Az Épületgépészeti Múzeum 2002 óta gyűjti az épületgépészeti szakma tárgyi emlékeit. A hazai szakmai folyóiratokban rendszeresen szerepelnek cikkek, amelyek a múzeum gyűjteményének egy-egy érdekes darabját mutatják be. Szakmánknak azonban nem csak tárgyi hagyatéka van. Számtalan olyan egykori kialakítási koncepció, konstrukciós elv, méretezési módszer létezik, amelyet meghaladottsága miatt ma már nem alkalmazunk, de ismerete a mai mérnök számára is szükséges, és mint szellemi hagyaték megőrzésre érdemes. A mai, korszerű épületgépészetnek is ismernie kell a korábban alkalmazott elveket, hiszen az ezek alapján kialakított rendszerek és berendezések közül számtalan létezik és üzemel még napjainkban is. Különösen fontos egy meglévő rendszer korszerűsítésekor ismerni, hogy azt egykor milyen elvek és szempontok alapján alakították ki.
Az Épületgépész folyóirat szándéka ezen szellemi hagyaték cikkekben való rendszeres bemutatása. Jelen cikkünk egy már meghaladott, de sokak gondolkodását a mai napig meghatározó tervezési segédletet mutat be.
A Tervezési Segédletek célja és rendszere
Az 1984-ben kiadott TS-G86 „Használati melegvíz termelő berendezések méretezése” című segédlet a Típustervező Intézet kiadványa volt (1. ábra). A kiadvány bevezetője szerint a „tervezési segédletek a műszaki tervezés egy-egy meghatározott témakörében megfelelően csoportosított ismertetést adnak – a forrás megjelölésével – az építéstervezéssel kapcsolatos jogszabályok és más hatósági előírások (pl. szabályzatok, műszaki előírások, rendeltetési és biztonsági követelmények, szabványok, típustervek, típus szerkezettervek, óvórendszabályok), továbbá a nem szabályozott kérdésekben kialakult építéstervezési gyakorlat alapján. A tervezési segédletek a tervezők tájékoztatására szolgálnak, céljuk a tervező munkájának megkönnyítése. Alkalmazásuk csak olyan mértékben kötelező, amennyire a témakörre vonatkozó forrásként megjelölt jogszabályok (hatósági előírások) alkalmazása is kötelező.” A Tervezésfejlesztő és Típustervező Intézet „Általános”, „Építészet”, „Statika”, „Épületgépészet”, „Mélyépítés” és „Ár, költségvetés” témákban adott ki TS betűjellel tervezési segédleteket. G betűjelzés az épületgépészeti szakterületé volt, az ismertetésre kerülő TS-G86 ezek között a 86-os sorszámú. Szerzői Both Attila és Zsoldos Géza; a lektor Kerékgyártó Árpád, az ábrákat Barna Józsefné készítette.
A segédletben bemutatott műszaki megoldások nem voltak kötelezően betartandó előírások, de egyéb minta hiányában általános iránymutatásként szolgáltak a használati melegvíz ellátás tervezéséhez, amitől aztán csak kivételes esetekben tértek el. Az itt lefektetett elvek a mai napig az épületgépész köztudat részét képezik még akkor is, ha esetleg már akkor is vitathatóak voltak, vagy mára meghaladottá váltak.
A TS-G86 szerinti HMV-termelési megoldások
A TS-G86 definiálja a HMV termelés legfontosabb alapfogalmait. Ezek lényegében megegyeznek a ma használtakkal, néhány említésre méltó eltéréssel. A melegvíztermelők lehetnek kisnyomásúak (ezek a szabad kifolyású egyedi melegvíztermelők, ahol a víz felmelegítése atmoszférikus nyomáson történik) és nagynyomásúak, azaz nyomás alatti készülékek. Megkülönböztetnek egyedi és központi HMV termelést; a melegvíz termelése folyhat tárolós és egyedi rendszerben. A központi melegvíztermelés tárolós rendszerben történhet úgy, hogy a belső fűtésű hőtermelő a tároló is egyben – azaz egy nagyvízterű szilárd-, olaj- vagy gáztüzelésű kazán közvetlenül ivóvizet melegít fel. Ide sorolhatóak az elektromos fűtésű forróvíztárolók is. Történhet a tároló fűtése külső hőtermelőről származó meleg- vagy forró fűtési vízzel, a tárolóban lévő hőcserélőn (csőkígyón) keresztül. Ezeket az épületgépész szakma újabban „indirekt HMV tárolónak” nevezi – a hagyományos, a TS-G86-ban is szereplő bojler (helyenként: „boyler”) megnevezéssel szemben (2. ábra). A Segédlet bemutatja a külső hőcserélő és tároló lehetséges párhuzamos, soros és vegyes kapcsolásait (3. ábra) – a jelenlegi hazai szakirodalom kreatívan alkot új és újabb kifejezéseket a párhuzamos kapcsolás körülírására…
A vízminőséggel kapcsolatos előírások régen és ma
A TS-G86 szerint szolgáltatott melegvíznek speciális körülményektől eltekintve „ivóvízminőségűnek” kell lennie. Hőmérséklete a hőtermelőből való kilépésnél még csúcsfogyasztás idején se csökkenjen 45°C alá, de semmiképpen ne haladja meg a 60°C-ot.
A Legionella által okozott fertőzési kockázatot jelentő közegekre, illetve létesítményekre vonatkozó közegészségügyi előírásokról szóló 49/2015. (XI. 6.) EMMI rendelethez tartozó, a Nemzeti Népegészségügyi Központ által évente frissített Módszertani Útmutató (ide kattintva érhető el) szerint mai körülmények között „A meleg víz hőmérséklete 1 perces kifolyatást követően valamennyi csapolón haladja meg az 50 °C-ot, optimálisan az 55 °C-ot”, azaz ma már folyamatosan magasabb hőmérsékletet várunk el a HMV termelő rendszertől. Ma a HMV hőmérsékletének felső korlátját is másképpen értelmezzük. A már hivatkozott Útmutató szerint: „Jelentősen csökkenti a legionellák elszaporodásának kockázatát, ha a tartályban levő használati meleg vizet rendszeresen (kisméretű rendszerek esetén hetente, nagyobb rendszerek esetén naponta legalább 1-1 órára) 70°C-on tartják… Ahol a forrázásveszély elkerülése érdekében ennél alacsonyabb vízhőmérsékletet kell megvalósítani (pl. egészségügyi vagy oktatási intézmények), ott a hideg víz bekeverését a csapolóhoz lehető legközelebb kell megvalósítani, pl. kényszerkeverő csaptelepek alkalmazásával. Amennyiben egy termosztáthoz több csapoló tartozik, a termosztát utáni vezetékszakasz térfogata ne legyen több mint 2 liter.”
Méretezési kérdések
Hőcserélő felület
A TS-G86-ban a HMV hőcserélő méretezésére szereplő alapelv szerint – a hőcserélő felülettel gazdaságossági okokból való takarékoskodás miatt – „a használati melegvíz és a forróvíz tömegáramának hányadosa ne legyen egynél nagyobb.” Ezt ma már nem feltétlenül gondoljuk így: a lemezes hőcserélők szinte kizárólagossá válásával ezek az egykori gazdasági indokok meghaladottá váltak. Célunk ma – különösen kondenzációs kazán, vagy távfűtés alkalmazásakor – a primer közeg minél jobb kihűtése, ami a HMV-nél kisebb primer tömegáram, azaz a segédlet értelmezése szerint 1-nél nagyobb hányadossal érhető el.
HMV hőigények
A HMV hőigények meghatározását táblázatok segítik a TS-G86-ban. A lakóépületekben az egy főre eső napi HMV fogyasztás iránymutató értéke 75-100 liter/fő,nap 60°C hőfokszinten. Ebben az időben a lakásonként figyelembe vett átlagos lakószám 3,5 fő/lakás volt (pl. a már hatályon kívül helyezett MSZ 09-85.0004-86, A használati melegvíz csúcshőteljesítmény-igény meghatározása c. szabvány szerint). Ez lényegesen nagyobb igényt jelent a mai budapesti távhőszolgáltatási gyakorlatban 50°C hőfokszinten jelentkező kb. 100 liter/lakás,nap értékhez képest – jellemzően már csak 2 fő/lakás körüli átlagos lakószámnál. A TS-G86 az órai csúcsfogyasztás napi átlagfogyasztásból való meghatározására egyenetlenségi tényezőket ad meg lakóépületekre, szállodákra és kórházakra. A korszerű méretezési gyakorlat szerint ma már kisebb tárolók alkalmazására törekszünk, az órainál jóval rövidebb csúcsfogyasztások fedezésére.
Bojlerek
A TS-G86 szerint bojlerek méretezésére részletes módszer szolgál aszerint, hogy azt rövid üzemidőre, pl.: üzemi öltözők ellátására; vagy tartós üzemre: pl. lakóépületek, szállodák, kórházak ellátására tervezik. Lakóépületekre a TS-G86 a „Recknagel”-ből (Recknagel-Sprenger: Taschenbuch für Heizung und Klimatechnik) származó diagram felhasználásával iránymutatást ad a lakásegységre eső tárolótérfogat megválasztására. Ez pl. 50 lakásos épület esetében kb. 75 l/lakásegység, azaz a kiadódó térfogat 3750 liter. Ehhez a térfogathoz szükséges illeszteni a bojler hőátadó felületét. Ha mai körülmények között valaki nagy lakásszámra – igen helytelenül – mindenképpen bojleres HMV termelést kívánna méretezni, akkor a méretezést célszerűen a DIN 4708 (Központi HMV-termelő berendezések; fogalommeghatározások, és méretezési alapok) szerint érdemes végeznie.
HMV csővezetékek
A HMV csővezetékek méretét a TS-G86 szerint az MSZ 04-132-80 alapján kell meghatározni. A kifolyók terhelési egységeit is aszerint kell figyelembe venni, azonban a csaptelepek kifolyóegyenértékeit a rendelkezésre álló és a felhasználási vízhőmérséklet függvényében a keverő csaptelepen megvalósított keverés arányában csökkenteni lehet.
Cirkulációs vezetékek
A TS-G86 tárgyalja a „keringető” (cirkulációs) vezeték méretezését is. Itt találjuk a legtöbb eltérést a jelenlegi elvárásokhoz képest. A TS-G86 a kérdésben meglehetősen nagyvonalú. A megfogalmazások, a fogalomhasználat sem kellően szabatos és szigorú – ez azonban illeszkedik az akkori elvárásokhoz és a kérdéskör kezeléséhez. Az ágvezetéket csak 10 liter űrtartalom felett tartják szükségesnek keringetni; a felszállókat csak az alapvezeték felett háromnál több fogyasztószint esetén kell cirkulációval ellátni. A mai magyar követelmények legfeljebb 2 liter, a legionella kockázat kezelésére vonatkozó német DVGW W551 előírás csak 3 liter űrtartalom alatt engedik meg a cirkuláció elhagyását.
A cirkuláció az akkori követelmények szerint lehetett szivattyús, vagy gravitációs keringetésű. A gravitációs vezeték méretezését táblázatok segítik. Mai körülmények között gravitációs cirkuláció méretezése lényegében lehetetlen: a rendszerben megengedett 5°C lehűlés mellett nem hozható létre olyan nyomáskülönbség, ami értelmes vezetékméretekkel kielégítő átkeringetést hozna létre. 10°C lehűlés mellett a feladat akár meg is oldható – akkoriban a gravitációs fűtés méretezési gyakorlata az épületgépész tervezők számára jól ismert volt. Mára ez a tudás kikopott a szakmából.
Figyelemre méltó, hogy a cirkulációs szivattyú szállítómagasságát a legkedvezőtlenebb kör fogyasztás melletti nyomásesése alapján kellett meghatározni úgy, hogy a szivattyú a végpontról még csúcsfogyasztás idején is képes legyen vizet visszakeringetni. Ha a tervezők valóban követték volna ezt a méretezést, az a cirkuláció pótlólagos beszabályozását később sokkal könnyebbé tehette volna. Mert a cirkulációs rendszer beszabályozásáról nincsen szó a segédletben. Talán éppen a TS-G86 máig ható negatív öröksége, hogy a cirkuláció beszabályozása nem magától értetődő tervezési és beüzemelési feladat, és még napjainkban is létesülnek új lakóépületek egyébként korszerű gépészeti berendezésekkel, de bármiféle, a cirkulációs térfogatáramok beszabályozására szolgáló szerelvény nélkül! Azért is különös, hogy a Segédletben nincsen szó az egyes cirkulációs ágakban keringtetendő térfogatáramok beállításáról, mert ebben az időszakban az egycsöves, néhol már a kétcsöves fűtési rendszerek beszabályozására is alkalmazták a „CSŐSZER mérő-szabályozó egység”-et. A mai értelemben vett „beszabályozás” abban az időben persze még ismeretlen volt, de ez az eszköz bonyolult tervezési-számítási és beüzemelési eljárás során alkalmas volt az egyes felszállók tervezési térfogatáramának beállítására. Ehhez persze a tervezésnél előbb meg kellett állapítani az egyes felszállókon keringetendő térfogatáramot. Ez megtörtént a fűtési felszállók esetében – a cirkulációs felszállókon keringtetendő térfogatáramokat azonban nem számította ki senki; senki nem is akarta azokat beállítani; és senki nem hiányolta mindezek elmaradását. (Az épületgépész szakma szellemi hagyatékának fontos részét képezik a fűtési rendszerek térfogatáramainak beállítására szolgáló, a tömeges lakásépítések idején kidolgozott és alkalmazott módszerek és eszközök – ennek feltárása és dokumentálása is feladata az Épületgépészeti Múzeumnak.)
Vezeték-hőszigetelések
Az akkori szemléletnek megfelelően a TS-G86 meglehetősen nagyvonalú a vezetékeken alkalmazandó hőszigetelések kérdésében, mint ahogy az a jelenlegi épületgépészeti gyakorlat is. A hőszigetelés alkalmazása kötelező, azonban az alkalmazott vastagságára egyetlen mondatot leszámítva nincsen iránymutatás: „Falhoronyban vagy szerelőaknában haladó melegvíz előremenő vezetéket ajánlatos legalább kétszeres nemezszalag burkolattal ellátni”.
A vízkőképződés és a korrózió elkerülése
A TS-G86 a vízkőképződés és a korrózió elkerülésére számos tervezési, kivitelezési és üzemeltetési elvet fogalmaz meg. Ezek ma is érvényes és használatos elvek. A segédlet megfogalmazása szerint „Melegvízszolgáltató berendezések csővezetékeit, valamint annak idomdarabjait horganyzott acélból kell készíteni. … Műanyag csövek is szerelhetők, azonban ivóvíz minőségű melegvízhez csak az egészségügyi követelményeket is kielégítő hőálló műanyagcsövek alkalmazhatók.” Előremutató, hogy bár akkoriban a horganyzott acélcső alkalmazása szinte kizárólagos volt a HMV rendszerekben, rézcsövet pedig még sehol sem használtak, a Segédlet mégis iránymutatást ad a különböző szerkezeti anyagok együttes alkalmazása esetén fellépő korrózió elkerülésére. A TS-G86 megfogalmazza pl. a horganyzott acél- és rézcső együttes alkalmazására vonatkozó „folyásirány-szabályt”. A Segédlet a korróziós jelenségek bemutatása után megállapítja, hogy „…mindezek azt bizonyítják, hogy a korrózió és a vízkőképződés között sok szempontból kölcsönhatás áll fenn.” Ez is indokolja, hogy a 60°C feletti HMV hőmérsékletet mindenképpen kerülendőnek tartják.
A melegvízfogyasztás mérése
A melegvízfogyasztás mérése a Segédlet szerint a mai gyakorlatnak is megfelelően a melegvíz termelőbe lépő hidegvíz mérésével történik. A TS-G86 szerint a „Lakások melegvízfogyasztásának mérésére a lakásba történő csatlakozás helyén elzárószerkezetet és mérőhelyet kell kialakítani.” – azaz ha esetleg nem is kerül be az építéskor a lakásonkénti mérő, a létesítéskor már gondolni kellett (volna) későbbi beépítésére.
Biztonsági berendezések
A TS-G86 foglalkozik a melegvíztermelés biztonsági berendezéseivel is. Ezeket a 4. ábra szemlélteti. A Segédletben ajánlások, segédtáblázatok, és a vonatkozó szabvány kivonataként mértezési eljárás is található a biztonsági szelep méretezésére. A 4. ábrán látható a légbeszívós biztonsági hurok kialakítása is. Az olvadótárcsát a mai tárolókban jellemzően már nem használják. Ez a HMV túlhőmérséklet elleni védelmét szolgálta. Az olvadótárcsa ólom, ón és bizmut anyagokból készült amalgám, aminek olvadáspontja az anyagok összetételének megváltoztatásával szabályozható. A FŰTŐBER által gyártott, akkoriban szinte kizárólagosan alkalmazott tárolókba alapértelmezésként 72°C-on kiolvadó tárcsát építettek be.
Konklúzió
A TS-G86 évtizedekre meghatározta a hazai használati melegvíz termelő és ellátó rendszerek kialakítását; a ma üzemelő, korszerűsítés nélküli rendszerek zöme az ebben foglalt elveknek megfelelően létesült. Ezen elvek egy meghatározó része mára már elavult, a még ezek szerinti kialakításban működő rendszerek korszerűsítésre szorulnak. Egy ilyen korszerűsítés során nagyon hasznos azonban megismerni és szem előtt tartani az átalakításra kerülő rendszer korábbi kialakítási szempontjait.
Dr. Szánthó Zoltán
Kiemelt kép, illusztráció: Freepik
