Blog

Blogcikkünkben annak járunk utána, hogy hogyan lehetséges egy gázkazán 100% feletti hatásfoka. Elsőre valószerűtlennek tűnik ez az állítás, de majd meglátják, mégis lehetséges.

 

Alapfogalmak

Ahhoz, hogy ez érthetővé váljon az olvasó számára ismerni kell néhány - a fűtéstechnikában, illetve tüzeléstechnikában használatos - fogalmat.

A kazán hatásfok (általánosságban): a kazán teljesítményének és a befektetett energiának a viszonya, vagyis a fűtőberendezésből a hőhordozó közeg által nyert teljesítmény, és a tüzelőanyaggal a kazánba juttatott teljesítmény hányadosa. (A mi esetünkben a hőhordozó közeg víz, a tüzelőanyag földgáz, így a kazán típusa gázkazán.)

Égéshő: a gáz elégetésekor keletkezett összes hőmennyiség.

Fűtőérték: a gáz elégetésekor keletkezett hasznosítható hőmennyiség. Ezt veszik figyelembe a hatásfok számításánál, mint befektetett energiát.

 

A gázkazán hatásfoka a korábbi vízfűtési rendszereknél

A korábbi vízfűtési rendszereknél az előremenő fűtővíz hőmérsékleténél a 90°C volt a mérvadó. Az ilyen feltételek mellett üzemelő gázkazánok esetében a 85%-ot elért hatásfok már jó eredménynek számított. Az említett 90°C-os hőmérséklet megválasztása, viszont nem volt véletlenszerű. Ennek egyik oka, hogy a gáz elégetésekor az égéstermékben (bizonyos kémiai reakciók következtében) nedvesség (vízgőz) is keletkezik. Ahhoz, hogy ez a nedvességtartalom ne okozzon károkat a kazánban, az égésterméknek olyan hőmérsékletűnek kell lennie, hogy a keletkezett vízgőz el tudjon párologni. Vagyis ilyen esetekben a keletkezett füstgáz hőmérséklete olyan magas, hogy a benne található vízgőz nem tud kiválni (lecsapódni), hanem távozik az égéstermékkel együtt. Ez az elpárologtatott vízgőz viszont jelentős hőtartalommal (rejtett hő) rendelkezik, amely hasznosítatlanul „elillan”. Magában, csak az így kialakult veszteség mértéke - földgázzal való tüzelés esetén - kb. 11%. (Természetesen egyéb más típusú veszteségek is keletkeznek egy tüzeléstechnikai folyamatban, amelyekkel itt most nem foglalkozom.)

 

Fejlődő kazán hatásfok

A technikai fejlődések következtében, a napjainkban használatos gázkazánok hatásfoka átlagosan kb. 92-93% körüli értékeken mozog. (Ezek az ún. kishőmérsékletű melegvíz kazánok.) Amennyiben modulációs (folyamatos lángszabályzású), vagy kétfokozatú gázégővel vannak felszerelve elérhető akár a 95-96%-os teljesítménymutató is. A kialakításbeli különbségek mellett, a működési elv nem sokban tér el a korábbi berendezésektől. A maximális előremenő hőmérséklet viszont csak 75°C lehet. A fentebb már említett 11%-os veszteség még ebben az esetben is kimutatható, mert az ilyen készülékek esetében is az égéstermékkel együtt távozik a gáz elégetésekor keletkezett vízgőz. 

 

A gázkazán hatásfoka 100% felett

Végül a feltett kérdésre a választ az eddig már annyiszor emlegetett 11% adja meg, amely lényegében a földgáz esetében kiszámított égéshő, és fűtőérték adatok közötti különbség százalékban kifejezve. A napjainkban egyre inkább teret hódító kondenzációs kazánok tudják elérni a 100% feletti értéket, az eddig veszteségként kezelt 11% jelentős részének a hasznosításával. A működési elvük lényege, hogy nagy felületű, vagy többfokozatú hőcserélővel vannak ellátva, amelyek - kivonják - az égéstermékben található érzékelhető meleget, és a keletkezett vízgőz rejtett hőjét is. A folyamat elve, hogy a füstgáz egy lehűlési fázison megy keresztül (hőmérsékletei értéke egy ún. harmatponti hőfok alá csökken), ha ez bekövetkezik az égéstermékben található vízgőz kiválik (lecsapódik). Az így keletkezett (kondenzálódott) víz hőjét (kondenzációs hő) a fűtővíz veheti fel. Természetesen ez a folyamat sem veszteségmentes, mert itt is kialakul kb. 2% füstgázveszteség, de még így is marad 9% eddig még nem hasznosított energia.

A lényeg: az égetéskor keletkezett nedvesség gőz halmazállapotú, de a kondenzáció után már víz formájában jelenik meg, viszont a hőmérséklete így hasznosítható. Tehát mondhatjuk: "Az energia nem vész el csak átalakul."

A 100% feletti érték pedig abból adódik, hogy a gyártók a hatásfok számításakor a befektetett energia érték alatt a földgáz fűtőértékét veszik figyelembe (ugyanúgy mint korábban). Ez az érték nem tartalmazza a "kondenzációs meleget", mert a "hagyományos" kazánoknál korábban az égéskor keletkezett nedvességtartalmat veszteségként értelmezték, és így ezzel nem is számoltak.

 

Konklúzió

Végeredményül, ha egy gyártó legjobb készüléke, mondjuk eléri a 99%-os hatásfokot (hagyományos értelemben véve), és ehhez hozzáadjuk a kondenzáció által nyerhető plusz 9%-ot, az eredmény lehet akár 108% is. 

Fontos még megjegyezni, hogy a kondenzációs kazánok esetében nem a hatásfok értékével minősítik a készülékeket, hanem az ún. kazánkihasználtsági fokkal jellemzik, de ez már egy másik történet...

Drotár András

Amikor meglátja a magyar Országházat, gondolt-e valaha arra, mégis hogyan fűtik, hűtik ezt a hatalmas épületet?

A Steindl Imre tervezte az akkoriban is hatalmas összegnek számító 38 000 000 osztrák–magyar koronáért megépített, 96 méter magas, összesen közel 18 ezer négyzetméteren elterülő, Európa második, a világ harmadik legnagyobb parlamenti épületét, ami a világ egyik első távfűtési rendszerével fűtötték fel.
A tervezőnél elképzelhetetlen volt, hogy kéményekkel oldják meg a neogótikus stílusú épület fűtését, ráadásul logisztikai szempontból sem volt kivitelezhető, hogy naponta beszállítsák a szenet az épületbe.

 

Az Országház fűtésrendszere

A hőveszteség csökkentése érdekében az épület felfűtését nem melegvízzel, hanem gőzfűtéssel oldották meg. A hatalmas beruházás részeként a fűtési rendszer innovatív megoldásáról is gondoskodni kellett, így az őrség helységei mögött egy közös kazánházat hoztak létre, két legyet ütve egy csapásra:

- A kazánház integrálása a fűtőanyag könnyebb kezelését tette lehetővé, egyben megoldotta a kémények esztétikus megépítését, a füstgázok el, illetve kivezetését.
- A hőtermelő egységek és a hőleadó eszközök távol egymástól kerültek kialakításra, így valósítva meg Európa egyik első távfűtési rendszerét.

Az 1987-es átalakítást követően az eredeti fűtéshez három, plusz egy tartalék földgáztüzelésű gőzkazánt telepítettek, amelyek immáron alkalmasak voltak olajtüzelésre is.

Beszéljenek kicsit a számok, a kazánok egyenként 3 tonna/óra gőz előállítására képesek.

A téli fagyokban, pld. -15 °C-os külső hőmérsékletnél 9 tonna/óra gőzt állítanak elő, ez nagyságrendileg 5500 kW fűtési teljesítményt jelent.

Az Országház épületében, speciálisan tervezett radiátorok vannak, továbbá a fűtést légfűtés segíti.

 

Az Országház fűtésrendszerének korszerűsítése

Miután 2011-ben döntés született a Kossuth tér átalakításáról, az épület fűtésrendszerét is újra kellett gondolni. Mivel a tér északi oldalán mélygarázs kialakítására volt igény, azért a kazánházat és az Országház épületét összekötő közműalagút áttervezésére is szükség volt. Ez az alagút így a mélygarázsig vezet, majd a levegőt a garázson át csövek segítségével továbbítják a különböző helyiségekbe.

A korszerűsítést követően a légkezelő irányításáról már számítógép gondoskodik. Egyébként az épület jellegéből fakadóan a modern épületgépészeti megoldások működtetése meglehetősen nehézkes.

Légfűtést alkalmaznak többek között az üléstermek és azok folyosóinak fűtésére. Ennek folyamán 1,5 bar túlnyomású gőzt hoznak létre, majd a hőt egymással párhuzamosan bekötött hőcserélők, öntöttvas bordáscsövek segítségével adják le.

Érdekesség, hogy a párhuzamosan bekötött hőcserélők miatt a fűtőfelületet működését 1/3-2/3 arányban tudják szabályozni. Ennek segítségével szabályozható a bejövő levegő mennyisége, így a külső hőmérséklet alapján, vagy az egyik, vagy a másik, illetve a teljes rendszer működtethető.

A helységek fűtését a fűtési nyílásoknál zsalukkal is lehet szabályozni.
Az épületben található nagy terek miatt hatalmas, például az ülésteremnél húszezer m3/óra teljesítményre van szükség.

 

Az elhasznált levegő elvezetése

Hogyan oldják meg az elhasznált levegő elvezetését?
Nagyon egyszerűen, a gravitációs elv alapján a padlószinten elhelyezett elvezető nyílásokon keresztül juttatják ki a helyiségből.

 

Az Országház hűtési rendszere

A fűtési rendszeren kívül a hűtés is egy nagy épületgépészeti kihívás.
Igaz, hogy az épület önmagában, a konstrukció miatt – vastag, nagy falak, hidegburkolat - elvileg a nagy melegben is hűvös marad, azonban ez önmagában még nem oldja meg a levegő cseréjét.

Korábban a már említett levegőztető rendszert hűtési üzemmódra állítva a légfolyosókba jeget, jégtáblákat csúsztattak. A budapesti közbeszéd szerint (egy fajta városi legendaként) a jeget a megfagyott Dunából vételezték, majd a meleg időkben felhasználták azokat, ki tudja, így volt-e? :)

A próbák alapján ez a gyakorlatban maximum 1 °C-ot jelentett, tehát nagy hatásfoka nem volt.

Építészeti és épületgépészeti szempontból is meglehetősen nagy problémát jelent az épület hűtése. A modern hűtési rendszerek telepítése igen nehézkes.

Jelenleg a teljes épületben összesen 12 splitklíma van, jól eldugott kültéri egységekkel, amelyek jellemzően az irodahelyiségek levegőjét kezelik.

 

Nézze meg Ön is

Érdemes elmenni megnézni az Országházat, nem csak a szépsége és a lenyűgöző építészete miatt, hanem az épületgépészeti megoldásai miatt is. Az Országház azon kívül, hogy szép és az építése idejében a kor csúcsát jelentette, a modern kor mérnökeinek nagy fejtörést okozott, hogy a meglévő keretekbe hogyan lehet optimalizálni az épület klimatizálását.

Nagy kihívás volt, van és lesz!

A lapradiátorok első látásra talán egyformának tűnhetnek, ám valójában jelentős különbségek vannak közöttük, amelyek befolyásolják a hatékonyságukat, biztonságukat és tartósságukat. Vásárlás előtt érdemes több szempontból is összehasonlítani a kínálatot.

Sokan szívesen használnának bidét, mert tudják, hogy a WC-használat utáni altesti mosakodás nemcsak higiénikusabb, hanem sok esetben orvosi ajánlás is – például a végbélrák megelőzésére. Miért nincs mégis minden fürdőszobában bidé?

Ha van kertje vagy hétvégi telke, bizonyára ön is találkozott már az őszi-téli időszak egyik nagy dilemmájával: mikor kell lezárni a kerti csapot, és hogyan kerülhető el a kellemetlen fagyásveszély?

A szén-monoxid (CO) érzékelők jelentős választékban érhetők el a hazai piacon, ezért fontos tudni, hogy milyen szempontok alapján válasszunk valóban megbízható eszközt.