A kétrészes cikk első részében a szerző a vízteres kandallók kialakításával kapcsolatos ismereteket közöl. A 2. részben az ezeknél jelentkező rendszerhibák következményeit, és a cserépkályhákba épített hőcserélők témakörét tárgyalja.
Előzmények
A cikkem indíttatását Fischer Tamásnak az Épületgépész szaklap 2025/2. számában megjelent „A szilárd tüzelés veszélyei: forrázások, mérgezések. Mire ügyeljünk a háztartási kazánok tervezése, kivitelezése és működtetése során?” című szakcikke adta, amely a vegyes tüzelésű kazánok központi fűtés szerelésével kapcsolatos kivitelezési anomáliák boncolgatásán keresztül hívta fel a figyelmet a helytelen, esettenként, életveszélyes megoldásokra.
A „gázmizéria” miatt, megújuló forrásként a fatüzelés került előtérbe, ezek közül a cserépkályhák és kandallók vízteres változataival és azok problémáival ill. szerelési,
értelmezési félreértéseivel foglalkozom a cikkben, beleértve a működési jellemzőiket és a fűtési rendszerbe való illesztésüket, akár a teljes házfűtés megoldása szempontjából.
A fatüzelés elméletével itt nem foglalkozom, hiszen számtalan cikk, előadás foglalkozik ezzel a témával pl. a MACSOI „Kályhás” újságban megjelent írásom: Az égési folyamat elméleti kérdései (2021. júliusi szám).
A tárgyalást kezdjük az egyszerűbbnek tűnő „gyárilag” kialakított fémszerkezetű vízköpenyes, méretezett biztonsági berendezésekkel ellátott készülékekkel.
Vízteres Kandallók
Ezek jellemzően komoly gyártási tapasztalattal rendelkező cégek, vállalkozások kategóriájába tartoznak (EdilKamin, Ben-Kel Kft,…stb.)
A tűzifa a kályha üzemanyaga, amelynek eltüzelhető mennyiségét a kandalló használati utasítása rögzíti. Végezzünk el egy egyszerű számítást a fatüzeléssel kapcsolatban!
Például 5 kg akác (Hi = 14,9 MJ/kg) elégetésekor mennyi az égéslevegő szükséglet, és mennyi a hasznosítható teljesítmény? 1 kg fa elégetéséhez elméletileg 4,2 m3 levegő szükséges. A fa légfelesleg-tényezője az „Egyedi kivitelezésű cserép- és vakolt kályhák. Méretezés” című szabvány/ (MSZ EN 15544:2023) szerint 2,95, így az égési levegő mennyisége: 5 kg * 4,2 m3/kg * 2,95 = 61,95 m3. A tűzifából felszabaduló hőteljesítmény: Pe = * Hi (MW), ahol: Pe: az elméleti hőteljesítmény (MW); B: az időegység alatt eltüzelt tüzelőanyag (kg/s); Hi: az elégetett tüzelőanyag fűtőértéke (MJ/kg). A számítások eredményeképpen: B = 5 kg/h / 3600 = 0,001388 kg/s; Pe = 0,001388 kg/s * 14,9 MJ/kg = 0,02068 MW → 20,6 kW a bevitt teljesítmény. A hasznos hőteljesítmény: zárt tűzterű, szabályozott égési rendszerben 75% hatásfokkal számolva: ~15 kW.
A gond ott kezdődik, hogy ha a készüléket szabálytalanul, az itt felsorolt berendezések nélkül, vagy azok hibás beépítésével szerelik be:
- Biztonsági „lefúvató szelep” 1,5 -2,5 bar
- Kiegyenlítő tartály, összes víztérfogat 5-10 %-a (méretezni kell!)
- termikus elfolyó szelep, 95 oC (például Watts STS-20)
- kapilláris termosztát (például Watts KTC-100)
- kazánvédő szelep, 60 oC (például ESBE 317)
- Biztonsági berendezés elé elzárókat csak a 63/2004.(lV.27.) GKM rendelet a nyomástartó és töltőlétesítmények műszaki-biztonsági hatósági felügyeletéről szerint lehet beépíteni!!! Azaz csak akaratlagosan lehet elzárni őket,
Sajnos a kandalló tűzterébe az optimálisnál több, akár 2-3 szoros mennyiség is rárakható, ami megnövekedett teljesítménnyel és a tüzelési idő elhúzódásával jár, mivel az égéslevegő csatornamérete az optimális tüzelőanyagra van méretezve. A levegőhiányossá váló égés teljesítményvesztéssel jár, ami ellentmondásosnak tűnik, de a méretezett hőcserélő már csak részlegesen tudja hasznosítani a többlet energiát, esetlegesen bekövetkezik egy felforrás, ami miatt például a termikus elfolyó szelep esetleges hiányában sajnálatos módon a kazánfelügyelet hatáskörébe kerül a kivitelező és a tulajdonos is.
Tájékoztatásul két ábra
Gőzképződés lehetőségével működő berendezések
Az 1. ábrából látható, hogy ha az üzemi nyomás nem haladja meg a 0,5 bart, és az átlag 200-1000 l fűtővíz adott, akkor a berendezésünk nem tartozik sem bejelentési, sem engedélyezési körbe.
Gőzképződés lehetőségét kizáró berendezések
A 2. ábrából látható, hogy a berendezés – amennyiben 0-10 bar, és 200-1000 l tartományban működik, és hőmérséklete nem haladja meg a 100 -ot (tehát nem lehet gőzképződés, amely feltételt egy 95
-on nyitó termikus elfolyó-szeleppel biztosíthatunk), akkor a berendezés nem bejelentés és nem engedélyköteles, de minden előírt biztonsági berendezésekkel rendelkeznie kell.
Ajánlások a vízteres kandallók beépítésének műszaki kialakítására a biztonságos üzemeltetés figyelembe vételével
A fűtőberendezések építése, szerelése során mindenképpen kerüljük el, hogy az általunk szerelt berendezések bekerüljenek a 63/2004.(lV.27.) GKM rendelet hatálya alá.
1. Vízteres kandallók telepítésének feltétele az elfolyó szelep beépítése és megfelelő tápvízellátás biztosítása.
Zárt rendszer esetén az elfolyó víz hűtését STS-termikus elfolyó szeleppel, hálózati hidegvíz felhasználásával, hűtőkör kialakításával oldhatjuk meg. A termikus szelep érzékelője a kazántestbe van bekötve merülő hüvellyel, és a mindenkori kazán hőmérsékletet méri. 93 – 95 oC esetén a hűtőkörön elhelyezkedő szelep kinyit, és a hálózati hidegvíz a hűtőkörön keresztül lehűti a kazán forró vizét kb. 85 o C–ra. (ezt nevezzük a gőzképződés lehetőségét kizáró rendszernek). A hűtőkör elmenő vizét zárt rendszeren keresztül kell elvezetni az előírásoknak megfelelően a csatornarendszerben. Az ehhez kapcsolódó elvi kapcsolási ábrákat a cikk 2. része fogja tartalmazni
A cél, hogy a fűtési rendszerben fellépő túlhevülést elkerüljük, a kazán védelmének érdekében. Például a pellet tüzelésű kazánokban, vagy a vízteres kandallókban, vizes hőcserélőt tartalmazó cserépkályhákban, ahol az égés azonnali megszakítása nem lehetséges. Főleg, ha a tulajdonos nem tartózkodik a tüzelőberendezés közelében!
2. Ajánlott egy legalább 1,5 órás szünetmentes tápegység, amely a rendszer szivattyúját képes működtetni áramszünet idejére (a fa égési sebességéből az MSZ EN 15544:2023 szerint az égési idő: 1.5-1,75 óra)
3. A másik neuralgikusabb pont a „kazán” vízhőmérsékletének 60 oC-on tartása, ezt pl. ESBE VTA322 60 oC keverőszeleppel lehet megvalósítani.
Fatüzelés esetén a „száraz” tűzifa is tartalmaz 12-18 % nedveséget (vizet) amely a hőcserélő 54 oC hőmérséklet alatti üzemeltetése esetén kondenzációt, kátrányosodást eredményez, amely rontja a hőcserélő hatásfokát, hosszú távon a kéményre is kihat. A korom, kátránylerakódás a kéménytüzek fő okozója.
A koromlerakódás anomáliája az, hogy a korom kiváló hőszigetelő. Tőkéletlen égés (nedves fa tüzelése) esetén a koromlerakódás vastagszik a füstgáz elvezető csőben / kéményben, ezáltal az eredeti cső-/kéményátmérő csökken akár ∅ 5-6 cm -re az eredeti pl. ∅ 18 cm átmérőről. Az égő füstgázok az egyre vastagodó koromlerakodás átmérőt csökkentő hatása, és kitűnő hőszigetelése miatt felgyorsulnak és hőmérsékletük megemelkedik, előbb- utóbb szúróláng alakul ki az égéstermék elvezetőben, amely meggyújtja az égéstermék lerakódást és kb.1000 oC hőmérsékleten szinte olthatatlanul kiég. (lásd kerámiakémények „koromégés elleni álllóképessége”). A kémények műbizonylata tartalmazza az 1000 ∞C hőmérsékletű égésnek ellenálló kerámia bélés műbizonylatát is többi beépítési pararaméterrel együtt.
Fatüzelés esetén a tüzelőberendezéshez illeszkedő kémény belső falazat kitorkolásának peremén minimum 45 oC hőmérsékletet kell tudnunk mérni (kondenzációs határ). Névleges hőteljesítmény mellett össze kell hasonlítani a kémény belső falának kémény kitorkollásnál lévő hőmérsékletét a füstgáz harmatponti hőmérsékletével.
ahol:
| ti,2 | a kémény belső falának hőmérséklete a kémény-kitorkolásnál (ºC). |
A kémény belső falának kémény-kitorkolásnál lévő hőmérsékletét az MSZ EN 13384-1:2015+A1:2020 szabvány szerint kell kiszámítani. A szabvány címe: „Égéstermék-elvezető berendezések. Hő- és áramlástechnikai méretezési eljárások. 1. rész: Égéstermék-elvezető berendezések egy tüzelőberendezéshez” A már hivatkozott MSZ EN 15544:2023 szerint az MSZ EN 13384-1-től eltérően a harmatponti feltételt csak a névleges hőteljesítmény esetén kell ellenőrizni. (A kátrányosodási határ: füstgáz lemez –
víz, esetén 53 –58 oC.)
Sajnálatos módon munkáim során tapasztaltam olyan szerelést, hogy a vízteres kandalló biztonsági berendezése, 1 db 2,5 bar-os lefúvási nyomásértékén nyitó szelep volt, amely az első felforrásnál a nappali padlójára eresztette a víz-gőz állapotú fűtővizet!
Vitéz János
okl.gépészmérnök,
kályhásmester
Kiemelt kép: Vitézi János
