Fűtéstechnika

Mi az igazság az ionkazánok körül?

2013/6. lapszám | ifj. Czinege Károly |  43 104 |

Figylem! Ez a cikk 11 éve frissült utoljára. A benne szereplő információk mára aktualitásukat veszíthették, valamint a tartalom helyenként hiányos lehet (képek, táblázatok stb.).

Immáron két cikkünk is megjelent az ionkazánokról (2013. áprilisi és májusi szám), így amikor az egyik forgalmazó jelentkezett, hogy hallgattassék meg a másik oldal is, igent mondtunk. Az alább olvasható cikk tekinthető hivatalos „ionkazános állásfoglalás”-nak. Az írást, bár nem minden kitételével értünk egyet, változtatás nélkül leközöljük.

További, az ionkazánnal foglalkozó cikkeink a teljesség igénye nélkül:

• Tegyük helyére a csodakazánokat
• „Ionkazánok” a magyar fűtéstechnikai piacon
• Társadalmi felelősség-vállalás
• EWS (ion)kazánok vizsgálata

A VGF áprilisi számában megjelent cikk jellemzően egyetlen ionkazán „képességeiről” számolt be, és a kicsengése elég negatív volt. Mutassuk be most egy másik szemszögből ezt a terméket, egy másik gyártmány tapasztalataira alapozva, hiszen autó is van sokféle, de mekkora is a különbség közöttük… Szerencsére ma már sok jó tapasztalattal rendelkezünk ionkazán-felhasználóktól. Először beszéljünk az elektromos fűtések és gázos rendszerek hatásfokának összehasonlításáról, ami döntően meghatározza az üzemelési költségeket. Igaz, hogy 1 kWh villamos energia az mindig 1 kWh lesz az elektromos felhasználás közben, de mi újság 1 m³ gáznál? Örökösen előforduló megközelítés – az elektromos fűtések kapcsán –, hogy mindenki rávágja: „drága, mert a villanyfűtés háromszor annyiba kerül, mint a gázfűtés”. Igen, elméletben: a gázból származó egységnyi hőenergia mai árakon harmada az elektromosénak (ha a nappali áram árát nézzük, de miért is azt nézzük?). De azt szinte mindig elfelejtik hozzátenni, hogy a három egy elméleti szám, és csak akkor lehetne igaz, ha bármilyen típusú gázfűtés hatásfokát 100%-nak tekinthetnénk, de hát soha nem tekinthetjük annak. Miért is?

Gázkazánok használati hatásfoka valójában

A kazánok hatásfokát számos tényező befolyásolja. A kazánhatásfok csak különböző terhelések mellett értelmezhető korrekten. Az ismertetőkben leggyakrabban a névleges terheléshez tartozó kazánhatásfokot adják meg.

Ekkor a gázégő teljes terheléssel üzemel, nincs készenléti veszteség, mert folyamatos az égő működése. Ezen adat tehát idealizált, hiszen a folyamatos működés nem életszerű. Az épület hőveszteségéhez méretezett kazán a 210-240 napig tartó fűtési szezonban csak igen rövid ideig – a leghidegebb téli napokon – működik teljes terheléssel.

A fűtési időszak döntő részében a fűtőberendezés csak fél- vagy annál kisebb terhelésen üzemel. A hagyományos kazánok csökkentett terhelés mellett – ún. részleges kiterheltségnél – alacsonyabb, sőt gyakran lényegesen alacsonyabb hatásfokkal működnek, mint teljes terhelésnél. A részterheléshez tartozó hatásfok, más néven hasznosítási fok a részterhelés mértékétől függően változik.

Az éves hatásfok megállapításához a DIN 4702 szabványt alkalmazzák. A szabványban a fűtési idény teljes tüzelőanyag-fogyasztását 5 egyenlő részre osztva azt határozták meg, hogy az egyes fogyasztásokhoz mekkora átlagos külső hőmérséklet tartozik, és azokhoz mekkora kazánterhelés rendelhető. Az egyes részterhelésekhez természetesen más és más valós hatásfok tartozik, melyek átlagából határozható meg az éves hatásfok is.

Esettanulmányok alapján néhány példa:

1. A kazán állandó (80/60 °C) kazánvíz-hőmérsékleten üzemmel, hatásfoka 73-90% közt változik. Éves hatásfok: 84% körül.
2. A kétszeresen túlméretezett kazán hatásfoka 58-85% között változik. Éves hatásfok: 75% körül.
3. Az alacsony hőmérsékletű kazán hatásfoka állandó üzemben 86-92% között változik. Éves hatásfok: 90% körül.

Az éves hatásfok tehát a fűtési üzemviszonyok figyelembe vételével mért éves átlag, ami mindenképpen alacsonyabb a névleges hatásfoknál. A fentiek természetesen a ma kapható, korszerű kazánokra vonatkoznak. Így levonható az az egyszerű következtetés is, hogy egy régi, túlméretezett, rossz vezérlésű gázkazános rendszer éves hatásfoka akár 65-75% is lehet.

További hatásfokrongáló dolog egy rossz, hőszigeteletlen kémény, fejletlen vezérlés stb. is. Számlát pedig a fűtési szezon végén az éves hatásfok alapján kialakult fogyasztás után fizetünk.

Eddig a kazánokról beszéltünk, de mi van például egy elavult parapetes gázkonvektoros fűtésnél? Hazánkban ebből jelenleg kb. 4 millió darab üzemel. Ezek a készülékek kis teljesítménytartományokban elégetlen gázt és nagy szén-monoxid-tartalmú égésterméket bocsátanak ki. Az sem mindegy az üzemelési költségek összehasonlításnál, hogy egy lakásban hány kéményen (konvektoron) engedem ki a már kifizetett meleget? Itt a valós éves hatásfok – az állandó szakaszos üzemelés + őrláng miatt – nehezen meghatározható, de bizonyosan kijelenhető, hogy lényegesen alacsonyabb, mint a fentebb vázolt korszerű kazánoké. És mi van a gáz változó fűtőértékével? Egységnyi hőértékért változó térfogatú gázt égetünk el, változó áron!

A korszerű villanyfűtésről valószínűleg mindenki tudja, hogy amellett, hogy a legtisztább fűtés, és megújuló energiával is kiszolgálható, hogy közel 100%-os hatásfokú, mert a villamos áram csak hővé alakul, semmi más nem keletkezik. Akkor is, ha kint alacsony a hőmérséklet, és akkor is, ha nem! Egyszerűen a hatásfokok összevetéséből kiderül, hogy messze nem igaz az 1:3 arány. Főleg ha nem a nappali áram árával hasonlítok, hanem a vezérelt (éjszakai) áraméval, ami eleve 60%-a a nappaliénak.

Hiszen miért ne lehetne egy puffertartályban levő fűtővizet az ionkazánnal vezérelt árammal felfűteni? A vezérelt áramot szakaszosan, de legalább napi 8 órában szolgáltatják. Külön szerencse, hogy jellemzően a nagyobb fűtési igényű időszakokban, tehát délután, este és hajnalban – a hétvégén és ünnepnapon nappal is – áll rendelkezésre, így a pufferben tárolt lehűlő víz mindig utánfűthető.

Összegezve, az elméleti 1:3 arány a gyakorlatban egyáltalán nem igaz, már régen megdőlt a régi hit, hogy az elektromos fűtés csak drága lehet, hiszen egy korszerű elektromos fűtés olcsóbb üzemeltetésű, mint az azonos körülmények közt üzemelő elavult kazán vagy konvektor. Ide tartozik egy személyes tapasztalat. A saját családi házamat (196 m² 38 cm-es Ytong fal, 1,1 K-értékű ablakok) 10 éve fűtöm elektromos fűtéssel, és 25 000 Ft/hó átalányt (évi 300 000 Ft) fizetek a legutolsó szezonra. Sok gázfűtéses ismerősöm kisebb házban is örülne, ha csak ekkora költsége lenne.

Persze itt kérdezhetnénk azt is, hogy akkor nem célszerűbb egy alacsony hőmérsékletű kazánra cserélni a rendszert? Egyáltalán nem biztos! Ha például teljes rendszert cserélünk mindenestől, akkor már jobban megéri egy jóval kisebb beruházásigényű elektromos rendszert telepíteni, a maradék pénzből pedig csökkenthetjük a házunk hőleadását, vagy éppen napelemrendszert telepíthetünk.

Fűtésrendszer kialakításánál, korszerűsítésénél is érdemes hosszabb időben gondolkozni. Áramot még mindig egyszerűbb termelni otthon, mint gázt!

Az ionkazános rendszerek általában

A megújuló energiák, a napelemrendszerek előretörésével sokan igyekeznek a fűtési lehetőségek minden területét lefedni elektromos rendszerekkel, de a vizes fűtőközegű rendszereknél ez eddig megnyugtató és kis beruházás- igényű módon nem sikerült. A sokat fogyasztó hagyományos (fűtőpatronos) villanyfűtők nem adtak megnyugtató megoldást, és sokszor csak végszükségben kerültek alkalmazásra. Az ionkazánok (elektródás kazánok) megjelenésével a probléma megoldódni látszik!

A fűtőbetéttel rendelkező elektromos kazán csak annyi vizet képes megmelegíteni, amennyi közvetlenül érintkezik a fűtőszállal – a fűtőszál teljesítménye pedig a korrózió miatt még folyamatosan csökken is –, az ionkazánnál pedig a hőcserélő csőben lévő víz mennyiségét azonnal fűti fel, mégpedig rendkívül gyorsan. A melegítés folyamata alatt a bevitt elektromos energia hatására negatív és pozitív töltésű részecskék jönnek létre a vízben levő szennyeződések semleges atomjaiból. E részecskék az elektródák felé váltakozva mozogva energiát termelnek, így a melegítés közvetítő fűtőbetét nélkül jön létre. A váltóáram miatt elektrolízis nem tud végbemenni, bár sokan ettől is félnek!

Nincs külön fűtőelem vagy fűtőbetét: a fűtőelem maga a folyékony fűtőközeg, azaz a megfelelő konduktivitással (áramvezető képességgel) rendelkező egyszerű csapvíz általában magyar viszonyok közt ioncserélt vízzel hígítva.

Az ionkazán technológiáját a hadiipar fejlesztette ki, és először egy hadihajóépítő cég kezdte el gyártani. A tengeralattjárókon a kevés hely maximális kihasználása miatt kerestek egy kisméretű és mégis hatékony megoldást, így született meg az ionkazán ötlete. Az ötlet fejlesztésével napjainkra az ionkazános fűtési technológia már teljesen kiforrta magát, Európa számos országában használják vizes fűtési rendszerekhez, és mostantól Magyarországon is elérhető.

Fontos azonban, hogy az ionkazánosok közül például a Beril nem csodát ígér a rezsiköltségek területén, hanem egy rendkívül gazdaságos fűtésrendszer lehetőségét! Nem mondják, hogy a rezsije kevesebb lesz, mint egy korszerű és jól méretezett kondenzációs gázkazáné, de a tapasztalatok alapján biztos, hogy olcsóbb, mint a tartályos földgázos és olajos fűtés vagy egy hagyományos elektromos kazán üzemeltetése!

Érintésvédelmi problémák

Az áprilisi cikkben olyan kazánt mutattak be, amelyben a „kazánházra” (a külső cső) van kötve a nullavezető és a védőföld is. Szerencsére a forgalomban levő ionkazánok nem mindegyike ilyen (pl. Beril), tehát nem célszerű egyetlen gyártmányból minden típusra általánosítani. A fentiekben már hivatkozott Beril ionkazán CE engedéllyel rendelkezik, garantált élettartama pedig minimum 10 év! Azaz természetesen érintésvédelmileg megfelel a szabványoknak, és az EU területén forgalmazható. A bekötési utasításokat természetesen el kell olvasni!

A Beril ionkazán belső felépítése más, mint a korábbi cikkben említett ionkazáné, itt a védőföld és nulla pontok a kazánon nincsenek kapcsolatban egymással. A forgalmazó kizárólag érintésvédelmi relés bekötést engedélyez, azaz a kézikönyv útmutatásait alkalmazva csak érintésvédelmileg megfelelően építhetjük be és használhatjuk az ionkazánt. Mivel a helyi körülmények változók, még érintésvédelmi mérést is javasolnak a bekötés után.

A cikk foglalkozott az ionkazánok COP számával is, ami kicsit félreérthető volt. A Beril ionkazán forgalmazásakor nem állítjuk, hogy 1 kW villamos teljesítményből ennél több hőmennyiség keletkezik, az éves hatásfok 98%. Viszont azt tapasztaljuk, hogy aki korábban hagyományos fűtőbetétes kazánját cseréli le ionkazánra, az kisebb üzemelési költségről számol be. Mitől lehetséges ez? Míg a fűtőbetétes kazán csak a betét felületén képes melegíteni a vizet, rögtön teljes teljesítményfelvétellel, addig az ionkazán a csőben lévő – elektródák közti – mennyiséget azonnal melegíti, és jóval hamarabb eléri a rendszer a beállított üzemi vízhőfokot. Ami még fontos: az ionkazán ezt kb. a névleges teljesítményének felével teszi! A fűtőközeg alacsonyabb (induló) hő- fokon kevésbé vezeti az áramot, mint az üzemin, így az ionkazánok a felfűtés alatt fokozatosan érik el a maximális teljesítményüket. Azaz végeredményben kisebb energiafelhasználással és hamarabb működik az ionkazános rendszer üzemi hőfokon, mint a hagyományos elektromos kazán.

A fenti gondolatmenetet azon felhasználók is messzemenően visszaigazolják, akik hagyományos villanybojler használatáról álltak át a fűtéssel együtt indirekt tartályos HMV-előállításra.

Az áprilisi cikkben hivatkozott fogyasztásszámításokról

Bizony sokszor égnek áll a haja az embernek, mikor egyes forgalmazók honlapjait nézve, minden hőtechnikai jellemzőtől eltekintve talál „fogyasztásszámítást” ilyen-olyan lakásra, házra. Mi nem követnénk ezt a rendszert, mert még minden fontos adat – például hő-veszteségszámítás – ismeretében sem határozható meg egy adott felhasználó életviteli szokásai által erősen befolyásolt konkrét éves fűtési költség, persze ez igaz bármely gázkazánra is. Az ionkazánnal nem csodát ígérünk a rezsiköltségek területén, csak egy rendkívül gazdaságos elektromos fűtésrendszert. Nem ígérjük, hogy az üzemeltetés olcsóbb lesz, mint a fatüzelésnél! (De remek kiegészítője lehet egy fatüzelésű rendszernek például napközbeni temperálásra.) Nem ígérjük, hogy a rezsije kevesebb lesz, mint egy korszerű és jól méretezett kondenzációs kazáné, ha az megfelelő fűtési rendszerbe került bekötésre. Azonban megfelelő kiépítéssel és jó méretezéssel – például vezérelt áramos, hőcserélős puffertartályos rendszer – akár a normál kazános gázos rendszerek is a „verhető” kategóriába kerülnek!

Az ionkazánok előnyei összefoglalva, melyek jó része az egyéb elektromos fűtésekre is vonatkozik:

• a kis helyigény miatt nincs szükség külön kazánházra,
• akár egy előszobában is felszerelhető,
• az elektromos ellátás miatt nincs szükség kéményre, szellőzőre,
• hangtalan működésű és higiénikus,
• nincs égés, így nincs szén-monoxid-mérgezés és robbanásveszély,
• a kiépítés gyors és egyszerű,
• a beruházási költség alacsony,
• beépíthető egy már meglévő fűtésrendszerbe vagy mellé is, például rásegítésként,
• az energiaellátás napelemrendszerrel is kiszolgálható,
• egyszerű lehetőség a távhő-ellátásról való leváláshoz,
• teljesen automatikusan működtethető a vezérlőpanellel (időjárásfüggő vezérlés is elérhető),
• vízmelegítésre indirekt módon használható,
• puffertartályos fűtési rendszereknél – például a szolár hőcserélő melletti 2. hőcserélőre kötve – az „éjszakai” vezérelt áram olcsóságát is kihasználhatjuk,
• éves hatásfok: 98% körül, mert a villamos energia csak hővé alakul át.

Kinek és hová ajánljuk az ionkazánt?

• Mindenhová, ahol régi, korszerűtlen gázkazán működik, és annak cseréje, valamint a kéménynek az új kazánhoz történő igazítása több 100 000 Ft-tal meghaladja egy ionkazán beszerzését.
• Kis alapterületű lakásokba, ahol kimondottan nehézkes és drága a gázcsővezetés, a kazán és kémény kialakítása, valamint jelentősen megemeli a lakás m²-re vetített árát.
• Társasházakba, ahol egy-egy lakás le kíván válni a központi fűtésről, és nem lehetséges egyedi kémény kialakítása.
• Amikor egyedi lakások le kívánnak válni a távhőszolgáltatásról.
• Gázkonvektoros rendszer kiváltására is alkalmas az ionkazán.
• Hétvégi házak, fűtési szezonban nem állandóan lakott épületrészek fűtésére, ahol nem érdemes kiépíteni a gázos rendszert, mert soha nem térül meg a jelentősen magasabb beruházási költség a működés esetleges kisebb költségén.
• De legfőképpen azon otthonokba, ahol már vannak, vagy hamarosan sor kerül napelemek telepítésére, és az így megtermelt áram felhasználásával „ingyenessé” válik a ház fűtése. Ma ez a lehetőség egyre több embert izgat, mert aktív dolgozó korában képes egy nagyobb beruházásra, amellyel jelentősen csökkenti azon rezsijét, amit nyugdíjas korában képtelen lenne kifizetni.

Összefoglalva

Az ionkazán nem csodaszer, de számos helyen alkalmas a régi fűtés kiváltására, kiegészítésére, de eleve új fűtési rendszer kialakításra is. Az iránta való nagy érdeklődésnek oka lehet az egyszerű bekötés, modern vezérlés lehetősége, és az alacsony beruházási költség, valamint az egyre terjedő napelemes rendszerekkel történő összekötés lehetősége.

Azt javaslom tehát, a szakemberek tájékozódjanak a különböző gyártmányok tulajdonságairól, és nyugodtan ajánlják az arra megfelelő helyekre.

Ionkazán

---