Skip to content

Commit

Permalink
Added TRV and heat capacity
Browse files Browse the repository at this point in the history
  • Loading branch information
@gaborauth
gaborauth committed Dec 17, 2023
1 parent 18f5c4d commit 82337a4
Showing 1 changed file with 187 additions and 6 deletions.
193 changes: 187 additions & 6 deletions futes.html
View file
Original file line number Diff line number Diff line change
Expand Up @@ -349,13 +349,194 @@ <h3>4.2. Átfolyós vízmelegítő</h3>
<h2>5. A hőkapacitás és hőszigetelés fontossága</h2>

<p>
Ha egy-egy helyiségben, a fűtés kikapcsolásával 24 óra alatt 1-2 °C nagyobb a hőmérséklet csökkenése egy átlagos hideg téli napon, akkor ott
energetikai fejlesztésre van szükség, nem okosításra. Ami pénzt okosításra költenél, azt tedd félre hőszigetelésre vagy nyílászáró cserére. Az
okosítással csak a nem elegendő hőszigetelés miatt elrontott komfortot tudod "okosan" emelni. Ha könnyűszerkezetes házad van, gondolkodj el
hőkapacitás beépítésén, mert növeli a komfortot, ha van néhány (tucat) tonna átmelegedett anyag a belső térben, ami egy beton födémes és tömör
téglás épületben adott.
Áltagos kő-, beton-, vagy téglaépület esetén, ha egy-egy helyiségben a fűtés kikapcsolásával 24 óra alatt 1-2 °C nagyobb a hőmérséklet
csökkenése egy átlagos hideg téli napon, akkor ott energetikai fejlesztésre van szükség, nem okosításra. Ami pénzt okosításra költenél,
azt tedd félre hőszigetelésre vagy nyílászáró cserére. Az okosítással csak a nem elegendő hőszigetelés miatt elrontott komfortot
tudod "okosan" emelni.
</p>

<p>Szóval legyen benn hőkapacitás és legyen megfelelő hőszigetelés. Minden más csak körbetákolása a problémának.</p>
<p>
Ha könnyűszerkezetes házad van, akkor gondolkodj el hőkapacitás beépítésén (lásd például tömegkályha), mert növeli a komfortot,
ha van néhány (tucat) tonna átmelegedett anyag a belső térben, ami egy beton födémes és tömör téglás épületben adott. Nyilván a
hőkapacitás emelése építészeti és statikai megfontolásokat is igényel, illetve helyet vesz el a belső térből...
</p>

<h3>5.1 Miért fontos a hőkapacitás?</h3>

<p>
A hőenergia áramlása viszonylag jól modellezhető egy nagy úszómedencével.
</p>

<p>
A ház hőkapacitása hasonlítható a medence térfogatával, minél nagyobb a medence térfogata, annál több víz tárolható
benne &ndash; minél nagyobb a ház hőkapacitása, annál több hőenergia tárolható benne.
</p>

<p>
A ház hővesztesége hasonlítható a medence leeresztő csövének a keresztmetszetével, minél nagyobb ennek a csőnek a
keresztmetszete, annál gyorsabban fogy el a víz a medencéből &ndash; minél nagyobb a ház hővesztesége (vagyis rosszabb
a hőszigeteltsége), annál hamarabb elfogy a ház szerkezetében tárolható hőenergia.
</p>

<p>
A ház fűtése hasonlítható a medence töltő csövének a keresztmetszetével, minél nagyobb ennek a csőnek a
keresztmetszete, annál gyorsabban fogja a víz a medencét megtölteni &ndash; minél több hőenergiát adunk a házba
adott idő alatt, annál gyorsabban fogja a házat a hőenergia "megtölteni".
</p>

<p>
A ház hőmérséklete hasonlítható a medence vízszintjéhez, minél több víz van a medencében, annál magasabb a vízszint
&ndash; minél több hőenergia van a házban, annál magasabb a hőmérséklete.
</p>

<p>
A ház hőmérséklet csökkenése vagy növekedése hasonlítható a medence vízszint változásához, minél nagyobb a medence,
annál lassabban változik a vízszint &ndash; minél több hőkapacitása van a háznak, annál lassabban változik a hőmérséklete.
</p>

<p>
A termosztát a medence vízszintjének a mérője, amivel a medence töltő csövét szabályozzuk, hogy a vízszintet a kívánt
szinten tartsuk &ndash; a termosztát a ház hőmérsékletének a mérője, amivel a fűtést szabályozzuk, hogy a hőmérsékletet
a kívánt szinten tartsuk.
</p>

<p>
Ha mindezt elképzeled, akkor láthatod, hogy az ideális medence töltés pont annyi vizet enged a medencébe, amennyi
abból épp elfolyik, vagyis nem a vízszintet méred, hanem az elfolyó víz mennyiségét &ndash; az ideális fűtés mindig annyi
hőenergiát ad a házba, amennyi épp a ház hőenergia vesztesége.
</p>

<p>
A problémát az okozza, hogy a legtöbb fűtésnek van tehetetlensége, nem tudja azonnal változtatni a hőenergia leadását,
így mindig van egy kis késés a fűtés hőenergiája és a hőveszteség között; illetve a legtöbb fűtés nem tudja a teljesítményét
tetszőlegesen kis lépésekben beállítani. Ugyanígy probléma, hogy a ház körüli környezet túl sok paraméterét kellene mérni
(hőmérsékletet, szelet, szélirányt, esőt, napsütést, satöbbit), hogy pontosan tudjuk, hogy épp mennyi hőenergiát veszít a ház.
</p>

<p>
Ha a medencének nagy a térfogata és sok víz van benne tárolva, akkor ezek a problémák nem okoznak túl nagy gondot, mert a
medence vízszintje csak lassan fog csökkenni vagy növekedni &ndash; ha a háznak nagy a hőkapacitása és sok hőenergia van benne
tárolva, akkor a hőmérséklete csak lassan fog változni, így a fűtésnek van ideje a hőveszteség változására reagálni, illetve elég
nagyjából tudni a hőveszteséget és a fűtés vezérlése is jóval egyszerűbb lehet.
</p>

<p>
Szóval legyen benn hőkapacitás és legyen megfelelő hőszigetelés. Minden más csak körbetákolása a problémának.
</p>

<h2>6. Termosztatikus szelep (TRV &ndash; thermostatic radiator valve)</h2>

<p>
A termosztatikus radiátor szelep egy passzív és önműködő szelep, ami azt a célt szolgálja, hogy
az adott helyiség hőmérsékletének függvényében szabályozza a radiátoron átfolyó víz mennyiségét.
</p>

<p>
A felépítését tekintve van benne egy rugó, egy hőmérséklet hatására táguló-zsugorodó patron és egy szelep. A skálát
tartalmazó tekerővel a rugót nyomjuk össze, a rugó nyomja a hőérzékeny patront, a patron pedig nyomja a szelepet, így
ha a patron tágul, akkor a szelep beljebb nyomásával jobban elzárja a víz útját.
</p>

<p>
Közkeletű tévedés, hogy a termosztatikus radiátor szelep adott hőmérséklet alatt elzár és felette pedig nyit.
Ez nem teljesen igaz, ezért nincs a termosztatikus szelepen pontos hőmérsékleti skála, csak egy számokkal jelölt skála,
ami nagyjából megfelel a hőmérsékletnek.
</p>

<p>
Nézzük például a "3" jelzést, ekkor &ndash; nagyjából az összes gyártó esetén &ndash; ~20 °C hőmérsékletnél félig nyitva
tartja a szelepet, ~18 °C hőmérséklet esetén nyitja teljesen- és ~22 °C hőmérséklet esetén zárja teljesen a szelepet.
Tehát a gyakorlatban ~4 °C hőmérsékleti tartományban nyitja ki és zárja el teljesen a szelepet. Mit jelent ez?
Azt, hogy ha nem állnak fenn speciális körülmények, akkor soha nem lesz ~20 °C a helyiségben, hanem mindig valamivel
alacsonyabb vagy magasabb. Miért?
</p>

<p>
A magyarázathoz hátra kell lépnünk pár lépést és meg kell értenünk, hogy működk a radiátor &ndash; ami a nevével ellentétben
főképp nem radiációval (hősugárzással) adja le a hőt, hanem konvekcióval (hőáramlással), pláne, ha alacsony a vízhőmérséklet.
A radiátor üzemszerű működése közben a radiátoron keresztül áramló a víz lehűl és átadja a hőenergiáját a radiátor felületén
és lemezein át áramló levegőnek, illetve lead valamennyit hősugárzással is.
</p>

<p>
A lényeg az, hogy a radiátor által leadott hőenergia a radiátor bejövő és visszatérő ágának a hőmérséklet különbségétől, illetve
az átáramló víz mennyiségétől függ: minél nagyobb a hőmérséklet különbség, annál nagyobb a hőleadás, minél nagyobb az
átáramló víz mennyisége, annál nagyobb a hőleadás. Tulajdonképpen a leadott hőenergia a kettő szorzatával arányos.
</p>

<p>
Nyilván egy radiátor nem tud végtelen mennyiségű hőt leadni, így van egy maximuma, ami a gyártó által megadott
hőmérséklet különbség és átáramló vízmennyiség mellett adott levegőhőmérséleten leadható hőenergia. Ha ehhez képest például
növelni kezdjük a víz áramlási sebességét, akkor a radiátorban a víz nem tud kellően lehűlni, növekedni fog a visszatérő
ágban a víz hőmérséklete, a nagyobb átáramló vízmennyiség ellenére csökkenni fog a hőleadás (egy nagyobb számot szorzunk össze
egy kisebb számmal). Ha csökkentjük a víz áramlási sebességét, akkor a radiátorban a víz jobban lehűl, csökkenni fog
a visszatérő ágban a víz hőmérséklete (kisebb számot szorzunk egy nagyobb számmal). Mind a három esetben ugyanannyi
lehet a radiátor által leadott hőenergia.
</p>

<p>
Térjünk vissza oda, hogy a fűtéssel mindig hőveszteséget pótolunk, a hőveszteséget pedig a külső időjárás befolyásolja érdemben.
Például, ha a helyiségben szeretnénk elérni 20 °C hőmérsékletet, akkor ehhez
</p>
<ul>
<li>0 watt teljesítmény kell, ha kinn 20 °C van;</li>
<li>1000 watt teljesítmény kell, ha kinn 10 °C van;</li>
<li>2000 watt teljesítmény kell, ha kinn 0 °C van;</li>
<li>3000 watt teljesítmény kell, ha kinn -10 °C van;</li>
<li>illetve 4000 watt teljesítmény kell, ha kinn -20 °C van.</li>
</ul>

<p>
A radiátor teljesítményét kell tudnunk változtatni 0 és 4000 watt között, de erre a termosztatikus radiátor szelep nem képes.
A termosztatikus radiátor szelep arra képes, hogy a radiátoron átfolyó víz mennyiségét változtassa a szoba hőmérsékletének
függvényében, mit sem tudva arról, hogy a szobának mennyi a hővesztesége és hány wattot kellene leadnia a radiátornak.
</p>

<p>
Tegyük fel, hogy a radiátor 4000 wattot tud leadni, ha a szelep 100 százalékban nyitva van. Ha például "3" állásban van és
</p>
<ul>
<li>18 °C van, akkor 100 százalékban nyitja a szelepet, ekkor ad le a radiátor 4000 wattot,</li>
<li>19 °C esetén 75 százalékban nyitja a szelepet, ekkor ad le a radiátor 3000 wattot,</li>
<li>20 °C esetén 50 százalékban nyitja a szelepet, ekkor ad le a radiátor 2000 wattot,</li>
<li>21 °C esetén 25 százalékban nyitja a szelepet, ekkor ad le a radiátor 1000 wattot,</li>
<li>22 °C esetén teljesen zárja a szelepet, ekkor ad le a radiátor 0 wattot.</li>
</ul>

<p>
Láthatjuk, hogy a radiátor leadott teljesítménye és a szoba hővesztesége más-más hőmérsékleten ér össze: ha a szoba
hővesztesége 4000 watt, akkor a radiátor 18 °C hőmérsékleten ad le 4000 wattot, ha a szoba hővesztesége 0 watt,
akkor a radiátor 22 °C hőmérsékleten ad le 0 wattot. A szoba hőmérséklete a külső hőmérsékletet követi, ezt hívják
egyébként a szabályozástechnikában arányos hibának.
</p>

<p>
Ez nyilván leegyszerűsített állapot, mert a radiátor hőleadása nem lineáris, a szoba hővesztesége sem teljesen lineáris,
a radiátor hőleadása nem csak a víz áramlási sebességétől függ, hanem a víz hőmérsékletétől is és a többi, de a lényeg az, hogy
a termosztatikus radiátor szelep nem tudja a beállított hőmérsékletet tartani, csak a beállított hőmérséklet körül tudja
tartani a szoba hőmérsékletét.
</p>

<p>
További probléma, ha a kazán időszakosan működik csak, mert például a 18 fokos szobában a termosztatikus radiátor szelep
teljesen ki van nyitva, a kazán bekapcsol, beáramlik a forró víz a radiátorba, elkezd gyorsan felmelegedni a szoba, viszont
a termosztatikus radiátor szelep kb. fél órás késéssel észleli ezt, addig lehet, hogy már 22 °C van a szobában, ekkor
teljesen bezárja a szelepet, de ilyenkor a radiátorban még mindig forró víz van, így a szoba tovább melegszik, amíg a radiátorban
lévő víz le nem hűl. Gyönyörű hőmérsékleti ingadozásokat lehet így produkálni.
</p>

<h3>6.1. Mikor működik jól a termosztatikus radiátor szelep?</h3>

<p>
Dobpergés: ha vízhőmérséklet időjáráskövető és a víz áramlása folyamatos.
</p>

<p>
Ha a radiátorba befolyó víz hőmérsékletét a külső hőmérséklet függvényében tudjuk változtatni, akkor a radiátor hőleadása
is változni fog a külső hőmérséklet függvényében, így a termosztatikus radiátor szelep "3" állásban kb. 50 százalékos nyitása
mellett is változik a radiátor által leadott teljesítmény, mert alacsonyabb befolyó hőmérsékletű víz kevesebb hőt tud leadni. Tehát
így a termosztatikus radiátor szelep a szoba hőmérsékletét sokkal pontosabban a beállított hőmérséklet körül tudja tartani, a zavaró
környezeti változásokat (napsütés, szél, eső, satöbbi) pedig kis változtatással le tudja követni.
</p>
</body>
</html>

0 comments on commit 82337a4

Please sign in to comment.