Fűtési módok

Gázjelző rendszerek működése, épületgépészeti rendszerek beszabályozása

Hogyan terjednek a gázok? Miért rossz az, ha olyan pincében vagyunk ahol felgyülemlett a széndioxid? Minek köszönhető, hogy a léghajó repül?

Erre a kérdésekre kap választ az, aki megérti a relatív sűrűség fogalmát.

A gáz relatív sűrűségét számértékben határozzuk meg, méghozzá a levegőhöz viszonyítva. Az olyan gázokat, amiknek a relatív sűrűsége 1 alatt van, azok könnyebbek a levegőnél, az­az felfelé áramlanak (pl. a hidrogén) és összegyűlhetnek egy felső pontban.

Ha a gáz relatív sűrűsége nagyobb mint 1, akkor a levegőnél sűrűbb, lefelé áramlik és padló közelben gyűlik fel. (Ilyen a szén-dioxid.) Ha a relatív sűrűség közel van a levegő relatív sű­rűségéhez, azaz l-hez, akkor ez azt jelenti, hogy a tér bármely pontján lebeghetnek.

Koncentráció

A másik legfontosabb tényező a gázokkal kapcsolatban, a koncentráció. Azok a gázok, amelyek éghetőek, vagy robbanásveszélyesek, két értékkel jellemezhetők. Ezek az alsó és a felső robbanási határ, melyet térfogatszázalékban (tf%) határozták meg.

Az alsó robbanási határ az a koncentrációja az adott gáznak a levegőben keveredve, amely alatta a gáz még nem robbanó képes. Felső robbaná­si határ az a koncentrációja az adott gáznak a levegőben, amely felett már nem robbanó képes.

A mérgező gázok koncentrációját úgy határozzák meg, hogy hány milligramm anyag talál­ható légköbméterenként. A nyílt égésterű tüzelőberendezések hibás működés esetén veszé­lyesek lehetnek az emberi szervezetre nézve, ugyanis szén-monoxid keletkezhet. Tökéletlen égéskor keletkező mérgező gáz, színtelen, szagtalan.

Hatása az emberi szervezetre nézve

Fejfájás és émelygés, nagyobb koncentráció esetén áju­lás, halál.

Élettani hatása

A gáz csökkenti a vér oxigénszállító képességét úgy, hogy megköti a hemoglobint. A hemoglobin feladata az oxigén szállítása a vérben, de a szén-monoxid könnyebben kötődik a hemoglobinhoz, mint az oxigén. Emiatt, már kis mennyiségű szén-monoxid is ha­talmas problémát okoz. A szervezet egyszerűen megfullad.

Szén-monoxid-érzékelő

Ennek az eszköznek a feladata, hogy az emberre veszélyes gázt ér­zékelje, és megfelelő módon jelezze.

A szén-monoxid hatásai

A szén-monoxid már kis mennyiségben is kifejti károsító hatását, így a szén-monoxid kon­centrációját egy speciális mértékegységben határozzák meg. Ezt a mértékegységet ppm-nek (pro parts millión) nevezik, ami a m3 milliomod része.

Definíció szerint: egy ppm annak a le­vegőnek a szén-monoxid koncentrációja, amelynek 1 m3-ben 1 cm3-nyi szén-monoxid találha­tó (0,00001 tf%). Épp ennek az értéknek a figyelésére szolgál a CO érzékelő.

Szén-monoxid hatása a koncentráció függvényében

  • 30 ppm esetén: 8 órás munkahelyi egészségkárosodás nélküli tartózkodás határértéke;
  • 200 ppm esetén: gyenge fejfájás, fáradság, szédülés 2-3 óra elteltével;
  • 400 ppm: 1-2 óra után erős fejfájás, 3 órát meghaladó tartózkodás esetén életveszély;
  • 800 ppm: 45 perc eltelte után erős fejfájás, hányinger, 2-3 órán belül halál;
  • 1600 ppm: 20 perc után már erős fejfájás, eszméletvesztés, 1 órán belül bekövetkezhet a halál;
  • 3200 ppm: 5-10 percet követően erős fejfájás, halál fél órán belül;
  • 6400 ppm: 1-2 percet követően erős fejfájás, rosszullét, eszméletvesztés, 15 percet meghaladóan halál;
  • 12800 ppm: 1-3 percen belül bekövetkezik a halál.

Riasztás esetén fényjelzéssel és 80-90 dB-es hangjelzéssel riaszt a készülék. Meghibásodás esetén a berendezés hang- és fényjelzéssel riasztja a felhasználót a felmerülő hibáról.

A ri­asztási szintek a következők:

  • 50 ppm koncentrációt elérve 50-90 percen belül riasszon,
  • 100 ppm koncentráció elérésekor 10-40 percen belül riasszon,
  • 300 ppm koncentráció esetén 3 percen belül riasztani tudjon.

Gázérzékelés, gázjelző rendszerek

  • Félvezetős érzékelő: Az érzékelőelem egy nagy felülettel rendelkező hőhordozóra fel­vitt félvezető anyag. Ha ebbe a felületbe éghető vagy toxikus gázok abszorbálódnak, megváltozik a félvezető vezető képessége. A folyamatot fokozni lehet, ha megnöveljük az érzékelő hőmérsékletét (200-400°C). A változást egy jelfeldolgozó-egység érzékeli.
  • Katalitikus érzékelő: Működése az éghető gáznak az elektromosan fűtött katalitikus elem felületén történő elégetésén alapszik. Ennek az érzékeny elemnek a neve „bead”, vagy pellisztor. Az érzékelő két spirálisra kialakított platina fűtőszálból áll, melyek ke­rámia bevonatot kapnak, és elektromosan, hídban kapcsolódnak össze. Az egyik ke­zelt, a másik kezeletlen.
    A kezelt segíti elő az oxidációt, ő lesz a mérőelem, míg a ke­zeletlen lesz a referencia elem. A pellisztor olyan, mint egy nagy felületű szivacs. A spirálon keresztül haladó áramnak köszönhetően 500 °C-ra hevül fel a pellisztor, amelynek felülete kezelt, és amelyen láng kialakulása nélkül megy végbe az égés.
    A nem felületkezelt, tehát referencia elem hőmérséklete változatlan marad, áramváltozás jön létre, amit mérni lehet. Mivel szinte az összes környezeti hatás (hőmérséklet, pára­tartalom, nyomás) mind a két pellisztort egyaránt éri, ezáltal a hídban soha nem lesz kiegyenlítettség.
  • Elektrokémiai cellás érzékelő: Ezzel az érzékelővel inkább a toxikus gázok és oxigén koncentrációjának mérése lehetséges, az éghető gázokkal való „érzékelő képessége” korlátozott. Felépítése a következő: egy cella gázáteresztő membránnal, elektródákkal és a cellát kitöltő elektrolittal rendelkezik.
    A cellába bediffundált gáz, az elektródára kapcsolt polarizáló feszültség miatt vegyi folyamatot indít el, mely a bediffundált gáz­koncentrációval egyenes arányban generál elektromos áramot. Nagyon rövid idő alatt képesek érzékelni akár milliomod nagyságú értéket is. Élettartama 2-4 év közötti, amely erősen függ a mérendő gáz koncentrációjától.
  • Biomimetic érzékelő: lényege, hogy egy szintetikus hemoglobin cella, amely telítődik szén-monoxiddal. Telítődést követően az anyag elsötétedik, amit egy érzékelő figyel. A riasztási szint elérésekor bekapcsol a készülék. Riasztás után tiszta levegőre kell vin­ni az érzékelőt, amely lassan kitisztul. A cella körülbelül 2-3 évig használható.

Tápellátottság szerint 4 különböző megoldás lehetséges:

  • Cserélhető elemes: hátránya, hogy az elem lemerülésének figyelmen kívül hagyása az érzékelő kikapcsolását eredményezi.
  • Nagy élettartamú: az akkumulátor élettartama 5 év. Ha ez lemerül, akkor az egész ér­zékelőt cserélni kell.
  • 12/24 V: meg kell oldani az elektromos hálózat kialakítását, ami szakembert igényelő feladat.
  • Hálózatról üzemelő: hasonlóan az előzőhöz, az elektromos vezetékszakasz kiépítését meg kell oldani, és szereléséhez szakemberre van szükség.

Az érzékelő beépítése

Célszerű minden olyan helyiségbe felszerelni, ahol valamilyen nyílt égésterű berendezés ta­lálható. Ha olyan helyiségben van a gáz üze­mű berendezés, ahol sok időt töltünk el, min­denféleképp szereljünk ide érzékelőt. Ha egy légtért alkot a konyha és a hálótér, a hálótér­hez közel helyezzük a készüléket.

Az érzékelőt helyezzük a berendezési tárgytól minimum 1,5 m-re, maximum 3 m-re (13.1. ábra).

13.1. ábra. CO-érzékelő távolsága a gáztüzelő berendezéstől.

13.1. ábra. CO-érzékelő távolsága a gáztüzelő berendezéstől.

Falra szerelt érzékelő magasabban legyen sze­relve, mint a nyílászárók felső éle, de a mennyezet alatt legyen legalább 15 cm-re. Mennyezetre szerelt érzékelő a faltól minimum 30 cm-re legyen (13.2. ábra).

13.2. ábra.

13.2. ábra. CO-érzékelő elhelyezése nyílászáró felett (a.), illetve mennyezeten (b.).

Hálószobában és gázfogyasztótól távol eső helye az érzékelő 50-70 cm magasan leg egyéb helyeken 150-160 cm magasan (13.3. ábra).

13.3.

13.3. Hálószobában elhelyezett CO-érzékelő padlószinttől való magassága.

Ne helyezzük el az érzékelőt:

  • Fűtetlen, fedetlen térbe.
  • Szekrénybe, vagy fal és szekrény közé.
  • Házon kívülre.
  • Párás helyiségbe.
  • Tűzhely fölé.
  • Erős légáramlás közelébe.
  • Bármilyen bútorelem mögé, ami akadályozza a levegő odajutását.
  • Ha a hőmérséklet -10°C alá, vagy +40°C fölé csökkenthet, illetve emelkedhet.

Épületgépészeti rendszerek beszabályozása, beüzemelése

A fűtési rendszer hőmérséklete, a fűtendő helyiségek hőmérséklete nagyon sok tényezőtől függ.

Ilyenek például:

  • Külső hőmérséklet alakulása,
  • Napsugárzás intenzitása,
  • A szél erőssége,
  • Különböző hőveszteségek,
  • Épületen belüli egyéb hőforrások.

Olyan rendszert kell kiépítenünk, melynél az automatikán keresztül szabályozott ideális bel­ső hőmérsékletet hozunk létre. Ezt pedig úgy tudjuk megvalósítani, hogy optimális szinten tartjuk tüzelőanyag-felhasználásunkat, a külső és a belső hőmérséklet függvényében.

Vizs­gáljuk meg röviden, milyen szabályozások lehetségesek:

  • Kazánhőfok-szabályozás: ezzel a szabályozással nem tudunk tüzelőanyag mennyiséget csökkenteni, pont ellenkezőleg. Több fűtőanyagra van szükségünk a jó szabályozás el­éréséhez. Éppen ezért gazdaságtalannak tekinthető, hiszen nem tudunk biztosítani ál­landó kazánhőmérsékletet. Újonnan már nem jellemző ez a fajta szabályozás.
  • Előremenő fűtő víz szabályozása: általában úgy valósítják meg, hogy a visszatérő fűtő­vízből bekevernek annyit, amennyire szükségünk van. Kézi keverőszeleppel a besza­bályozás nehézkes, az igények változása maga után vonja ennek a keverőszelepnek a folyamatos után állítását. Újabban motoros szelepeket alkalmaznak, az átáramló víz­mennyiség folyamatosan szabályozható.
  • Helyiséghőmérséklet-szabályozás: az adott helyiségben elhelyezett szoba termosztát, amivel a kívánt hőmérséklet beállítható. A termosztát elhelyezésekor ügyelni kell a helykiválasztásra, nehogy a többi helyiség alulfűtött legyen.
  • Helyiségenkénti szabályozás: minden radiátorra termosztatikus radiátorszelep kerül. (Egy helyiségben levő több fűtőtest esetén csak az egyikre.) Ezzel a megoldható, hogy minden fűtendő helyiségben a kívánt és beállított hőmérséklet legyen elérhető.
  • Időjárás követő szabályozás:
    Az időjárás követő szabályzás mellett a fő indokok a kö­vetkezők:
    – Energiatakarékosság.
    – Költségkímélés.
    – Túlfűtés elkerülése.

Az időjárás követő szabályozás lényege, hogy fordított az arány az előremenő fűtő víz hőmér­séklete és a külső hőmérséklet között. Úgy is mondhatnánk, hogy mindig csak az aktuális hőveszteséget pótoljuk.

A szabályozással megoldható, hogy az elektronika vezérelje a ka­zánt, annak ki-be kapcsolásával. Típustól függően továbbá szabályozhatja a keverőszelepet, indítja a szivattyút, és még sorolhatnánk.

A legegyszerűbb esetben a szabályozást úgy hajthatjuk végre, hogy a szabályozó elektroni­ka egy keverőszeleppel állítja be az igényeknek megfelelő előremenő hőmérsékletet. Persze ilyenkor az a feltétel, hogy a primer oldalon rendelkezésre álljon a megadott hőmérsékletű fűtővíz.

Előfordulhat olyan eset, hogy a hálóban túl hűvös van, a nappaliban viszont túl me­leg, és a szoba termosztáthoz nyúlnak. Ekkor persze a hálóban meleg lesz, de a nappaliban még melegebb. Érdemes ilyenkor a rendszert több zónára osztani, melyet külön szabályoz az elektronika. Nagyobb rendszernél ezt még inkább célszerű szem előtt tartani. A megtérülési ideje rövid, a megtakarítás pedig szembeötlő lehet.

Képzeljük csak el, mekkora összhangot kell létesíteni egy olyan rendszerben, ahol a hagyo­mányos radiátoros fűtés mellett padlófűtés is ki van építve. Ehhez még jöhet az, hogy hasz­nálati melegvizet kell előállítani napkollektoros rásegítéssel. Előfordul néha, hogy a szabály­zó szelepeket mintegy ötletszerűen beépítve hiheti azt a megrendelő, hogy a problémát áthi­dalta.

Meg kell ismerkednünk először az ún. tömegáram-egyensúllyal. Ezzel elérhetővé válik, hogy mindegyik fogyasztónál a tervezett mennyiségű hőhordozó közeg megléte biztosítva legyen. Ezt úgy lehet elérni, ha pontosan be van szabályozva a hálózatunk (14.1. ábra).

14.1. ábra. Megfelelően beszabályozott rendszer.

14.1. ábra. Megfelelően beszabályozott rendszer.

A csővezetékben áramló közeg mennyiségének változtatásával, fojtásával lehet a beszabá­lyozást elvégezni. A tömegáram-egyensúly, a fojtás és a beszabályozás tehát egymással nagymértékben összefügg.

Ha nem megfelelő mértékű a tömegáram-egyensúly, akkor a cső­vezetékben több mennyiség esetén túlömlesztésről, kevesebb mennyiség során alul ellátásról beszélhetünk. Logikusan kikövetkeztethető, hogy ha a fűtési rendszer valamelyik pontján túlömlesztés alakul ki, akkor az a hálózat egy másik részénél hiányt okoz (14.2. ábra).

14.2. ábra. Helytelen beszabályozás eredménye.

14.2. ábra. Helytelen beszabályozás eredménye.

A tömegáram egyensúlyt célszerű a korábban kézi beszabályozást helyettesítő, automatikus önbeálló szerelvénnyel megvalósítani. Dinamikus rendszerek esetén az önbeálló szabályzó előbeállítását követően a beállított paraméterek állandó értékre álnak be.

A hidraulikai kö­rökbe beépített hőfokszabályozó szelepet működésük során a fűtési rendszer tömegáramát is változtatják. Ezek alkalmazása nélkül, tömegáram egyensúlyt nem lehet létrehozni.

A dinamikus szabályzók a csővezetékek­ben jelentkező nyomás változásokat figye­lembe véve tudják állandó értéken tartani az előbeállított mennyiséget (14.3. ábra). A beépített keringető szivattyú emelőmagasságával kapcsolatban fontos feladatként kell kezelni, hogy a szivattyú emelőmagas­sága soha nem haladhatja meg a szabályo­zó működési tartományát.

14.3. ábra. Dinamikus szabályzó beépítése a fűtési rendszerbe.

14.3. ábra. Dinamikus szabályzó beépítése a fűtési rendszerbe.

Gyakori, hogy a szükséges adatok hiányá­ban biztonsági okokra hivatkozva nagyobb szivattyút építenek be a szükségesnél, ez­zel a túlömlesztéses állapotot idézve elő. Igaz, hogy ebben az esetben, bár a szivattyú közelében levő közös többszörös túl-ömlesztéséről beszélhetünk, a kellő mennyiségű közeg a legutolsó pontokra is eljut.

Az előremenő és a visszatérő fűtőközeg hő­mérséklet-különbségéből, azaz a hőfoklép­csőből (hosszú évek kivitelezési gyakorlata során) következtetni lehet a fűtés működé­sére. Ha a hőfoklépcső kicsi pl. 2-5 °C akkor túlömlesztésre lehet számítani (szalad a fűtés), ha túl nagy a hőfoklépcső cca. 25-30 °C, akkor alul ellátásról lehet szó.

Ha nem építünk be tö­megáram- szabályzót, háromjáratú hőfokszabályzóval nem lehet jó beszabályozást létrehoz­ni. Tömegáram-szabályzót célszerű beépíteni a fűtési strangok aljára, padlófűtési körökbe a padlófűtési osztókba, illetve használati melegvíz előállításánál a tartály fűtőcsőkígyójához.

Tömegáram-szabályozás jellemzője

  • Egyszerű a kiválasztás, csak a tömegáramra van szükség.
  • Egyik szabályozó nem befolyásolja a másik beállított szabályozót.
  • Elő beállítással önbeállóan üzemkész.
  • A szerelés után a beszabályozással kapcsolatban nincs munka, védett az illetéktelenek beavatkozása ellen.

Elsődleges szempont a hőt a fűtendő helyiségek hő szükségletének megfelelő arányban szét­osztani. Ezt azonban nem akarja betartani a fűtővíz, mert arra törekszik, hogy a legkisebb el­lenállás felé, a legrövidebb úton próbáljon visszajutni a kazánba.

Ebből az a következtetés vonható le, hogy a rendszer legtávolabbi pontján levő hidraulikailag beszabályozatlan radiá­tor nem lesz megfelelően ellátva.

Épp ezt kell elkerülni a hidraulikai beszabályozással, mely­nek az előnyei a következők:

  • Energiát tudunk megtakarítani.
  • Nem jelentkezik se alulfűtés, se túlfűtés.
  • Környezetkímélő rendszert tudunk üzemeltetni.

Egy fűtési rendszer hidraulikai egyensúlyát sok tényező befolyásolhatja.

Pontos beszabályo­záshoz a következő lépésekre van szükség:

  • Pontosan kell ismernünk minden helyiség hő szükségletét.
  • Meg kell határozni a szükséges fűtőfelületet és a hozzá tartozó térfogatáramot.

Beszabályozó szelepeket célszerű alkalmazni akkor, ha a térfogatáram és nyomáskülönbség ­felesleget le kell fojtani. A megengedett tartományon kívülre eső paraméterek a radiátorok­nál zajokat okozhatnak.

Ezekkel a beszabályozó szelepekkel összehangolhatok az áramkörökben kialakuló különbö­ző tömegáramok. Ehhez hasonlóan, a nyomáskülönbség szabályozó szelepeket akkor hasz­nálják, ha a beállított nyomáskülönbség értékét szeretnénk állandó értéken tartani. Végül a térfogatáram-szabályzó szelepekkel megoldható, hogy az adott áramkörben egy arányossági tartományon belül a térfogatáramot állandó értéken tartsák.

Rengeteg olyan fűtési rendszerrel lehet találkozni, ahol túl nagy vízmennyiségek áramlanak ellenőrizetlenül, szabályozatlanul a csőhálózatokban. Ehhez kapcsolódik a túlzott energiafel­használás és a hőveszteség.

Hőteljesítmény növelése

A fűtőtesttel nagyobb hőteljesítményt lehet elérni, ha növeljük a térfogatáramot. A radiátorok elé épített termosztatikus radiátorszelepek a tartományuk felett levő térfogatáram fogadásakor hajlamosak a zajkeltésre.

A tulajdonos ilyenkor mit csinál?

Teljesen kinyitja a szelepet. Ezzel igaz csökkentjük a zajszintet, de növeljük a helyiség hő­mérsékletét. Tény, hogy amennyiben 1 °C-al növeljük az adott helyiség hőmérsékletét, 6%-nyi veszteséget érünk el. Az ablak nyitásával járó „hőmérséklet-szabályozásról” nem is szólva.

Másik tényező lehet, ha egy hidraulikailag beszabályozott fűtési körben megnöveljük a ke­ringetett tömegáramot. A tömegáram növekedésével együtt jár a keringető szivattyú energia­felhasználásának növekedése. Az esetek döntő többségében a szivattyúk túlméretezettek. Ha hidraulikailag be lenne szabályozva egy rendszer és elektronikus szabályozású szivattyút al­kalmaznánk, a szivattyú energia felvétele akár 40%-al is csökkenhetne.

A kivitelezési munkálatok befejezését követően még rengeteg tennivaló vár ránk, úgy is mondhatnánk, hogy a munka csak ekkor kezdődik meg. A kész rendszert üzembe kell he­lyezni, és beszabályozását el kell végezni. Amíg ezekkel készen nem vagyunk a fűtési rend­szert még nem tekinthetjük üzemkésznek.

Minőségi követelményeknek is meg kell felelni, melyek két csoportra bonthatók:

Azon követelmények összessége, melyeknek hiányában a berendezések nem üzemel­nek biztonságosan.

Központi fűtési rendszernél a következő kritériumok tartoznak ide:

  • Fűtési rendszer nyomáspróbája alatt az előírt időn belül szivárgás, csepegés nem jelentkezhet.
  • A rendszer csak a beszabályozási jegyzőkönyv teljesítését követően adható át.
  • A biztonsági szerelvényeknek, szabályozó szerelvényeknek az előírás szerint kell működniük.
  • Azon követelmények, melyeknek hiányában a berendezés alacsonyabb minőségi foko­zatba rangsorolható. Ha ez a III. osztályt sem éri el, akkor használatra alkalmatlannak kell tekinteni.

A kritériumok pedig a következők:

  • A csővezetékeket egyenes vonalban, feszültségmentesen legyenek felszerelve.
  • A lejtési méretek, illetve a csővezetéket egymáshoz, falhoz, födémhez viszonyított helyzete feleljen meg az előírásoknak.
  • A csőhajlítások kialakításánál a keresztmetszet-csökkenés ne haladja megy a megen­gedett mértéket.
  • A csőfüggesztések függőlegesek legyenek.
  • Menetes csatlakozás kialakításánál a menet ne látszódjon, a kötés feszültségmentes le­gyen, felesleges tömítőanyagot el kell távolítani.
  • A fűtőtestek faltól és a padlótól mért távolsága az előírások szerint legyen.
  • A radiátor-bekötések feszültségmentesek legyenek és az előírt lejtéssel rendelkezzenek.

A csővezetékben áramló közegtől elvárjuk, hogy a rendeltetési helyén előírt mennyiségben és meghatározott nyomáson rendelkezésre álljon. Ha ezek nem teljesülnek, akkor a fűtési rendszerünk nem a megfelelően működik.

Ugyanis a célunk az, hogy egy fűtőtestet időegy­ség alatt annyi fűtővízzel legyen ellátva, mellyel biztosítani tudjuk a helyiség hőveszteségét pótló hőmennyiséget. Ha csak leméretezzük a csőhálózatot, azzal még nem értük el azt, hogy minden egyes „fogyasztó berendezéshez” az igényeknek megfelelő fűtőközeg jusson.

Ugyan­is a rendszerben levő csővezetékek átmérője folyamatosan változik, a szakasz elején nagy és a szakaszok végeihez közeledve kisebb átmérők jelennek meg. A csővezetékben áramló kö­zegek mennyisége fojtó- és szabályzó elemekkel változtatható.

Vizsgáljuk meg az alábbi egyszerűsített rajzot (14.4. ábra). Az ábrán egy „fűtési rendszert” láthatunk. A leszállóvezeték aljába be van építve egy szabályzószelep.

14.4. ábra. Fűtési rendszer strangszabályzóval.

14.4. ábra. Fűtési rendszer strangszabályzóval.

Ha az áramlási ellenállás felől vizsgáljuk meg a szakaszt, jól látható, hogy két elkülöníthető elemünk van. Az egyikbe tartoznak a csövek és a fűtőtestek, a másikba pedig a szabályozó szerelvény. Mint az már az elején kiderült, hiába van kiépítve a rendszerünk az még nincs szabályozva. Tehát szabályozó szerelvények nélkül a rendszer ellenállását állandónak tekinthetjük.

Ezzel szemben viszont, ahogy a mondat sugallja, a szabályozó szelep zárásával növekedni fog a nyitott álláshoz tartozó áramlási ellenállás. Akkor azt a következtetést vonhatjuk le, hogy a szabályozó szelep áramlási ellenállása arányosan változik.

Ha megnézzük az ábrát, láthatjuk, hogy a nyomásemelkedés esetén a szállított vízmennyiség qm1. Abban az esetben, ha a szelepet fojtjuk, és a nyomásemelkedés nem változik, látható, hogy az új másodfokú parabola sokkal meredekebb lett (14.5. ábra). A szelep fojtásával tehát megváltoztattuk, pontosabban csökkentettük a csővezetékben áramló vízmennyiséget (qm2).

14.5. ábra. Szelep fojtásának hatása a csővezetéki jelleggörbére.

14.5. ábra. Szelep fojtásának hatása a csővezetéki jelleggörbére.

A következő ábrán két strangból álló „fűtési rendszer” látható (14.6. ábra).

14.6. ábra. Kétstrangos fűtési rendszer.

14.6. ábra. Kétstrangos fűtési rendszer.

Ha nyitott szelepállás mellett megrajzoljuk a csővezetéki jelleggörbéket eltérő parabolákat kapunk. A két parabola akkor esne egybe, ha mindkét szakaszon pontosan megegyeznének a paraméterek. A két szakasz csővezetéki jelleggörbéje azonban még nem tekinthető az egész „rendszer” csővezetéki jelleggörbéjének.

14.7. ábra. Eredő jelleggörbe megrajzolása.

14.7. ábra. Eredő jelleggörbe megrajzolása.

Az eredő jelleggörbe megszerkesztése a következő (14.7. ábra):

A függőleges tengelyre mért Δpr1 nyomásemelkedésből egy vízszintes egyenest húzva elmetsszük a két szakasz csővezetéki jelleggörbéjét. Mindkét pontot levetítve a vízszintes tengely­re, megkapjuk az adott csővezetékben áramló vízmennyiség értékeit.

Hogyan kaphatjuk meg az eredő, tehát a két szakasz együttes áramlási ellenállását? A víz­szintes tengelyeken jelölt vízmennyiségeket összeadva megkapjuk az eredőt. Természetesen minél több értéket jelölünk ki a tengelyen, minél több helyen vizsgálódunk annál finomabb lesz a végeredmény. A kialakult parabola tehát a szakaszok eredő csővezetéki jelleggörbéje.

Változtassuk meg a jelleggörbét úgy, hogy az egyik ágban fojtjuk a szelepet (14.8. ábra). Ennek hatására az adott szakasz csővezetéki jelleggörbéje meredekebb lesz.

14.8. ábra. Szelep fojtásának hatása az eredő csővezetéki jelleggörbére.

14.8. ábra. Szelep fojtásának hatása az eredő csővezetéki jelleggörbére.

Ha megszerkesztjük a kiindulási értékeknek megfelelő (teljesen nyitott állapot) eredő jelleg­görbét, a fojtás utáni eredő jelleggörbe is meredekebbé válik. Ha az átáramló mennyiséget nem akarjuk csökkenteni, akkor a nyomásemelkedés értékét kell növelnünk.

A kiindulási ál­lapot eredő jelleggörbéjéhez tartozó vízmennyiséget felvetítve, és a fojtott szakasz eredő jel­leggörbéjén kialakuló metszéspontot a függőleges tengelyre vetítve megkapjuk a nyomás­emelkedés növelt értékét. A vízmennyiség állandó.

Ebből következik az, hogy az eredeti ál­lapothoz képest a fojtott ágban áramló vízmennyiség csökkenése, a másik ágban áramló víz­mennyiséget fogja növelni. Röviden: amennyivel kevesebb víz áramlik az egyikben annyi­val több fog a másikban.

A fűtési rendszer beszabályozását a következőképpen végezhetjük. A könnyebb megértés ér­dekében az alábbi egyszerűsített „fűtési rendszer” lesz a kiindulási alap. A rendszer három szakaszból tevődik össze (14.9. ábra).

14.9. ábra. Három szakaszból álló fűtési rendszer felépítése.

14.9. ábra. Három szakaszból álló fűtési rendszer felépítése.

Mindhárom szakasznak külön-külön ellenállása van, ami alapján felrajzolhatnánk mindegyik csővezeték-jelleggörbét. Viszont figyelembe kell venni az alapvezeték áramlási ellenállását is, ami tartalmazza a kazánt, szivattyút, szerelvényeket és egyéb berendezéseket.

A beszabá­lyozást az első szakasszal kezdjük, éspedig úgy szabályozzuk be a szelepet, hogy annak el­lenállása megegyezzen a végleges állapottal. A végleges állapot alatt azt értem, hogy a fel­szálló összes ellenállását (csővezeték, radiátor, radiátorszelep, strangszabályozó fojtott álla­potban) figyelembe vesszük.

Az 1-es strang beszabályozásával elértük, hogy ezen a szaka­szon a tervezett mennyiség haladjon végig, függetlenül attól, hogy a többi szakasz szelepei teljesen nyitva vannak (14.10. ábra).

14.10. ábra. Első szakasz végleges beszabályozása.

14.10. ábra. Első szakasz végleges beszabályozása.

A beszabályozás tehát abból áll, hogy a nyitott szelepet folyamatosan zárjuk, miközben fi­gyeljük az átáramló vízmennyiséget. Abban a pillanatban, ha az 1-es szakaszon átáramló víz­mennyiség eléri a tervezett értéket, a beszabályozást befejeztük az adott szakaszra.

Folytassuk a beszabályozást a 2-es szakasszal. Ebben a strangban levő szabályzószelep foj­tásával elérhető a tervezett mennyiségű közeg átáramoltatása. Persze a 3. strang szabályzó­szelepe még teljesen nyitott állapotban van, az 1-es strang pedig be van szabályozva.

Viszont az előzőekben megismerteknek köszönhetően tudjuk, hogy a 2-es szakasz beszabályozása hatással van a többi szakaszra is. Tehát nemcsak a 3-as, még beszabályozatlanra, hanem az 1-es-re s, amit már előbb beszabályoztunk (14.11. ábra).

14.11. ábra. 2-es szakasz szabályozásának hatása az 1-es már beszabályozott szakaszra.

14.11. ábra. 2-es szakasz szabályozásának hatása az 1-es már beszabályozott szakaszra.

A 3. szakasz beszabályozásával elérhető a végleges, tervezett mennyiség beállítása. A 3. sza­kasz beszabályozása persze hatással lesz a másik kettő, már beszabályozott stangra. Az egész beszabályozást tehát úgy jellemezhetnénk, hogy azzal minden egyes lépéssel az egész rend­szer áramlási ellenállását figyeljük.

Abban az esetben, ha mindegyik felszállót beszabályoztuk, próbaképpen ellenőrzést vég­zünk, amiből megállapíthatjuk, hogy a tényleges mennyiség áramlik-e át az adott szakaszon.

Abban az esetben, ha az eltérés mértéke az 5%-ot meghaladja, korrigálást kell végeznünk. Megkeressük azt a szakaszt, ahol fojtással elérhetjük, hogy a többi ágban kedvező értékeke álljanak be (14.12. ábra).

14.12. ábra. Eltérés esetén korrigálás elvégzése.

14.12. ábra. Eltérés esetén korrigálás elvégzése.

Ha a beszabályozást teljes mértékben befejeztük, minden szakaszon a tervezett mennyiség áramlik át, akkor meg kell akadályozni, hogy avatatlan kezek elállítsák a beszabályozást. Ezt úgy érhetjük el, ha a beszabályozó szelepen rögzítjük a beállított éréket.

A fűtési rendszer egy szakaszának beszabályozásakor említettük, hogy azt úgy kell beszabá­lyozni, hogy ellenállása megegyezzen a véglegessel. Amikor egy szakaszt szabályozunk be, akkor az adott szakaszon levő radiátoroknak beszabályozottnak kell lennie.

Ellenkező eset­ben, a már beszabályozott szakaszban, de nyitott radiátorszelep állással a következőt érnénk el. Beszabályozás utáni radiátorszelep fojtásával nem a tervezett mennyiségű közeg áramlana át a radiátoron.

Nem a tervezett hőmérsékletet kapnánk az adott helyiségben, hanem kevesebbet. Tehát az adott szakasz beszabályozását előzze meg a radiátorok terv szerinti fojtásértékekre állítása.

Szerelés befejezése előtti feladat

  1. Fűtési rendszer feltöltése tiszta, szennyeződésektől mentes hálózati vízzel.
  2. Nyomáspróba elvégzése, ügyelve, hogy a biztonsági szerelvények (biztonsági szelep, zárt tágulási tartók) ki legyenek zárva a nyomáspróba alól.
  3. Töltő víz leeresztése (fűtési rendszer átmosása).
  4. Fűtővízzel való feltöltés. Meg kell mérni a fűtővíz keménységét, pH értékét. Ha szüksé­ges, lágyítsunk, adagoljunk fagyállót, stb.
  5. Fűtési rendszer nyomásainak beállítása, biztonsági szerelvények ellenőrzése
  6. Fűtési keringető szivattyú ellenőrzése, indítása.
  7. Fűtési rendszer primer légtelenítése.
  8. Kazán üzembe helyezése.
  9. Első felfűtés elvégzése (beállítjuk a szabályzókat, ellenőrizzük a hőtágulásokat).
  10. Próbafűtés elvégzése (után szabályozással).

Központi fűtési rendszerek üzembe helyezése

A feltöltés és az azt követő próbafűtés közötti szakaszt hívhatjuk üzembe helyezésnek.

En­nek során megvizsgáljuk, hogy:

  • A kazánok és/vagy a rendszerben levő hőcserélők üzemében rendellenesség jelentke­zik-e.
  • A kémény megfelelő magasságú-e, keresztmetszete elégséges-e.
  • A próbafűtés alatt a radiátorok, fűtőtestek egyszerre melegednek-e.
  • Nincs-e nagymértékű hő okozta tágulás a rendszerben.
  • A kazán és a szivattyúk zajszintje megfelel-e az előírásoknak.
  • A szivattyú vízszállítása megfelel-e a tervben rögzített értékkel.
  • Tökéletes tömítést adnak-e az oldható kötések felfűtött állapotban is.

Az első feltöltést akkor végezzük el, amikor elvégezzük a kész fűtési rendszer nyomáspró­báját. Ha a nyomáspróbánk megfelelő volt, a töltő vizet leeresztjük.

Nyomáspróbához tiszta vizet kell alkalmazni, de ennek a víznek nem kell lágyítottnak lennie. A nyomáspróbát kö­vetően a rendszert feltöltjük töltővízzel, aminek meg kell felelnie a vele szemben támasztott követelményeknek.

A központi fűtési rendszer üzemének szempontjából szennyezőanyag­nak tekinthető:

  • Forrasztásnál használt folyasztószer-maradvány.
  • Szerelés során bekerült szilárd forgácsdarabka.
  • Töltő víz tulajdonságait befolyásoló adalék anyagok.
  • Víz keménységét okozó só.
  • Víz pH értékét befolyásoló savas, illetve lúgos kémhatású anyagok.
  • Radiátorok gyártásához felhasznált, majd rendszerben maradt olajok, zsírmaradékok.

Nyomáspróba

Nyomáspróba elvégzésével a fűtési rendszer tömítettségéről tudunk megbizo­nyosodni. A nyomáspróbát akkor kell elvégezni, amikor a fűtési rendszerünk még nincs le­szigetelve, levakolva. Ha teljesen kész állapotban végeznénk el a nyomáspróbát és valahol szivárgás mutatkozna, a bontási, majd helyreállítási költségek nagyon magasra rúghatnának.

A nyomáspróba értéke a következő:

Ppróba = 1,5xPüzem+1 (bar)

A nyomáspróba ideje minimum 30 perc, ami alatt nyomásesés, szivárgás nem mutatkozhat. Műanyagcsöves szerelés során a nyomás változhat, csökkenhet. Ennek az oka a hőmérsék­let-változás okozta hosszváltozásban keresendő. Ebben az esetben a próba során többször is után kell tölteni a rendszert.

Sajnos ilyenkor az esetleges szivárgásokat nem lehet másképp észrevenni, csak a kötések szemrevételezésével. Ne végezzük el a nyomáspróbát, ha a hő­mérséklet +4°C alatti. Ha a nyomáspróbánk sikeres volt, teljesen eresszük le a töltővizet. Az olyan helyekből, ahol vízzsákok alakulhatnak ki, sűrített levegővel távolítsuk el azt.

Légtelenítés

A fűtési rendszerben a legnagyobb problémát a bennrekedt levegő okozhatja. Akár egy fűtőtestet, de egy egész szakaszt is „működésképtelenné” tehet, hiszen elzárja a fű­tővíz útját.

A fűtési rendszernél kétféle légtelenítésről beszélhetünk:

  • A rendszer töltővízzel való feltöltése során az a cél, hogy a berendezésekből, szerelvé­nyekből, csőhálózatokból minél jobban kiszorítsuk a levegőt.
  • Ezért:
  • A feltöltést mindig a legmélyebb ponton kezdjük.
  • A feltöltést lassan kell végezni, hogy a levegőnek legyen ideje eltávozni.
  • Ha több fűtési kört tartalmazó padlófűtési rendszerünk van, célszerű külön-külön feltölteni és légteleníteni őket. Ezáltal elkerülhetjük, hogy az egyik már kilégtele­nített kör a másik körbe beszorítja a levegőt.
  • A rendszer legmagasabb pontjain hagyjuk nyitva a légtelenítőket.
  • A szivattyút beindítva, az apró légzárványokat az áramló közeg a légtelenítők, légleválasztók felé vezeti.
  • Ha térfogatveszteséget érzékelünk (a szabadba kijutó levegőnek köszönhetően) töltsünk töltővizet a rendszerbe.
  • Akkor vagyunk készen a légtelenítéssel, ha nem hallunk áramló zajokat a csőveze­tékekben, valamint megszűnik a levegő kiáramlása a légtelenítőkön.
  • Fűtési üzem alatti légtelenítés: Célja a fűtés alatt a fűtő vízből kiváló, vagy egyéb fo­lyamat során keletkező gázok eltávolítása. Ha növeljük a fűtő víz hőmérsékletét akkor annak csökken az oldott állapotban levő oxigén és szén-dioxid mennyisége. A kiváló gázokat a rendszerből el kell távolítani. Nyilván ez a folyamat ismételten térfogatcsök­kenéssel jár, amit pótolnunk kell. A pótlásra használt víz minőségétől függően az ol­dott gáz mennyisége jelentős lehet.

Fűtőberendezés üzemi próbája: Ennek során kell a szabályozó szerelvényeken, vagy a radi­átorszelepen beállítani az előírt előbeálítási értéket. Az üzemi próba két területet ölel fel:

Felfűtési próba

Az előremenő fűtővíz hőmérséklete igen alacsony, mindössze 40°C körüli. Ekkor a kivitelező feladata az, hogy ellenőrizze mindegyik radiátornál az egyenletes felmelegedést. Ha tapintással azt állapítjuk meg, hogy az előremenő és a visszatérő oldal hőmérséklete azonos, fojtsuk a szelepet. Ebben a szakaszban észlelhe­tők még a légtelenítési, szivárgási problémák, amit még orvosolni kell.

Ne emeljük a fűtővíz hőmérsékletét, ha azt tapasztaljuk, hogy nagyobb rendszereknél csőkihajlás vagy vakolatrepedés történik. Még alacsonyabb hőmérsékleten is jelentke­zik ez a probléma, ami a rossz csővezeték miatt következik be. Nem ajánlatos túl hosszú egyenes vezetékszakaszt kialakítani, mert káros hosszváltozás alakulhat ki.

Ha alacsony vízhőmérséklet mellett minden megfelelően működik, felfűthetjük a rend­szert az előírt hőmérsékletre. Ezen idő alatt újra vizsgáljuk át a csőhálózatot rendelle­nességeket keresve.

Próbafűtés

Utóellenőrzés, már üzembe helyezett rendszer alatt. Akkor célszerű elvé­gezni, ha a külső hőmérséklet 0°C alatti, és az épület a próbafűtés előtt már 3 napja fo­lyamatosan üzemel. Meg kell vizsgálni, hogy minden helyiségben az előírt hőmérsék­let mérhető-e.

Ha maximális fűtővíz-hőmérséklet mellett sem érhető el az előírt hőmér­séklet az adott helyiségben, akkor kicsi radiátort építettek be. (Esetleg a csőméret nem megfelelő, vagy mindkettő.) Meg kell vizsgálni, hogy a szoba termosztát jól működik-e, megfelelő-e a be- és kikapcsolási hiszterézise. Ha nem, végezzük el a korrigálásokat.

Fűtési rendszer karbantartása

Mindent szem előtt kell tartani egy rendszer elemének meghibásodása során. Legyen az a legkisebb szelep, vagy akár maga a kazán, ha nem tartjuk be az aktuális ide vonatkozó szab­ványokat, előírásokat a minimális beruházás hatalmas károkat okoznak.

Legyen itt egy egy­szerű példa. Ha a fűtési rendszer szivattyúja tönkremegy, akkor azt rövid úton kicserélik. Ek­kor viszont hatalmas hibát is el lehet követni. Abban az esetben, a nem olyan szivattyút épí­tünk be, ami pontosan megegyezik az elődje paramétereivel, hanem nagyobbat, ami úgyis fe­dezni fogja a nyomás veszteségeket. A következő történik:

A szivattyú magasabb üresjárati emelőmagasságának köszönhetően, a nyitott tágulási tartály (korábban ez volt a jellemző) hőleadóként fog üzemelni. Bekapcsolódik a fűtési rendszerbe. A tartályba beáramló fűtővíz, egyrészt rengeteg hőt ad le, nagy veszteséget okozva ezzel, viszont a légtérrel érintkezve sok levegőt nyel el.

Ez a nagy mennyiségű levegő a fűtési rendszerbe ke­rülve áramlási zajokat, légtelenítési problémákat okozhat. Ha pl. megreked egy radiátorban, ak­kor ott helyi korróziót okozhat, ami hosszú idő alatt lyukadáshoz vezet. Azzal pedig mindenki tisztában van, hogy ha egy hőleadó kilyukad, akkor rövid időn belül követi a többi.

Nem beszél­ve a rendszer többi eleméről. Tehát ha egy olcsó megoldással megoldottnak hisszük a problé­mát, lehet, hogy milliós károkat okozunk. Ésszerű tehát figyelembe venni minden lehetőséget.

Karbantartások során elvégzendő feladatok

Függetlenül attól, hogy esetleg a fűtőberendezések teljesen automatizáltak, igényelnek állapotellenőrzést.

A következőket kell vizsgálni:

  • Ügyelni kell arra, hogy a kazánhőmérséklet ne essen 65°C alá. A keletkező kondenzá­tum tönkreteheti a hőtermelő berendezést. (Kivéve kondenzációs kazánok.)
  • Ellenőrizzük a füstgáz hőmérsékletet. Akár túl magas, akár túl alacsony beavatkozás­ra van szükség, hogy kéményünk állagát megóvjuk.
  • Rendszeresen ellenőrizzük tüzelőanyag-felhasználásunkat. Ha ez az érték nagymérték­ben növekszik, az hatásfokromlást eredményez.
  • Rendszeres időközönként ellenőrizzük a teljes leszigetelt vezetékhálózatot. A hibás szakaszokat javítsuk ki, cseréljük le a szigetelést. Az olyan szigetelőanyagokat, melyek érzékenyek a nedvességre, fokozottan ellenőrizendők. A nedves szigetelőanyag jobban vezeti a hőt, ezáltal veszteségeket eredményez.
  • Hőtermelő fűtőhelyisége: az égéshez szükséges levegőmennyiségen kívül, a tűztérbe por és egyéb szennyeződés is kerülhet. A tüzelés hatékonysága csökken, ha nem vé­gezzük el a rendszeres időközönkénti tisztítást.