AZ ÉPÜLETEKEN KIALAKULÓ ENERGIAFORGALOM VIZSGÁLATÁNAK

NÉHÁNY KÉRDÉSE

Energetikai auditor képzés

Dr.Várfalvi János PhD. CScBME Hőfizikai Laboratórium

ÉPÜLETENERGETIKA

Az alkotók csoportja

Az eredmények

Állami szervek

Tulajdonosok

Beruházók

Bankok

Gyártók

Energia szolgáltatók

Tervezők

Kivitelezők

Egyesületek,stb

Energia felhasználás mértéke

Költségek, költségvetés

Széndioxid kibocsátás

Belső komfort

A felhasználás energia összetétele

Mint a gazdaság eleme

ÉPÜLETENERGETIKA

Mint önálló rendszer

ÉPÜLETENERGETIKA

ÉPÜLETENERGETIKAÉPÜLETENERGETIKA

ÉPÜLET, mint épületfizikai

alrendszer

GÉPÉSZET,mint hőbevezető és -előállító alrendszer

ENERGIASZÁRMAZTATÁS,

mint energiahordozó alrendszer

NÉHÁNY KOMPONENS

falazóelemek hőszigetelések hőhidak üvegszerkezetek stb.

NÉHÁNY KOMPONENS

kazánok hőleadók hővisszanyerők szabályozóelemek stb.

NÉHÁNY KOMPONENS

távhőellátás gázszolgáltatás napenergia geotermikus energia stb.

Jelenség és definíció

HŐHIDAK

MEGÁLLAPÍTÁS:Hőhíd= többdimenziós hővezetés

Belső hőm.

Külső hőm.

A hőhidak jellemzői, a hőátbocsátási tényező

HŐHIDAK

MEGÁLLAPÍTÁS: Hőhídnak nincs rétegrendi „U”-ja

q és (ti-te) kapcsolat: )tt(*1d1

1)tt(*Uq ei

ei

ei

Az „U” két szemszögből:

e1d

i1

1

)tt(

qU

ei

Q

Q

Q

Q1 Q2

Qx Qy

ti

te

q

A hőhidak jellemzői, a „kalorikus” U

HŐHIDAK

MEGÁLLAPÍTÁS: Hőhídnak van kalorikus „U”-ja (Uh)

Q

-Zh +Zh

Zh

Zh

QdxQh

Qh

Qh

)teti(

QhUh

A hőhidak jellemzői, a vonalmenti hőátb.tényező

HŐHIDAK

1*Zh*)teti(*Uo1*Zh*)teti(*Uhm1Q

Q

-Zh +Zh

Zh

Uo-lal számítható hőáram

Hőhíd + Q

Zh*)UoUh(*Zh*UoZh*UhUl

A hőhidak jellemzői, a th és a Zh

HŐHIDAK

Q

-Zh +Zh

Zhti

te

th1

1*(ti-te)=*(th-te)

= (th-te)/ (ti-te)

2

30x30

Porotherm 30 N+F

3

Könnyűszerkezet 10cm hőszigeteléssel .

60

Ul(WmK) 0,176 0,316 0,061

Uo(Wm2K) 1,43 0,589 0,352

l/ AH 1/4 1/4 1/0,6

1

30x30 B-30

Pillérosztás 4m

Ul/Uo*1/AH 3,1% 13,4% 28,8%

A hőhidasság minősítése

HŐHIDAK

13 2

132

Ul/ Uo 0,123 0,537 0,1731 23

1,2 1,2 3

1 2 3

MEGÁLLAPÍTÁS: Hőhídasság komplex jellemző

A vizsgált könnyűszerkezetes hőhíd jellemzői

külső felületképzés

40 mm hab

15 mm OSB lap

150 mm üveggyapot

12,5 mm gipszkarton lap

12,5 mm gipszkarton lap

belső felületképzés

62,5 cm

FONTOSABB KÉRDÉSEK

1. Lesz-e hőtechnikai hatása a „C” profiloknak?

2. Rontja-e a kivitelezés a hőtechnikai viszonyokat?

3. A jellemzők milyen eszközökkel vizsgálhatók?

HŐHIDAKA hőhidak vizsgálata

19,8

20

20,2

20,4

20,6

20,8

21

21,2

21,4

21,6

21,8

22

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40

t (°C)

HŐHIDAKA hőhidak vizsgálata termovízióval

HŐHIDAKTermovíziós vizsgálat értékelése

0,625m21m

SAROK HŐHÍD

Ul= 0,144W/K

ts=21,00 to=21,52

0,144/0,052=2,8

Hőhíd-szakasz vizsgált felülete:0,625m2

Hőhíd- szakasz jellemző hőm: 21,52°C

A hőhídmentes szakasz hőm. 21,73°C

Hőáram a hőhíd- szakaszon : 2,40W

Hőáram hőhídmentes szakaszon : 1,36W

Mértékadó belső hőm: 22°CMértékadó külső hőm: 2°C

A hő-áram növekménye : 1,04W

A hő-áram növekménye 1K hőmérséklet-különbségre: 0,052W/K

A hő-áram növekménye 1m hosszú hőhíd-szakaszra: Ul= 0,052W/K

HŐHIDAKVizsgálata számítógépes numerikus szimul.

1.Differencia egyenletrendszer felírása

2.Peremfeltételek meghatározása

3. Az egyenletrendszer matematikai megoldása

1.Réteghatárokon elemi hőmérlegek módszere, kb.50000 egyenlet

2.Sarkokban a hely szerint változó hőátadási tényezők

3.Szukcesszív hiperrelaxáció

A hővezetés általános differenciálegyenlete

Hőforrás=0t = f (x, y)

LAPLACE

NÉHÁNY JELLEMZŐ

NÉHÁNY TECHNIKAI ELEM

HŐHIDAKSzimuláció és termovízió

17

17,5

18

18,5

19

19,5

0 100 200 300 400 500 600

x (mm)

t (°

C)

ti=20°C; te=-5°C

szim=0,904

term=0,950

ti

te

th

ti=22°C; te=2°C

19,8

20

20,2

20,4

20,6

20,8

21

21,2

21,4

21,6

21,8

22

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40

t (°C)

A számításokat elvégezve, a szimulációs érték: Ul=0,054W/mK

Emlékeztetőül, a termovíziós érték : Ul=0,052W/mK

MEGÁLLAPÍTÁS: A szimuláció és a termovízió azonos eredményt hozott.

62,5 cm

Qo=Uo*A

QH=Ul*1/2

QH=Ul*1/2

Qeredő=Uo*A+Ul

Ueredő=(Uo*A+Ul)/A

Ueredő=0,285W/m2K

Uo=0,195W/m2K

Ueredő/Uo=1,46

1. Lesz-e hőtechnikai hatása a „C” profiloknak?

2. Rontja-e a kivitelezésnek a hőtechnikai viszonyokat?

3. A hőtechnikai jellemzők milyen eszközökkel vizsgálhatók?

HŐHIDAKSzimuláció , termovízió és válaszok

B3030x30

VB

1,6

1,7

1,8

1,9

2

0 4 8 12 16 20dszig ( cm)

qh/q

ti=20°C; te=-5°C

89

10111213

141516171819

0 100 200 300 400 500

x (mm)

tf

(oC)

Szigeteletlen 4 cm szigetelés

HŐHIDAKMegszünteti-e a hőszigetelés a hatásukat?

Uo=0,6

HŐHIDAKSzámítási példa, a feladat meghatározása

Külső sarokUl=0,1; l=2,6

Tető födémUl=0,1; l=2,6

AblakbeépítésUl=0,35; l=6,6

Közbenső födémUl=0,08; l=6,6

T csatlakozásUl=0,05; l=2,6

Afal=2,6*2,6-(1,8*1,5)=4,06m2

Qfal=Uo*Afal+Ul*l

Ueredő=Uo*+Ul*l/Afal

Ul*l=3,5

Ueredő=1,46

Ueredő/Uo=2,44

HŐHIDAKSzámítási példa, a hőhíd javítása

RégiÚj

Ul=0

Ul*l=0,86

Ueredő=0,81

Ueredő/Uo=1,35

Ueredő/Uo=2,44 volt a régi

Mennyi hőszigetelést ér az új ablakbeépítés?

R=1/Uúj-1/Urégi

R=0,55m2K/W

R=0,55=dszig/szig

Ha szig=0,05W/mK

Akkor dszig=3cm

ÜVEGSZERKEZETEKEnergia komponensek

Transzmissziós (hőátviteli) komponensek

Szoláris komponensek

Keret Üveg HőhídSugárzási

transzmisszióElnyelt hányad

konvekciója

ÜvegUk UÜ

Ul

Uüsz=(Uk*Ak+Uü*Aü+Ul*Kü)/AüszNaptényező

„g” tényező

ÜVEGSZERKEZETEKA keret és a beépítés hőtechnikai jellemzői

Megnevezés U(W/m2K)

Alumínium 5,4-5,8

Alumínium hőhíd men. 3,0-3,5

Fenyő 1,5-1,6

Exoták 2,0

Egyesített szárnyú 1,3

Műanyag egykamrás 2,3

Több kamrás mer.nélk. 1,5

Több kamrás mer.-sel 1,8

Ul0,08W/mK

ÜVEGSZERKEZETEKAz hőtechnikai jellemzői, a fejlődés útja

A légréteg vastagság 6,9,12,16

Üvegrétegek száma 2-6 réteg

3-1,1W/m2K

Gáztöltés Arg:0,017; Kry:0,009

Xen:0,005 2,4W/m2K

Vákuum 2,2 W/m2K

Épületfizikai elemzés szükséges

e

10-15%

15-25%

60-70%

LOW-e bevonat

Uü=1,6W/m2K

+ Gáztöltés Uü=1,2W/m2K

A vizsgált üvegezés ADATGYÜJTŐ

SZÁMÍTÓGÉP

2

1

3

4

5

1.Külső felületi hőmérséklet2.Belső felületi hőmérséklet3.Hőáram mérő4.Belső léghőmérséklet5.Külső léghőmérséklet

ÜVEGSZERKEZETEKHelyszíni mérés, a kapcsolási séma

ÜVEGSZERKEZETEKHelyszíni mérés, mérési eredmények

1. vizsgálati szakasz

0

5

10

15

20

25

0 5 10 15 20 25 30 35 40

mérések száma

t(oC)

q(W/m2)

belső léghőméeséklet külső léghőmérséklet

felületi hőmérséklet különbség hőáramsűrűség

Belső léghőmérséklet oC 21,11

Külső léghőmérséklet oC 3,1

Felületi hőmérséklet különbség oC 12,7575

Hőáramsűrűség W/m2 19,7675

Hővezetési ellenállás m2K/W 0,64538

1/i+1/e m2K/W 0,166

Hőátbocsátási tényező W/m2K 1,232

ÜVEGSZERKEZETEKHelyszíni mérés, mérési eredmények

2. vizsgálati szakasz

0

5

10

15

20

25

0 5 10 15 20 25 30 35 40

t(oC )

q(W/m2)

mérések száma

belső léghőméeséklet külső léghőmérséklet

felületi hőmérséklet különbség hőáramsűrűség

Belső léghőmérséklet oC 21,63333

Külső léghőmérséklet oC 6,5

Felületi hőmérséklet különbség oC 11,19444

Hőáramsűrűség W/m2 17,3806

Hővezetési ellenállás m2K/W 0,64408

1/i+1/e m2K/W 0,166

Hőátbocsátási tényező W/m2K 1,234

1. Vizsgálat U=1,232 W/m2K

2. Vizsgálat U=1,234 W/m2K

3. Vizsgálat U=1,278 W/m2K

ÜVEGSZERKEZETEKNapvédő bevonatok

IR

IN

IA

IT

IN=IR+IT+IA 1=R+T+A

Megnevezés R T A BE

3mm-es üveg 8% 87% 5% 87-88%

Abszorpciós üveg 5% 50 45% 65-70%

Reflexiós 30 50 20 55-60%

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

0 1 2 3Qg/Ql

8 h

1 nap

2 nap

1 hét

végtelen

BELSŐ NYERESÉGA hasznosítási tényező (éta)

1Q

QgH

C 1a

a

1

1

1a

a

00aa

=1

a0 0(h)

Havi 1 16

Idény 0,8 28