Elmélkedés a tömegkályháról

2009/4. lapszám | Libik András |  14 436 |

Figylem! Ez a cikk 17 éve frissült utoljára. A benne szereplő információk mára aktualitásukat veszíthették, valamint a tartalom helyenként hiányos lehet (képek, táblázatok stb.).

Rövid összegzésként, a tömegkályha a járatos kályháétól eltérő hőtárolójú fűtőberendezés, ami egy más fejlesztési koncepció terméke, egyenértékűek, semmivel sem jobb egyik a másiknál. Mindkettőt lehet jól és rosszul megépíteni, ezért vigyáznunk kell, hogy mit mivel hasonlítunk össze. A kályha tömege általában nagy, de találkozhatunk a középnehéz járatos kályhához hasonló tömegű berendezésekkel is.

Hála az Internet információáradatának, egyre gyakrabban találkozunk a tömegkályha iránti érdeklődéssel, igénnyel. Úgy gondolom, érdemes némi figyelmet fordítanunk rá, még akkor is, ha a saját véleményemet nemtetszésemmel kezdem.

Elsősorban nem tartom szerencsésnek a tömegkályha megnevezést, véleményem szerint nem egyértelmű, és keveset mond. Állításom alátámasztásaként, néhány érdeklődő, előrebocsátom, teljesen jogosan, általános, széles körben elterjedt, népi, kifejezéseként értelmezi a szót. Ezen mosolyoghatunk, de ha jól meggondoljuk, egy beavatatlan számára semmiből sem következik, hogy a kályha tömegére utal a kifejezés. Tömege minden kályhának van, az átlagosnál nagyobb tömegű kályha pedig nem ismeretlen a szakmában, hiszen mind a német, mind a magyar irodalom foglalkozik a nehéz kivitelű kályhákkal. Más kérdés, hogy részben a klimatikus viszonyok, részben a hazai kályhás kultúra miatt, ilyen kályhák nálunk elvétve találhatók.

A tömegkályha bemutatására szinte általánosan elterjedt mondat, miszerint jelentős előrelépést jelent a kályhához, illetve a cserépkályhához képest, szintén nem nyerte el a tetszésemet, mert nem igaz. A cserépkályhával összevetve más fejlődési utat bejárt, különböző hőtároló rendszerű, egyenértékű fűtőberendezések. Itt jegyezném meg, hogy napjainkra a cserépkályha megnevezés is pontatlanná vált, nem véletlen a németnyelvű irodalom Grundofen, alapkályha szóhasználata. Fenntartással fogadhatók a hatásfokra való hivatkozások, minden összehasonlítás akkor helytálló, ha független laboratórium, lehetőleg hasonló feltételek mellett végzi. Ilyen tesztekről nincs tudomásom. Ezzel együtt a tömegkályha megnevezés annyira elterjedt a köztudatban, hogy el kell fogadnunk. Vitatkozás helyett inkább vizsgáljuk meg, mit takar.

Érdekes módon propagálóitól nem találunk egyértelmű definíciót, viszont következtetni lehet, hogy elsősorban téglából épült, ellenáramú, contraflow rendszerű fűtőberendezésre gondolnak.

Ezekre a kályhákra a kétkamrás tűztér jellemző. Az alsó kamra hátsó fala ferde, ezt néhányan egyenesre, mások lépcsősre készítik. Az első megoldás pártolói a kisebb ellenállásra, a másodiké az égést elősegítő turbulencia növekedésére hivatkoznak. Szerintem mindkét tábornak igaza van, és miután mindkét megoldás működik, bármelyiket választhatjuk. Fatüzelésű kályhák, mégis rostéllyal, vagy samottból kialakított, az égéslevegő feláramlását lehetővé tevő, rácsos fenékkel rendelkeznek. A klasszikus, finn ellenáramú kályhák általában szekunder levegő-bevezetéssel készülnek. Láttam kályhát hátsó falon kialakított, valamint az ajtó melletti két oldalfalon kiképzett égéslevegő-nyílással, továbbá olyan kályhaajtót, amelyiken a nyíló szárny fölött helyezkedett el levegőrózsa. Építőik, használóik egy kissé mitikus másodlagos égésre hivatkozva esküsznek fontosságára, nos, nekem ezt nem sikerült megfigyelnem.

A későbbi fejlesztésű dán kályhának nincs szekunder levegője. Érdekes, hogy a független laboratóriumok által szinte kötelezően bevizsgált észak-amerikai contraflow-knál általában szintén nincs szekunder levegő, ez is arra utal, hogy ne legyenek túlzott elvárásaink. Az alsó kamrából egy szűk torkon keresztül, viszonylag nagy sebességgel áramlanak a gázok a felső kamrába. A tömegkályhások zsargonja ezt utóégető kamrának nevezi, véleményem szerint tévesen. Utóégésről akkor beszélhetnénk, ha a feláramló gázok valamilyen itt bevezetett gáz, célszerűen levegő, és/vagy más forrásból származó hő hatására újragyulladnának, vagy legalább jobban kiégnének.

Tapasztalataim szerint egyikről sincs szó. Eddig két égésfajtát figyeltem meg. Az egyiknél a berakott famennyiség és a tűztérméret viszonyából adódóan az égés befejeződött az alsó kamrában, a torkon keresztül forró füstgázok érkeztek a felsőbe, ahol nem gyulladtak újra, és nem emelkedett a hőmérsékletük. A másiknál az égés nem fejeződött be az alsó kamrában, hanem a torkon átáramolva a felsőben megjelentek lángnyelvek, miután az alsó tér mérete nem tette lehetővé a kiégést. Egy túlhajtott cserépkályha első járatában is megjelenhetnek lángcsóvák, mégsem nevezzük utóégetőnek.

Alkalmam nyílt megfigyelni egy próbamérést, a torokban az áramló füstgázok maximális hőmérséklete 600 °C volt, ami figyelemre méltó érték, de nem vethető össze a beharangozott 900-1000 °C tűztérhőmérséklettel. 900 °C-os térhőmérsékletről akkor beszélhetünk, ha a tér minden pontján megvan ez a hőmérséklet. Ehhez az kellene, hogy a kilépő füstgázok 900 °C hőmérsékletűek legyenek, nos, ilyet még senki sem állított és nem is mért. 

Általában az 500 °C hőmérsékletű felületek kezdenek világítani, vöröses színben játszani, ezt elég ritkán lehet egy kályhánál megfigyelni. Érdekességként, a járatos kályhákra vonatkozó méretezési eljárás 550 °C átlagos tűztér-kilépő hőmérséklettel számol. Semmiképpen sem szabad a térhőmérsékletet, és a láng-, illetve füstgáz-hőmérsékletet összekeverni, szerintem ez még reklám céljából sem tisztességes. Bármelyik lakás konyhájában előfordulhat 1000 °C-os láng, mégis kinevetnénk azt a háziasszonyt, aki azt bizonygatná, hogy ilyen hőfokú térben főz.

A felső kamrát közvetlen tüzelésű kemencének szokták kialakítani, ami az égés befejeződése után használható. A füstgázok továbbvezetésére három megoldással találkoztam.
A finn rendszerű kályháknál a felső kamra tetején át feláramlanak a gázok egy elosztó térbe, ahonnan a kályha két oldalán lévő, nyújtott téglalap alakú csatornákon áramlanak lefelé. Ebből a kialakításból származik az ellenáramú, contraflow elnevezés. Tehát a tűztérben felfelé, a hőtárolóban, később kiderül, miért nem füstcsatornát írtam, lefelé mutató áramlás van, amihez néhányan hozzásorolják a kályha melletti ismét felfelé irányuló levegőáramlást is.
Az amerikai kályháknál a felső kamra oldalfalainak a toroktól legtávolabb lévő végénél vezetik el a füstgázokat, tehát kihagyják a kemence feletti elosztóteret.
 

 

Érdekes megoldást alkalmaznak a dán kályháknál, ahol a felső kamra közepe táján az oldalfalakon, kifelé bővülő nyolcszög alakú, füstgáz-centrifugának vagy -karburátornak nevezett átégőt alakítanak ki. Ez a valóságban sokkal egyszerűbb, mint leírni vagy lerajzolni. Elmélete a következő. A még kiégetlen gázok nagyobb sűrűségűek, mint a tökéletesen kiégettek, ezért a nyílás előtti centrifugális hatás által a térben történő keringésre kényszerülve van idejük a kiégésre. Ily módon mindig a tökéletesen elégett gázok fognak eltávozni a nyílás közepén. Alkalmam volt megfigyelni a centrifugális hatást, az alsó térből felragadott izzó szemcsék némelyike elhamvadás előtt tett egy kört a nyílás körül. Nem akarok ünneprontó lenni, de lángot viszont nem láttam. Érdekes lenne egy alulméretett tűzterű próbakályhát építeni, ahol a tűz kitölti a felső kamrát, és ott megfigyelni a füstgáz-centrifugát. Ennek bekövetkeztéig értelmezzük úgy a működését, hogy mindig a leghidegebb gázokat engedi távozni, a forróbbakat pedig a nyílás körül keringtetve lehűti.

A dán rendszerű füstgáz-elvezetés meglehetősen nagy áramlási ellenállást jelent, tehát a többinél magasabb a huzatigénye. Könnyen előfordulhat, hogy a szűk nyílások előtt felgyülemlő gázok kifüstölést okoznak. A kályha két oldalán elhelyezkedő tereket alul egy csatorna köti össze, a kályha alsó részénél, a tűztér alépítménye körül U alakú teret képezve. Rendkívül érdekes, hogy ebből a térből bárhol elvezethetjük a füstgázt, nem kell szimmetriára törekednünk. Néhány kályha megépítése, illetve megfigyelése után úgy vélem, az ellenáramú kályhák nem járatos kályhák, hőtárolójuk sokkal inkább egy speciális harang, semmint járatrendszer. Ezt alátámasztja az is, hogy a járatos kályhákra vonatkozó számítással nem lehet igazolni tesztekkel bizonyított, kb. 75-80%-os hatásfokukat.

A harang speciális, egyrészt mert kétágú, értsd két párhuzamosan működő harang, másrészt a betáplálás a felső részén történik. Elismerem, hogy a kétágú harang kifejezésben van némi képzavar. Funkcióját tekintve nevezhetnénk süvegnek is, kétágú süveget valakinek a fején jobban el tudok képzelni, mint kétágú harangot a toronyban. Nézzék el nekem, hogy ennek ellenére az angol nyelvű irodalomban meghonosodott „bell, double bell” elnevezés miatt maradok a már korábban is használt harang mellett. A kettős harang, a double bell két, egymás fölé vagy mellé épített soros kapcsolatú harangot jelent, ahol az elsőből a másodikba áramlik a füstgáz. A kétágú, párhuzamos működésű harang mindkét ágába egyszerre, egy térből történik a betáplálás.

A felső betáplálás azt jelenti, hogy a szájával lefelé fordított edénybe, a harangba nem a szájnyílásnál, hanem a zárt felső részen kialakított nyíláson át engedjük be a füstgázokat. Ha képzeletben az egészet megfordítjuk, és a füstgázt vízzel helyettesítjük, a vizet nem felülről öntjük a lombikba, hanem a fenekénél kiképzett nyíláson keresztül juttatjuk be. Ahogy a lombik ettől lombik marad, és miután egyenletesen megtelik, a pereménél túlcsordul a víz, a harang is harang, és a lejátszódó folyamat is hasonló. A lényeg a két külön ág alsó összekötése. A kémény huzata és a harangban kialakuló túlnyomás lefelé tartó áramlásra kényszeríti a füstgázokat. Az alsó térből való elvezetés nem kötelezően szimmetrikus, így a füstgázok útja az egyik oldalon hosszabb lehet. Amennyiben kialakul egy hőfokkülönbség, a melegebb gázok felfelé törekvése miatt elindul egy másodlagos, felfelé irányuló áramlás, ami a hőfokkülönbség kiegyenlítésére törekszik. Tranziens folyamatról lévén szó, ez tökéletesen nem valósulhat meg, de a két ág között csak néhány foknyi, elhanyagolható különbség mérhető.

Ezeknél a kályháknál a kéménybekötés a padlószint közelében van, ami a hazai gyakorlatban nem a legszerencsésebb megoldás. Vannak alápincézett házak, építhető a kéménytisztító ajtó feletti bekötési magasságú segédkémény, és léteznek harcias tömegkályha-kedvelők, akik megvívnak a szerintem jelen esetben jogosan háborgó kéményseprővel. A tömegkályhák teteje többrétegű, minden esetben szigetelt falazat. A legkülönbözőbb megoldásokkal találkoztam, homokfeltöltéstől a tűzálló betonig, de mindegyikben volt valamilyen szigetelőanyagból készült réteg. A finn és az amerikai kályhák kettős héjazattal épülnek. Egy önmagában is használható, komplett kályha köré még egy tégla- vagy kőburkolat épül. A kettő között lehet légrés, vagy a hőtágulást kompenzálni képes, hőálló szigetelőanyag. Ezeknek a kályháknak a falvastagsága 200-250 mm körüli.

 

 

A belső rész, a magsamottból készül, a tűztér 114-130, a hőtároló 65-124 mm vastagsággal. Ezek a legjellemzőbb méretek, néha ettől eltérő megoldás is található. Mindenesetre a hazai gyakorlathoz képest vastag, ipari kemencéknél elvárt igényességgel falazott belső részekkel találkozhatunk. A dán kályha kevert építési módú, tűzterének elülső és esetenként a hátsó fala az előzőhöz hasonlóan kettős héjazatú, de szélső falainak belső oldalán, és néha hátul is, a füstgáz áramlik. Ennek megfelelően könnyebb kivitelűek, falvastagságuk 80 mm-re is csökkenhet, ami már nagyon közel van egy nálunk szokásos téglakályha falához. Mint említettem, a hazai irodalomban nem található egyértelmű definíció. Az angol nyelvű irodalom tanulmányozása alapján nem látom akadályát egy kályhacsempe burkolatú, ellenáramú tömegkályhának. Nyilván más, a csemperakásból eredő építést igényel, de rendszerét tekintve tökéletesen megfelelhet a finn vagy dán kályhának.

A belső részt illetően, véleményem szerint a hőtároló kialakításánál sem kell ragaszkodni a contraflow rendszerhez, más kialakítású harangot vagy kettős harangot is alkalmazhatunk, a lényeg, hogy ne járatos kályha legyen. Járatos kályhaként nehéz kivitelű kályha lenne a szabatos, hagyománykövető megnevezése. Ennél még toleránsabb gyakorlatot követ az MHA, az észak-amerikai épített kályha szövetség, amelyik, igaz, nem tömeg-, hanem épített kályhának definiálva elfogadja a contraflow, a double bell és a nehéz építésű grundofen békés egymás mellett élését, pedig ez utóbbi járatos kályha. A tűztér, és kettős héjazattal készült kályháknál az egész belső rész samottból készül. Jól használhatók a különböző vastagságú takarólapok, így például az ajtók feletti áthidalót az 500x375x64 mm-esből célszerű kivágni.

Kötőanyagként a külföldi irodalom vegyikötésű habarcsot javasol. Tapasztalatom szerint tökéletesen megfelel a keramikus kötésű, esetleg a 0-1 mm szemcseátmérőjű samotthabarcs. Miután kb. 2 mm-es fugákkal illik dolgozni, a nagyobb szemcséket is tartalmazó habarcsot nem javaslom. Szigetelőanyagként az alumíniumszilikát-szálas paplanok és papírok, tető szigetelésére a kalciumszilikát lapok használhatók.

Rövid összegzésként

A tömegkályha a járatos kályháétól eltérő hőtárolójú fűtőberendezés, ami egy más fejlesztési koncepció terméke, egyenértékűek, semmivel sem jobb egyik a másiknál. Mindkettőt lehet jól és rosszul megépíteni, ezért vigyáznunk kell, hogy mit mivel hasonlítunk össze. A kályha tömege általában nagy, de találkozhatunk a középnehéz járatos kályhához hasonló tömegű berendezésekkel is. Arra viszont minden érdeklődő figyelmét illik felhívni, hogy a beépített anyagmennyiséggel egyenes arányban lassú reagálású kályha, lassan, szélső esetben csak napok alatt fűthető fel, de ennek megfelelően sokáig tárolja a hőt, amit kellemesen meleg, viszonylag állandó hőmérsékleten, sugárzással fog leadni. Gazdaságos, környezetkímélő használata megegyezik a cserépkályháéval.;

---