A direkt elektromos árammal való fűtés lenne a jövő fűtési technológiája? (Áramvita 1. rész)

2020. máj. 11. hétfő, 14:20

Szakcikkünkben „Az elektromos fűtés a jövő megoldása! Optimális beruházás, maximális komfortérzet” című, elsősorban a laikus lakástulajdonosok számára ifj. Czinege Károly által írt könyvet végigolvasva fogalmazunk meg néhány, a szerző véleményétől esetenként eltérő gondolatot. Ezek érintik a direkt elektromos fűtések létjogosultságát, a költségek, a hőtárolás, valamint az elektromos áram napelemekkel történő kiváltásának kérdését.


A direkt elektromos fűtések létjogosultságáról, és a szabályozási eltérésről

A könyv szerzőjével egyetértek abban, hogy életünk számtalan területén néhány speciális fűtési feladatot szinte kizárólag elektromos fűtéssel lehet megoldani. Néhány példa ilyenekre:

  • fagyveszélyes térben haladó csövek kísérőfűtése,
  • esőcsatornák befagyás elleni védelme,
  • levegős hőszivattyúk karter- és tálcafűtése,
  • fürdőszobák kiegészítő fűtése,
  • tükörfűtés a fürdőszobában,
  • tartalék fűtés havária esetére,
  • nyaralók eseti fűtése,
  • rámpafűtés,

és még hosszan folytathatnánk. De semmiképpen nem sorolnám ide az épületfűtést, sem családi házaknál, sem intézményi méretekben.

A szerző a könyvében fontos megtakarítási tényezőnek tartja az elektromos fűtés mindössze ± 0,1 K hőmérsékletlengést okozó szobatermosztátját. Néhány oldallal később az elektromos hőtárolós padlófűtést méltatja, amelynél a padozat betontömegét javasolja puffertárolónak a 16 órás áramszünet áthidalására. Állítása szerint ez a megoldás a hagyományos gázfűtésnél olcsóbb üzemet biztosít. Ennél a megoldásnál az éjszaka betárolt hőmennyiség könnyen okoz 3-5 °C-os lengéseket, vagy túlfűtés, vagy alulfűtés következik be. Így a 0,1 °C-os hőmérsékleteltérést 30-50-szer meghaladó hőfokkilengés nyilván számottevő többletfogyasztást eredményezhet.

 

A költségekről

Találunk a könyvben egy összehasonlító táblázatot a hőszivattyús és az elektromos direkt padlófűtés között. Természetesen a legolcsóbb kivitelezési költség az elektromos padlófűtésnél jelentkezik. Arról nem esik szó, hogy az elektromos padlófűtés fűtővezetékein keresztül lehetetlen hűteni, viszont a hőszivattyús megoldásnál létesül egy komfort hűtési szolgáltatás is.

A napelemes kiváltású elektromos padlófűtés a jövőben semmilyen költséggel nem jár majd, nem úgy, mint a gázkazánok és a hőszivattyúk, amelyeket cserélni kell legkésőbb 20 év múlva, olvashatjuk a könyvben. Ezzel a napelemes rendszer inverterét a szerző örök életűnek vélelmezi.

Olvashatjuk, hogy a könyv szerzője megspórolt legalább 1 millió forintot a gázengedély és a kémény elmaradásán. Viszont  bekötött 3 x 32 ampert, aminél 64 x 4572 Ft = 292 608 Ft hálózatfejlesztési díjat kell fizetni napjainkban (mivel 32 A alanyi jogon jár a fogyasztónak). A nyugdíjas évekre gondolva telepített 15,4 kWp napelemet. Az inverter sem örökéletű úgy, ahogy a kazánok sem. Mennyibe kerülhet egy megfelelő teljesítményű 3 fázisú inverter? Elsőre a neten 851 000 Ft-os áron találtam 18 kW-os invertert 5 év garanciával. Itt tehát megjelenik egy eszköz, amelynek árán 2 korszerű kazánt lehetne vásárolni, ennek a cseréje is gondot okozhat majd a nyugdíjas években. Viszont azt állítja, a magasabb áramlekötés okán lehet majd elektromos autót is tölteni. Nyáron valóban, de télen a hideg éjszakákon az elektromos autó szívja magába az áramot, tehát további 3x32 ampert kell még igényelni, vagy téli éjszakákon nem lehet fűteni.


A hőtárolásról

Ha egy elektromos padlófűtés esetén a vezérelt áram nélküli órákra 16 óra x 5 kW=80 kWh energiamennyiséget kell betárolni a 100 m2 x 0,1 m = 10 m3  térfogatú, azaz kb. 22 tonna tömegű kavicsbetonba a méretezési állapotban, akkor a beton 0,84 kJ/kg K értékű fajhőjével számolva a betontömeg napi hőmérsékletváltozása meghaladja a 15 °C-t. Így a padlóburkolat felületi hőmérséklete pl. 20-35 °C között fog ingadozni.

Egy olyan helyiségben, ahol 22 °C-os hőmérsékletet szeretnénk tartani, ott vajon hogyan fog alakulni a szobahőmérséklet ilyen mértékben változó hőmérsékletű padlónál? Talán nem tévedek nagyot, ha azt vélelmezem, hogy a helyiséghőmérséklet 18 és 28°C közt fog ingadozni, ráadásul a legmelegebb alvásidőben lesz, reggel 5-6 óra körül.Ezek a vélelmezett ingadozások a méretezési külső hőmérsékletnél fognak előfordulni, de a tél döntő hányadában 0 °C körüli a külső hőmérséklet, amikor is feleződni fog az ingadozás, vagyis az épület belső hőmérséklete  20-25 °C között alakul, és a leghidegebb továbbra is az otthoni legmagasabb aktivitás idején, este 6-tól éjfélig lesz. A mai kor technikájának megfelelően egy helyiség hőmérsékletét ±0,2 °C eltérésen belül „illik” tartani, a több fokos ingadozások igen alacsony komfortszintet okoznak, ráadásul ez az ingadozás, illetve az időszakos túlfűtés energiapazarlást eredményez.

Ez a példánk arról szólt, milyen kellemetlenségekkel kell szembenéznünk, ha 16 órára való hőenergiát (mivel csak 8 órán keresztül áll rendelkezésre a vezérelt áram) közvetlenül a padlófűtés betontömegébe akarunk betárolni.

 

Ha ezzel szemben ugyanennek a háznak a 16 órányi fűtési hőigényét a szerelőbeton helyett egy fűtési célú puffertárolóban tárolnánk, akkor ennek a következő pozitív hatásai lennének:

  • nem rángatnánk a lakás és a szerelőbeton hőmérsékletét, nem repedne meg a hidegburkolat, és nem pattogzana ki a fugaanyag,
  • pontosan, néhány tized fokon belül tudnánk szabályozni a lakás hőmérsékletét,
  • ha másnap váratlanul jó idő köszöntene ránk, akkor a felesleges hőmennyiség a puffertárolóban marad, nem fűtjük túl a lakást még jobban a padlóba betárolt hőenergiával, amelyet energiapazarló módon csak az ablakon tudnánk kiengedni.


Fürdőszobák kiegészítő fűtésének legkiválóbb eszköze az elektromos kvarcsugárzó

 

A víz nagyobb megengedhető (kb. Dt=70 °C-os) hőmérsékletváltozásával és nagyobb fajhőjével számolva az előbbi hőmennyiség tárolására kb. 1000 kg víztömegre, azaz 1 m3-es puffertárolóra lenne szükség.

Mik a további előnyök a fűtőkábeles/fűtőfóliás, betonpufferes megoldáshoz képest?

  • A padlóban műanyag csövek kerülnek elhelyezésre, amelyek vélhetően hosszabb élettartamúak, mint egy fűtőfólia, vagy fűtőkábel.
  • Ezek a műanyag csövek nem sugároznak semmilyen mértékű elektroszmogot. A vizes padlófűtés által okozott „vízérsugárzás” csupán városi legenda, egyszerűen nem létezik.
  • A padlóban elhelyezett csöveket hűtési célra is lehet használni, rendkívül takarékosan – akár a kútvíz hűtőhatásának felhasználásával.
  • A puffertárolóból az épület hőigényének megfelelően vételezhetünk fűtési energiát, egyetlen felesleges Joule-t sem fogunk felhasználni, nem lesz túlfűtve a lakás.
  • Az épületben nem lesz kötelező az éjszakai magas hőmérséklet – kinek is volna erre szüksége – lehet éjszaka akár az alvásidőhöz illően kissé alacsonyabb hőfokot is tartani. Sőt, a puffertároló legkisebb hőkapacitása a vezérelt áram megjelenése előtti órákban várható, amely már az alvási időszakhoz kapcsolódik.
  • A jövőben a meglévő hőtermelőről igény esetén könnyedén át lehet váltani egy faelgázosító kazánra, amelyhez egy családi ház esetén megközelítőleg ekkora puffertároló szükséges.

 

Lesznek természetesen hátrányok is a fűtőkábeles/fűtőfóliás, betonpufferes megoldáshoz képest, vegyük ezeket sorra:

 

  • A puffertárolónak helyet kell biztosítani, amelynek átmérője 1 méter, magassága 2,3 m.
  • Olyan térben kell elhelyezni, amelyet egyébként is fűteni vagy temperálni szándékozunk, mert a hővesztesége egy kisebb radiátor teljesítményéhez hasonlítható. Így a telepítési helyen nem szükséges külön fűtésről gondoskodni, vagy csak kisebb kiegészítő hőleadó szükséges.
  • Szükség lesz egy időjáráskövető szabályzóra, egy szekunderoldali keringtető szivattyúra és egy keverőszelepre a fűtővíz hőmérsékletének pontos tartására.

 

Az elektromos áram napelemes kiváltásáról

Az elektromos fűtést forgalmazó cégek – így a tárgyalt könyv is – kivétel nélkül azzal képzelik elvenni a közismerten borsos árú elektromos fűtési költség élét, hogy napelemes kiváltást javasolnak. Büszkén vallják, hogy ezzel évtizedekre szólóan létrehoztak egy „karbantartásmentes” és ingyen üzemelő fűtési rendszert.

Néhány dolog azonban nem kerül megemlítésre:

  • A napelemek energiahozam-csökkenése folyamatos, a 20. évre várhatóan eléri a 15%-ot.
  • A napelemes erőművekben fontos feladat a napelemek felületének tisztán tartása. Családi házaknál vajon nem porosodik a felületük?
  • A gázkazános fűtési rendszerekhez tartozó nagyobb beruházási költségek és a karbantartási munkák elmaradása nagybetűkkel a kirakatba kerül. Viszont szó sem esik a napelemes inverterek élettartamáról, szükségszerű cseréjéről. A piac egyik etalon márkájának a most 10 éves inverterei sorban cserére szorulnak, jelezte az egyik napelemes tervező villamosmérnök. Egy ilyen háztartási méretű inverter árán kettő darab kondenzációs kazánt lehetne vásárolni, tehát a soha el nem romló ingyenes fűtési rendszer megint álom maradt.
  • A rendelkezésre álló tetőfelület rendszerint korlátozott méretű, képtelenség elhelyezni a teljes kiváltáshoz tartozó napelemfelületet. Több blogbejegyzést olvastam családi házak lakóitól, ahol a tulajdonos napelemmel kiváltotta a villamos fogyasztás egy részét, sosem az egészet. Ennek részleteiről nem szoktak nyilatkozni, általában anyagi jellegű lehet az ok, vagy a szükséges napelemfelület el sem férne a rendelkezésre álló tetőn. Az ilyen esetekben fizetendő maradék fűtési költség gyakorta hasonló, mintha gázkazános rendszert építettek volna ki.

 

Ilyen példáknál szoktunk segítségül hívni valamely nagy embertől származó szlogent, gyakran Einsteintől, de most egy Churchill-anekdota végső konklúziója jut eszembe: Nincs ingyenebéd!


Kardos Ferenc

 



A könyv szerzőjének néhány állítása, amelyekre a szakember összevonja a szemöldökét, és amelyekkel a szerző megtéveszti a laikus olvasót

1. A fűtési teljesítmény mértékegysége (elektromos áramnál is) nem kWh, hanem kW.

2. A jelenleg legjobb kondenzációs gázkazán hatásfoka nem maximum 92%, hanem – hatásfok alatt az éves átlagos kihasználási fokot értve - 99% az égéshőre vonatkoztatva (feltételezhetően a szerző az általa megadott 92%-ot ugyancsak az égéshőre vonatkoztatta).

3. 1 °C-szal alacsonyabb helyiséghőmérsékletnél nem 3-4%-kal csökken fűtési költség, hanem a (20-4) °C/19-4) °C hányados alapján ennek közel a duplájával, vagyis 6,7%-kal. Ezt a számot bizonyára jól megjegyezték azok a kollégák, akik már 40 éve, vagyis az olajválság „begyűrűzésének” időszakában is az épületgépész szakmában dolgoztak.

4. A hőátadás nem szinonimája a hővezetésnek, a hőátadás vagy konvekció a hővezetéstől eltérő hőtranszport folyamat, bár igaz az, hogy a hőátadással egyidejűleg a közegben hővezetés is fellép.

5. Az emberi test esetében nem hőveszteségről, hanem hőleadásról beszélünk.

6. A „ronda vízcsövek körben a lakásban” a melegvizes fűtéseknél is alkalmazott korszerű szereléstechnológiáknak köszönhetően már régóta a múlté.

7. A 10. év végén jelentkező fűtési költség nem egyenlő az 1. év fűtési költségének tízszeresével, tekintettel arra, hogy a pénz időértéke változik az idő múlásával.

8. Kevésbé hihető a szerző azon állítása, hogy „Szakmai cikkek alapján a 20 éve – Németországban – felszerelt napelemek ma is kb. 80-85%-os hatásfokkal termelnek, biztosítva a közel nulla költségeket.” Gyaníthatóan a szerző arra gondol, hogy a 20 éve üzemelő napelemek éves energiahozama az 1. üzemév energiahozamához képest 15 – 20%-kal csökkent, ami azért egy kicsit más, mint amit állított. (Egyébként a háromrétegű szolárcellák hatásfokáról olvasóink figyelmébe ajánlom a 2019. októberi számunk 20. oldalán megjelent rövid cikket.)

9. A helyiségek légköbméterére számolt hőveszteség számítási mód a szerző állításával ellentétben már nagyon régóta nem általánosan elfogadott számítási mód.

10. A passzívházakra a könyvben megadott 12-18 W/légm3=32,4-48,6 W/m2 fajlagos hőveszteség túl nagy, ez 3-5-szöröse a valós értéknek.

11. Igaz, hogy az elektromos infrafűtés nem von el oxigént a helyiség levegőjéből, de ez a zárt égésterű gázkészülékeket is jellemzi. Ugyanez vonatkozik valamennyi hőszivattyúra, zárt égésterű kandallóra, hűtő-fűtő splitklímára, vagyis gyakorlatilag minden korszerű fűtőberendezésre.

12. Hamis az az állítás, hogy „gázkészülék soha nincs kémény nélkül”, lásd többek között a vízszintes égéstermék-kivezetésű zárt égésterű gázkészülékeket.

13. Ugyancsak hamis az az állítás, hogy „1 liter víz felmelegítéséhez pl. 15-ről 35 °C-ra egységnyi energia kell.” Az ehhez szükséges energiamennyiség 83,6 kJ= 0,232 kWh, tehát az egyik szokásos mértékegységben sem egységnyi.

14. A szerző a falra festi az ördögöt, és ezzel megint csak hamisat állít azzal, hogy hazánkban évente 30-50 halálos szén-monoxid-mérgezés történik. Ezzel szemben az Országos Katasztrófavédelmi Főigazgatóság honlapján 2012, 2013 és 2014 évekre vonatkozóan enyhén csökkenő tendenciájú (14, 13 és 12) éves halálesetről olvashatunk. Nem tartom valószínűnek, hogy a halálos CO-mérgezések száma az utóbbi 4-5 évben a kétszeresére-négyszeresére növekedett volna.


Dr. Vajda József


 

Utoljára frissítve: 2020. máj. 15. péntek, 12:17
Megjelent: 1832 alkalommal
Értékelés:
(0 szavazat)