• fa
• fűtés
• modern stílus

Modern fafűtés előnyei és hátrányai

Miért is ne gondolkodnánk el a modern fafűtés lehetőségén? Az antropogén (ember okozta) üvegházhatás csökkentéséhez a fűtéstechnika területén is adódhatnak alternatívák. A fa tüzelőanyagként való felhasználása nagyban hozzájárulhat e cél megvalósulásához, mivel az olaj- vagy a gázfűtéssel összehasonlítva a fafűtés által kibocsátott CO₂ (amely az üvegházhatásért, és így klímánk erős felmelegedéséért is a főként felelős gáz) mennyisége sokkal csekélyebb.

Kondenzációs kazánok, hatásfok

Meg kell hagyni, hogy a piacon beszerezhető modern gáz- és olajkazánok – ahogyan már ismertettük – kétségkívül a technika mai színvonalának megfelelő berendezések, amelyeken már alig-alig akad fejleszteni való. Így a kondenzációs kazánok a leghatékonyabb és legenergiatakarékosabb berendezések közé tartoznak.

Ezeknek azonban fosszilis, korlátozottan rendelkezésünkre álló nyersanyagokra van szükségük, amelyekből egyre kevesebb van, és amelyek egyre drágábbak. Ráadásul a földgázt a kinyerés helyétől a fogyasztás helyéig a fél világon keresztül kell vezetni. Ugyanilyen nagy ráfordítást igényel a nyersolaj szállítása is, amely vezetékeken keresztül, valamint hajókkal történik.

Fa tüzelőanyagok

Az elégetés technikájától függően ma már különböző fa tüzelőanyagok állnak rendelkezésünkre: az energiatartalom (fűtőérték) többek között a víztartalomtól és a fa fajtájától (fenyő vagy lombhullató fafajta) függ. A következő táblázat 20%-os víztartalommal rendelkező fenyőfára vonatkozik (légszáraz mintegy 2 éves tárolási idő elteltével):

Darabos fa/hasábfa

A hasábfát erdészetekből vagy gyümölcsösökből szállítják. Közvetlenül felhasználható méretre darabolt, „kályhakész” fa, amelyet hasábokban többnyire 25, 33, 50 és 100 cm-es darabokban kaphatunk.

Aprítékfa

Ez a fajta tűzifa is származhat az erdőből, más esetben viszont a fafeldolgozó üzemekben, pl. ácsműhelyekben és fűrészüzemekben keletkező hulladékból nyerjük, és egy aprító berendezés segítségével felaprítjuk. Az ÖNORM M 7133 alapján különböző méretekben létezik: kisebb tüzelőberendezések esetében csak a finom apríték alkalmas (G 30) maximum 3 cm²-es átmérővel. A térkitöltésen kívül (a faanyag egy űrköbméterre eső tömege) a víztartalom is fontos. Jó, ha ez nem éri el a 30%-ot. Az aprítékfát többnyire ömlesztve, teherautókon szállítják.

Pelletek

Ehhez az iparilag előállított és szabványosított tüzelőanyaghoz a fafeldolgozó üzemekben keletkező forgácsot és fűrészport préselik össze.

A DIN 51731 mindazonáltal nem jelent garanciát a magas minőségű pelletekre. Ennek a szabványnak az egyik hiányossága az a körülmény, hogy a szabvány egységességének tekintetében nincs külső ellenőrzés. A DIN szabványnál alaposabb felvilágosítással szolgál a pelletek tényleges minőségének tekintetében az ÖNORM (pl. az aprítékfa tárgyában), vagy a DINplus a DIN Certco-tól.

A DINplus esetében nem DIN szabványról van szó, hanem egy úgynevezett tanúsítási programról. Az üzemben történő első ellenőrzést követően rendszeresen, és olykor előre be nem jelentett időpontokban is ellenőrzik a gyártót és mindenekelőtt a pellet-termelést. Csak az olyan pelleteket ajánlják, amelyek megfelelnek az ÖNORM követelményeinek, vagy megfelelnek a „DINplus ellenőrzött minőség”-nek. A kémiai kötőanyagok hozzáadása nélkül készült hengeres préselmények meglehetősen homogének, és a szabványosított méret következtében a kezelés és a szállítás sem okoz gondot. Zsákokban vagy tartályokban szállítják.

Fatüzelési módok

Éppen a fatüzelés körében nagyon népszerűek a központi fűtés mellett az egyedi fűtési módok alternatívái. A nyitott kandallótól a fatüzelésű kályhákon és kandallókon át a cserépkályháig terjedő skálán elhelyezkedő fűtési módozatoknak sokkal erősebb a tradicionális és a térformáló jellege, míg hasznosítási fokuk csupán mintegy 10 és 70% közötti.

A cserépkályha kivételével az égés finoman szólva nem kielégítő, sok káros anyag szabadul fel, a tűz megrakása és a hamu eltávolítása nem automatizálható, és a rendszer rosszul szabályozható

Többnyire ezek a berendezések nem alkalmasak nagyobb épületek, vagy akár többlakásos családi házak fűtésére. A következőkben ezért csak a családi házak és a többlakásos házak igényeit kielégítő központi fűtések lehetőségeiről és követelményeiről szólunk. Az alkalmazható tűzifa vonatkozásában egyértelmű különbségek vannak.

Hasábfával üzemelő kazánok

Az utóbbi években ezek a berendezések az egykori „mindenevőkből” technikailag modern kazánokká értek. A tüzeléstechnikának ez a módja alkalmas a családi házakban, de nagyobb épületekben való alkalmazásra, és teljes értékű fűtésnek tekinthető.

A természetes szellőzésű kazán túlnyomásos szellőztetésűvé fejlődése, a primer és szekunder égés világos elkülönítése, az oxigénszondákkal vezérelt szelepekkel biztosított jobb szabályozhatóság, a nagyobb töltőterek és a hősugárzásból adódó energiaveszteség csökkentése csak néhány a fejlődés jellemzőiből. A hasábfát a töltőtérbe helyezik egy parázságyra. A fából fejlődő gázokat szelepek segítségével egy nyíláson át az égéstérbe vezetik és elégetik. A forró füstgázt átvezetik egy hőcserélőn, így azok hője újra bekerül a fűtési rendszerbe. Ezt követően a füstgáz a kéményen át távozik.

Még ha a szabályozó rendszer lehetővé teszi is a teljesítmény lefojtását, elengedhetetlen egy kiegészítő tárolótartály beépítése. Egy épület fűtési igénye még a fűtési periódus alatt is meglehetősen ingadozó.

Így azonban ősszel és tavasszal, amikor csekélyebb a fűtési teljesítmény iránti igény, lehetségessé válik az optimális égés, a kazán töltőterében található csekélyebb mennyiségű fa folyamatosan, fojtás nélkül kiégethető. Amennyiben a fűtési teljesítmény iránti igény kisebb, mint a fa elégetésével nyert teljesítmény, a hő a kiegyenlítő tárolóban raktározódik, ahonnan folyamatosan felhasználható. Hasábfával üzemelő kazánokat mintegy 20 kW névleges teljesítménytől kínálnak.

Előnyök

• nagyon kedvező tüzelőanyag-árak,
• alacsony emissziók.

Hátrányok

• minden fatüzelésű rendszer csekélyebb hasznosítási fokkal (max. 85%) rendelkezik,
• a rendszer feltöltése manuálisan, nem pedig automatikusan történik,
• kisebb mértékben szabályozható,
• kiegyenlítő tárolóra van szükség,
• alacsony kényelmi fokozat (többek között a hamu eltávolítása is manuálisan történik).

Aprítékfával üzemelő berendezések

A fűtési berendezés kényelmes, vagyis automatikus üzemeltetésének feltétele a folyamatos és adagolható tüzelőanyag-utánpótlás. Az aprítékfával üzemelő berendezések ma már elérték a gáz- vagy olajkazánok szintjének megfelelő automatizáltsági fokot. Ez az automatikus megrakást, meggyújtást, a hőcserélő tisztítását, a hamu eltávolítását és a mikroprocesszorral vezérelt oxigénadagolást is magában foglalja. A különbség a tüzeléstechnikában keresendő: 20 kW – 2 MW szükséges kazánteljesítmény esetén alátoló tüzelést, 100 kW -10 MW között pedig tűz-rostély-tüzelést alkalmaznak. A piacon elterjedt aprítékfával üzemelő kazánok mintegy 50 kW teljesítménytől hozzáférhetőek.

Egy- és többlakásos családi házak fűtésére alkalmas kis teljesítményű kazánok (10 kW-tól) alig találhatóak, holott a kiszolgálási kényelem szempontjából ezek sokkal kevesebb munkával üzemeltethetőek, mint a hasábfával működő kazánok. A hosszú távú zavartalan működés érdekében azonban a magas minőségű aprítékfa (20% alatti víztartalom, válogatott minőség, csekély kéregtartalom) döntő feltétel.

Előnyök

• kedvező tüzelőanyag-árak
• csekély emisszió
• 85-90% közötti jobb hasznosítási fok
• jó szabályozhatóság
• magas automatizáltság
• nagyobb kiszolgálási kényelem

Hátrányok

• nagy tárolókapacitás-igény
• az aprítékfa változó minősége, valamint a beszerzéssel és kiszállítással kapcsolatos problémák
• magas karbantartási igény
• viszonylag drága tüzelési rendszer

Pellettel üzemelő berendezések

Ezeknek a berendezéseknek a működési elve nem különbözik lényegesen az aprítékfával üzemelő berendezésekétől. A leglényegesebb különbség magában a tüzelőanyagban rejlik, amely szabványosított ipari előállítása révén állandó minőséget képvisel (ÖNORM vagy DINplus). Az alátolásos tüzelési mód mellett alkalmazzák azt a módszert is, amikor a tüzelőanyagot egy leejtőakna fölött helyezik el. A pellet meghatározott adagokban a rövid aknán keresztül közvetlenül az tüzelőrostélyra kerül.

Léteznek fél- és teljesen automata berendezések

Ezek csupán a tüzelőanyag betöltésének módjában különböznek egymástól. A félautomata berendezések nagyobb tárolótartállyal rendelkeznek (napi tartály), amelyeket manuálisan kell a pellettekkel feltölteni. Az ajánlatos tartályűrtartalom mintegy 400 1. A teljesen automata berendezéseket egy szállítócsiga vagy egy szívóberendezés segítségével összekötjük a tárolóhelyiséggel, amelyből a pelletek a kazánba jutnak.

A vákuumos szállítóberendezést a pelletek kis súlya teszi lehetővé, és megvan az az előnye, hogy a tárolóhelyiségnek nem kell feltétlenül határosnak lennie a kazánházzal, elég, ha 30 m-es távolságban található.

Kiegyenlítő tárolóra nincs szükség. Amennyiben mégis beépítünk egyet, az azzal az előnnyel jár, hogy csökkenthetjük az égő működési periódusainak számát, és a kazánt mindig teljes teljesítményen üzemeltethetjük. Ez növeli a hasznosítási fokot, és csökkenti az emissziók mennyiségét. Éppen a kisebb fűtési teljesítményt igénylő családi házak esetében ajánlható leginkább a kiegyenlítő hőtároló alkalmazása. Pelletekkel üzemelő kazánokat mintegy 2,5 kW-tól találunk a piacon, és mintegy 60 kW-ig ésszerű ezek alkalmazása.

Előnyök

• egyforma tüzelőanyag-minőség,
• jó szabályozhatóság,
• akár a 92%-ot is elérő hasznosítási fok,
• magas automatizáltság,
• nagy kiszolgálási kényelem,
• alkalmas kisebb lakóházak fűtésére is.

Hátrányok

• a tüzelőanyagok között a legmagasabb árú alapanyag
• a fa a többi tüzelőanyaghoz viszonyítva magasabb emissziókkal rendelkezik
• nagy karbantartási igény
• viszonylag drága tüzelési rendszer

Kazánméretek

Minden fatüzelésű rendszerben közös, hogy az optimális égéshez a kazánnak lehetőleg mindig teljes gőzzel kell üzemelnie, ami a szabályozhatóság és a kazánteljesítmény függvénye. Ezen a ponton vannak különbségek.

A kazán teljesítményének hozzáillesztése a mindenkori feltételekhez (a változó külső hőmérséklethez, vagy az épületben a hőmérséklet csökkenéséhez) az olaj- és gázkazánokkal szemben csak a modern, teljesen automatizált rendszerek esetében lehetséges. A szükséges kazánteljesítmény alapvetően az épület fűtési teljesítményigényének függvénye. A táblázat rámutat, hogy kisebb épületek, pl. családi házak esetében a pelletekkel üzemelő berendezések a legalkalmasabbak. Az aprítékfával működő készülékek előnyeiket a leginkább nagyobb objektumok, mindenekelőtt a távhővel és a közeli központi hővel történő fűtés terén tudják kibontakoztatni.

A hasábfával üzemelő kazánok estében a teljesítmény „testre szabását” minden esetben kiegyenlítő hőtárolóval szükséges biztosítani. Az aprítékfával illetve pelletekkel üzemelő berendezéseknek erre nincs feltétlenül szükségük; azonban alkalmazása mégis ajánlott, mivel

• így biztosítjuk a teljes gőzzel való üzemelést,
• a kazán hasznosítási foka nő,
• az égő üzemelési periódusainak száma csökken,
• az emissziók pedig mérséklődnek.

Kiszolgálási kényelem és tüzelőanyag

A fával működő berendezések közül a hasábfával üzemelő kazánok tudják a legalacsonyabb kiszolgálási kényelmet felmutatni, mivel ezek esetében sok „kézi munkára” van szükség. Ezzel szemben azonban a tüzelőanyag csekély előkészítési igénye miatt csekély mértékű emissziókat és olcsón beszerezhető tüzelőanyagot kapunk.

Ezért, hogy a fa versenyképes legyen a megszokott olaj- és gázkazánok mellett, nagyobb kiszolgálási kényelmet kell biztosítanunk. Ezt nyújtják az aprítékfával és pelletekkel üzemelő berendezések. Az aprítékfával összehasonlítva a pelletek szabványosított méretük révén kiválóan alkalmasak a kazán kiszolgálásának automatizálására. Energiasűrűségük miatt pedig sokkal kisebb tárolókapacitással is beérik, mint a hasábfa vagy az aprítékfa. A 12% alatti csekély víztartalom garantálja a jó égést.

Összefoglalás

Az összehasonlítás új építésű, jól szigetelt családi házat vesz alapul: fűtési teljesítményigény kb. 10 kW a melegvíz-ellátás figyelmen kívül hagyásával; valamennyi költségadat 2004-es átlagos árakra vonatkozik. A fafűtés előnyei azonban mindenképpen a környezethez való viszonyában mutatkoznak meg. A fából készült tüzelőanyagok a még mindig legnagyobb piaci részesedéssel rendelkező fosszilis fűtőolajhoz képest akár 90%-kal kisebb CCV emisszióval járnak, így jelentősen hozzájárulhatnak az üvegházhatás mérséklődéséhez.

Az ökonómiai előnyök kétségkívül az országon belüli nyersanyagkészletekben rejlenek, amelyek hozzájárulhatnak az értéktermeléshez és a régió társadalmi szerkezeteinek biztosításához.

Összköltség szem előtt tartása

Mindenesetre a döntés meghozatalakor nemcsak a tüzelőanyag-árakat, hanem az összköltséget is szem előtt kell tartanunk, amelyekkel egy fűtési berendezés üzemeltetése jár (azaz beruházási, karbantartási, üzemeltetési költségek). Az aprítékfával és pelletekkel üzemeltethető fűtési rendszerek esetében jóval magasabb költségekkel kell számolnunk, mint a hagyományos fűtési rendszerek esetében. Ezt a többletköltséget ez idő szerint csak megfelelően magas összegű támogatásokkal lehet ellensúlyozni.

Megállapítható, hogy a hasábfa-üzemű kazánok csak abban az esetben nyújtanak vonzó lehetőséget, ha csekély elvárásaink vannak a kiszolgálási kényelemmel szemben; a pelletekkel üzemelő kazánok elsősorban kis fűtési teljesítményt igénylő (3-40 kW közötti) családi házak és többlakásos családi házak ellátására alkalmasak; közepes (kb. 50 kW-tól) és nagy (több MW) teljesítményigények esetén az aprítékfával üzemelő kazánok a legalkalmasabbak.