Faelgázosító konstrukciós variációk
2012/10. lapszám | Homor Miklós | 6198 |
Figylem! Ez a cikk 14 éve frissült utoljára. A benne szereplő információk mára aktualitásukat veszíthették, valamint a tartalom helyenként hiányos lehet (képek, táblázatok stb.).
Miért erősen ajánlott egy puffertároló egy egyszerű faelgázosító kazánhoz, és miért nem kell más megoldáshoz? Mi a lényegi különbség? Hát például az, hogy némely egyszerű faelgázosító kazánt úgy gyártanak, hogy áramkimaradás esetén is fűt még kb. 16% teljesítménnyel. Azaz a gyártó eleve azt akarta, a kazánt úgy konstruáltra, hogy ha nincs áram, és nem megy a kazán ventilátora, akkor is tudjon fűteni a kazán kb. 16%-osan. Mi ennek az előnye? Hát az, hogy áram nélkül, amikor egyébként a szivattyúk sem keringtetnek, gravitációsan még kb. 16%-osan temperálni lehetne egy olyan házat, aminek gravitációs fűtése lenne. Hangsúlyozzuk, hogy ez a kb. 16%-os fűtés csak egy minimális fűtést jelent. Szerintem ez az előny nem annyira fontos, mert szünetmentes áramforrással vagy háborús időkben benzines áramfejlesztővel eleve működtetni lehet a kazán ventilátorát és a keringtető szivattyúkat is...
1. Az egyik vetület éppen az, ami az előnye is. Hiszen problémát is okozhat az, hogy áram nélkül még mindig fűt a kazán 16%-osan! De mivel áram nélkül a keringtető szivattyúk már nem járnak, így a kazánból a szivattyúk nem tudják kikeringtetni még a 16%-os hőt sem, így a kazánban lévő víz felforrhat, gőz keletkezhet a kazánon belül, a kazán esetleg károsodhat vagy robbanhat! Ez viszont már komoly veszélyforrás! Emiatt az egyszerű kazánhoz erősen ajánlott egy 500-1000 literes puffer alkalmazása, amit gravitációs elveken kell a kazánra rácsatlakoztatni, továbbá alkalmazni kell például egy „keverő” egységet is. Áramkimaradás esetén a „keverő” egységben a gravitációs erők kinyitnak egy csappantyút, így a kazán 16%-nyi teljesítménye gravitációsan a pufferbe tud jutni. Tehát a puffer az egyszerű kazánokhoz azért is javasolt, hogy áramkimaradás vagy elektronika-elromlás idején a hő a pufferbe tudjon jutni. Így nem tud káros gőz keletkezni a kazánban. Megemlítem, hogy a kazán felső vízterébe beépített, hideg vízzel működő biztonsági hűtő-csőkígyó nem elégséges megoldás (szükséges, de nem elégséges), mert mi van, ha elzárták a hideg vizet, vagy ha csőtörés van az utcában stb.
2. A második vetület az, hogy a puffernek helyigénye is van, ami bizony néha hátrány is, mert nincs mindig hely egy puffer számára.
3. A harmadik vetület pedig az energiapazarlás a puffer miatt. Ugyanis a puffernek a 6 hónapnyi fűtési idény ideje alatt komoly hőveszteségei vannak. Próbálom szemléltetni egy puffer hőveszteségét. Nyugati mérési eredmények alapján tudom, hogy mekkora a hővesztesége egy olyan szolártechnikai szezonális puffernek, amit nyáron fűtünk fel napkollektorokkal, és télen használjuk belőle a hőt. De különösen fontos még megjegyeznem, hogy egy ilyen puffer hőszigetelése nem csak 100 mm vastag, hanem minimum 800 mm-es, és ráadásul hőhídmentes. Augusztus végére a szolár puffert felfűtjük síkkollektorokkal kb. 80-85 °C-ra, de februárban is akarunk hőt kivenni ebből a pufferből. Az a kérdés, hogy lesz-e még benne hő, vagy a hőveszteség miatt eltűnik a hő a pufferből? Nos, egy ilyen kb. 20 000 literes puffer hővesztesége 0,3 °C/nap, majd ahogy hűl a puffer, úgy a további lehűlése lassul. Mikorra áthaladunk szeptember, október, november, december, január, február és március hónapokon, tehát eltelik 7 hónap, addigra az ilyen puffer kb. 45-50 °C-ot hűlne, tehát a puffer hőmérséklete lecsökkenne 85 °C-ról 35 °C-ra, hacsak időközben ősszel és télen nem fűtenénk rá a pufferre a napkollektorokkal.
Tehát egy puffer hővesztesége még akkor is óriási, ha 800 mm és hőhídmentes a hőszigetelése! Viszont a fatüzelésű kazánok mellett alkalmazott pufferek hőszigetelése általában csak 100 mm vastag, és nagyon sokszor nem is hőhídmentesek ezek a pufferek, mert például a puffer fémcsonkjai kifutnak a hőszigetelés széléig. Ezek után most képzeljük el azt, hogy egy fatüzelésű kazán mellé leállított puffernek egész télen át milyen nagyok a hőveszteségei! Gondoljunk például arra is, hogy a puffer hővesztesége miatt a puffer körül és fölött milyen meleg van, többnyire haszontalanul. Mennyire sok hőt kell a fás kazánnak visszapótolni a pufferbe ahhoz, hogy októbertől márciusig, a 6 hónapnyi fűtési idényben folyamatosan 60-70 °C-ot tartson. Vagy ha nem akarjuk a 6 hónapnyi fűtési idény minden egyes napján 60-70 °C-on tartani a puffert, hanem hagyjuk lehűlni, akkor meg ahhoz kell többletenergia, hogy a lehűlt puffert újrafűtsük.
Ön ezek után is puffert szeretne alkalmazni? Ne higgyen azoknak a tervezőknek és kivitelezőknek, akik azt mondják, hogy egy faelgázosító kazánhoz mindenképpen kell puffer! Az attól függ, hogy milyen a kazán konstrukciója és vezérlése! Létezik olyan faelgázosító kazán, amely eleve úgy készül, a gyártó azt akarta elérni, hogy áramkimaradás vagy elektronika-elromlás idején a kazán egyáltalán ne fűtsön, mert áram nélkül nem csak a ventilátor áll le, hanem különösen fontos, hogy a ventilátor leállásával egy időben a ventilátor nyomócsonkjánál a szögletes csőszakaszban magától visszacsuklik, azaz bezáródik a légbeengedő inox csappantyú is. Így a kazán nem jut égési levegő-mennyiséghez, azaz „megfojtódik”! Az áramkimaradást követően azonnal megszűnnek a főlángok, és totálisan biztos, hogy nem forr fel semmi, és nem keletkezik gőz a kazánban! Tehát puffer nélkül sem keletkezik soha semmiféle vészhelyzet. A parázsréteg azonban nem fog elszenesedni, mert a kialakított, minimális méretű légréseken keresztül a parázs kapni fog egy kevés levegőt úgy, hogyha 12 órán belül visszajön az áram, akkor automatikusan újraindul a kazán.
 |
 |
|
|
A kazán teljesítményének szabályozása
Az egyszerű faelgázosító kazánoknál nem fordulatszám-szabályozódik a ventilátor, azaz nem modulálják (nem szabályozzák folyamatosan) a kazán teljesítményét. A ventilátor vagy működik, vagy nem, a vezérlés ki-bekapcsolgatja azt. Így az egyszerű faelgázosító kazán vagy a maximális teljesítménye közelében működik kb. 18-25 kW-on, vagy álló ventilátor mellett, azaz áram nélkül kb. 16%-os teljesítményen, azaz 0-4 kW-on. Viszont egy átlagos magyar családi ház ősszel, enyhe télen és tavasszal például 4-9 kW közötti teljesítményt igényel! Az egyszerű kazán pedig pont ebben a tartományban nem tud dolgozni. Ezen szabályozástechnikai okok miatt is erősen ajánlott a puffer alkalmazása az egyszerű faelgázosító kazánokhoz.
Egy igényesebb megoldás szerint viszont a gyári vezérlődobozra utólag is rászerelhető a modulációs elektronika. A modulációs elektronika majdnem gázkazán-minőségű fokozatmentes teljesítmény-modulációt nyújt a faelgázosító kazánnak, miközben állandó értéken tartja az előremenő hőmérsékletet (javasolt beállítás 75 °C), így a modulációs elektronikával a kazán jóval ritkábban fog ki- és bekapcsolni, így a kazán szezonális hatásfoka javul, a füstgázhőmérséklet erősen csökken, a CO-kibocsátás kb. 70%-kal(!) csökken, a kazánba bepakolt fa pedig kb. 20%-nyi időtartammal később ég le, így ritkábban kell telerakni fával a kazánt. Tehát nem igaz az a szemlélet, miszerint a fatüzelés esetében sokkal jobb inkább maximális teljesítményen égetni, és az sem igaz, hogy nem érdemes moduláltatni a kazánban!
| Elvi ábra az alternatív megoldású faelgázosító kazánról M: előremenő 1: by-pass vízjárat 2: víztermosztát 3: biztonsági hűtő csőkígyó 4: primer levegők és fa-tér és szárító 5: elgázosító zóna 6: izzó fa zóna 7: rostélyégő 8: tűztér 9: füstgázok járatai hátrafelé 10: katalizátor és utóégető bölcső 11: víztér R: visszatérő |
|
Mekkora a kazánacél vastagsága? |
Füstgázoldali korrózió elleni (kazánon belüli) védelmi rendszer
Az olcsóbb és a középár-kategóriájú faelgázosító kazánok általában úgy működnek, hogy a kazán alsó részén áthaladó visszatérő vizek ellenáramban haladnak a szintén a kazán alsó részén (ellenáramban) áthaladó füstgázokkal. Emiatt a füstgázok túlhűlhetnek, ami miatt kicsapódhatnak belőlük a vízgőzök, azaz lekondenzálódnak, és az agresszív kondenzvíz akár 2-3 év alatt is szétmarhatja a kazánlemezeket. Ezt nevezik füstgázoldali korróziónak. A kérdés az, hogy az egyszerű faelgázosító kazánhoz tartozik-e például belső bypass vízjárat + víztermosztát (vagy más védelmi rendszer)? Ha nincs, és ha éjszaka hagyják lehűlni a kazánt 65 °C alá, akkor reggel, amikor újra befűtenek a kazánba, az első negyedórában csak 65 °C alatti hűvös vagy langyos visszatérő vizet tud kapni a kazán, ami a füstjáratokban korróziót okozhat. Ez a hidegen indítás. És egy fűtési idényben lehet, hogy 180-szor lesz olyan reggel, amikor a hidegen indítások miatt 180-szor negyedórán át marja a kazánlemezeket az agresszív kondenzvíz.
Egyes gyártók kazánjai viszont nem csak úgy védekeznek a füstgázoldali korrózió ellen, hogy csak a hidegindítás első negyedórája utáni időben próbálják a visszatérő hőmérsékletet 65 °C felett tartani, hanem azt is megoldották a kazánon belüli védelmi rendszerrel, hogy az első negyedórában se legyen füstgázoldali korrózió, akkor sem, ha ez idő alatt még 65 °C alatti a visszatérő hőmérséklet. Konkrétan: a kazán két előremenő, ellipszis alakú egységből áll, az egyik ellipszis benne van a másikban. A két ellipszis között van a (11, elvi ábra) víztér. A belső ellipszis felső részében lesz a bepakolt rönkfa vagy fabrikett, a fa alsó 5 cm-es rétegében alakul ki a parázságy, ez alatt van a (7) rostély, és ez alatt lefelé csapdosnak a lángok a (8) tűztérben. Az (R) visszatérő a (11) ellipszis bal és jobb oldalán áramlana felfelé, de a (2) belső víztermosztát a kazán hideg és hűvös és langyos állapotában még zárva van, hiszen ez a belső víztermosztát csak magas hőmérsékleteken nyit ki teljesen.
Amikor a kazán már lehűlt, és újra begyújtanak, azaz hidegen indítás történik, például reggelente, akkor amíg ez a (2) víztermosztát ki nem nyílik, addig a recirkulációs szivattyú csak a kazánon belüli (1) bypass vízjáraton át keringteti a vizet (M – recirkulációs szivattyú – R – 1-es járat – M útvonalon). Tehát nem baj, ha reggelente hidegen indítás történik, mert a hidegen indítás első negyedórájában a kazánon átáramló víz nem is fog „találkozni” a kifelé igyekvő füstgázokkal, mert a víz ekkor még csak a (1) bypass vízjáraton át tud áramolni, ilyenkor még nincs áramlás az (11) ellipszis fő vízjárataiban, mert a (2) víztermosztát hideg és hűvös és langyos állapotban még zárva van. Így a hidegen indítás idején sincs füstgázoldali korrózió.
A ventilátor élettartama
Az egyszerű faelgázosító kazánnál a ventilátor hátul van a füstgázoldalon, azaz kb. 225 °C-on működik, és a ventilátorlapátokra rárakódhat a pernye és a korom, és ettől megváltozhat a járókerék kiegyensúlyozottsága. Így ha megfelelő időközönként nem tisztítják ki a ventilátort, akkor nem csak „csapágyas” lehet, hanem a későbbiekben el is romolhat. Amennyiben a ventilátor elől van a frisslevegő-oldalon, és a friss levegőt szívja be, és úgy nyomja be azt a kazánba, azaz a ventilátor kb. 10 °C-on működik, akkor biztosan nem tud rárakódni a ventilátorlapátokra sem a pernye, sem a korom, hiszen a ventilátor nem találkozik a füstgázokkal.
Mennyi idő alatt ég le a fa?
A száraz fával telepakolt (kb. 100 dm3) egyszerű faelgázosító kazánban elég gyorsan, 3-6 óra alatt leég az összes fa. Egy átlagos hazai családi háznál a száraz fával telepakolt, modulációs elektronikával is felszerelt faelgázosító kazánban akár 15 óra is eltelik, míg leég a fa. Még 29 kW csúcsteljesítményen üzemeltetve is kb. 8 óra kell a fa leégéséhez.
A kazánház árkülönbsége
Ne csak a kazánok árát hasonlítsuk össze, hanem vegyük figyelembe a szükséges kiegészítőket is. Nézzük meg, hogy egy családi háznál mennyi pluszköltséget jelent az egyszerű faelgázosító kazános kazánház az egyszerű faelgázosító kazán árán felül, és az eleve szükséges anyag- és díjköltségeken túl, nettó értékekkel számolva:
- az 500-1000 literes puffer és a hőszigetelése kb. + 180 ezer Ft,
- a „keverő” egység szivattyúval és gravitációs csappantyúval kb. + 100 ezer Ft,
- a puffer miatti kb. 5/4”-os gravitációs pluszcsövek, -idomok, -csőhéjak kb. + 70 ezer Ft,
- a fentiek miatti szerelési többlet-díjköltségek kb. + 60 ezer Ft, azaz az öszszes pluszköltség egyszerű faelgázosító kazán esetében kb. + 410 ezer Ft.
Most nézzük meg, hogy családi háznál mennyi pluszköltséget jelent az alternatív megoldású kazánház a kazán árán és az eleve szükséges anyag- és díjköltségeken felül:
- puffer és hőszigetelése nem kell,
- a „keverő” egység nem kell, de kell egy recirkulációs szivattyú visszacsapóval, ami kb. + 30 ezer Ft,
- a puffer miatti kb. 5/4”-os pluszcsövek, -idomok, -csőhéjak nem kellenek
- a fenti recirkulációs szivattyú miatti szerelési többlet-díjköltség kb. + 15 ezer Ft,
- viszont mindig javasoljuk a modulációs elektronikát, ami kb. + 45 ezer Ft, azaz az összes pluszköltség ez esetben kb. + 90 ezer Ft.
