Felmerült bennem a kérdés, hogy jó ötlet-e a falakat fűteni, ha egyszer a radiátor mögé helyezett hőtükör energiamegtakarítást nyújt azáltal, hogy nem a fal felé megy az energia.
A felületfűtés előnyei:
-A nagy hőátadó felület miatt alacsony előremenő hőfok. Ez lehetővé teszi kondenzációs kazán, hőszivattyú, napenergia használatát, illetve fatüzelés esetén megnöveli a puffertartály kapacitását.
-Szintén a nagy hőátadó felület miatt nyáron a páralecsapódás veszélye nélkül hűthetjük is vele a lakást. A padlófűtés ehhez nem jó helyen van, ehhez a legideálisabb a mennyezetfűtés.
-Megszünteti vagy csökkenti a hőmérsékleti rétegződést (főleg ha minden hűlő felületet megfelelő mértékben hűtünk, azaz padló, fal és mennyezetfűtés együttesen)
-A meleg falak miatt a léghőmérséklet ugyanolyan hőmérséklet mellett alacsonyabban tartható, ami takarékosabb fűtést jelent.
Támogatói utóbbi két tulajdonsága miatt olcsóbban üzemeltethetőnek mondják a radiátoros fűtésnél.
A mellékelt ábra a sugárzási és léghőfok összefüggését ábrázolja. Az optimális hőérzetnek vegyük akkor a sug:10 lég:30 és a sug:30 lég:15 pontokat összekötő zöld egyenest. Mindig olyan pontokat választok, amik ezen az egyenesen fekszenek, azaz egyforma hőérzetet biztosítanak.
A léghőmérséklet tartósan nem mehet a sugárzási hőmérséklet alá, csak átmenetileg a felfűtési szakaszban. Ha ugyanis minden hűlő határolófelület 21,4 fokos, akkor a nem hűlő felületek (belső falak, bútorok) szintén idővel erre a hőfokra melegszenek és így a levegő csupa ilyen hőfokú felülettel érintkezve maga is kénytelen 21,4 fokos lenni. Így a legalacsonyabb léghőfok, ami a felületfűtés mellett beállítható, magának a felületnek a hőfoka, ami, ha az előbbi egyenesen van, 21,43 fok.
Az ideális felületfűtés legyen olyan, hogy minden felület pontosan 21,4 fokos (tehát pl. ablakok nincsenek), a hőhidaknál sűrűbb csövezéssel és minden hűlő felületet becsövezve elérhetjük ezt.
Milyen tulajdonságai vannak ennek az elképzelt ideális felületfűtésnek?
-Megszűnik a levegő hőmérsékleti rétegződése, hiszen mindenütt ugyanolyan meleg van, sehol nem tud felmelegedni-felszállni illeve lehűlni-lefolyni.
-A falak elé tolt bútornak, rá akasztott képnek, falsziőnyegnek, padlószőnyegnek nincs semmilyen hatása, nem rontja vagy javítja a fűtést, hiszen befelé nem folyik hőáram, minden pontban csak a kifelé veszteségként elfolyó energiát pótoljuk.
-A kinti hőfoktól függetlenül a fal belső felét mindig ugyanzon a hőfokon kell tartani. (Mármint a víz hőfoka változik, de a fal átlaghőfoka nem, azaz a vezérlésre alkalmas a fal egy csövek közötti pontjába helyezett érzékelő) Ha nincs belső hőforrás (pl. vasalás, napsütéstől felmelegedő bútor, stb.), akkor nem lesz hőingás a helyiségben. A hőmérséklet változtatásakor azonban a hőtehetetlenséget figyelembe kell venni - ez legnagyobb a padlófűtés esetében.
-Sem sugárzó meleget sem sugárzó hideget nem érzünk. (A "sugárzó hideg" egy illúzió, ami abból ered, hogy a felület nem kompenzálja kellően a testünktől a felület felé sugárzó energiát a maga által sugárzottal) Megérintve a hidegburkolatok kissé hidegek, a melegburkolatok nem, de nem is melegek. Ez olyan "semmilyen" érzet, de ne feledjük Lao Ce szavait:
Mikor a szépet megismerik, felbukkan a rút is; mikor a jót megismerik, felbukkan a rossz is. |
Kérdés, hogy az energiatakarékosságot csak a hőmérsékleti rétegződés elmaradása okozza, vagy önmagában az, hogy alacsonyabb léghőfok elegendő ugyanahhoz a hőérzethez? Három falazatra számoltam végig a kérdést. Az első a B30-as téglából épült, a második Porotherm38 N+F téglából, a harmadik pedig 30 centis kisméretű tégla falazat, rajta 10 centiméter EPS hőszigetelés. Belül 1,5 centi, kint 2 centi javított mészhabarcs vakolat (az EPS-en kint nincs). A falfűtésnél levontam a belső 1,5 centi vakolat hatását és a 8 W/nmK belső oldali hőátadási tényező hatását - utóbbi miatt hidegebb légfűtésnél a fal belső fele, mint a léghőfok, mert nem nulla közöttük a hőellenállás. A levegő hőfoka - a fenti "ideális hőérzet egyeneséhez" ragaszkodva falfűtésnél 21,4 fok, légfűtésnél pedig a legrosszabb esetet vettem. Például a B30-as falnál 24,1 fokos léghőmérséklet mellett 17,8 fok a fal belső oldalának hőfoka, ez a pont illeszkedik az ideális hőérzet egyenesére. Ez azzal a feltételezéssel igaz, hogy a szoba teljesen üres, és minden határoló fala 17,8 fokos, ekkor lesz a sugárzási hőfok 17,8. Ha vannak berendezési tárgyak meg nem hűlő falak, akkor azokat a levegő melegíti, a hűlő fal sugárzással hűti, hőfokuk tehát valahol a kettő között lesz: az átlagos sugárzási hőfok tehát mindenképpen nagyobb lesz, mint 17,8 hiszen ezek a tárgyak, falak is sugároznak. Mégis a 17,8-al számolva viszont egy olyan hőfokot kapunk, ami egy berendezett szobában is biztosítja azt, hogy a hideg fal közelébe menve (ahol annak sugárzási aránya - "látószöge" - megnő) is kellemes legyen a tartózkodás. Pontosabban érzékeljük a kellemetlen hideget, de nem fázunk, mert a testünk egésze megfelelő környezetben van.
A számolás mínusz tíz fokos kinti hőmérsékletre készült, más hőmérsékletnél a légfűtésre eltérő belső falhőmérséklet és kívánatos léghőfok adódik, de a százalékos eltérések ugyanazok. Az a következtetés vonható le ebből, hogy a falfűtés önmagában az alacsonyabb léghőfok miatt nem nevezhető gazdaságosnak, sőt ugyanolyan "komforthőfok" eléréséhez több energiát igényel, azonban ez a többlet csak régi, rosszul szigetelő falak esetén jelentős. A hivatkozott oldalon mást, mégpedig 12-15%-os költségmegtakarítást mondanak, holott a többletenergia-igény logikai úton is belátható. A falfűtés vonalától kifelé ugyanaz a fal van, és minden réteg csak a közvetlenül mellette lévő réteg hőmérsékletét érzékeli, a szoba léghőfokáról fogalma sincs. Tehát ha a téglák belső oldala a légfűtés esetén hidegebb (pont ennek kompenzálása miatt van szükség a magasabb léghőfokra), akkor kevesebb energia is távozik a falon keresztül.
A valóságban azonban nem lehet ilyen abszolút kiegyenlített falfűtést megvalósítani. A külső nyílászárók szükségképpen fűtetlen külső felületek, és takarékossági okokból általában nem kerül sor mindhárom hűlési front (padló, fal, födém) becsövezésére.
A sugárzási hőfokot ebben az esetben is beállíthatjuk 21,4 fokra olyan módon, hogy a fűtött felületeket arányosan melegebbre vesszük. Miben tér el ez az előzekben vázolt esettől?
-A léghőfok már csak átlagosan lesz 21,4. A fűtött részeken melegszik és emelkedik a levegő, a hűlő részeken pedig lefelé indul.
-Megjelennek a kellemes meleget sugárzó zónák, de a kellelmetlen hideget sugárzó zónák is.
-A fűtött részeket nem szerencsés bútorral, képpel, stb. eltakarni, mert csökken a fűtés teljesítménye és nő a veszteség.
-A kinti hőfoktól függ a fűtött felületek kívánatos hőfoka. Mivel a lehűlés falazattól függő késleltetéssel ér be, így a fűtés ideális vezérlése nem egyszerű. A benti léghőmérséklet is lehet a visszacsatolás alapja, de csak kis tehetetlenségű rendszernél, pl. gipszkartonba szerelt falfűtés.
-Hűtésre a padlót, fűtésre a mennyezetet önmagában nem használhatjuk - legalábbis erősen korlátozottan, mert ilyenkor csak a sugárzás adja át a hőt.
De van egy másik megfontolandó szempont is, nevezetesen hogy a fal U-értéke csak végtelen nagy fal esetén akkora. Vegyük példának a harmadik falazatunkat. Ekkor ha kint 0 fok van és a falazat belső oldalán a falfűtés 40 fokos, akkor a tégla-hőszigetelés határig csak 34,3 fokig esik a hőmérséklet, vagyis a tégla átlaghőfoka 37 fok körül van. A kisméretű tégla sokkal jobb hővezető, mint a Porotherm, így a fűtés alatti 37 fokos részből jól terjed a hő a falazaton keresztül minden irányba. Ha olyan részre megy, ami szintén fűti a lakásunkat, azzal semmi gond. Ha a szomszédnak nem falfűtése van, akkor megy a szomszéd felé is, és ami a legproblémásabb, megy a lábazat, sávalap felé is. Átgondolt szigeteléssel ez a probléma is megoldható, de oda kell rá figyelni.
Másik technikai jellegű probléma a szabályozás kérdése. A radiátoros fűtésnél már a keringetőszivattyút vezérlő szobatermosztát is elég. Ha nincs nagy hideg, akkor a radiátor tetején lesz csak forró, mert egy bekapcsolás alatt a szivattyú csak odáig cseréli a vizet. És olyan soká küldi a következő adagot, hogy van ideje kihűlni. Persze itt is javít valamit a kinti időjárástól függő előremenő-víz beállítás, de anélkül is viszonylag komfortos. A felületfűtésnél viszont nincs meg a fűtőtest és a csővezeték között az a kapacitásbeli különbség (bár a modern radiátoroknál is ez a tendencia...), ha megáll a keringető, a fal-padló egyik fele meleg lesz, a másik hideg. Roszabb esetben a keringetőhöz közelebbi helyiségek melegek, a távonabbiak hidegebbek lesznek - szóval ez nem járható út. Ha nagyobb a rendszer hőtehetetlensége, például a padlófűtésnél vagy a harmadik példabeli falazatnál a téglára, a vakolat alá helyezett falfűtésnél, akkor a tömeg hőkapacitása kiegyenlíti az időnként érkező negyven fokos vizet - de az ideális ilyenkor is inkább a vízhőfokon keresztül történő szabályozás az ideális. Alacsony tehetetlenségű rendszernél, pl. a gipszkartonba szerelt csövek esetén pedig csak ez a járható út.
Még pár szó a hőmérsékleti rétegződésről
A konvektor onnan kapta a nevét, hogy konvekcióval, azaz áramlás útján adja le a hőt. Ez nem egészen igaz, hiszen elég forró is tud lenni, ha feltekerik, de a konvekcióra törekszik. A forró részek el vannak takarva lemezekkel, amik felfogják a sugárzást, így a belső részen, kisebb részt a borításon felmelegedő levegő viszi el a hő nagy részét. Mitől függ a hőmérsékleti rétegződés, ha nem felületfűtésünk van? Függ egyrészt a falak hőszigetelésétől. Ha jól hőszigetel a fal, akkor kisebb fokozaton kifűti a szobát a konvektor, ilyenkor nem annyira meleg a felszálló levegő. Ha elszakadunk a konkrét konvektortól, akkor pl. egy méter széles 60 centi magas radiátor nagyobb rétegződést okoz, mint egy két méter széles 30 centi magas radiátor. De mondhatnék két méter széles 60 centi magas radiátort is, alacsonyabb hőfokú vízzel. Lényeg, hogy a felszálló kevés meleg levegőt cseréljük le sok langyosra. Ideális megoldás a szalagradiátor. Ha konvektorunk vagy fatüzelésű kályhánk van, akkor egy ventillátorral megfújatva (konvektornál a kéményesnél veszélyes lehet!!!) némiképp javítjuk a hatásfokot, ráadásul lecsökkentjük a hőmérsékleti rétegződést is.A sugárzásos hőleadás is a rétegződés ellen dolgozik, és minden sugároz, ami meleg, és van neki hová. Például a kétlemezes lapradiátor belső felületei csak egymásra tudnak sugározni, így onnan csak konvekcióval jöhet ki a hő. Ja, és a radiátorok mögé továbbra is érdemes hőtükröt tenni, hiába jó dolog a falfűtés - az ugyanis csak akkor jó, ha a magasabb falhőfok olyan felületen jelenik meg, ami nincs takarva: márpedig a radiátor mögötti fal előtt ott van a radiátor, nem tud tehát hozzájárulni az átlagos sugárzási hőfok emeléséhez.