Gázkazánok kiválasztása – 2. rész

Cikksorozatunk második részében néhány kifejezést magyarázunk meg, melyek mindenképp felmerülhetnek gázkazán vásárlásakor és érdemes tisztában lenni velük.

Mit jelent a nyílt vagy zárt égésterű és turbós kifejezés?

Az első kettő egyértelmű lehet, de az utolsó kifejezés talán egy kis magyarázatra szorul.

Az égés típusa alapján két csoport létezik: nyílt vagy zárt. A nyílt rendszer lényege, hogy nyitott az égés tere, a kazán a gáz elégetéséhez szükséges oxigént (levegőt) a helyiségből szívja, azaz helyiséglevegő “függő” a berendezés. Ezeket más néven “atmoszférikus” égésnek is hívják. Jellemzője, hogy az elégetett gáz és levegő elegye (füstgáz) magas hőmérsékletű, a készüléken belül felfelé indul és a méretezett huzat (kéményméretezés!) hatására kiáramlik a kéményből. Ha a kémény elzáródik, akkor jobb esetben a készülékben még működő CO-érzékelő leállítja a kazánt. Ha nem jó az érzékelő vagy nincs, akkor bizony a sokszor hallható füstgáz-mérgezés balesetveszélye áll fenn!

A zárt égésterű készülékek sokkal biztonságosabbak és az égés is pontosabban szabályozható. A lényegük, hogy az égéshez szükséges levegőt és a távozó füstgáz kipufogásáról egy szabályozott ventilátor gondoskodik. A kazánnak van külön égéslevegő csatlakozása és füstgáz csatlakozója. A kisebb készülékeken legtöbbször ez egy koncentrikus, duplafalú csövön történik: a füstgáz középen távozik, az égéshez szükséges levegő pedig a füstcsövet körülvevő köpenyben érkezik a kazánhoz. (A kéményméretezés a ventilátor teljesítményéhez kötődik.) Ezen ventilátor miatt hívják “turbósnak” a készüléket, azaz a kérdésben feltett zárt égésterű és turbós kifejezés azonos tartalmat jelent! A zárt égésterűek a ventilátor szabályozhatósága miatt hatékonyabb égést eredményeznek, így általában jobb a hatásfokuk. A biztonság és a hatásfok miatt én egyértelműen a zárt égésterűeket javaslom!

TG Classic gázkazán

Mit jelent az egyfokozatú, kétfokozatú vagy modulációs gázégő kifejezés?

Ezen kifejezések arra utalnak, hogy a készülék a gáz elégetését hány fokozatban tudja léptetni. A régebbi konstrukciók egyszerű ki/bekapcsolással működnek – ezek az egyfokozatú kazánok, itt tehát vagy 0%, vagy 100% teljesítménnyel működik a kazán. Emlékezzünk vissza az írás első részére – gyakorlatilag normál működés során sem érik el a folyamatos üzemet, állandóan kapcsolgatnak. Kiváltképp, ha túl lettek méretezve!

A kétfokozatú kazán logikusan „éppen egy fokkal jobb”, azaz a ki- és bekapcsolt üzem mellett van egy köztes, jellemzően 50%-os teljesítmény is. A kapcsolások számát tekintve a helyzet jobb, mint az egyfokozatúaknál. Viszont ha az első részben szereplő példánkban vett 12 kW-os hőigényhez egy 24 kW-os, túlméretezett kazánt tett be nekünk a szerelő és a kazán kétfokozatú, akkor a 0-50% közti fokozatokban fog ki/be kapcsolgatni, soha nem fog második fokozatra kapcsolni! Azaz a kazán egyfokozatúként működik! (Túlméretezett kétfokozatú = jól kiválasztott egyfokozatú! Milyen jó, hogy kétfokozatú, ugye?)

A modulációs gázégő az, ami a megoldást, a hosszú élettartalmat és jobb hatásfokot fogja nyújtani! A gázkazán a szükséges gáz mennyiségét tudja változtatni, így a teljesítményt a mindenkori igényekhez tudja igazítani. Azonban meg kell jegyeznem, hogy ez a moduláció általában nem 0-100% közötti, hanem mindig van egy minimális gázmennyiség: legtöbbször 30-40-50%-os teljesítménytől felfelé tudja a modulációs üzemet, alatta a fentiekben leírt „ki/bekapcs” üzemben fog működni! Újra csak ismételni tudom a példát: 24 kW-os, túlméretezett kazán, mely 50%-tól tudja a modulációt – soha nem fog belépni a modulációs tartományba, tehát az is kvázi egyfokozatú kazánként fog dolgozni! (Szerencsére vannak kazánok, amik már 20%-os teljesítményig le tudnak modulálni, de mondjuk egy 5 kW igényű lakás esetében, 24 kW-os kombi kazánnal még mindig az egyfokozatú működésről beszélünk!)

Mik a „sugárzó égők”?

A sugárzó égők kb. 10 éve kezdtek teret hódítani: a lényegük az, hogy nem sok apró gázfúvókákból álló “szőnyeg” van az égéstérben, hanem egy speciális felület, melyen gyakorlatilag lángképződés nélkül egyfajta izzás valósul meg. Előnyük az, hogy a moduláció sokkal nagyobb tartományban tud megvalósulni és az alacsonyabb égési hőmérséklet miatt sokkal kisebb károsanyag-kibocsátással rendelkeznek. Általában a jobb minőségű kondenzációs kazánoknál találunk ilyent.

Miket tekinthetünk „hagyományos”, alacsony hőmérsékletű vagy kondenzációs kazánnak?

Lehet, hogy az egyszerűség kedvéért a sorrendet most picit megkeverem:

Kondenzációs kazán lényege, hogy a füstgáz hőmérsékletét a készüléken belül lecsökkentjük (50-60°C), így a távozó füstgázban lévő vízgőz készüléken belül kicsapódik. A vízgőz halmazállapot-változása miatt nyert rejtett hőt is hasznosítja. 100% feletti hatásfok azért lehetséges, mert a hatásfok számítása során a “fűtőértékre” vonatkoztatják a számokat. A fűtőérték fogalma szerint pedig a füstgázzal távozó víz gőz halmazállapotú. (Ha égéshőre vonatkoztatnánk a hatásfokot, mely fogalma alapján a távozó vízgőz víz halmazállapotú, akkor nem lehetne 100% feletti a hatásfok – azonban régi, bevett gyakorlat szerint a fűtőértékre vonatkoztatjuk ezt a számot.)

Egy gyakorlati példával érzékeltetve: vizet forralunk. Ahhoz, hogy a víz 100°C -ot elérje, kell egy bizonyos hőenergia. Viszont ahhoz, hogy ebből a 100°C vízből 100°C-os gőz képződjön, ahhoz kell egy újabb energia-mennyiség – ez az a bizonyos rejtett hő, ami a halmazállapot változáshoz szükséges. Ez az a “plusz energia”, amit a készülék hasznosítani tud.

A kondenzációs kazán hatásfoka annál jobb, minél alacsonyabb a visszatérő fűtővíz hőmérséklete (ezzel hűti a füstgázt). Tehát a kazán ideális működéséhez alacsony hőmérsékletű hőleadók (padló, fal vagy mennyezetfűtés) szükségesek (vagy túlméretezett radiátoros rendszer)!

A “hagyományosnak” mondott készülékek épp ellenkező működésűek: a füstgázhőmérséklet magas (200-250°C), így a füstgáz veszteség és a fent leírt rejtett hő a kéményen távozik. A nagyobb kazánok konstrukciós kialakítása ráadásul olyan, hogy a kondenzáció nem hogy segítené, hanem épp károsítja a berendezést! A magasabb égési hőmérséklet miatt keletkező káros savas kondenzátum a kazántestben ragadhat és akár néhány hónap alatt tönkreteheti a berendezést! Ezeknél a készülékeknél a kazán védelmében az a cél, hogy a visszatérő hőfokot (így az előremenőt is) minél magasabban tartsuk! Ezen készülékek hatásfoka katalógus adatok alapján min. 15%-kal kevesebb, az éves hatásfokban pedig még ennél is nagyobb különbség lehet! Ennyivel több gázt fogyasztanak!

Az alacsony hőmérsékletű kazánok inkább ipari méretekben léteznek és valahol a kettő közé helyezhetők. Speciális kialakításuk, anyaguk miatt nem károsítja ezeket az esetleges kondenzáció, de alapvetően nem tudnak kondenzációs üzemben működni. Lakossági méretekben nem jellemzőek.

A kondenzációs kazánok ára mára már nem elérhetetlen és az alacsonyabb gázfogyasztás miatt reálisan megtérülő többletnek számítanak a hagyományos készülékekhez képest. Azt gondolom, hogy manapság egy új építésű ház esetében csakis kondenzációs technikában szabad gondolkodni!

Fontos megjegyeznem, hogy az új előírások és Uniós szabályozás a kondenzációs technika felé terelik a megrendelőt, így több országban (pl. Anglia) már csakis kondenzációs kazánt lehet telepíteni! Magyarországon “ha földgáz az energiaforrás, zárt égésterű kondenzációs kazán javasolt” a 40/2012. (VIII.13.) BM rendelet alapján, de véleményem szerint pár éven belül ez már kötelező minimum előírás lesz itthon is!

Milyen anyagból készül/készüljön a kazántest?

Ez egy nehéz kérdés és őszintén szólva nem is tudok pontos választ adni. Azt azonban leírhatom, hogy a kazánok típusai miatt alakultak ki jelentős eltérések az elmúlt évtizedekben.

Régebbi konstrukciók, egy- vagy kétfokozatú, atmoszférikus kazánok esetében legtöbbször öntöttvas kazánokról beszélhetünk. 20 vagy inkább 30 évvel ezelőtt épült fűtési rendszerek nyitottak voltak – általában a padláson elhelyezett tágulási medence szolgálta azt a célt, hogy a felfűtött víz nagyobb térfogata miatt ne legyen a rendszerben sérülés. Tehát a fűtési víz folyamatosan érintkezett a környezeti levegővel, így a fűtési vízrendszerre káros oxigén jutott a csövekbe és így a kazánhoz is. Ez az oxigén egyfajta “belső kopást”, eróziót okoz a berendezésekben, így masszív, strapabíró kazántestre volt szükség.

Ma már csak zárt rendszereket tervezünk, ahol a víz tágulását ún. membrános zárt tágulási tartályok hivatottak lekezelni, így a fűtővíz minősége is sokat javult. Az újabb kazánok – főleg a fali lemezkazánok – a jobb hőátadás, jobb tüzeléstechnikai hatásfok miatt egyre vékonyabb anyagokból, acélból vagy különböző speciális ötvözetekből készülnek. Vannak gyártók, akik nemesacél hőcserélőt használnak, vannak akik szilicium, alumínium vagy magnézium ötvözetet, öntvényt használnak, vagy vannak olyan gyártók is, akik bizonyos kitérő után visszaálltak nemesacél alapanyagra… Nem akarok ebben állást foglalni (nem is tudok, hisz nem vagyok kémikus) – azonban az oxigéndiffúzió és az iszaposodás veszélyére mindenképp figyelmeztetnék! Egy biztos: ezek a vékonyfalú lemezkazánok sokkal érzékenyebbek, így a gyártók legtöbb esetben mikrobuborék leválasztót és iszapleválasztót írnak elő a garanciális feltételek közé, sőt legtöbben oxigéndiffúzió-mentes csőrendszert és hőleadót is előírnak! Tehát tervezéskor/kivitelezéskor vegyük számításba, hogy az új kazánok már precíziós berendezések, melyek érzékenyek a különböző kémiai hatásokra, így élettartalmuk jelentősen csökkenhet, ha nem körültekintően illesztjük őket a fűtési rendszerhez!

TopGas_classic_metszeti

Mi a tüzeléstechnikai hatásfok, a kazán hatásfok és az éves hatásfok?

Jelentős eltérések vannak a fogalmak között, melyet azt gondolom érdemes tisztázni.

Tüzeléstechnikai hatásfok: gyakorlatilag az égés jellemzője, megmutatja, hogy az égés során az energia hány százalékát tudtuk hasznosítani, a veszteség a füstgázzal távozó hő. Ez a mutató nem számít más veszteségeket, csupán a névleges teljesítményen, folyamatos üzem során a füstgázzal távozó hőveszteséget mutatja.

Névleges teljesítmény az a gyári adat, amit az adott berendezés egy bizonyos gázminőség mellett, huzamos működés és adott hőfoklépcső mellett biztosít. Pl. Hoval TopGas Comfort 10 berendezés névleges teljesítménye 40/30°C hőfoklépcsőnél 2,0-10,0 kW, 80/60°C hőfoklépcsőnél 1,8-9,1 kW. (Tehát a kazán kiválasztásánál már a hőleadót is ismerni szükséges, hogy a kiválasztás még pontosabb legyen!)

Kazán hatásfok: Ez szintén egy gyári, gyártói adat. A készülék névleges teljesítményére vonatkozó adat, mely tartalmazza a füstgáz veszteségek mellett a tökéletlen égésből származó veszteséget, a készülék felületéről távozó sugárzási veszteséget is. Ez a mutató az egyes berendezések összehasonlítására alkalmas, de nem használható az energetikai számításoknál!

Éves hatásfok: A gázfogyasztásra és energetikára jellemző legpontosabb meghatározás a három fogalom közül. A gyári adattól, a kazánhatásfoktól attól tér el, hogy itt a berendezés valós felhasználási körülmények mellett milyen hatásfokkal, mennyi veszteséggel üzemel. Tehát számításba kerül a készenléti veszteség és a kiválasztott kazán kapcsolási vesztesége is! És ez a veszteség nagyobb (a fogyasztás is természetesen nagyobb!), ha a készülék túlméretezett! A készenléti veszteség függ a kazán típusától, a modulációs tartománytól, a gyújtási veszteségtől, stb., a kazán éves hatásfoka tehát a gyári adattól eltérően kevesebb lesz! Természetesen egy régebbi konstrukciójú, egyfokozatú kazán veszteségei nagyobbak voltak, a gyártók ezen veszteségeket is próbálják minimalizálni.

Nézzünk egy mintapéldát: hasonlítsunk össze két, a mai kor elvárásainak megfelelő kondenzációs kazánt! Az „A” kazán egy drágább és jobb kondenzációs kazán, mely hatásfoka (azaz gyári kazánhatásfoka) 108%. A „B” kazán legyen egy középkategóriás kondenzációs kazán 105%-os hatásfokkal. A gyári adatok alapján az „A” kevesebbet fogyaszt, ez egyértelmű! Vagy mégsem?
És most következzen a “bevett gyakorlat”, a mintapéldánkban található 12 kW-os igényhez vásároljunk egy 24 kW-os “A” típusú kazánt, melynek a készenléti vesztesége a kapcsolási számok miatt legyen 4%. És vásároljunk a másik, azonos igényű épületbe egy 12 kW-os “B” típusú berendezést, mely készenléti vesztesége legyen 0,5%.
És akkor jöjjön a költői kérdés: vajon melyik fogyaszt többet a valóságban???

Végül néhány egyéb kiválasztási szempont

Az épületgépész tervező az alábbi szempontokat is figyelembe veszi a kiválasztás során, így ha a gépészeti tervektől eltérő, más gyártó berendezését akarunk beépíteni, akkor az alábbi szempontokat is számításba kell venni, és az árajánlatok bekérése során ezekkel az összetevőkkel, rendszerelemekkel is számolnunk kell!

Kapcsolási rajz

A tipikus kapcsolási rajzon a rendszerelemek részletes magyarázata:

1. kazán

2. kazán szabályozója: vannak gyártók, akik alapszabályozóként már időjárásfüggő szabályozást adnak, vannak olyan gyártók, akik „extraként”, opcióként értékesítik azt!

3. kazánba beépített szivattyú: egyes gyártók beépített szivattyújában jelentős eltérések lehetnek! A jobb készülékben frekvenciaváltós szivattyút használnak, mely teljesítménye és így az elektromos fogyasztása igazodik a mindenkori igényekhez, illetve a rendszer áramlási ellenállásának függvényében a szállított víz maximális mennyiségében is jelentős eltéréseket mutatnak! Lehetséges, hogy a tervező által kiválasztott “A” kazán szivattyúja megfelelő, míg az olcsóbb “B” típusú kazánba épített szivattyú nem elegendő teljesítményű!

4. zárt tágulási tartály: a fűtési rendszerben lévő víz tágulását hivatott lekezelni. A tágulás mértéke függ a rendszerben lévő víz mennyiségétől a fűtési rendszer hőmérséklet-különbségeitől (milyen hőfokon fűtünk?) Van olyan kazán, amiben gyárilag 10 literes beépített tágulási tartály van, van olyan kazán, amiben nagyobb és van olyan is, amiben egyáltalán nincsen! Ha a rendszer pl. 20 literes tágulási tartályt igényel, akkor a 10 literes tartály mellé egy újabb, külső tartályt kell beépíteni! Tehát egy fontos biztonságtechnikai elemet is könnyen “kihagyhat” az, aki meggondolatlanul váltja ki a betervezett berendezést!
Persze a tágulási tartály elhelyezése akár esztétikai megfontolás is lehet – dönthetünk csupán esztétikai okból is egy beépített tágulási tartályos berendezés mellett, ha nem akarjuk ezen tartályt a helyiségben látni!

5.-6. Nyomásmérő és biztonsági szelep: ezek kötelező alkatrészek, rendszerelemek, mégis vannak olyan gyártók, akik nem adják a készülékhez, így a fűtésszerelőnek külön kell megvásárolni azt!

7. hőmérők

8. váltószelep (indirekt fűtésű melegvíz tárolóhoz): van olyan gyártó, akinek ez a készülékébe van építve, van olyan aki ezt külön adja a kazán mellé és van olyan, aki nem ad ilyent a kazán vásárlása során! Kérdés csupán az, hogy kell-e, egyáltalán így van-e megoldva a kapcsolás vagy más sémát használt a tervező?

9.-10. Iszapleválasztó és mikrobuborék leválasztó: a kazán anyagánál szóltunk ezekről, legtöbb kazán gyártója garanciális feltételként “kötelezi” a tulajdonost vagy szerelőt, hogy ezt a rendszerbe beépítsék. Ezek soha nem a kazánon belül vannak, azonban egyes gyártók a kiválasztott kazánhoz méretezett terméket ajánlanak, így biztosak lehetünk abban, hogy megfelelő méretű, kapacitású vagy éppen áramlási ellenállású termék kerül a rendszerbe!

11. hidraulikus váltó: Ez is egy “külső” rendszerelem, soha nem a kazánba van beépítve. Viszont több különböző hőleadó, vagy egyedi méretű szivattyút igénylő hőleadók esetén a kazán teljesítményéhez kell ezt kiválasztani, így ezen rendszerelemet is érdemes lehet a kazán gyártó ajánlásához igazítsuk!

A 12., 13. és 14. elemek már az ún. „szekunder” kör, a hőleadó rendszer elemei, ezek közvetlen nem befolyásolják a kazán típusának kiválasztását.

A fentiek alapján látható, hogy a kazán kiválasztása a szükséges hőigény ismerete mellett sok egyéb szempont figyelembevételével történik. Egyáltalán nem tartom normálisnak, hogy a gépészeti tervben szereplő tervezett (!) berendezést egyes szerelők mindenféle körültekintés, méretezés és gondos kiválasztás nélkül egyszerűen kiváltják – jellemzően egy olyan gyártmányra, melynek véletlen épp ők vagy ő a helyi szervize! Egyáltalán nem biztos, hogy az első ránézésre látszólag olcsóbb berendezés végül valóban olcsóbb lesz!!! És a bekerülési költségek mellett az üzemeltetési költségekre is gondolnunk kell!

Ha tetszett a bejegyzés, oszd meg ismerőseiddel és kövess minket a Facebook-on!

Hasonló cikkek