• kazán

Modern olaj- és gázfűtés napjainkban

A fűtéstechnikában kazánok helyett hőfejlesztőkről is beszélhetünk. Ezek részint különböző konstrukciós jellegzetességeik alapján különböztethetőek meg. Itt mindenesetre elég lesz a fűtéstechnikai eszközök felületes osztályozása is.

Hagyományos kazán

Ezek olyan hőfejlesztő berendezések, amelyek mintegy 90 °C-os konstans hőmérsékleten és egyfokozatú égővel üzemelnek. Ezeket állandó hőmérsékletű kazánnak is nevezik.

Mivel nem állnak ellen a korróziónak (70 °C alatti hőmérsékletek esetén a kazánban kondenzvíz csapódhat le), ezeket a kazánokat magas hőfokon kell üzemeltetni. Hogy az ilyen módon erősen felhevített víz ne maradjon vissza a körforgásban, az úgynevezett keverőtartály segítségével össze kell keverni az alacsonyabb hőmérsékletű visszatérő vízzel.

A víznek ez a szükségtelenül magas hőmérséklete, amelyet aztán hűvösebbre kevernek, a kazán túl nagy sugárzásveszteségéről tanúskodik. Ha ez a kazán elégtelen szigetelésével is együtt jár, előfordulhat, hogy a pincében található kazánház az épület legjobban fűtött helyisége.

Az ilyen 55-70%-os hatékonysági fokkal rendelkező kazánok az értékes energiát roppant mennyiségben képesek pazarolni. Németországban gyakorlatilag már nem kaphatóak ezek a típusok, azonban még mindig sok kazánházban megtalálhatóak.

Kis hőmérsékletű kazán

Ez a hagyományos kazánok továbbfejlesztett változata, röviden KH-kazánnak is nevezhetjük. A korróziónak ellenálló alapanyagok felhasználása lehetővé teszi, hogy a kazán sokkal alacsonyabb vízhőmérséklettel dolgozzon, és a hőszigetelést is optimalizálták.

Ezeknél a kazánoknál több fokozatban vagy fokozat nélkül állítható a láng, így különböző hatásfokot érhetünk el. Általában a víz hőmérséklete a külső hőmérséklet függvényében maximum 75-ről mintegy 30 °C-ra csökkenthető. A teljesen automatikus vezérlés gondoskodik arról, hogy a rendszerben lévő vizet csak annyira melegítse föl, amennyire szükséges ahhoz, hogy az épületet a mindenkor uralkodó külső hőmérséklet mellett megfelelő hőmérsékleten tartsa. Ezek a berendezések mintegy 92-95%-os hatékonysággal működnek, és különböző kivitelekben állnak rendelkezésre.

Ventilációs égővel működő gáz- és olajtüzelésű kazán

A tulajdonképpeni kazán mind gáznál, mind olajnál ugyanaz, csak az égő változik a fűtőanyag függvényében. Az égéshez szükséges levegő egy szelepen, a fűtőanyag egy porlasztócsövön keresztül jut be. Ha fűtőolajat használunk, az olajat először elő kell készíteni, azaz éghető gőzökké kell átalakítani. Ez porlasztással vagy elgőzölögtetéssel lehetséges.

Megfelelő keverőberendezéseken keresztül, amelyek levegőcsővel, torlasztótárcsával, porlasztócsővel és lángcsővel rendelkező égőfejből állnak, a fűtőanyagot és az égéshez szükséges levegőt minimális levegőfelesleg jelenlétében összekeverik. Valamennyi berendezést egyetlen monoblokkban helyezik el.

Csak egyetlen lángnyelv képződik, ezért az optimális égés érdekében fontos előfeltétel a kazán égésterének megfelelő geometriája. Itt forró füstgáz keletkezik, amelyek hőjét a kazán falán keresztül adja át a fűtési rendszerben folyó víznek.

A ventilációs égővel rendelkező gázkazánok ökonómiai szempontból csak az 50 kW fölötti teljesítményt igénylő rendszereknél válnak érdekessé. 50 kW alatt ajánlatos inkább az olcsóbb atmoszférikus égővel rendelkező kazánokat választani.

Gázkazán atmoszférikus égővel

Ez a kazántípus csak földgáz vagy folyékony gáz felhasználására alkalmas. Főként kisebb teljesítményeknél alkalmazható, mintegy 10-50 kW-ig.

Az atmoszférikus égők között a leggyakoribbak az úgynevezett injektoros égők. A gáz nyomás jelenlétében egy injektorcsőbe áramlik, miközben felszippantja az égéshez szükséges levegőt (primerlevegőt). Így jön létre az éghető gáz és a levegő előkeveréke. Ezt a keveréket aztán meggyújtjuk. A levegőfelesleg (szekunderlevegő) kívülről diffundál be a lángba. A ventilációs égővel szemben más lángkép képződik. Rendszerint résekkel tagolt égőcsöveken következik be az égés, így sok-sok nagyon rövid lángocska keletkezik, mintegy szőnyeglángot képezve.

Gáz-etázsfűtés

Ez egy különösen apró, helykímélő, falon függő gázkazán, amely a házon belül (tehát a lakott alapterületen) is jól elhelyezhető, pl. a fürdőben, a konyhában vagy a folyosón egy falmélyedésben. Működése többnyire a belső levegőtől függetlenítve történik. Tipikusnak ennél a készüléknél a 4-25 kW közötti teljesítmények nevezhetők.

Az úgynevezett kombi-kazánok esetében kiegészítésként a készülékbe integrálnak egy átfolyós rendszerű gázüzemű vízmelegítőt is, ami a háztartási melegvíz-ellátásért felelős.

Kondenzációs kazán

Ez a típus jelenti a mai kazántechnika által kínált optimális megoldást. Tulajdonképpen egy a füstgáz hőjét felhasználó hőcserélővel felszerelt KH-kazánról van szó. A KH-kazánnak ez a továbbfejlesztett változata lényegesen alacsonyabb károsanyag kibocsátással rendelkezik, a fűtőanyagot pedig mintegy 11%-kal hatékonyabban hasznosítja.

Az elv: a füstgázban található maradék vízgőz a kazánban kondenzálásra kerül, a folyamat során felszabaduló hőt pedig hasznosítják. Ehhez a füstgázt átvezetik a visszatérő vízen, amely kevesebb mint 50 °C hőmérsékletű. Ez a kiegészítő hőkihasználás érezhető hatást fejt ki az füstgáz hőmérsékletének tekintetében.

Kondenzációs kazán előnye

Míg a KH-kazánok esetében a füstgáz mintegy 100-140 °C-os hőmérséklettel hagyja el a kazánt, a kondenzációs kazán esetében a kilépő gázok hőmérséklete csak mintegy 25-45 °C. A kicsapódó kondenzvíz miatt a füstgázt elvezető csövet, valamint a kazánt nedvességnek ellenálló anyagból kell létrehozni. A kondenzátum egyébként enyhén savas, pH-értéke mintegy 3,5-4,5 közötti (amely a citromsavnak felel meg), elvezetése nem okoz gondot. A füstgáz elvezetéséhez – a felhajtó erő hiányában – egy ventilátor beszerelésére van szükség. A gázfűtés területén (földgáz és folyékony gáz) a kondenzációs kazán mára elterjedtnek mondható.

A hatékonyság a KH-kazánokkal összehasonlítva 10-12%-kal nőtt. Az olajfűtés esetében azonban, mivel a fűtőolaj sokkal kisebb hidrogéntartalommal rendelkezik, a KH-kazánokhoz képest csak mintegy 6%-os hatékonyság-javulásra van lehetőség. Ezek a kazánok még mindig viszonylag drágák, fejlesztésük során pedig szükség lenne a (savas) kondenzátum semlegesítésére. A korrózióálló alkatrészek tekintetében sem teljesen kiforrottak még ezek a berendezések, így megvásárlásuk bizonyos korlátok között ajánlható.

A kazán hatásfoka és hasznosítási foka

A kazán hatásfoka és hasznosítási foka két olyan fogalom, amelyek a hasznosság és a fogyasztás viszonyát írják le: hasznosítási fok alatt az energiamennyiségek viszonyát, míg hatásfok alatt ezzel szemben a teljesítmények viszonyát értjük.

A hasznosítási fok

A hasznosítási fok tehát azt adja meg, hogy a felhasznált fűtőanyagnak ténylegesen hány százalékát alakítja át a kazán a fűtési periódusban hasznos hővé (a belső térben hasznosított energiává). Ennek vizsgálatához a próba helyén a fűtés többi körülményeit is szimulálják, és a kazán hatásfokát öt különböző terhelési fokozatra is kiszámítják, amelyek különböző külső hőmérsékleteknek felelnek meg. Az egyes hatásfokokból jön ki a kazán hasznosítási foka.

Ahogyan azt már megvilágítottuk, a kondenzációs kazánok a füstgáz hőjét kihasználó hőcserélőnek köszönhetően jóval magasabb hasznosítási fokkal működnek, mint a KH-kazánok. Egy kondenzációs kazán esetében a hasznosítási fok akár a 106%-ot is elérheti, mivel a számítás nem a tüzelőanyag korábban felső fűtőértéknek nevezett értékével, Hf-val, hanem Ha-val, a korábbi elnevezés szerinti alsó fűtőértékkel történik.

A kazántechnikától függően a tüzelőanyagból többet hozhatunk ki, mint pusztán annak fűtőértékét. A fűtőérték ugyanis nincs tekintettel arra a hőmennyiségre, amely a füstgázban lévő vízgőzben található. Ezzel szemben egy kondenzációs kazán lehetővé teszi (kis hőmérsékletű visszatérő víz mellett) a vízgőz kondenzációját, és az így felszabaduló hő felhasználását a lakás fűtésére.

A kazán karbantartása

Jó üzemeltetési eredményeket hosszú távon csak akkor várhatunk, ha a kazánt és az égőt is rendszeresen karbantartjuk.

Ezért ajánlatos a következő pontoknak figyelmet szentelnünk:

• A kazán karbantartását végezze szakember.
• Fontos a füstgáz megfelelő Co2 tartalma
• A kazán fűtési periódusa legyen minél hosszabb, hogy az égő esetében is hosszabb üzemidőket érjünk el.
• Az olajüzemű KH-kazánok esetében tisztítsuk rendszeresen a kazán fűtőfelületeit, az 1 mm-es koromréteg ugyanis a hasznosítási fokot mintegy 6%-kal veti vissza!
• Magukat az égőket is rendszeresen ellenőriznünk kell, ilyenkor a szűrőt és a porlasztőcsövet tisztítani, adott esetben cserélni szükséges.
• A fűtőrendszerben uralkodó víznyomást rendszeresen ellenőriznünk, és amennyiben szükséges, pótolnunk kell.