Gáztűzhely helyiségének légállapota
2006/4. lapszám | Soós Árpád | 5935 |
Figylem! Ez a cikk 19 éve frissült utoljára. A benne szereplő információk mára aktualitásukat veszíthették, valamint a tartalom helyenként hiányos lehet (képek, táblázatok stb.).
A gáz csatlakozóvezeték és fogyasztói berendezés létesítési műszaki-biztonsági szabályai logikailag három főfejezetbe sorolhatók: a gázvezetékek és szerelvényeik, a gázkészülékek és a légellátás-füstgázelvezetés csoportosításában. Az első kettő a biztonsági elvek figyelembevételével viszonylag egyszerű, a harmadik viszont kissé öszszetettebb. A légellátás-füstgázelvezetés főfejezetében további differenciálódást jelent az A-B-C konstrukciós és a teljesítménysávok szerinti szétválasztás. A zárt égésterű konstrukció légellátási szempontból általában nem támaszt tervezési igényt, a háztartási volumenű kéményes kialakítás pedig idejétmúlt, legalábbis ha azonos feltételek mellett zárt égésterű készülék is választható.
Jelen hasábokon az égéstermék-elvezetés nélküli gázkészülékek megfelelő légellátásának szükségességét hangsúlyozom, ezen belül is a háztartási gáztűzhelyek témakörében. Korábban a rendeleti határérték alatti légtérterhelés biztosítása elégséges feltételként szerepelt. Égéstermék-elvezetés nélküli gázkészülékekre ez annyit jelentett, hogy 350 W/m³ alatti légtér-terhelés, 1,3 m² nyílászáró-felülettel (egyenértékűen a nyílászáró alsó és felső éle között, legjobb esetben 1,5 méter függőleges távolsággal) elégséges feltételt jelentett. Mi is történik itt valójában? Adott egy helyiségnyi tiszta levegő, amelybe égésterméket, szennyezőanyagot keverünk, jelen esetben szén-dioxidra vonatkoztatva, miközben azt kívánjuk elérni, hogy a helyiségben kialakuló szén-dioxid-koncentráció egy meghatározott határérték alatt maradjon. A feltételt úgy tudjuk teljesíteni, ha a bevitt szén-dioxiddal együtt annyi tiszta levegőt is a helyiségbe vezetünk, hogy a két bevitt gáz arányában a szén-dioxidra meghatározott határértéket ne lépjük túl. A vázolt elv egyszerűen számolható, a keretes írásunk szerint.
Általánosan érvényes, hogy égéstermék-elvezetés nélküli gázkészülék helyiségébe a tartós üzemű földgáztüzelés mellett, szén-dioxidra vonatkoztatott külsőlevegő-igény 12 (m³/h)/kW. A szén-dioxid határérték alatt tartásával azonban még nem teljesítjük a konyha egészséges levegőjének biztosítási igényét, ugyanis az égés során nitrogén-dioxid keletkezésével is számolnunk kell, azonban erre vonatkozó gyártói kibocsátási adatok nem állnak rendelkezésemre, az viszont becsülhető, hogy a nitrogén-dioxidra vonatkoztatott külső levegő térfogatáramának igénye a szén-dioxidra vonatkozónak többszöröse.
Konkrét számításhoz természetesen az összes kibocsátóforrást figyelembe kell venni, és ebbe az emberi szén-dioxid-kibocsátás is beletartozik, de alacsony intenzitása miatt itt elhanyagolható. Csupán érdekességként megemlítem, ha egy személy szén-dioxid-kibocsátásával, emellett határértékként kck=0,001 m³/m³ szén-dioxiddal számolunk (0,1 tf%), akkor egy személyre a klasszikus és közismert 20 m³/h szellőzési levegőigény adódik.
A mellékelt diagram szemlélteti 5 kW-os hőterheléssel egy V=24 m³-es konyha légterében a szén-dioxid-koncentráció változásának tendenciáját az idő függvényében. A kezdeti szakaszán lineáris egyenes mutatja a szellőztetés nélkül kialakuló koncentrációt, míg a határérték alatti görbe mutatja a számított szellőztetés melletti koncentrációt. A diagram a korábban használt légtérterhelési megítélés alapvető elvi hibájára mutat rá, ugyanis megfelelő légtérterhelés mellett rövid időn belül az egészségügyi határérték feletti koncentráció jön létre.
Már ismerjük a szellőzési levegőigény szükséges mennyiségét, de kérdés, hogy mekkora szabad felület szükséges ahhoz, hogy ez a levegőmennyiség gravitációs hajtóerővel bejusson a konyha légterébe. Vegyük azt a modellt alapul, ahol szeparált konyha külső falfelületén, megfelelő méretű légrácsokkal biztosítjuk a légcserét (a cirkulációhoz alul-felül 1-1 db). Ekkor a hajtóerőt a belső és külső levegő közötti sűrűségkülönbség adja. A konkrét körülmények (pl. tb=25 °C, tk=15 °C, H=1,5 m) között számítható nyomás p=1 Pascal, amely mellett a 60 m³/h levegő-térfogatáramot kell biztosítanunk, ez pedig akkor jön létre, ha a belső-külső tér közötti szabad nyílás felülete F=2×120 cm². Üzemen kívüli állapotban és szeles időjárási viszonyok között ez pedig megengedhetetlen. A méretezési állapot ráadásul ennél kedvezőtlenebb is lehet. Méretezést a legroszszabb feltételekre kell végezni.
Belátható, hogy az egészségügyi peremfeltételeknek megfelelő oldalfali kivezetésű gravitációs légcserét az energetikai, akusztikai stb. követelmények egyidejű teljesítése mellett nem tudunk biztosítani. Optimális módszert kizárólag a gáztűzhely fölé beépített elszívóernyő jelent. Ezzel a megoldással a füstgázt a keletkezési helyről szállítjuk el, így nem szükséges hígító levegő, mindössze az égési táplevegő térfogatáramát kell a helyiségbe bejuttatni és elvezetni, ez pedig nem több mint 1+0,6 (m³/h)/kW. Ha az elszívóernyő kivezetését a tető fölé telepítjük, még gravitációs hajtóerővel is kialakul az elégséges légcsere. Korábbi paraméterekkel p=5-7 Pa, amelynek legalább fele a légbevezető ellenállására fordítható, így viszont ennek legkisebb elméleti szabad felülete igen kedvező: Fmin=10 cm², tehát egy kis felületű légrács is, például O125 mm-es alkalmas. Ventilátoros elszívással pedig a szükségesnél sokszorosan több légszállítás kerülendő. Annyit azért az energiatakarékosság kérdéséhez hozzátennék, hogy tk=5 °C-os levegő tb=20 °C-ra melegítésének (fajhő: 1 KJ/kg × K) költsége földgázzal 0,03 Ft/m³, azaz három fillér.
