Központi fűtés vegyestüzelésű kazánnal

Ahogy az elnevezés is utal rá, alkalmazásuknál, kis túlzással bármit használhatunk tüzelőanyagként (a korlátozásokra ki fogunk térni). Ezt a tüzelőanyagot a kazán nagyméretű tűzterében égetjük el. A felszabaduló hőenergia felfűti a tűzteret körülvevő fűtési vizet akár 90 °C-ra. Ezt a vizet pedig már fel tudjuk használni fűtésre, használati melegvíz készítésre. Hogy milyen módon és hogy mire kell figyelnünk: az alábbiakban megismerhetjük.

Milyen tüzelőanyagot használhatunk?

Számos szilárd tüzelőanyaggal találkozhatunk a vegyestüzelésű kazán üzemeltetésekor. De vannak olyanok, amelyek célszerűbbek és gazdaságosabbak a többinél. Illetve akadnak olyan tüzelőanyagok is, amelyek bár nagyszerűen égnek, egyéb tulajdonságaik miatt tiltottak. Lássuk ezeket részletesen.

Fa tüzelés

Jelenleg a legnépszerűbb tüzelőanyag. Bizonyos feltételek teljesítése mellett megújuló energiának is tekinthető. Ezek a feltételek pedig a tűzifa megfelelő forrása, a fa alacsony nedvességtartalma és a fűtési rendszer célszerű kialakítása a hatékonyság érdekében.

A fűtésre legalkalmasabb fafajták az ún. keményfák (bükk, kőris, gyertyán). Ezek fűtőértéke lényegesen magasabb, mint például a hazánkban olyannyira kedvelt akác fáé. De talán még a fa fajtájánál is fontosabb, hogy megfelelő hatékonysággal csak száraz fával tudunk fűteni. Hiszen, ha a fa nedvességtartalma magas, akkor a keletkező hő jelentős részét ennek a nedvességnek az elpárologtatására fogjuk használni, a keletkező gőz pedig az égéstermékkel együtt távozik a kéményen.

A száraz fa nedvességtartalma 10-18% közötti. Ezt úgy tudjuk biztosítani, ha a fát a megvásárlás után legalább 1-2 évig fedett, jól szellőző helyen tároljuk. Ilyen feltételek mellett ideális módon tudjuk majd használni a vegyestüzelésű kazán fűtéséhez.

Az egyes tüzelőanyagok összehasonlítása fűtőérték alapján:

Szén tüzelés

Az elmúlt századok egyik leggyakrabban használt tüzelőanyaga volt. Mind a feketeszén, mind a barnaszén. Ma már kisebb jelentőséggel bír. Kis mennyiséggel is jelentős hőenergiát lehet termelni, de magas hőmérséklet szükséges az égéséhez és az égés során jelentős mennyiségű salakanyag keletkezik.

Szerves hulladék

A vegyestüzelésű kazánban felhasználható szerves hulladék alatt ne a háztartásban keletkező ételmaradékot vagy veszélyes anyagokat értsük. Inkább a biomasszának olyan fajtáit, melyek az ingatlan körül jelen vannak, s melyeket hatékonyan tudunk elégetni (ágak, gallyak, száraz levelek, szalma). Ezek jól és hatékonyan használhatók a vegyestüzelésű kazánokban – mégpedig annál hatékonyabban minél kisebb az anyagok nedvességtartalma

Mivel nem javasolt a vegyestüzelésű kazán fűtése

Papír hulladék

A papír fűtőértéke nagyon jó. De égése nagyon gyors és intenzív. Gazdaságosan nem igazán lehet fűteni vele. Leginkább begyújtáskor használhatjuk.

Egyébként is egy átlagos háztartásban nem termelődik annyi papírhulladék, ami fűtés tekintetében értékelhető lenne. Épp ezért és a környezetvédelmi szempontok figyelembevételével a papír helye a szelektív hulladékgyűjtőben van, nem pedig a kazánban.

Műanyag hulladék

Amennyiben csak a fűtőértéket vennénk figyelembe, a műanyag kiváló energiaforrás lenne, de elégetésének ilyen körülmények között olyan sok káros következménye van, hogy tüzelőanyagként történő felhasználása szigorúan tilos.

Az égés után visszamaradó salakanyag károsíthatja a tűztér felületét. A magas hőmérsékletű égés akár kéménytüzet is okozhat. Az égés során felszabaduló szennyezőanyagok jelentős környezeti károkat okozhatnak.

Ahogy a papír esetében is, a műanyag helye is a szelektív hulladékgyűjtőben van, nem pedig a kazánban.

Miből készülnek a vegyestüzelésű kazánok?

A vegyes tüzelésű kazánok jellemzően öntöttvasból vagy acéllemezből készülnek. Természetesen a kialakításukban, a felhasznált anyagok mennyiségében jelentős különbségek lehetnek. De van néhány általános szempont, melyeket érdemes figyelembe vennünk, mielőtt egyik vagy másik mellett döntünk.

Öntöttvas tűzterű kazán

Az öntöttvas vegyes tüzelésű kazán jól bírja a nagy tűztér hőmérsékletet, kevésbé hajlamos a korrózióra, megfelelő üzemeltetési körülmények között az élettartama rendkívül hosszú (manapság is vannak 30-40 éve kiválóan működő öntöttvas kazánok). Ideális választás akkor, ha jellemzően szénnel kívánunk tüzelni. A szén magas hőmérsékleten ég el. Az öntöttvas kazánt jól bírja ezt a magas hőmérsékletet, míg az acéllemezben hosszú távon – a hő hatására bekövetkező anyagváltozások következtében – komoly károkat okozhat. Hátránya a nagyobb tömeg, nehezebb tisztíthatóság, karbantartás kisebb tűztér.

Acéllemez tűzterű kazán

Az acéllemez vegyes tüzelésű kazán használata akkor javasolt – figyelembe véve az előbbi gondolatokat – ha nagyobb részt fával vagy háztartási hulladékkal oldjuk meg a tüzelést. Ebben az esetben a tűztér hőmérséklete alacsonyabb, mint a széntüzelés esetében. Ez már hosszú távon se károsítja az acéllemezt, tehát a készülék élettartama megnő. Az acéllemez kazán tűztere általában jelentős méretű és a nyílása, illetve ajtaja is nagy, biztosítva a könnyű, egyszerű kezelhetőséget.

Milyen fűtési rendszerben használhatók a vegyestüzelésű kazánok?

Nyitott rendszer

A vegyestüzelésű kazánok alkalmazását hosszú ideig csak nyitott fűtési rendszerben engedélyezték, hiszen egy esetleges üzemzavar esetén a keletkező gőz térfogatnövekedést a zárt tágulási tartály nem volt képes felvenni.

Zárt rendszer

Megfelelő biztonsági berendezésekkel rendelkező vegyestüzelésű kazánok (biztonsági szelep, biztonsági hűtőkör, biztonsági hőcserélő, termikus elfolyószelep) zárt fűtési rendszerekben használhatóak, ha megfelelnek az MSZ EN 303-5:2000 szabvány előírásainak és ezt a gyártó megfelelő tanúsítvánnyal igazolja.

A nyitott rendszer biztonsági szempontból előnyös, hiszen a magas vízhőmérséklettel járó térfogatnövekedést könnyedén felveszi, viszont a rendszerben – a folyamatos oxigén utánpótlás miatt – fokozott a korrózió kockázata. Erre különösen akkor kell fokozott figyelmet fordítani, ha egy úgynevezett hibrid rendszert hozunk létre. Azaz egy vegyestüzelésű kazánt például egy gázkazánnal működő rendszerbe illesztünk be.

Biztonsági elemek vegyestüzelésű kazán működéséhez

Biztonsági szelep

A zárt fűtési rendszerekben fontos, hogy a rendszer nyomását ideális határok között tartsuk. Vegyestüzelésű kazánokkal üzemelő rendszereknél ez 1,4-2,1 bar között van. A hőmérséklet gyors emelkedése miatt előfordulhat, hogy a nyomás megnő. Azért, hogy a rendszer esetleges károsodását megakadályozzuk biztonsági szelepet alkalmazunk, amely bizonyos érték felett – ez az általunk meghatározott ún. lefúvatási nyomás – kinyit és megóvja a rendszert. Beépítésekor ügyelni kell arra, hogy működés közben ne okozzon kárt a közelben tartózkodókban.

Biztonsági hőcserélő

A biztonsági hőcserélő feladata, hogy egy esetleges meghibásodás (pl. szivattyú leállás áramkimaradáskor) esetén korlátozza a fűtési előremenő víz hőmérsékletét.

Amennyiben a fűtési előremenő hőmérséklete meghaladja a termikus elfolyószelep nyitási értékét, a szelep kinyit a hálózati hidegvíz beáramlik és folyamatosan hűti a fűtővizet. A kiáramló, felmelegedett hálózati víz a csatornahálózatba távozik. Ez jelentős pazarlásnak tűnhet, de ebben az esetben a biztonság az elsődleges szempont.

Akárcsak az egyéb hőcserélők méretezésénél, itt is fontos a megfelelő méret kiválasztása. A gyártók ezt jellemzően a kazán teljesítményéhez kötik és szigorúan be kell tartani.

Biztonsági hűtőkör

Számos vegyestüzelésű kazánnál már része a berendezésnek a biztonsági hűtőkör. A funkciója teljesen megegyezik a fentebb tárgyalt biztonsági hőcserélőjével. Viszont itt a termikus elfolyószelep jellemzően az elmenő ágba, a hőcserélő után van elhelyezve. Ezzel elérjük, hogy a hőcserélő részben folyamatosan víz legyen. A hálózati hideg víz nyitása itt is csak vészhelyzetben, a fűtési előremenő víz jelentős hőmérsékletnövekedése miatt történik meg.

Termosztatikus elfolyószelep

A vegyestüzelésű kazán biztonságát szolgáló szerelvény, ami biztosítja a hálózati hideg víz beáramlását a biztonsági hőcserélőbe, amennyiben a fűtővíz előremenő hőmérséklete 95 °C fölé emelkedik. Benne egy csőmembrános hőmérséklet-érzékelővel egy rugóterhelésű szelep tart egyensúlyt. De a csőmembrán által kifejtett erő 95 °C-nál nagyobb lesz, mint a rugóerő és a szelep kinyit.

Milyen kémény kell a vegyestüzelésű kazánokhoz?

Már általános iskolában megtanulhattuk az égés feltételeit:

• éghető anyag
• gyulladási hőmérséklet
• égést biztosító közeg – esetünkben a levegő oxigéntartalma

Ha van megfelelő tüzelőanyagunk és kitapasztaltuk a begyújtás csínját-bínját, akkor már csak a 3. feltétellel, a megfelelő mennyiségű égési levegő biztosításával kell törődnünk.

A vegyestüzelésű kazánok gravitációs égéstermék-elvezetéssel rendelkeznek. A kéményben keletkező huzat szívja ki a kazán égésteréből a keletkező égésterméket és a megfelelő szellőzőnyílásokon ennek helyére áramlik be az oxigénben dús friss levegő, amely táplálja az égést.

Minden vegyestüzelésű kazánnak jellemző adata a huzatigény, ami azt a minimális nyomást jelenti, amit a kéményrendszernek biztosítania kell. A létrejövő huzat nagyságát alapvetően a kémény magassága és az égéstermék, valamint a külső levegő hőmérséklet-különbségéből adódó sűrűségkülönbség biztosítja. Éppen ezért a kéményt méretezni kell – ehhez mindenképp szakember bevonása szükséges.

Néhány fontos tudnivaló a vegyestüzelésű kazánok égéstermék elvezetésével kapcsolatban:

• a kéményben nem lehet szűkület
• a kémény minimális mérete a kazán kimeneti csonkjának mérete
• az égéstermék elvezető rendszerben a lehető legkevesebb iránytörés legyen
• a kémény túlméretezése is károsan befolyásolhatja az égést

Puffer tartály vegyestüzelésű kazánhoz

Először is nézzük meg, hogy mi a puffertároló funkciója és mikor célszerű használni.

A puffertárolóban valójában energiát tárolunk, hiszen felmelegítjük a benne lévő vizet és a hőenergiát (amit a felmelegítésre fordítottunk) megőrizzük – hiszen egy jól hőszigetelt tárolóról van szó – egészen addig, amíg azután szabályozottan felhasználhatjuk.

Tipikus példa a puffertároló alkalmazására a napenergia hasznosítása, hiszen nem mindig akkor süt a nap, amikor az energiaszükséglet felmerül, ezért éppen az előzőekben leírt módon járunk el.

Felmerül viszont a kérdés, hogy egy vegyestüzelésű kazán esetén, ahol akkor állítok elő a meleg vizet, amikor akarok (hiszen bármikor begyújthatok), sőt az előállított víz hőmérsékletét is több módon tudom szabályozni (pl.: csak kevesebb tüzelőanyagot használok, huzatszabályzót alkalmazok), van-e értelme puffer tárolót alkalmazni? A válasz természetesen igen, és most nézzük az okokat.

Puffer tároló használatának előnyei

A vegyestüzelésű kazán nagy terhelésen működik a legjobb hatásfokkal. Viszont ebben az üzemállapotban akkora mennyiségű hőt termelnek, amit a fűtési rendszerben nem tudunk elhasználni. Gondoljunk bele, egy épület fűtése sokkal több energiát kíván akkor, ha a külső hőmérséklet -10°C, mint amikor csak 5°C. A különbség akár két-háromszoros is lehet. A kazán viszont mindig közel azonos hőmennyiséget termel. Tehát a megoldás az, hogy a lehető leghatékonyabban megtermelt hővel a puffertárolót fűtjük fel és innen szükség szerint vesszük ki a melegvizet.

Ezzel elérhetjük a legmagasabb hatásfokú működést. Biztosíthatjuk, hogy a kazánt elegendő 1-2 naponta egyszer begyújtani, továbbá megteremthetjük az automatizált időjáráskövető szabályzás kialakításának a lehetőségét. A puffertároló használatával szabályozni tudjuk a visszatérő víz hőmérsékletét, megakadályozva a kellemetlen kátrányosodási folyamatok beindulását, meghosszabbítva így a kazán élettartamát.