Kondenzációs kazánok kaszkádkapcsolása
2009/9. lapszám | Sántha Endre | 16 171 |
Figylem! Ez a cikk 17 éve frissült utoljára. A benne szereplő információk mára aktualitásukat veszíthették, valamint a tartalom helyenként hiányos lehet (képek, táblázatok stb.).
A mai napok épületgépészeti megoldásai eltolódtak az egyre kisebb teljesítményű kondenzációs kazánok, az esetek túlnyomó többségében fali készülékek kaszkádba illesztése felé. Mondhatnánk azt is, hogy Magyarországon reneszánszát éli a korábban is tapasztalható modulrendszerű kazánházak telepítése.
Addig, amíg korábban
hagyományos tüzelésű fali vagy álló berendezések egymás mellé, de egyes gyártók esetében akár egymásra helyezett termékeiből állították össze a szükséges teljesítmény kiszolgálását lehetővé tevő kazánegyütteseket, a mai kazángyártók már kizárólag kondenzációs üzemű berendezések sorozatából építenek fel ilyen kaszkádkapcsolásokat. Persze ez így nem teljesen igaz, de az esetek túlnyomó részében erre hegyezik ki a kínálatot, főleg a fali kazánok piacán.
Égéstermék-elvezetés
Ez abból a szempontból furcsa, hogy sem a rekonstrukciók, de még az új építések esetében sem fordítanak hangsúlyt arra, hogy a hőleadó rendszer lehetőleg a kondenzációs technikának kedvező alacsony hőmérsékletű rendszer legyen. Ez azt jelenti, hogy például egy társasházi rekonstrukció esetén csak a távfűtésről való leválásra és egyéni kazánház létesítésére törekednek, miközben az elavult fűtési rendszer módosítására és korszerűsítésére nincs mód vagy pénz. Viszont az új építésű kazánházakra van egy javaslat, amely szerint „illik” legalább 60% arányban kondenzációs kazánt beépíteni, és ez esetben ott áll a tervező, hogy mit is tegyen, mert szíve szerint maradna a hagyományos tüzelés mellett, de az ő keze is meg van kötve. Másrészt viszont nem sok értelme van egy kondenzációs berendezést úgymond hagyományos üzemben működtetni, azaz magas előremenő vízhőmérséklettel, mert ez esetben a kondenzációs folyamat nem, vagy csak részben tud lezajlani, és a sokat hangoztatott 100% (?) feletti hatásfokok szépen visszasüllyednek a hagyományos készülékek esetében megszokott 92-95%-ra. Beruházási ár tekintetében viszont egyáltalán nem mindegy, hogy kondenzációs vagy hagyományos berendezést vásárol a felhasználó, mert legalább 2,5-szeres különbség van közöttük!
Egy rövid kitérő erejéig nézzük meg a furcsán hangzó 108-110%-os hatásfok kérdését, mert a hozzáértők számára egyértelmű, hogy miről van szó, de a laikusok azt gondolhatják, hogy micsoda nagyképűség azok részéről, akik ezt vagy hasonló adatot megadnak. A hatásfok általános értelmezése szerint, amennyiben elérjük, vagy netán meghaladjuk a 100%-ot, akkor nem kell energiát befektetnünk, sőt még mi nyerhetünk energiát az adott folyamatból. Ez lenne az oly sokat kutatott örökmozgó (perpetuum mobile) elve is, de mint ezt utólag minden ilyen jellegű szerkezetnél tapasztalhattuk, valami turpisság mindig megbújt a háttérben.
Kisebb teljesítményű kaszkádok alkalmazása
Szóval, mint ahogy minden más fizikai esetben, a hatásfok a folyamatból kinyert és a folyamatba bevitt energia százalékos aránya, ezt a tüzeléstechnika esetében is így határozták meg. Azonban akkor, amikor ezt eldöntötték, nem gondoltak arra az egyébként kézenfekvő lehetőségre, hogy az égéstermék visszahűthető olyan mértékben, hogy a vízgőz kicsapódjon belőle, és ezzel további hőmennyiséget szabadítson fel. Ezért az éghető gázok esetében elkülönített alsó és felső fűtőérték paraméterek közül az alsót vették figyelembe a hatásfok képletében, így viszont eljutottunk ahhoz a paradoxonhoz, hogy a kondenzációs készülékek esetében a hatásfok értéke meghaladja a 100%-ot. Természetesen ez egy nem helyes szemlélete a dolgoknak, mert ez esetben illett volna a hatásfok képletét a felső fűtőérték figyelembe vételével módosítani, de gondolom, így sokkal szemléletesebben megmagyarázható a kondenzációs technika és a hagyományos tüzeléstechnika közötti különbség. Természetesen, amennyiben egységesen módosították volna a hatásfokszámítás módját, a szemléletesség ugyanúgy fennmaradt volna, csak ez esetben a hagyományos készülékek hatásfoka visszacsökkent volna 80% környékére, míg a kondenzációs kazánoké elérhette volna a 96-98%-os határt. Szóval egy szó mint száz, senki sem gyárt energiatermelő berendezést, csak rossz az elmélet gyakorlatba történő átültetése.
Az eredeti kérdés
mármint a kisebb teljesítményű kaszkádok alkalmazásának egyik magyarázata lehet a műszaki helyiségekre szánt kis terület, de adott esetben a korábban távfűtéses lakóépületek szintén szűkös méretű, hőközpont céljára elkülönített helyiségeinek leválás esetén történő, ésszerű kihasználása. A másik magyarázat, ami valószínűleg sokkal „műszakibb”, hogy a megvalósítások előfeltételeként megszabott robbanó, nyíló felületek létesítését a kazán egységteljesítményének csökkentésével próbálják kikerülni.
4-6-8 vagy akár 62 készülék soros kapcsolása
Ennek szellemében szinte minden neves gyártó rendelkezik olyan kondenzációs fali kazánsorozattal, amelynek tagjai 4-6-8 vagy ettől jelentősen eltérő (akár 62) készülék sorba kapcsolásával, sokszor ésszerűtlenül agyontagolt, de igen nagy teljesítményű kazánrendszert is képesek alkotni. Ezeket a berendezéseket falra szerelve vagy különböző állványrendszerek segítségével egymás mellé sorba, de akár háttal fordítva is lehet telepíteni.
Szabályozásukat tekintve ezekhez a készülékekhez egyes gyártók választható beépíthető szabályozókat kínálnak, mások egy kötelező alapszabályozóval ellátott berendezést ajánlanak, amelyhez illeszthető egy külső kaszkádszabályozó, amely sokszor más szerepet is képes betölteni (fűtőkör-, napkollektoros kör-szabályozás stb.), de vannak gyártók, akik eleve egy olyan beépített szabályozóval kínálják a készülékeiket, amely ezeket mind egyben tartalmazza.
A szabályozás lényege az, hogy mindig van egy fölérendelt vezérlő automatika vagy adott esetben kazán, amely egy ilyen automatikával bír, ezt nevezzük vezér (master) készüléknek, és vannak ennek alárendelt automatikák vagy kazánok, amelyeket követő (slave) készülékeknek hívunk. Alapjukat tekintve tüzeléstechnikai szempontból mindegyik automatika ugyanazt tudja, tehát adott esetben modulációs lángszabályozást, biztonsági paraméterek figyelését és szükség esetén beavatkozást, de a master készülékek az esetek többségében egy időjárásfüggő szabályozási jelleggörbe alapján különböző, beállítható módon tudják szabályozni a rájuk kapcsolt tagok indítását, a HMV-készítést, esetenként különböző fűtőkörök szabályozását, működési és hibaparaméterek rögzítését, továbbítását és egyes esetekben a távvezérlés lehetőségét is. Persze ez kizárólag a legtöbb készülékben egységesen megtalálható funkciók felsorolása, de ettől egyes gyártók készülékei úgy többlet, mint esetleg hiányzó funkciókban eltérhetnek.
Az esetek túlnyomó többségében a gyártók kész hidraulikai összekötő és égéstermék-közösítő rendszereket is kínálnak a kaszkádjaikhoz.
Az elképzelt hidraulikai megoldás függvényében lehet egységszivattyús megoldások és központi fordulatszám-szabályozott szivattyús, egyútú mágnesszeleppel ellátott megoldások közül választani, azokban az esetekben, ahol nincs eleve beépített készülékszivattyú. A változó tömegáramok miatt a kazán- és a fűtési rendszer szétválasztását mindenképpen meg kell oldani hidraulikus váltóval. A jól méretezett hidraulikus váltó kiegyenlíti a kazánköri és a fűtési rendszerben keringő, esetről esetre akár jelentősen eltérő térfogatáramok közötti különbségeket, és lehetővé teszi a két rendszerben üzemelő szivattyúk védelmét, azáltal, hogy mindig tud annyi közeget engedni minden irányba, hogy a szivattyúk üzeme mindig kielégítő maradjon. Ezek a hidraulikai közösítő (osztó-gyűjtő) rendszerek legtöbbször hőszigetelt formában az állványok lábazati részeire szerelhető módon léteznek a gyártók kínálatában. Ezért nagyon sok esetben szokták velük kapcsolatban a „plug and play”, leginkább a szórakoztató elektronikában elterjedt kifejezést használni, amit szakmailag és magyarul megfogalmazva annyit jelent, hogy csatlakoztasd és indítsd el, persze ne feledkezzünk meg a szakma egyéb előírásairól, mint rendszerfeltöltés, nyomáspróbázás stb.
Égéstermék-elvezetés viszonylatában
is nagyon megoszlik a különböző gyártók termékkínálata, de a legtöbbjük igyekszik több megoldást is kínálni ezekhez a készülékekhez. A természetes és szinte kötelező igény, hogy ezek a berendezések zárt égésterűek vagy legalábbis azzá tehetők legyenek, eleve megadja a fejlesztések irányát, ezért minden gyártó jól elkülöníthető levegő-bevezető és égéstermék-elvezető nyílásokat biztosít a készülékein. Ez lehet koncentrikus, cső a csőben megoldás, de lehet osztott rendszerű is, ahol a két csonk egymástól elkülönítve jelenik meg a készüléken. Ez mindig viszálykodás kérdése, hogy melyik a jobb vagy ésszerűbb, de a legtöbbször a beépítés mikéntje az, ami eldönti, hogy melyik megoldás a kézenfekvő. Arról nem beszélve, hogy megfelelő átalakító elemekkel a koncentrikusból is lehet osztott, míg az osztottból is lehet koncentrikus elvezetést csinálni, ha van megfelelő mennyiségű hely ezen idomok elhelyezésére. Ezt követően az elvezetést a szabványoknak és előírásoknak megfelelően a rendelkezésre álló kéményidomok segítségével lehet kialakítani.
Egy másik kritikus kérdés az égéstermék-elvezetési hossz, amelyben elég komoly nehézséget jelent a kéményekre vonatkozó nyomás osztályba sorolás. Ugyanis az elvezetési hossz annak függvénye, hogy a levegő-beszívó és égéstermék-elvezető csonkok között mekkora nyomáskülönbség áll rendelkezésre, azaz közvetetten milyen teljesítményű a készülék égéslevegő-ventilátora. Viszont erre vonatkozóan van egy nemzetközi szabványi előírás, amit Magyarország is honosított, és amely szerint a 0–200 Pa nyomáskülönbséggel terhelt kémények alacsony, míg a 200–5000 Pa nyomáskülönbséggel terhelt kémények magas nyomásúak. Ez jelentős különbséget jelent az égéstermék-elvezető elemek anyagának és tömítéseinek kiválasztásánál, mert hiába haladja meg a nyomás csupán egy pár százalékkal a 200 Pa-t, az egész rendszernek az 5000 Pa-os vizsgálati nyomásnak kell megfelelnie. Ezért a gyártók többsége igyekszik az égéslevegő-ventilátor és tüzelési egység együttesét úgy megválasztani, hogy ez a nyomásérték a kritikus 200 Pa alatt maradjon, ami viszont oda vezet, hogy adott esetben rövidebb égéstermék-elvezető hosszakat tudnak biztosítani. Természetesen az átmérő növelésével lehet az égéstermék-hossz mértékét is növelni, de van egy korlát, amin túl már ez sem jelent igazi áttörést, a bekerülési árakról már nem is beszélve.
Vannak gyártók, akik felvállalják a 200 Pa feletti nyomásértéket, és magas nyomású kéményidomokat kínálnak a termékeikhez, ezzel érve el azt, hogy hosszabb égéstermék-elvezetést tudnak kínálni, azonos átmérő mellett. Erre a kérdésre természetesen megoldást jelenthet az osztott égéstermék-elvezetés kiépítése, amikor a levegő-bevezetést igyekeznek a készülékekhez legközelebb eső külső falról behozni, és így égéstermék-oldalon lehet nyújtani a hosszon.
Ugyanakkor a gyártók egy része
ajánl égéstermék-oldali gyűjtő (kaszkád) megoldásokat is, amelyek természetesen kizárólag az égéstermék gyűjtésére szolgálnak, és ettől függetlenül meg kell tudni oldani az égési levegő-hozzávezetést. Persze ez már könnyebben és kevesebb bonyodalommal megoldható, mert itt már nincs kéményseprői előírás, legalábbis nyomástartás viszonylatában. Tehát ezeknek a légbevezető szakaszoknak csupán légtömörnek kell lenniük, nem pedig nyomástartónak. Ugyanakkor, ha a helyiségre vonatkozó tűzvédelmi előírásokat be tudjuk tartani, azt is meg lehet oldani, hogy egy megfelelő szabadba nyíló felületen keresztül juttatunk be levegőt, vagy egy levegőbefúvó ventilátor segítségével légcsatornán keresztül vezetjük a levegőt a kazánházba, és ekkor már nyitott égésterű berendezésként üzemeltetjük a kazánokat.
