Ismét a villanybojlerekről
2012/7-8. lapszám | Hajdú István | 45 867 |
Figylem! Ez a cikk 12 éve frissült utoljára. A benne szereplő információk mára aktualitásukat veszíthették, valamint a tartalom helyenként hiányos lehet (képek, táblázatok stb.).
Néhány éve szaklapunk hasábjain több cikk is megjelent, amelyek a forróvíztárolók bemutatásával foglalkoztak. Megismerhettük a tárolók felépítését, működését, tanácsokat kaptunk a megfelelő készülék kiválasztásához és optimális működtetéshez. Ebben a cikkben további információkat, adatokat kívánunk közreadni annak érdekében, hogy a forróvíztárolókat költségtakarékosabban üzemeltethessék, valamint igyekszünk megválaszolni olyan kérdéseket is, amelyekkel a szerelők és a felhasználók gyakran szembesülnek.
Forróvíztároló vásárlásakor egyre többen szeretnék tudni, hogy mit kapnak a pénzükért, és nem feltétlenül ragaszkodnak a legolcsóbban megvásárolható készülékekhez. Szeretnék tudni, hogy milyen lemezből készült és milyen felületvédelme van a tartálynak, milyen a hőszigetelése, milyen az országos szervizhálózat, de nem utolsó szempont az sem, hogy hány év garanciát vállal a gyártó a készülékre. Azokat a villanybojlereket, amelyeket több évtizedes működésre terveznek a mérnökök, űrtartalomtól és a várható üzemi víznyomás-terheléstől függően 1,7-3 mm vastagságú, zománcozható acéllemezből készítik.
A 10-200 literes űrtartalomig a 6 bar névleges nyomásra tervezett tartályokat 1,7 mm vastagságú, a 300 literes tárolókat pedig 2,5 mm-es lemezből gyártják. A 10 bar-os tartályok alapanyaga 200 literes űrtartalomig 2,5 mm-es, a 300 literes esetén pedig 3 mm-es lemez. A tartályok belső korrózióvédelmére speciális tűzzománcot alkalmaznak, melynek összetételét a gyártók kellőképpen titkolják. Természetesen az ügyes marketingesek hangzatos szlogenként megszellőztetnek egy-egy olyan alkotóelemet, mint pl. a titán, amely már az űrtechnikát sugallja, de azért azt tudnunk kell, hogy a titán, mint adalék, minden komolyabb forróvíztároló zománcában megtalálható.
Hőszigetelés
A tartályok hőszigetelése is nagyon fontos szempont, mert a tárolónk fenntartási költségét alapvetően befolyásolja. Általában 22- 50 mm vastag, freonmentes poliuretán habot alkalmaznak a gyártók, de találhatunk a piacon minimális, csupán 12-15 mm-es hőszigeteléssel ellátott bojlereket is. Ezen tárolók külső köpenyhőmérséklete 42-44 °C a tárolóban lévő víz 65 °C hőmérsékleténél. Egy ilyen vékony hőszigeteléssel gyártott 80 literes bojler szinte képes befűteni egy kisebb fürdőszobát magas „hővesztesége” által, amelynek köszönhetően a készenléti energia-felhasználása igen magas, 2,5-3 kWh/24 óra. A nagy űrtartalmú puffertárolók hőszigetelésére 100 mm-es szivacsot, illetve poliészter gyapjút alkalmaznak.
Vízszintes bojler
Sokan kérdezik, hogy mi a teendő abban az esetben, ha csak vízszintes elhelyezésű bojlert tudnak elhelyezni a lakásukban? Ezzel kapcsolatosan már olvastam érdekes szerelői véleményeket, ezért szeretnék eloszlatni néhány téveszmét: a vízszintes tárolók sem hibásodnak meg gyakrabban, nem képződik több vízkő bennük, de különbség azért mégsem csak a helykihasználásukban van. A vízszintes tárolókban a meleg víz nem tud olyan hatékonyan berétegződni, mint a függőleges tárolóknál, ezért a csapolások alkalmával a tárolóba beáramló hideg víz sokkal hamarabb bekeveredik a meleg vízbe, és gyorsabban elhűti azt. Laboratóriumi mérések által igazolt tény, hogy a vízszintes bojlerek melegvíz-szolgáltatása kevesebb, mint egy azonos űrtartalmú függőleges tárolóé.
Az eltérés kb. 30%, tehát ha valaki úgy számolta, hogy 120 literes, függőleges bojler elegendő lenne a család napi melegvíz-igényének kielégítésére, de csak vízszintes tárolót tud elhelyezni, mindenképp indokolt egy 150 literest vásárolni. Napi szinten hallani érveket–ellenérveket a lágyított vagy mangántalanított víz forróvíztárolóra gyakorolt hatásával kapcsolatosan. Egyre többen döntenek a hálózati vizük kezelése, lágyítása mellett, és egyre több vízszolgáltató vállalja az ivóvíz központi mangántalanítását. Ezen településekről gyakran, szinte heti rendszerességgel kapunk bejelentéseket, melyek arról szólnak, hogy a régi forróvíztárolójukat lecserélték egy újra, mert a régiből szürkés színű, kellemetlen szagú víz folyt.
1. ábra CORREX-MP külső áramforrásos(inert) anód
Meglepődve tapasztalják, hogy az új készülékből is sötét színű, büdösebb víz folyik. A szervizes kollégák a készüléket megbontva azt tapasztalják, hogy az alig pár hete üzemelő bojlerekből az aktív anód nagy része eltűnt, vagy már csak a rögzítő csavar látható. Az aktív anódot kicserélik, de pár nap után a jelenség újra jelentkezik. Összefüggést feltételezünk a víz összetételének megváltoztatása és az aktív anód vegyi úton történő lebomlása között. Ilyen esetekben kénytelenek vagyunk azt tanácsolni, hogy távolítsák el az aktív anódot a tartályból, mert csak így lehet megszüntetni ezt a kellemetlen jelenséget. Ebben az esetben viszont a tartály korrózióvédelmét az erre hivatott aktív anód hiányában „csak” a zománcréteg látja el. Az érintett készülékek további jótállásáról a gyártók egyedileg döntenek. Természetesen azoknál a forróvíztárolóknál, amelyeknél a másodlagos korrózióvédelmet pl. CORREX-MP külső áramforrásos- (inert) anód látja el, ez a jelenség nem tapasztalható.
Folyamatosan felmerülő kérdés, hogy lehet-e úgy csökkenteni a melegvíz-előállítás költségeit, hogy csak a nagyobb vízelvételek előtt kapcsolják rá a tárolót a villamos hálózatra? Így nem kell egész nap a meleg vizet tárolni, és arra gondolnak, hogy az áramszámla is kisebb lehet. Minden bizonnyal kisebb lehet az áramszámla, de mégsem ezt a módját javasoljuk az áramszámla csökkentésének. A forróvíztárolók döntő többsége csúcskizárt, „éjszakai” villamoshálózatra van kapcsolva. Erre azért van szükség, mert a háztartások nagy részében a forróvíztárolók „nagyfogyasztónak” számítanak.
Ezek egyidejű működtetése jelentősen leterhelné nem csak az elektromos hálózatot, hanem az áramszolgáltatók kapacitását is. Ezért van szükség arra, hogy akkor fűtsenek a bojlerek, amikor az elektromos hálózat leterheltsége kisebb. A megvásárolandó forróvíztároló űrtartalmának kiválasztásakor figyelembe vesszük a maximális melegvíz-igényeket, de előfordulhat, hogy nincs szükség az előállított meleg víz teljes egészére. A fel nem használt mennyiséget mégis tárolni kell, számolva a bojler hőveszteségével. Jogos tehát a kérdés, hogyan lehet mégis takarékoskodni? Véleményem szerint nem érdemes a tárolókat be/kikapcsolgatni, mert előfordulhat, hogy éppen abban az időben kapcsoljuk be bojlerünket, amikor nem lesz kivezérelt áramunk, így a szükséges időben nem lesz elegendő meleg vizünk.
Természetesen lehet „ésszerűen” is takarékoskodni, ehhez fontoljunk meg néhány, pontosan kimért adatot. Az egyszerűség kedvéért egy 120 literes tárolót veszünk alapul a számításainkhoz, már csak azért is, mert Magyarországon ebből az űrtartalomból értékesítik a legtöbbet, és az érdeklődők 90%-a is ilyen bojlert üzemeltet. A tároló egyszeri 65 °C-ra történő felfűtéséhez 6-7 kWh villamos energiára van szükség. Nyáron, amikor a vízhálózatban a víz hőmérséklete 20-22 °C, akkor elegendő 6,3 kWh, de télen, amikor a hálózati víz csupán 10-12 °C-os, akkor ez 7,7 kWh is lehet. Egy ilyen tárolónak a készenléti energiaigénye (hővesztesége), 1,5 kWh/24 h, akár használunk meleg vizet, akár nem. Ez egy hónap alatt 45 kWh is lehet, ami igen jelentős költséget jelent, és az sem biztos, hogy mindig elhasználjuk a rendelkezésre álló összes meleg vizet.
2. ábra magnézium aktív anód
Azokon a napokon, amikor előreláthatólag nem lesz szükségünk a tárolónk teljes kapacitására, nyugodtan állítsuk alacsonyabbra a tároló hőfokszabályozóját. Amennyiben 65 °C-ról 55 °C-ra csökkentjük a víz hőmérsékletét, a tárolónk hővesztesége már csak 1 kWh/24 h lesz. 45 °C-ra állítva a készenléti energia-felhasználás már csak 0,75 kWh/24 h. Egy 65 °C-ra felfűtött 120 literes bojler lehűlését vizsgálva azt tapasztaljuk, hogy 65 °C-ról 55 °C-ra a lehűlés 30 óráig tart, ez megközelítőleg 0,77 W/min. lehűlési teljesítményt jelent. 55 °C-ról 45 °C-ra történő lehűlés már 42 óráig tart, ami 0,55 W/min. lehűlési teljesítménynek felel meg. Önmagában már ez is egy számszerűsíthető megtakarítás: napi 320 Wh megtakarítás egy hónapra vetítve már 9,6 kWh, ami 500 Ft villanyszámla-csökkenést eredményez.
Tudnunk kell azonban, hogy tartósan alacsony hőmérsékleten üzemeltetni egy bojlert sem szabad, mert a vízben lévő, egészségünkre veszélyt jelentő baktériumok elszaporodhatnak. Indokolt legalább hetente egyszer felfűteni 60-65 °C-ra a tárolónk vizét, mert ezen a hőfokon a baktériumok jelentős része gyorsan elpusztul. Amennyiben valaki mégis úgy dönt, hogy szeretné valamilyen időzítővel vezérelni a tárolója fűtését, mert megfigyelte, hogy mikor áll rendelkezésre „csúcskizárt” áram, továbbá azt is tudja, hogy mely időpontokban szeretne meleg vizet használni, és mennyi idő alatt fűt fel a bojlere, akkor a következőket javaslom megvalósítani. A 3. ábra kapcsolásába 3 db relét, egy nyomógombot és egy kereskedelemből olcsón beszerezhető, programozható, digitális órakapcsolót (a kapcsolási rajzon időzítő-kapcsoló) építettem be, amellyel megvalósítható némi villamosenergia-megtakarítás.*
3. ábra: Az írásban említett elvi kapcsolás rajza eltávolításra került a cikből, mert megépítése jogszerűtlen áramvételezésre adhat lehetőséget
A kapcsolásból látszik, hogy a forróvíztároló alapesetben csak akkor fűt, amikor az időzítő (beprogramozott órakapcsoló) bekapcsolja az időzített relét. Ekkor elindul a fűtés, amennyiben a forróvíztároló hőmérsékletszabályozója fűtési igényt mutat. Ha van vezérelt (éjszakai) áram, akkor az éjszakai/nappali relé meghúz, és csúcskizárt áram kerül a tároló fűtőbetétjére. Viszont ha az időzítő aktív, és van fűtési igény, de nincs vezérelt áram, akkor a relé ebben az esetben nappali áramot enged az időzített reléhez. Előfordulhat olyan eset is, hogy szükségünk lehet több meleg vízre, de az időzítő még nem kapcsol: ebben az esetben a „turbó” gomb megnyomásával a „turbó” relé meghúz, és áramot kapcsol a forróvíztárolóra.
Természetesen ha van vezérelt áram, akkor a fűtés arról fog megtörténni. Amennyiben nincs kivezérlés, nappali árammal indul a fűtés, és mindaddig arról fűt, amíg nem lesz vezérelt áramunk, mert akkor átvált, és arról fűt tovább.*
Vízkövesedés
A forróvíztárolók külső veszteségét tehát a vízhőmérséklet csökkentésével tudjuk mérsékelni, de a tárolók belső vesztesége ilyenkor is jelen lehet. Belső veszteségről akkor beszélünk, amikor a fűtőbetét külső részére felrakódott vízkő mintegy elszigeteli a fűtőbetétet a felfűtendő víztől, és csak közvetetten tudja felmelegíteni azt. Gyakran olyan mértékű lehet a vízkőképződés, hogy a hőmérsékletszabályozó érzékelőjének tokcsövét is leszigeteli a vízkő.
4. ábra: 1 évig kemény vízben üzemeltett csőfűtőbetét
Ilyen esetekben a vízhőmérséklet-érzékelés pontatlan lesz, a tárolónkban magasabb lesz a víz hőmérséklete (nagyobb a hőveszteség), és a hőkorlátozó is működésbe léphet, azaz leold. A vízkőképződés a vízminőséggel és a beállított hőmérséklettel van összefüggésben. Általánosan elmondható, hogy a kétévenkénti karbantartással a tároló belső vesztesége gyakor-latilag minimálisra csökkenthető. Ilyenkor az aktívanód-felülvizsgálat is elvégezhető, ami egyébként több gyártónál a meghosszabbított tartálygarancia kritériuma is.
Egyre több kereskedelemben kapható forróvíztárolóban található már meg olyan elektromos fűtőegység, amelynél a fűtőbetét már nem közvetlenül merül a vízbe, hanem egy zománcozott acélcsőben helyezik el azt. Ezeknél a tárolóknál a fűtőfelület a többszörösére növelt, kisebb a tokcső felületi hőmérséklete, így a vízkőképződés is mérsékeltebb. Az ilyen fűtőbetétek váza kerámiából (szteatit) készül, ez tartja biztonságosan a Kanthal-huzalból gyártott fűtőszálat.
5. ábra 1 évig kemény vízben üzemeltetett „szteatitos” fűtőbetét-tokcső
A 4. és 5. fényképeken is jól látható, hogy a „szteatitos” fűtőbetéttel szerelt forróvíztároló fűtőegységén sokkal kevesebb vízkő és ásványi só csapódott ki, mint a csőfűtőtesttel szerelt bojlerben.
Forróvíztárolók
Az elmúlt időszakban megnőtt az érdeklődés az „indirekt” forróvíztárolók irányában, amelyek vízterében található egy olyan hőcserélő (csőkígyó), amelyre alternatív energiaforrások csatlakoztathatók, de egy meglévő központifűtésrendszerre is rákapcsolható.
Ezen tárolók vizét elsősorban a hőcserélőben áramló meleg víz fűti fel, de igény esetén elektromosan is felfűthetők. Falra szerelhető, indirekt fűtésű tárolók már 80 literes űrtartalomtól kaphatók, és egészen 200 literesig megvásárolhatók, az álló kivitelek pedig akár 1000 literesig beszerezhetők.
Még akkor is érdemes ilyen bojlert vásárolnunk, ha egyelőre nem akarunk „indirekt” fűtéssel meleg vizet előállítani.
Csak egy pár ezer forinttal kerül többe, de a lehetőségünk megvan, hogy bármikor át tudjunk állni akár egy napkollektoros felfűtésre is. Az indirekt forróvíztárolók vásárlására sarkallnak az EU direktívák is.
Ezekből megtudhatjuk, hogy hamarosan már csak olyan bojlereket szerelhetnek be az új lakásokba, illetve EU pályázati pénzből korszerűsített házakba, amelyek rendelkeznek legalább egy alternatív energiát fogadó egységgel, pl. egy csőkígyóval.
6. ábra: HMV indirekt tároló
1. burkolat; 2. hőmérő csonk; 3. tűzzománcozott tartály; 4. melegvízcső; 5. hidegvízcső; 6. alsó hőcserélő; 7. felső hőcserélő; 8. fűtőtestcsonk; 9. beépíthető fűtőtest; 10. hőérzékelő csonk; 11. cirkulációs csonk; 12. hőszigetelés.
Az EU szabványok és direktívák természetesen több területen szigorítják a kereskedelmi forgalomba hozott forróvíztárolókkal szemben támasztott követelményeket. Az EN 13203-3:2010 E szabvány bemutat egy tervezetet, hogy milyen ütemben kívánja az elkövetkezendő években szigorítani az „energiapazarló” készülékek forgalmazhatóságát. Pl. a forróvíztárolókat a szolgáltatott melegvíz mennyiségétől függően osztályba sorolja: M, L, XL, XXL stb.
A tervezet szerint 2013-tól az M, L, XL osztályba sorolt készülékeknek minimálisan teljesíteniük kell a „B” energiahatékonysági osztály követelményeit. 2015-től minden űrtartalomra kiterjesztik a minimálisan teljesítendő energiahatékonyságot.
A piac jelenleg tele van olyan forróvíztárolókkal, amelyek fényévekre vannak a minimálisan teljesítendő energiahatékonyságtól. Több gyártó beépítette már a tárolóiba az „intelligens” hőmérsékletszabályozókat. Állításuk szerint az elektronika megfigyeli és megtanulja a melegvíz-felhasználási szokásainkat, és ezzel akár kétszámjegyű energiacsökkentést is elérhetünk.
Laboratóriumban végzett szabványos vizsgálatok eredményei igazolják, hogy ezeknek többnyire csak reklámértékük van, de tényleges energiafelhasználást nem tudnak csökkenteni.
Az elkövetkezendőkben fontosnak tartanám a nyílt és zárt rendszerű vízmelegítők problémáit is boncolgatni, és az indirekt fűtésű bojlerek úgyszintén izgalmas témát szolgáltatnak, mint ahogyan a hőszivattyús forróvíztárolók üzemeltetése is.
*A szerző megjegyzése a kihúzott részhez: a cikkben bemutattam egy kapcsolást, amely egy forróvíztárolót kapcsolgat az „éjszakai” és a „nappali” elektromos hálózat között. A cikkben sajnos nem került feltüntetésre, hogy a kapcsolás egy elvi megoldás, amelyet nem építettem meg, csupán egy TINA nevű tervezőprogrammal állítottam össze, és a működését szimuláltam. A kapcsolás esetleges megépítése viszont jogszerűtlen áramvételezésre adhat lehetőséget, ezért megépítését senkinek nem javaslom!