiszen a biztonság mindenek előtt való. Az egyik probléma az, hogy a kollektorból lezúduló folyadék a drain-back tartályba érkezvén szabadeséssel csapódik a tartályban levő folyadék felszínébe, ez csobogással jár. Ráadásul a folyadék induláskor kitolja a levegőt a kollektor gyűjtőcsövéből, átbukik a legmagasabb ponton és zuhanásba kezd a drain-back tartály felé. A levegő viszont nagyon nem akarja a lefelé történő mozgást, így a két elem veszekedvén a helyen felváltva foglalja el azt, kellemtelen bugyogó hang kíséretében. Több megoldás is létezik ennek kiküszöbölésére, bár jelentéktelenné válik, ha a tartály a kollektorhoz közel kap helyet a padlástérben, nem lakott részben. Hőszigetelni egyébként is kell minden alkotóelemet a kollektor-körben, a hőszigetelőknek egy mellékes tulajdonságuk a hangszigetelés is. Kijelenthető tehát, hogy a drain-back tartály helye a padlástérben van, még akkor is, ha ez a tér nem fagymentes. Általában mód nyílik a tartályt pl. kémény oldalára szerelni és hozzá hőszigetelni, vagy akár a csupasz födémhez hőszigetelni, biztosítván a fagymentességet. Drain-back tartályokat be lehet szerezni, vannak olyanok is, amelyekben már csobogásmentesítő is van, nem érdemes házilag ügyeskedni helyettük. Kreatív módon a helyszínen kell kitalálni a legjobb megoldást, a csöveket meg a kollektort vízszintező eszköz segítségével kell szerelni. Időigényesebb ezek miatt, de néhány órán ne múljék a kollektorrendszer kiépítése, hiszen néhány évtizedre épülnek. Az áradozás után vizsgáljuk meg a drain-back rendszer hátrányait is: Az alábbi ábrák elnagyoltak, hogy egyszerűen belátható legyen, amit megpróbálok elmagyarázni. A hangkeltés elsősorban méretezési hibából adódik, nevezetesen: az eredeti méretezési alapelv az, hogy a drain back tartály (továbbiakban db tartály) űrméretének meg kell egyeznie a nyugalmi folyadékszint feletti csőhálózat és a kollektorok űrtartalmával. Ez tök jó, de ugye ez azt jelenti, hogy amint a folyadék helyet cserél a levegővel, a tartály kiürül! Egy üres tartályba bezúduló folyadék pedig csobog, csörömpöl, kavarog a levegővel összekeveredve. Ez a hang nem csillapítható, csak egyszerű megoldásokkal 🙂 A víz-levegő keverék ezután a normál csőátmérőn lezuhogva a hőcserélőben hirtelen lelassul, mert a csőkígyó (hőcserélő) átmérője egy-két dimenzióval nagyobb. A lelassult folyadékban a buborékok összeállnak egy nagyobb légpárnává, leszűkítve a folyadék áramlásának útját, ezzel még nagyobb feladatot adva a szivattyúnak. Ráadásul a csőkígyó legalsó menete erősen lefele hajlik azért, hogy a tartály aljában levő vizet is felmelegíthesse. Ebben a hurokban aztán igen jól megrekedhet a levegő. A szivattyú beszívja az immáron sokkal kevesebb buborékmennyiséggel rendelkező folyadékot, ám ekkor elejti a vízoszlopot, amit eddig tartott, ekkor a visszaürülő folyadék elárasztja a szivattyút, új lendületet vesz, a folyadékot feltolja. Ám a levegőbuborékok ismét elérik a szivattyút és hát… , szóval…, periodikusan vacakol mindaddig, amíg a levegő el nem távozik a vízből, de az meg nem tud 🙁 Az alapvető baj tehát a szivattyú, amely nem tud szívni, csak nyomni, a levegő pedig a halála, mert ő nem kompresszor, csak egy egyszerű vízkavaró. Mi is lehet akkor a megoldás? – Nos, keressünk egy olyan csőszakaszt a rendszerben, ahol a szivattyú előtt igen kicsi a veszteség és bőven rendelkezésre áll a folyadék és a lehető legkevesebb légbuborék található benne. Hát ilyen szakasz nincs! Csak egy olyan szakasz van, ami az első két kitételnek megfelel, ez a db tartály alatt van. Viszont meg kell oldani a levegő bekeveredésével járó problémát. A gond egyik fele könnyedén megoldható, a db tartályt nem szabad hagyni kiürülni! Ez egyszerű: a tarály űrtartalmát kétszeresre kell méretezni, így csak félig ürül le (az optimisták kedvéért: még mindig félig tele marad). A másik, hogy valahogyan meg kell akadályozni a kollektorból lezúduló víz becsapódását a db tartályban levő folyadék felszínébe. Erre több variáció is lehetséges: cső a csőben megoldás, a víz levezetése a tartály belső falán, kúpos tárcsa alkalmazása a beömlőnyílás alatt, a többi igen gyenge hatásfokkal működik, azaz szinte mit sem ér. Az így viszonylag buborékmentes víz már bejuthat a szivattyúba, aztán tolhat, amennyit csak tud, leküzdve az összes nyomásveszteséget, meg a geodetikus magasságot. Jöhet még váltószelep, golyóscsapok garmadája, hőcserélők, mert mindezeken a szivattyú át tudja tolni a légbuborékokat, mert a szivattyú ugyebár tolni aztán igazán tud, mert az ő neve PUMP! A szivattyú elhelyezése tehát kritikus a drain-back rendszernél. A mértékadó nyomásveszteséget ebben az egyszerű körben
a drain-back tartály aljától a tároló hőcserélőjén keresztül a kollektorokig tartó cső és idomok határozzák meg. A szivattyú ugyebár leginkább nem szív, hanem tol (tolattyúnak kellene nevezni!, mint azt már sokadszor említettem), tolni akkor tud jól, ha a beömlő nyílásába korlátlanul tud ömleni a folyadék. Amennyiben a levezetés hosszú, máris korlátozva van a szivattyú emelőmagassága. Ezután következik a hőcserélő, melynek alaki ellenállása is növeli a veszteséget, majd így tesz a felmenő cső is. A kollektorok vesztesége működés közben jelentkezik. A hőcserélő után elhelyezett szivattyú tehát nincs jó helyen, pláne, ha váltószelep is van még a körben. A szivattyú ideális helye tehát  a drain-back tartály nagynyílású fenekén van, a tartály pedig úgy van kiképezve, hogy a lezúduló víz által lehordott levegőbuborékok nem juthatnak a szivattyúba. Ebben az esetben az összes nyomásveszteség a szivattyú után keletkezik és igaz lesz a számítás, miszerint a csőhálózat veszteségét és a drain-back tartály és a kollektorok közti geodetikus magasság adja a szivattyú minimális emelőmagasságát. A köztes megoldás az, hogy a levezetésnek is nagyobb átmérőjűnek kell lennie, mint a kollektorok felé tartó csőnek, ekkor lehet a szivattyú  lent, a tartály közelében, de mindenképpen a meleg ágban! No és persze a váltószelepnek a helye ekkor már indifferens, lehet a meleg ágban, vagy a hidegben . Mivel a rendszerben nincs nyomás, a víz forráspontja 100°C. Ez nem lenne baj. csak akkor okoz gondot, ha a rendszer nincs gondosan méretezve és a hőcserélőn fellépő hőlépcső pl. 20K, így a tároló vizének hőmérsékletét nem lehet 80°C fölé emelni, mert a kollektorokban keringő folyadék forrásba kezd. A kis nyomású biztonsági szelep kinyit, folyadékvesztés következik be. Lehűlés után persze negatív nyomás keletkezik, ez maga után vonja a víz forráspontjának csökkenését. A túlnyomás hiánya azt is jelenti, hogy az esetleges tömítetlenség nehezen észrevehető, a zárt rendszernél ugyebár látszik a nyomásmérőn a veszteség. Tehát, ha a drain-back rendszerből a folyadék szökik, be fog következni a nagyarányú gőzölés, mert a kollektorban keringő csekély mennyiségű víz azonnal felforr. Valamilyen megoldással szükséges lenne ellenőrizni a kollektorköri folyadék mennyiségét, vagy a tömegáramot. Változó tömegáramot gerjeszt az a probléma, hogy a kollektor meleg ága ugyanolyan csőátmérővel csatlakozik a drain-back tartályhoz, mint a kollektorokhoz vezető hideg ág. Ebben a csőszakaszban ugyanis a lezúduló víz megpróbálja letolni a levegőt, de ez periodikusan sikerül csak, hasonlatosan a hosszúnyakú borosüvegből kifolyó nedű bugyogásához. Ennek kiküszöbölése igen egyszerű, legalább egy dimenzióval nagyobb csőméretet kell alkalmazni erre a szakaszra, úgy elfér a víz és a levegő egymás mellett. <u>A rendszer kialakításának követelményei a kollektortól lefelé tehát a következők: A kollektoroknak bírniuk kell a tartós stagnálást (a napon való aszalódást 🙂 ) A kollektoroknak maradéktalanul le kell tudniuk ürülni. A kollektor kivezetésétől nem lehet messze a db tartály, mert a csőből a víz nem tud leürülni a megfelelő lejtés ellenére sem. Ha nem biztosítható a rövid távolság, akkor fagyállóval kell feltölteni a rendszert! A legnagyobb távolság nem legyen nagyobb pár méternél, akkor is igen nagy eséssel kell szerelni a csöveket. A csőhálózat méreténél legalább egy dimenzióval nagyobb levezetés kialakítása a kollektortól a drain-back tartályig. Nagy átmérőjű menetes csonk alkalmazása a drain-back tartály bemenetén. A víz (folyadék) lelassítása és csapódásmentes bevezetése a vízfelszínre. A db tartály űrtartalmának helyes méretezése, vagy a meglevő űrtartalom bővítése másik tartály párhuzamos beillesztésével. A db tartály kivezetésének nagy átmérőjűnek kell lennie. A szivattyú a db tartály alatt kell, hogy helyet kapjon, vagy a levezető cső átmérőjének egy dimenzióval nagyobbnak kell lennie a kollektorhoz menő csővezeték átmérőjénél. Minden csővezetéknek emelkednie kell a kollektor(ok) felé). Minden kollektornak és az őket összekötő csöveknek emelkednie kell a legfelső pont felé. A rendszerbe szennyfogó-szűrőt célszerű beépíteni. Semmilyen felesleges veszteséget, fojtást okozó elemet nem szabad beépíteni a rendszerbe, sőt visszacsapó szelepeket és egyéb kütyüket sem. A szabályozót úgy kell beállítani, hogy a tartályokban előállítandó hőmérséklet ne lehessen nagyobb 80°C-nál. A feltöltési utasítást pontosan be kell tartani, mert a padlástérbe került víz megfagy a csövekben. A fenti előírások betartásával hosszútávon jól működő rendszerek alakíthatók ki, de csak ezek betartásával. Lehet vitatkozni, meg eszméket kialakítani, meg hitrendszereket felállítani, de a fizikát még egyenlőre nem lehet megerőszakolni! Magyarán, aki nem tartja be a szabályokat az építésnél, sok visszahívásra és szidalomra számíthat! Még egy méretezési hiba, melyet elkövetnek: a szűkre méretezett felvezető csőből többfelé ágazó párhuzamos kötés után a tömegáram osztódik, a kollektorokba érve a folyadék még jobban lelassul. Ha éppen a határon van a tömegáram, bármilyen kisebb hiba jelentkezésekor a leglassabb ágban felforr a folyadék. A szennyfogó-szűrő nélküli rendszerben jelentkezhet az a probléma, hogy a szennyeződések a szűk csővezetéken eljutnak könnyedén a kollektorig, ott pedig lerakódnak és akkor abban a kollektor-mezőben igen gyorsan felforr a víz, borzalmas durrogások közepette… Nos ijesztő tud lenni… Csak egy kérdés? Belegondolt már, hogy mi történik a hőcserélőben lehűlt vízzel, ha az éjszaka átfagyott csövekbe jut? (Egyes helyeken az ivóvíz hőmérséklete télen 2-3°C, az átfagyott cső -15°C is lehet, mert a hőszigetelés csak lassítja a lehűlést, bár a felmelegedést is)   … és a cikk az évek múltával és a tapasztalatok gyarapodásával egyre csak hosszabb és hosszabb lesz …

Hővisszanyerő szellőztetés

Kakukktojás ez a fűtési rendszerek között, úgy tűnhet. Azonban szerves kapcsolat van a fűtési és hűtési rendszerekkel. Na ez már sok – mondhatnánk – ám amint belegondolunk abba, hogy amit ember készített, nem lehet tökéletes, tehát a hővisszanyerős szellőztetés sem, hát pótolni kell azt a kis tökéletlenséget, ami a 100% és a maximális hatásfok között (kb. 90%) között van. No de mi is az a hővisszanyerő szellőztetés? Az elnevezés igen találó és fedi azt, amit a szerkentyű tud, tehát a kiszellőztetett levegővel felmelegíti, vagy lehűti a bejövő levegőt. Tulajdonképpen egy egyszerű, ám nagyszerű készülékről van szó, amelynek van két ventilátora, szűrői és a csoda, a nagy felületű levegő-hőcserélő. Mindezt bele egy csinos dobozba, oda és visszavezető csöveket, meg hangcsillapítókat rá és készen is van a szellőztető rendszer. Miért is kell ez az újabb és drága kütyü az otthonunkba? Hát van ablak, meg elszívó, meg ventilátor, meg ilyesmik! Akkor most kezdjük az elején, mint minden egyebet! Amikor nagyszüleink, dédszüleink fiatalok voltak, akkor a házak, amelyeket jobbára maguk építettek, jól szellőztek és persze hidegek is voltak télen, mert hát ugye az ablakok nem zártak jól (ha egyáltalán
voltak), az ajtók szintúgy, a födémekről és a tűzhelyekről, vagy a kályhákról szó se essék. Nem is volt ez baj, mert a pollenek, porpok nem voltak elzárva tőlük, hát nem is voltak allergiások. A WC nem volt a házban, hát szagokkal sem terhelték a házikó belsejét. Az éjszakák hidegek voltak, a meleg dunnák, állati prémek jó meleget biztosítottak az alvóknak, a levegő meg friss volt és egészséges körülöttük. íŤgy a fűtési energiaszükséglet sem volt nagy, pár fa, rőzse, vagy kevés szén is elég volt a felöltözött léthez. Az egészséges környezet egészséges szexet eredményezett, megszülettünk hát mi is. Fejlett építészetünk és lustaságunk segítségével eljutottunk a nagy népsűrűségű városokba, a 70-es években a WC-k is bekerültek a lakásokba és már a fürdőszoba is megjelent. Jött a kályha és a cserépkályha, később a villany, az olaj, majd a gáz. Ezek eleinte olcsók voltak, majd drágák és eltűntek a “süllyesztőbe”. Az akkori korban is volt hőszigetelés, csak az energiához képest igen drágának bizonyult, hát fűtöttünk és fűtöttünk, az utcát is, meg a világot is, meg mindent. Azután minden drága lett, hát már megérte hőszigetelni. A “természetes” szellőzés tehát csökkent, a technológia fejlettségével egyenesen arányosan tökéletesedtek a nyílászárók, a hőszigetelések, a szellőzés meg is szűnt. Jöttek a tragédiák, hát a gázkészülékek zárt égésterűekre cserélődtek azért, hogy a konyhai szellőző pl. ne szívja vissza a kéményből az égésterméket. Jött a következő ostobaság: a kiváló “százkamrás”, sokrétegű üvegezéssel rendelkező igen jó hőszigeteltségű ablakokon nyílásokat vágtak, meg higroszkópikus szellőzőket vágtak bele, hogy most már a drága ablakok ismét sz…ok legyenek. NORMÁLIIIIS? Kérdezhetné Besenyőpistabácsi. Az igazi megoldás a hővisszanyerő szellőztetés, mert az előfűtéssel a kevés veszteséget visszapótolva egészséges levegővel látható el az otthonunk, elszívva a WC-ben és a konyhában keletkező szagokat, a fürdőszoba párás levegőjét, a bútorokból, ragasztott használati tárgyakból, lakkozott, festett felületekből kiáramló veszélyes és mérgező anyagokat és befújva a lakóterekbe a friss, szűrt levegőt. Megszűnik a penész, a gombásodás, a szagkavalkád, az áporodott levegő és még a szex is örömtelibbé válik 🙂 Hát kérem, ez az igazi megoldás, nem az igen jó épület tulajdonságainak lerontása.

Geotermikus hőszívattyú

A föld-víz hőszivattyú hőnyerő közege a talaj, vagy a föld mélye. Praktikusan három dologról beszélhetünk, a talajkollektorról, a künettről és a szondákról. Mindhárom megoldás zárt csőrendszert jelent, fagyálló folyadékkal feltöltve. A talajkollektor kb. úgy néz ki, mint a padlófűtés csőhálózata és nem véletlenül, csak annyi a különbség, hogy ez a csőhálózat a földfelszín alá kerül nagyjából 2m mélyre.Geotermikus hőszívattyú 2 Fel kell szedni a talaj felső rétegét, lefektetni a csőhálózatot, majd visszateríteni a földet rá. 2m mélyen a talaj hőmérséklete nagyjából állandó, tehát jól hűthető. Fontos a méretezés, mert a lefagyott talaj már alkalmatlan a hőtermelésre. A talajkollektor tulajdonképpen egy nagy napkollektor, hiszen a talaj felső rétege a nap melegét tárolja el, persze ebből az is következik, hogy a a tél végére már a kollektorok környéke erősen lehűlhet. Nyáron a hőenergia újra raktározódik, még jobb, ha a hőszivattyú hűtő üzemmódban melegíti a talajt. Kvázi napkollektor lévén a területet nem szabad nagy lombos fákkal betelepíteni, az ideális a nyírt gyep. A künett nem más, mint a talajkollektor spirális változata a könnyebb telepítés érdekében, ennél a megoldásnál 2m mély árkokba kerülnek a spirális csőkötegek, a telepítés egyszerűbb, gyorsabb, ám itt is fontos a méretezés.Geotermikus hőszívattyú 3 A szonda függőleges csőhálózat, ami a föld hőjét hasznosítja, a szondák mérete 100m-es nagyságrendű. Egy szondafuratba általában két U alakú cső kerül, a szükséges teljesítménytől függően több szonda szükséges. A jobb hővezetés érdekében a furatokat bentonittal töltik fel. Ez a hőszivattyúzás legdrágább és legtartósabb módja. Mindhárom megoldásnál osztó-gyűjtőkben találkoznak a csövek és a hőcserélő körét szivattyú keringteti. Ez a szivattyú kisebb teljesítményű, mint a víz-víz hőszivattyúk esetében, hiszen zárt kört keringtet. Mindenképpen oda kell figyelni a talaj hőmérsékletére, a visszamelegítésre, ezért célszerű a nyári melegvízelőállítást napkollektorokra bízni, a hőszivattyút pedig pihenni hagyni, vagy hűteni vele. Ekkor biztosítható, hogy a téli fűtési szezonra elegendő geotermikus energia áll majd rendelkezésre és a tél végén sem fog lefagyni a hőnyerő oldal.

Szabályozás, vezérlés

A szabályozás és a vezérlés fontossága abban rejlik, hogy valamely fizikai jellemzők mennyiségét, vagy minőségét kell befolyásolni annak érdekében, hogy a kívánt mennyiségek, vagy minőségek kerüljenek felhasználásra. Ez a mondat eléggé kacifántosra sikeredett, az egyszerű magyarázatra példa a fűtési rendszer az éghajlatunkon: folyamatosan változó külső hőmérséklet mellett azonos hőmérsékleten kell tartani az épületekben levő helyiségek levegőjét mondjuk a folyamatos munkavégzés fenntarthatósága, vagy egyszerűen csak a kellemes benntartózkodás érdekében. Korunkban a szabályzás és a vezérlés eszközei jobbára, vagy talán már kizárólagosan elektronikus eszközök. Miért is van szükség elektronikára mindenhol?

– Nincs szükség átfogó elektronizálásra, azonban az elektronika nyújtotta lehetőségek gyakorlatilag határtalanok. Sok esetben már elhagyhatatlan olyan esetekben, amikor pontos értéken-tartásra van szükség. Egyszerű magyarázat erre a termosztát, mely régebbi mechanikus létére képes volt 2-3°C-os határértékekkel kapcsolni, a fejlett elektronikus termosztátok akár 0,1°C-os kapcsolási intervalluma. (Szakembereknek: tudjuk, hogy a hőmérséklet-különbségez Kelvinben adják meg 🙂 ). Az egyre kisebb tartományok pontosabb szabályzást tesznek lehetővé, így a befektetett energiamennyiség csökken, ráadásul a közérzetünk is jobbá válik azáltal, hogy a hőmérséklet-változás okozta kellemetlen érzet csökken, jobban tudunk koncentrálni arra, amit éppen végzünk. Az épületekben már teret nyert az épületfelügyeleti rendszer, melynek feladata az összes változó befolyásolása, vezérlése. Beletartozik tehát a fűtés, hűtés, világítás, szellőztetés, aktív árnyékolás, a hőtermelés, a biztonságtechnika, a belső és külső kommunikáció, szóval minden, ami az épület működéséhez szükséges lehet. Ez persze hatalmas mennyiségű információs kábel és érzékelők beépítését teszi elengedhetetlenné. Az agy maga a rendszer számítógépe, minden információt az érzékelők generálnak, a vezetékeken jut el a központhoz, amely értékel, összehasonlít és a beavatkozó eszközökön keresztül szabályozza, vagy vezérli a megfelelő eszközt. A rendszerek kiépítés rendszerint az elektromos hálózat kialakításával párhuzamosan zajlik, ám külön-külön vezetékcsatornákban. A vezetékcsatornák jellemzően a falakban helyezkednek el, vakolás után nem láthatók többé (jó esetben). A vezetékek, érzékelők, központok telepítése hasonlóan a víz, vagy csatorna-rendszerekhez, meglehetősen nagy bontással járnak, a munkák nyomait a kőművesek, burkolók tüntetik el, teszik láthatatlanná azokat, azaz felöltöztetik a falakat. A telepítés után következik a programozás, beszabályozás, ettől a munkafázistól fog úgy működni minden, ahogyan az megtervezésre került.

A faelgázosító kazán

A fa égésének folyamatában a víz elpárolgása után gáznemű, éghető anyagok távoznak. Ez a gáz hozzáadott levegővel (másodlagos levegővel) keveredve erős, magas hőmérsékletű lángot eredményez. Ezzel a gázzal lehet akár világítani, főzni, vagy akár autót is hajtani. A II. világháborúban a németek megrendelésére gyártottak fagáz-készítő mobil eszközöket és teherautókra szerelve működtették ezeket. A pirolízis néven is emlegetett égési fázist felhasználja néhány kazángyártó. A kazánok a faelgázosító kazán nevet kapták, jelezve legfőbb tulajdonságukat. De miért is jó ez a kazán? Egy hagyományos vegyes tüzelésű kazán hatásfoka jobbára 50-70% környékén mozog akkor, ha nem kormos. A faelgázosító kazán ezzel szemben 80-90% körüli hatásfokkal égeti el a fát. A hatásfok miért is fontos?

A  faelgázosító kazán 4A fa elégésekor nagyrészt széndioxiddá és hamuvá válik. A füstgázokkal együtt távozik némi szilárd anyag is, ám nem jelentős mértékben. A gyengébb hatásfok mellett több hamu keletkezik, persze a jobb hatásfokú égés minimális hamut eredményez. Ugye könnyen belátható, hogy a kevesebb hamu mellett nagyobb mennyiségű forró gáz halad át a kazánon, ami nekünk hasznos, hiszen ezzel melegítjük fel a kazán hőcserélőjében a vizet, ami a
hőleadókban (radiátor, padlófűtés, mennyezetfűtés, falfűtés) hűl le és melegszik ismét fel visszatérve a kazánban. Az ideális kazán úgy nézne ki, hogy az éghető anyag teljesen elég, nem marad utána salak, a kéményben a gázok környezeti hőmérsékletre hűlnek, azaz a termelt hőmennyiség mind átadódik a fűtendő közegnek. Sajnos azonban ilyen nincs és nem is lenne jó, mert igen sok eszköz kellene az égés vezérlésére. A kémény, mint egyszerű gép, eltávolítja a füstgázokat gravitációs úton, és ugye maga után húzza a kazánba a friss levegőt, ami az égést táplálja. Igen ám, de a friss levegő hideg, jó-e ez nekünk?

Hát nem, de a begyújtás után keletkezik csak a meleg, amivel elő lehetne melegíteni az elsődleges levegőt. Addig azonban a fából kilépő elpárolgó víz gőze lecsapódik (kondenzálódik) a kazán hőcserélőjén, korrodálva azt. Ha ez a kondenzáció rövid ideig tart, nem okoz különösebb gondot, de hosszan tartó lecsapódás már jelentős élettartam-rövidülést okoz. Lehet rövidíteni ezt az időtartamot? Lehet, sőt kell is. Hasonlatosan az autó motorjának működéséhez, a faelgázosító kazán is rendelkezik egy kis vízkörrel, ami mind addig zárva van, amíg a kazán belső hőmérséklete nem emelkedik a megfelelő szintre, ahol megszűnik a kondenzáció és beindulhat a valódi égés. Ezután már a meleg víz eljuthat a puffertárolóba. A faelgázosító kazánok jó része kissé megerőszakolja a fizikát: a láng bennük ugyanis lefelé mutat. Brrr… Mire jó ez?
Nagyon is okos dolog! Gondoljuk át az egyszerű kályhában való tüzelést: Meggyújtjuk a fát, az ég, meleget csinálva, de rá kell rakni a friss tüzelőt, ami hideg, nedves. Mindaddig csak füstöl, amíg a friss tüzelő is át nem forrósodik, persze addig erőteljesen hűti (energiát von el) a tüzet. A faelgázosítóban azonban a láng lefelé mutat (fejjel lefelé ég), tehát az égő fára felülről kerül rá a friss, hideg tüzelő, nem hűtve a lángot és nem okoz kondenzációt sem. Mire a friss tüzelőre kerül a sor, lassan felmelegszik, kiszárad és könnyen meg fog gyulladni. Ugye milyen nagyszerű működési elv ez? Hát ezért jó faelgázosító kazánt üzemeltetni! Fontos azonban megjegyezni, hogy ezen kazánokat kizárólag puffer-tárolóval együtt lehet jól üzemeltetni és feltétlenül szükséges hozzájuk a fentebb említett kis vízkört kialakító termosztatikus keverőszeleppel egybeépített szivattyús egység is! Még egy igen fontos tudnivaló: a faelgázosító kazánokat száraz fával kell üzemeltetni, kiküszöbölendő a korrózió, az alacsony hatásfok. A frissen vágott, vagy a tüzelőanyag-telepeken kapható, az Isten szabad ege alatt ázó fa 50-70% vizet is tartalmazhat, a száraz fa 15-20%-ot. A két állapot között a fűtőérték arány 0,5:1-hez, ami azt jelenti, hogy a nedves fa fűtőértéke fele a száraz fáénak. Ugyan az a fa, hát hogyan lehetséges ez?!

A magyarázat a cikk elején található, tehát az égés kezdetén a fából elpárolog a víz, ami, ugye tudjuk, csak 100°C felett válik gőzzé (légnemű anyaggá), tehát csak efelett tud a kéményen eltávozni, persze hűtve a füstgázt és a hideg kéményen lecsapódva kátrányos léként lefolyik. ezek a folyamatok komoly energiaveszteséggel járnak, ennek fedezésére használódik fel a fele fűtőérték. A káros folyamtok, mint a nevében is benne van, károsak a kéményre, a kazánra, az egészségre és károsak az ezeket üzemeltetők pénztárcájára is, nagyon is!