Fűtési rendszerek beállítása és/vagy okosítása

Az utóbbi időben többen kérdeztek fűtéssel kapcsolatban, vagy spórolással kapcsolatos tippeket kértek, vagy a fűtés okosításával kapcsolatban kérdeztek, szóval próbáltam összefoglalni, ami tanácsokat adtam vagy amiket kérdeztek.


Alapvetően az a meglátásom, hogy minden egyes okosítandó fűtés mögött egy elszabott épületgépészeti terv és/vagy kivitelezés van, inkluzíve ötletszerűen tákolt fűtések. Szóval, mielőtt a fűtést okosítanád, szaladj végig ezeken a pontokon. Akkor is hasznos végigszaladni a pontokon, ha nem akarod okosítani a fűtésedet, de szeretnél egy kicsit spórolni az energiával.

Vannak olyan pontok, amihez szakember kell és vannak olyan pontok, amelyeket megfelelő rokon-szakma ismeretében magunk is meg tudunk tenni, egy része viszont olyan, hogy szakember és szaktudás nélkül is meg lehet tenni (például a vízhőmérsékletek átállítása).

Fontos: a legtöbb pont kondenzációs gázkazánra vagy hőszivattyúra igaz!


0. Túl hosszú, nem olvasom el

Szóval röviden, mindenki próbálja meg:

  1. beállítani az időjáráskövető vízhőmérsékletet,
  2. beállítani a radiátorok és padlókörök hidraulikáját,
  3. kimérni, hogy olcsóbb-e melegen tartani a házat,
  4. csökkenteni használati meleg víz hőmérsékletét,
  5. hőszigetelni, hőszigetelni és hőszigetelni a házat (vagy hőkapacitást növelni),
  6. a termosztatikus radiátor szelep is az időjáráskövetést szereti.

1. Külső hőmérséklet vezérelt vízhőmérséklet

Az alap az, hogy a fűtéssel hőveszteséget pótlunk, a hőveszteség nagyon nagy részt egyenesen arányos a külső és a belső tér hőmérséklet különbségével, az arányt az épület eredő átlagos U értéke határozza meg. Tehát ha benn szeretnénk 20 °C hőmérsékletet és kinn 0 °C van, akkor kétszer annyi hőenergiára van szükség, mint amikor kinn 10 °C van. Ugyanez igaz amúgy nyáron is, amikor kinn melegebb van, csak akkor hőenergiát kell kivonni a házból, minél melegebb van kinn, annál többet.

Egyszer kell nagyjából kimérni a megfelelő W/°C értéket, tehát azt, hogy egy °C hőmérséklet különbség esetén hány watt fűtésre van szüksége a háznak, például borús szélcsendes időben mérni egész nap külső hőmérsékletet, átlagolni és ebből számolható, hogy egy fok különbség hány watt fűtést igényel ezt beállítani a gázkazánon vagy hőszivattyún és onnantól majdnem önjáró a dolog.

Ha megvan, hogy mennyi watt, akkor tudni kell, hogy a radiátorok és a padlófűtés teljesítménye arányos az előremenő és a visszatérő víz hőmérsékletével, tehát ha be tudjuk állítani a gázkazánnál vagy a hőszivattyún a szükséges teljesítményt, akkor a radiátorok és a padlófűtés ezt a teljesítményt le fogja adni a házban, ahonnan majd a falakon és födémen át a külvilágba távozik, arányosan a külső hőmérséklettel.

Honnan fogja tudni a gázkazán vagy a hőszivattyú, hogy mekkora teljesítmény kell? Vegyél egy külső hőmérséklet érzékelőt (többnyire gyári tartozék), kösd rá a gázkazánra vagy a hőszivattyúra, állítsd be az ingatlanra jellemző fűtési jelleggörbét, kompenzációs görbét, vagy bármi hasonlót, éppen a gyártó miképp hívja, ami majd a külső hőmérséklet alapján beállítja a gázkazán vagy a hőszivattyú előremenő vízhőmérsékletét és felejtsd el az egész okosítás dolgot. Opcionálisan egy belső hőmérséklet érzékelőt is rákötsz (többnyire gyári tartozék), ami ad egy offset értéket, hogy pontosabban tudja tartani a kazán a kívánt hőmérsékletet, ha besütne a nap vagy szellőztetnél, de ha az épület nem ultra könnyűszerkezetes, akkor erre nincs szükség.

Ha a külső hőmérséklettel (nyilván fordítottan) arányos az előremenő víz hőmérséklete, akkor a fűtőtestek nagyrészt akkora teljesítményt adnak le, amennyit a ház éppen aktuálisan veszít, így nem lesznek nagy ugrások a leadott teljesítményt tekintve, attól függően, hogy éppen megy-e a kazán vagy sem.

Mindennek az a lényege, hogy

  1. a gázkazán vagy a hőszivattyú folyamatos üzemben tudjon menni, ettől kevesebb lesz a ki-be kapcsolás miatti hőmérséklet ingadozás okozta hőtágulás, amitől amúgy is hamarabb kifáradna minden anyag benne,
  2. a hőmérséklet csökkenésével a nagyobb a kondenzáció (5-15% csökkenés a gázfogyasztásban), illetve hőszivattyú esetén a kisebb hőlépcső miatt akár drasztikusan (50-100 százalékkal!) is javulhat a COP,
  3. a folyamatos keringtetés miatt nem lesznek nagyobb és hirtelen hőmérséklet ingadozások a házon belül, ami szintén jelentős megtakarítás lehet, hogy a beállított mondjuk 20 °C helyett nem 19 és 25 °C között ingadozik a hőmérséklet a túl forró víz miatti túlmelegítés miatt, hanem 20 °C körül mozog (ez is lehet ~5-15% megtakarítás!).

Mindez akár azt eredményezheti, hogy ki-be kapcsoló termosztát nélkül lesz komfortos a fűtés, amit ősszel be kell kapcsolni, tavasszal meg ki... a gázkazánt ki-be kapcsoló termosztát amúgy is egy rossz beidegződése az épületgépészetnek és/vagy a lakóknak, hogy nem tudnak anélkül fűtést elképzelni. Ne a hőmérsékletet figyeld, hanem a komfortérzetet.

Miért fogyaszt kevesebbet a kondenzációs gázkazán, ha alacsonyabb a víz hőmérséklete?

Kezdjük az elején: amikor elégetünk földgázt, akkor az égéstermék nagy része forró szén-dioxid és vízgőz lesz, kisebb részt különféle egyéb oxidok. Ez a füstgáz keresztül van vezetve egy hőcserélőn, amin keresztülfolyatjuk a fűtéshez használt vizet, így a víz felmelegszik, a füstgáz pedig közben lehűl.

Amikor a vízgőzt lehűtjük, akkor a hidegebb felületeken kicsapódik, mint vízpára, ami az égéstermékek miatt erősen savas, képes megmarni a kéményt, kazánt, egyebeket, ezért a nem kondenzációs kazánoknál ezt a jelenséget nem szeretjük, mert káros, ezért van az, hogy a régebbi gázkazánok esetén nem lehet 50-55 °C alatti vízhőmérsékletet beállítani, mert akkor már 100 °C alá hűlne a füstgáz a kazánban, ezért elkezd kicsapódni a víz, amire a kazán nincs felkészítve.

A kondenzációs gázkazánoknál viszont tervezett cél az, hogy a vízpára a kazánon belül csapódjon ki. Miért? Mert a vízpárában látens hőenergia van, amikor a víz gőzzé válik, ahhoz nagyon sok energia kell, amikor pedig a vízgőzből újra folyékony víz lesz, az sok hőenergiát ad. Ez az a hőenergia, ami a nem kondenzációs kazánnál kimegy a kéményen a vízgőzzel.

És most jön a lényeges trükk: minél alacsonyabb a gázkazán hőcserélőjében a keringő fűtési víz hőmérséklete, annál több vízgőz fog kicsapódni és ezzel plusz hőenegiát tud a kazán kinyerni a füstgázból. Ez a jelenség 45-50 °C vízhőmérsékletnél megszűnik, nyilván minnél alacsonyabb a beállított vízhőmérséklet, annál több plusz hőenergiát lehet nyerni.

Ez azt jelenti, hogy egy köbméter gázból akár ~11 kWh hőenergia is nyerhető, ha 25 fokos a keringtetett víz (például padlófűtés esetén) és csak ~9 kWh hőenergia jön ki, ha 50 °C vagy melegebb a víz, ami be van állítva. Megfordítva: akár 20 százalékkal kevesebb gáz fogy, de ugyanannyi hőenergiát kapunk végül.

Ezen túl a másik jelenség az, hogy a gázkazán alacsony teljesítményen alacsonyabb füstgáz hőmérséklettel tudja tartani a beállított vízhőmérsékletet. Minél nagyobb a leadott teljesítmény, annál magasabb lesz végül a füstgáz hőmérséklete, annál kevesebb a kondenzációval nyerhető hő, így előfordulhat, hogy az alacsony vízhőmérséklet dacára a kazán kikerül a kondenzációs tartományból. Ennek akkor van jelentősége, amikor hagyjuk kihűlni a házat, aztán hazaérünk és a gázkazán maximális teljesítményen próbálja kifűteni (lásd később).

1.1. Manuális vízhőmérséklet beállítás

Ha nem akarsz venni külső érzékelőt vagy a gázkazánodhoz nincs ilyen, akkor kézzel lehet állítani szinte mindegyik kazánon, annyira kell visszavenni a vízhőmérsékletet, hogy a kazán nagyjából folyamatosan akarjon menni és ne fűtse fel túlságosan az ingatlant, ilyenkor nyilván kellni fog termosztát, ami azért kikapcsolja a gázkazánt, ha túl nagyon fűtene, de a lényeg az, hogy naponta ne legyen túl sok ki-be kapcsolás, általában elég hetente egyszer változtatni, de lehet akár naponta is többször is.


2. Hidraulikus beállítás

A legtöbb helyen a radiátorok a torlószelepekkel (más néven visszatérő szelepekkel) nincsenek jól beállítva, horribile dictu nincsenek is torlószelepek. Ez utóbbi esetben azért nézd meg, hogy nincs-e központi osztó-gyűjtő, mert lehet, hogy azon van. De általában nincs.

Minden radiátoron kettő szelep kellene legyen: egy torlószelep a visszatérő ágban, amivel a rendszer egészéhez képest beállítható az adott radiátor relatív hőteljesítménye és egy szelep a bejövő ágban, amivel ehhez az alapteljesítményhez képest lehet valamennyit állítani a teljesítményen, vagy manuálisan, vagy termosztatikus fejjel vagy valamilyen egyéb - elektronikus - megoldással. Ugyanez igaz padlófűtésre is, ahol be kell állítani a körök hidraulikáját, hogy mindenhol megfelelő legyen az áramlás és annyi hőt adjon le a fűtés, amennyi az adott helyiségben a többihez képest szükséges.

Ehhez türelem kell, ki kell nyitni minden torlószelepet teljesen, bekapcsolni a fűtést az előző fejezetben beállított legalacsonyabb előremenő vízhőfokra és várni, amíg stabilizálódnak a hőmérsékletek és mindig kicsit zárni kell ott, ahol túl magas a szükségesnél a helyiség hőmérséklete. A helyes beállítás az, amikor minden helyiségben a szükséges és kívánt hőmérsékleten stabilizálódik a fűtés.

Ehhez képest lehet és érdemes tekergetni vagy állítgatni a radiátorokon a felső szelepet, ha nem kell akkora hőteljesítmény, mint amire be van hangolva a rendszer, de ezzel kissé eltolódik a munkapontja a többi radiátornak vagy padlófűtés körnek.

2.1. Túláram szelep

Alternatív megoldás az, hogy mindenhol termosztatikus fejek vannak vagy elektronikus vezérlésű szelepek, a kazán keringteti az első fejezet alapján beállított alacsony hőmérsékletű vizet, a radiátorok és a padlófűtés körei pedig annyira vannak nyitva, amennyire szükséges az adott helyiség fűtéséhez.

Ha az első fejezet szerint nincs beállítva rendesen az előremenő vízhőmérséklet, vagy azt nem lehet alacsonyabbra állítani (mert például nem padlófűtéshez való gázkazánt tettek fel), akkor a gázkazánhoz kell egy ún. túláram szelep, amit az előremenő és a visszatérő ág közé kell betenni, adott nyomáskülönbség elérésekor nyit és visszavezeti az előremenő vizet a visszatérő ágba. Kivéve, ha a gázkazán gépkönyve ezt megtiltja, mert van ilyen szelep a gázkazánban és/vagy a keringtető szivattyú vezérlése fel van erre készítve.

Erre azért van szükség, mert ha minden szelep lezár a radiátoroknál vagy a padlófűtésnél, akkor a kazánban megáll a vízáramlás - lévén a szelepek elzárják az előremenő és a visszatérő ág között a radiátorokat és padlófűtés köröket. Ilyenkor a gázkazán vagy hőszivattyú hibakóddal leállna, illetve a keringtető szivattyú fogyasztása is megnövekedne, ha mégse állna le. Ebben az esetben a túláram szelep nyit, a gázkazán kb. saját magán belül keringteti a vizet, észreveszi, hogy nem kell fűtenie, kikapcsolja a fűtést és legkisebbre veszi a keringtetést. Nem nagyon van olyan kondenzációs gázkazán, amelyik ne kapcsolná le ilyenkor a fűtést, de szintén érdemes elolvasni a gépkönyvet.

A fenti állapot akkor ér véget, ha valamelyik fűtőtest nyit, akkor lecsökken a rendszerben a nyomás, a túláram szelep zár, a víz átmegy a fűtőtesten, a visszatérő ágba hidegebb víz kerül, a gázkazán vagy hőszivattyú ezt észreveszi és fűteni kezd. És ezt fogja csinálni ősztől tavaszig, nem kell külön termosztát, amit hetekig tart olyan reprezentatív helyre tenni, ahonnan majd ki-be kapcsolja a kazán és mindenhol jó lesz a hőmérséklet.

Hőszivattyú esetén az előremenő vízhőmérséklet tetszőlegesen alacsony lehet, szóval ott ez nem jellemző, ott úgy kell beállítani a radiátorok és a padlófűtés körökön a szelepeket és a hőszivattyú előremenő vízhőfokát, hogy soha ne zárjanak el teljesen.

2.2. Hidraulikus váltó vagy puffertartály

Ha a gázkazán vagy hőszivattyú nem képes annyira alacsonyra csökkenteni a teljesítményét, amennyi az őszi és tavaszi enyhe hidegben kell, esetleg téli napok nagy részén is túl nagy teljesítményű, akkor megfontolandó hidraulikus váltó vagy inkább egy megfelelő méretű puffertartály beszerelése, amivel a hőtermelés és a hőfogyasztás közötti jelentős különbségeket át lehet hidalni. Ilyenkor a gázkazán vagy a hőszivattyú naponta megy két-három alkalommal 1-2 órát az ideálisan nagy teljesítményen és a ház fűtése a puffertartályból megy, akkor is, amikor a gázkazán vagy a hőszivattyú ki van kapcsolva és nem kapcsol be-ki 5-10 percenként 1-2 percre, mert túl nagy a legkisebb teljesítménye is.


3. Hagyjam lehűlni vagy melegen tartsam?

Elterjedt legenda, hogy adott hőmérsékleten tartani kevesebb energia, mint hagyni kihűlni és visszamelegíteni. Nem, mindig több energia kell a fix hőmérsékleten tartáshoz. Ha be tudod bizonyítani az ellenkezőjét, akkor az instant fizikai Nobel-díjat jelent, ami a nemzetközi elismerés mellé adott 350 millió forintot is jelenti.

De: lehet kevesebb pénz adott hőmérsékleten tartani, ez függ attól, hogy milyen a hőtermelő berendezés!

Például kondenzációs gázkazán esetén, ha az első fejezet szerint a lehető legkisebbre vetted az előremenő hőmérsékletet, akkor akár ~11 kWh hőenergia is kijöhet egy köbméter gázból. Ezzel tudsz stabil hőmérsékletet tartani, folyamatos fűtéssel. Ha kikapcsolod a gázkazánt, majd mielőtt hazaérsz, bekapcsolod, akkor általában magasabb vízhőmérséklet kell, hogy gyorsan pótold azt a hőenergiát, ami nappal elveszett és nem pótoltad folyamatosan alacsony vízhőmérséklettel. Ilyenkor a gázkazán kikerülhet a kondenzációs tartományból, mert mondjuk 60 °C feletti víz kell, hogy 8-10 óra fűtési szünet után egy óra alatt felfűtse újra a helyiségeket, ekkor egy köbméter gázból ~9 kWh hőenergia jön csak ki. Próbáltál spórolni, aztán végül több gáz fogy.

Ugyanez igaz lehet a hőszivattyúra is, ha geotermikus a hőforrás, akkor tipikusan alul vannak méretezve a földben lévő hőcserélők és a folyamatos üzem és kisebb teljesítény esetén kisebb a hőmérséklet különbség, mint akkor, amikor gyorsan kell sok kW teljesítmény. Ilyenkor a COP drasztikusan romlani tud, pláne, ha a hőszivattyúban van boost fűtésként pár kW teljesítményű fűtőszál, ami COP=1 hatásfokkal "segít" a felfűtésben. Próbáltál spórolni, aztán végül kisebb lett a COP és többet fogyaszt a hőszivattyú.

Ha régi gázkazánod, tisztán elektromos fűtésed, vegyes tüzelésű kazánod, egyebed van, akkor nem lesz érvényes, akkor érdemes a napon belüli kisebb fűtéssel játszani.

Szóval az ökölszabály: hagyni kihűlni mindig kevesebb energia, de lehet kevesebb pénz melegen tartani.


4. Csökkentsd a használati meleg víz hőmérsékletét

A használati meleg vízre is igaz az, hogy minél alacsonyabb a víz hőmérséklete, annál jobb a kondenzációs gázkazán vagy a hőszivattyú hatásfoka vagy a bojler készenléti energiavesztesége.

4.1. Forróvíz tároló - aka. bojler

A legtöbb helyen a használati meleg víz forrása a bojler, ami lehet gáz- vagy villanybojler. Mind a két esetben tudni kell, hogy 60 °C víz esetén nagyjából napi 2-3 kWh a készenléti hővesztesége. Vagyis ennyi hőenergia vész el azzal, hogy 60 °C vizet tárolunk, hogy majd később használjuk. A készenléti hőveszteség csökkenthető azzal, hogy csökkentjük a forró víz hőmérsékletét, akár 40 °C környékére. Ezzel nagyjából felezni tudjuk a készenléti hőveszteséget, vagyis 1-1,5 kWh energiát tudunk megspórolni naponta, ami évente 350-500 kWh hőenergia, gázból ez 35-50 köbmétert jelent, villamos energiából meg 350-500 kWh energiát.

Az alacsonyabb tárolt meleg víz egyik hátránya az, hogy hamarabb elfogy. Ha van 100 liter 60 fokos vizünk, kell 40 fokos víz és a bejövő 20 fokos vízzel keverjük, akkor lesz 200 liter 40 fokos vizünk. Ha van 100 liter 40 fokos vizünk, akkor van 100 liter 40 fokos vizünk. Előnye viszont, hogy fele annyi idő újra felmelegednie 40 fokra, mint 60 fokra.

A másik gyakran említett hátrány a Legionella. Mindenki ezzel jön, amikor 40-45 °C a víz hőmérséklete, de a Legionella nem szokott zárt és életvitelszerűen használt rendszerben megtelepedni, mert pangó víz és oxigén kell neki a szaporodáshoz, szóval ettől nem érdemes félni (kedvenc helyei a klímák, a párologtatók és a közfürdők, szökőkutak, egyéb nyílt pangó vizek, ahol szinte senki nem törődik a Legionella veszéllyel).

Lehet viszont félni minden más egyéb baktériumtól, de a vezetékes vizet annyira túltolják fertőtlenítővel, hogy általában tényleg 0 darab baktérium van a vízben. Saját kút esetén vagy egyéb baktériumoktól való félelem esetén már megfontolandó időszakosan 65 °C fölé melegíteni a vizet, hogy elpusztuljanak a baktériumok, mert a kúti vízben lesznek szép számmal, ezt elegendő hetente egyszer művelni. Vannak olyan bojlerek, amelyek ezt automatikusan végzik.

A legfeljebb 200 liter térfogatú egyedi melegvíz-termelőket a szakirodalom a Legionella-fertőzések szempontjából kockázatmentesnek tartja.

Érdemes számolni azzal, hogy ha belekerül a vezetékrendszerbe valamilyen forrásból baktérium, akkor a hideg vízben is lesznek baktériumok, amelyek prímán fertőznek is így, ezek ellen az nem véd, hogy a bojlerben felfűtöd a vizet, ilyenkor a hideg vizet is kezelni vagy szűrni kell.

4.2. Átfolyós vízmelegítő

Ha átfolyós vízmelegítőnk van, akkor nincs tárolási veszteségünk, nincs baktériumtenyészetünk, elektromos átfolyós melegítés esetén nincs megtakarítási lehetőségünk, viszont kondenzációs gázkazán vagy hőszivattyú esetén szintén fontos, hogy az alacsonyabb hőmérsékletű víz jobb kondenzációt jelent vagy jobb COP értéket hőszivattyú esetén, vagyis minél alacsonyabb a meleg víz hőmérséklete, annál többet spórolunk. Mivel könnyen állítható, az is lehetséges, hogy alacsonyra állítjuk (akár 32-35 °C is lehet, ha ez a családban mindenkinek megfelelő) és csak akkor tesszük magasabbra, ha tényleg szükséges. Amúgy meg a forrázási baleseteket is el lehet kerülni alacsonyabb vízhőmérséklettel.


5. A hőkapacitás és hőszigetelés fontossága

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.

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...

5.1 Miért fontos a hőkapacitás?

A hőenergia áramlása viszonylag jól modellezhető egy nagy úszómedencével.

A ház hőkapacitása hasonlítható a medence térfogatával, minél nagyobb a medence térfogata, annál több víz tárolható benne – minél nagyobb a ház hőkapacitása, annál több hőenergia tárolható benne.

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 – minél nagyobb a ház hővesztesége (vagyis rosszabb a hőszigeteltsége), annál hamarabb elfogy a ház szerkezetében tárolható hőenergia.

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 – minél több hőenergiát adunk a házba adott idő alatt, annál gyorsabban fogja a házat a hőenergia "megtölteni".

A ház hőmérséklete hasonlítható a medence vízszintjéhez, minél több víz van a medencében, annál magasabb a vízszint – minél több hőenergia van a házban, annál magasabb a hőmérséklete.

A ház hőmérséklet csökkenése vagy növekedése hasonlítható a medence vízszint változásához, minél nagyobb a medence, annál lassabban változik a vízszint – minél több hőkapacitása van a háznak, annál lassabban változik a hőmérséklete.

A termosztát a medence vízszintjének a mérője, amivel a medence töltő csövét szabályozzuk, hogy a vízszintet a kívánt szinten tartsuk – a termosztát a ház hőmérsékletének a mérője, amivel a fűtést szabályozzuk, hogy a hőmérsékletet a kívánt szinten tartsuk.

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 – az ideális fűtés mindig annyi hőenergiát ad a házba, amennyi épp a ház hőenergia vesztesége.

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.

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 – 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.

Szóval legyen benn hőkapacitás és legyen megfelelő hőszigetelés. Minden más csak körbetákolása a problémának.

6. Termosztatikus radiátor szelep (TRV – thermostatic radiator valve)

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. 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.

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.

Nézzük például a "3" jelzést, ekkor – nagyjából az összes gyártó esetén – ~20 °C hőmérsékletnél félig nyitva tartja a szelepet, ~18 °C hőmérséklet esetén nyitja ki teljesen- és ~22 °C hőmérséklet esetén zárja el 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?

A magyarázathoz hátra kell lépnünk pár lépést és meg kell értenünk, hogy működik a radiátor – 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.

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.

Nyilván egy radiátor nem tud végtelen mennyiségű hőt leadni, így van egy gyakorlati maximuma, ami a gyártó által megadott hőmérséklet különbség és átáramló vízmennyiség mellett adott levegőhőmérsékleten 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 mellett csökkenni fog a víz hőleadása (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, a kisebb átáramló vízmennyiség mellett növekedni fog a víz hőleadása (kisebb számot szorzunk egy nagyobb számmal). Mind a három esetben közel ugyanannyi lehet a radiátor által leadott hőenergia.

Térjünk vissza oda, hogy a fűtéssel mindig hőveszteséget pótlunk, a hőveszteséget pedig a külső időjárás befolyásolja érdemben. Például, ha a helyiségben szeretnénk elérni 20 °C hőmérsékletet, akkor ehhez

A radiátor teljesítményét kell tudnunk változtatni 0 és 4000 watt között, de erre a termosztatikus radiátor szelep 20 °C szobahőmérséklet és ezáltal 50 százalékos szelepnyitás mellett 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.

Tegyük fel, hogy a radiátor 4000 wattot tud leadni, ha a szelep 100 százalékban nyitva van. Ha például "3" állásban van és

Láthatjuk, hogy a radiátor leadott teljesítménye és a szoba hővesztesége más-más hőmérsékleten ér össze végül: 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. Ez folyamatában úgy néz ki, hogy ha a szoba hővesztesége 4000 watt, akkor a szoba hőmérséklete egészen 18 fokig fog csökkenni, amikor egyenlő lesz végül a szoba hővesztesége és a radiátor leadott teljesítménye. Ha a szoba hővesztesége 0 watt, akkor a szoba hőmérséklete egészen 22 fokig fog növekedni, amikor egyenlő lesz végül a szoba hővesztesége és a radiátor leadott teljesítménye. A szoba hőmérséklete a külső hőmérsékletet követi, ezt hívják egyébként a szabályozástechnikában arányos hibának.

Ez nyilván leegyszerűsített állapot, mert a radiátor hőleadása nem teljesen lineáris, a szoba hővesztesége sem teljesen lineáris, 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.

További probléma, ha a kazán időszakosan működik csak. Például a 18 fokos szobában a termosztatikus radiátor szelep teljesen ki van nyitva, a kazánt bekapcsolja egy termosztát, 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.

6.1. Mikor működik jól a termosztatikus radiátor szelep?

Dobpergés: ha vízhőmérséklet időjáráskövető és a víz áramlása folyamatos.

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.

6.2. Egyéb radiátor szelepek

A fentiek többnyire igazak az elektronikus termosztatikus radiátor szelepekre, mert ezeknél nem a szelepet mozgatja az elektronika, hanem a rugó nyomását változtatja egy nagyon kis motor, gyakorlatilag helyettünk tekerik a számozott tárcsát, hogy milyen állásban legyen, de ezen túl minden azonosan működik. Energiát csak akkor igényelnek, amikor változik a beállított hőmérséklet, ezért egy elemről is elmennek akár évekig, de ugyanaz az arányos hiba jellemző rájuk.

A motoros radiátor szelepek esetén a motor már közvetlenül a szelepet állítja, ezeknél viszont kell termosztát, ami a szoba hőmérsékletét méri és a motoros szelepek állását változtatja, ezeknél a termosztát tudja, hogy a szobában mennyi hőveszteség van, így a szobák hőmérsékletét sokkal pontosabban a beállított hőmérséklet körül tudja tartani. Ezeknél viszont zavaró lehet a működési hang, mert folyamatosan állítgatják a szelepeket a motorral, aminek van hangja és mivel sokkal több energiát igényel a motor, ezért ezek többnyire már 230 voltról működnek.

A kettő radiátor szelep között van valahol a fűtőszálas termosztatikus radiátor szelep, ahol egy fűtőszál melegíti a termosztatikus patront, ehhez is termosztátos vezérlés és segédenergia kell, viszont halkabb és kevesebb energiát igényel, mert nincs benne motor, viszont többnyire csak teljes nyitást vagy zárást tudnak.