Szilárd tüzelésű fűtések biztosítása
2000/6. lapszám | VGF&HKL online | 13 247 |
Figylem! Ez a cikk 26 éve frissült utoljára. A benne szereplő információk mára aktualitásukat veszíthették, valamint a tartalom helyenként hiányos lehet (képek, táblázatok stb.).
A zárt tágulási tartályok működésével, nyomásviszonyaival foglalkozó cikket azzal a figyelmeztetéssel zártuk, hogy szilárd (szén, fa) tüzelésű kazánnal rendelkező rendszert csak nyitott tágulási tartállyal szabad szerelni, zárt tágulási tartályt csak gáz és olaj energiahordozóval üzemelő rendszereknél szabad alkalmazni.
Lapunk olvasóitól érkezett kérdések és a nem megfelelően biztosított fűtési rendszerekkel előfordult halálos balesetek indokolttá teszik, hogy a szilárd tüzelésű kazánnal (vagy gázüzemű hőtermelő mellett szilárd tüzelésű kazánnal is) rendelkező rendszerek biztosításával külön is foglalkozzunk. Az előírások szerint a hőtermelőt (kazán, cirkó) nyitott tágulási tartály esetében biztonsági és tágulási vezetékkel kell ellátni. A biztonsági vezetéknek a hőtermelő legmagasabb pontjából, vagy ahhoz közvetlenül csatlakozó vezetékből kell kiindulnia, és a tágulási tartály légterébe kell torkolnia. A tágulási vezeték a hőtermelő visszatérő csatlakozását köti össze a tágulási tartály alsó részével. Igen fontos, hogy sem a biztonsági vezetékben sem a tágulási vezetékben nem lehet elzáró.
Ennek megfelelően egy "klasszikus" kazánbiztosítást mutat be az 1. ábra, melynek alapján néhány feltételt rögzíthetünk:
- mind a biztonsági, mind a tágulási vezeték el nem zárható kapcsolatban van a hőtermelővel az első elzárószerelvény előtt csatlakoznak a fűtési vezetékhez,
- a tágulási vezeték nem a tágulási tartály legaljára köt, hanem annál feljebb (3-5 cm), hogy a tartályban keletkező, illetve ott összegyűlő szennyeződés, rozsda, egyéb a tartály alján le tudjon ülepedni és ne jusson be a fűtési csőhálózatba,
- a tágulási tartály - és minden más nyitott tartály - ellátandó túlfolyóvezetékkel, amely nyitott tartályok biztonsági berendezése: megakadályozza, hogy a tartály nyomás alá kerüljön. Ennek megfelelően a túlfolyóvezetéket sohasem szabad felfelé vezetni, az mindig a tartálytól csak lefelé szerelhető.
Hogyan is „működik” az itt vázolt kazánbiztosítás?
Ha a kazán által termelt hő valamilyen okból, pl. az előremenő vagy a visszatérő vezeték elzárása miatt a hőleadókhoz eljutni nem tud, akkor a vízhőmérséklet emelkedik, majd a kazánban a víz felforr. Szabályos kazánbiztosítás esetén az ilyenkor fejlődő gőz a kazán felső részéről a biztonsági vezetéken át a tágulási tartályba, onnan a túlfolyó - és ha van - a légzővezetéken keresztül a szabadba jut. Káros nyomásnövekedés tehát nem következhet be, és közben a "gőzkazánként" működő kazán folyamatos "tápvíz ellátása" is biztosítva van a tágulási vezetéken keresztül mindaddig, amíg a tágulási tartály teljesen le nem ürül. Még ezután sincs baj, mert a kazánban lévő víztartalom is gőzzé válhat, és ezen idő alatt történhet beavatkozás pl. az izzó tüzelőanyag kihúzása, vagy a kazánban lévő tüzelőanyag teljes mennyiségében eléghet. Ha eközben nem következik be durva kezelési hiba, mint a forró kazánra a víz rányitása, akkor a szabályszerűen biztosított kazán valószínűleg maradó károsodás nélkül "vészeli át" az eseményt.
A leírt feltételt, tehát a fejlődő gőz akadálytalan eltávozását és közben a kazán vízutánpótlásának biztosítását a 2. ábra szerinti berendezés is kielégíti, ahol az előremenő és a visszatérő fűtővíz-vezetékekben nincs elzáró, így ezek a vezetékszakaszok is a biztonsági, illetve a tágulási vezetékek részét képezik. Az ábrát megfigyelve látható, hogy lezárt hőleadók esetén sem kerülhet az üzemelő hőtermelő káros túlnyomás alá, a berendezés ilyenkor is az 1. ábránál leírt módon működik.
Nézzük meg, mi is történik, ha a hőtermelő biztosítását nem a fent leírtak szerint oldjuk meg?
Kellemetlen helyzetet teremthet a 3. ábrán vázolt kialakítás, ahol a biztonsági vezeték az előremenő fűtővíz-vezetékről - hibásan - az elzáró után ágazik le. Ha ez az elzáró a kazán befűtése alkalmával elzárva marad, akkor a kazánban termelt hő a fűtési hőleadók felé eltávozni nem tud. A kazánban lévő víz a fűtési rendszer hidrosztatikus magasságának megfelelő nyomáshoz tartozó forrásponti hőmérsékleten felforr és gőzfejlődés indul meg. A fejlődő gőz az előremenő vezeték zárt állapota miatt eltávozni nem tud, így nyomásának növekedésével a kazánban lévő vizet szorítja ki a tágulási vezetéken keresztül a tágulási tartályba, illetve a túlfolyóba. Addig nincs is gond, amíg ez a folyamat tart. Viszont amikor a fejlődő gőz a kazánból már az összes vizet kinyomta, akkor távozni tud a kazánban lévő gőz is a tágulási tartályon át a szabadba. Amikor a gőz eltávozott és a kazánban a nyomás megszűnt, akkor a tágulási tartályban még bent maradt víz a tágulási vezetéken át visszafolyhat a kazánba, ahol az időközben víz nélkül túlhevült kazánfalra folyva annak gyors lehűlését, ezzel repedését, súlyosabb esetben a kazán robbanását okozza. Az előírások ugyan kis (63 kW alatti névleges teljesítményű) hőtermelőknél megengedik a biztonsági vezeték elhagyását és csak egyetlen tágulási vezeték alkalmazását, azonban az elmondottak miatt ezt a lehetőséget nem javasolom kihasználni.
Ugyancsak helytelen a 4. ábra szerinti módon a biztonsági vezetéket biztosítószeleppel helyettesíteni. A biztosítószelep nyitónyomása szükségszerűen több, mint a fűtési rendszer hidrosztatikus magassága, így gőzfejlődés esetén a nyomás megnövekedése nem a biztosítószelep nyitását, hanem a víztöltet tágulási vezetéken keresztül történő kiszorítását fogja eredményezni. A meleg víz fűtőberendezésekre vonatkozó biztonsági előírások nyitott rendszerek esetében a biztonsági vezeték helyett csak abban az esetben engedélyezik biztosító- szelep alkalmazását, ha a melegvíz-fűtés hőtermelője nem kazán, hanem valamely primer hálózathoz (távfűtés) csatlakozó hőcserélő. Főleg lakóépületek, családi házak utólagos gázosításánál jelentkező probléma, hogy a tulajdonos a meglévő szilárd tüzelésű kazánt is meg kívánja tartani, így az új gáztüzelésű kazánt vagy cirkót ezzel párhuzamosan kötve kell a fűtési rendszerbe beépíteni. Egy ilyen összekötésnek több "buktatója" van, melyek közül most csak a biztonsági rendszerrel kapcsolatos kérdéskört vizsgáljuk. A nyomásviszonyokkal kapcsolatosan esetleg felmerülő gondokra egy következő cikkben visszatérünk.
A biztonsági rendszer szempontjából gondot okoz, hogy a szilárd tüzelésű hőtermelő (kazán) vezetékét a gázüzemű hőtermelő működése alatt le kell zárni, mert ha ezt nem tesszük meg, akkor a fűtővíz a szilárd tüzelésű hőtermelőn keresztül is áramlásba jön, állandó hőveszteséget okozva és hidraulikailag a fűtési rendszert "rövidre zárva". (Fordított esetben általában nincs gond, mert a gázüzemű hőtermelő belső biztonsági rendszere a fűtési vezeték hibás lezárása esetén beavatkozik, a készüléket még annak károsodása előtt leállítja. Pontosan ezért megengedett a gáz- és az olajtüzelő berendezéseknél a zárt tágulási tartály és biztosítószelep alkalmazása.) Kis lakóépületeknél, családi házaknál a meglévő fűtés biztosítása leggyakrabban a 2. ábrához hasonló módon van kialakítva. Erre a rendszerre csatlakoztatva az új gázos kazánt vagy cirkót, kénytelenek vagyunk az 5. ábra szerinti elzárót beépíteni - ha az már eleve nincs benne - a meglévő kazánon történő áramlás megakadályozására. Ekkor azonban a 3. ábrához hasonló, helytelen kialakításhoz jutunk: azaz a biztonsági vezetéket elzárjuk a kazántól, ami helytelen kezelés, hibás befűtés esetén okoz gondot.
Magam részéről ilyenkor a 63 kW alatti névleges hőteljesítmény alatti kisberendezéseknél a 6. ábrán bemutatott megoldást alkalmazom, amelyet egyetlen szabvány, előírás vagy szakkönyv sem ismer, de véleményem szerint az adott helyzetben a legbiztonságosabb megoldást nyújtja. A szilárd tüzelésű kazán előremenő vezetékében lévő elzáróval párhuzamosan kötött visszacsapó szelep a gázos kazán vagy cirkó szivatytyújának indulásakor az elzárószerelvény zárt állapota esetén lezár; a szilárd tüzelésű kazánon káros áramlás létrejöttét megakadályozza. Akkor viszont, ha a szilárd tüzelésű kazánba az elzáró lezárt állapota mellett befűtenek, mind a meleg víz, mind az esetleg fejlődő gőz eltávozását a visszacsapó szelep nyitása lehetővé teszi.
Az eddigiek főleg meglévő gravitációs fűtések gázüzemű kazánnal vagy cirkóval történő felszerelés esetén voltak használhatóak. Ugyanígy megoldható visszacsapó szeleppel a szilárd tüzelésű kazán előremenő vezetékében elhelyezett - elzárók közé szerelt - keringtetőszivattyú egyirányú "áthidalása". A korszerű, jó minőségű műanyag tányéros visszacsapó szelepek záró irányban igen jól zárnak, nyitó irányban viszont könnyen, kis ellenállás mellett nyitnak. Lényeges, hogy a beépítésre kerülő visszacsapó szelep mérete a biztonsági vezeték méretével legalább megegyezzék. Ez a megoldás a melegvíz-fűtések biztosításával is foglalkozó MSZ 04.142/2-83 szabvány 2.4 pontjában kis berendezéseknél megengedett – általam nem javasolt – egyetlen tágulási vezeték alkalmazásánál lényegesen biztonságosabb, és főleg adott helyzetben nem rontja a meglévő rendszer esetleg jól kialakított biztonsági feltételeit.
Az utólagos gázosítások során beépítésre kerülő hőtermelő egyéb hatásaival, különösen a kialakuló nyomásviszonyok, illetve azok esetenként kellemetlen hatásaival a későbbiekben külön foglalkozunk.
