Hő- és áramlástechnikai gépek I. Felkészülési kérdések kidolgozva

Átírás

1 Hő- és áramlásechnikai gépek I. Felkészülési kérdések kidolgozva I. Definíciók, alapfogalmak (2x5pon) 1. Hőerőgép és hőközveíő gép Hőerőgép: Azok a hőechnikai gépek, melyek üzelőanyag elégeésével hőenergiá vagy mechanikai munká (vagy villamos energiá) állíanak elő. Hőközveíő gép: Azok a gépek, melyek hőenergiá nyernek ki hőből vagy mechanikai munkából (vagy villamos energiából). 2. Minőségi és mennyiségi veszeségek Minőségi veszeségek: A hővel kapcsolaos folyamaokban gyakoriak az olyan veszeségek, amelyeknél a hő mennyiség ugyan nem válozik, de állapojelzői úgy váloznak, hogy munkavégzés szemponjából kisebb érékűek lesznek. Az irreverzibilis folyamaokban mindig csökken a hő áram álaghőmérséklee, amelye irreverzibilis enrópia növekedés jelez. Mennyiségi szabályozás: A bevi eljesímény bizonyos mennyisége elvész a folyama során, miközben minősége válozalan marad. 3. Minőségi és mennyiségi szabályozás Minőségi szabályozás: A munkavégző közeg hőmérsékleé befolyásoljuk úgy, hogy lére jöjjön a kíván haás. Mennyiségi szabályozás: A munkavégző közeg pillananyi mennyiségé szabályozzuk úgy, hogy lére jöjjön a kíván haás. 4. Ismeresse a ermodinamika főéelei röviden! a) 0. főéel: Ha ké ermodinamikai rendszer hőegyensúlyban van egy harmadikkal, akkor egymással is hőegyensúlyban vannak. b) 1. főéel: Egy rendszer belső energiájának válozása egyenlő a rendszerrel közöl hő és a rendszeren végze munka összegével. c) 2. főéel: A környezeükől elszigeel rendszerekben önmagukól olyan irányú folyamaok jászódhanak csak le, melyek a rendszer egyensúlyi állapoához közelebb viszik. d) 3. főéel: A éel kimondja, hogy krisályos anyag enrópiája abszolú nulla fok hőmérsékleen zérus. AZ egyik legfonosabb kövekezménye, hogy az abszolú hőmérsékle (0 K) véges sok lépésben nem érheő el. 5. Ismeresse a nevezees állapoválozásoka röviden! Izobar állapoválozás: Ez egy állandó nyomáson végbemenő állapoválozás, mely során melegíés közben a gáz nyomásá állandó éréken arva, a érfoga növekszik. V/ = állandó, ez az összefüggés szokás Gay Lussac első örvényének nevezni. oldal 1 / 76

2 Izochor állapoválozás: Állandó érfogaon végbemenő állapoválozás. Állandó érfogaon a gáz melegíésével a gáz nyomása és hőmérséklee is növekszik. P/ = állandó, ez Gay Lussac második örvénye. Izoerm állapoválozás: Állandó hőmérsékleen végbemenő állapoválozás eseén a gáz nyomása és érfogaa egymással fordíoan arányos. p*v = állandó, ez a Boyle Marioe örvény. 6. Hőcserélők Olyan gépészei berendezések, melyek megvalósíják a ermodinamika második főéelé. 7. Tüzelésechnika és égés A üzelésechnika, min udományerüle, a üzelőanyagok elégeése során lejászódó folyamaokkal foglalkozik. Tüzelőanyag: az a nagy mennyiségben rendelkezésre álló ermészees vagy meserséges égheő anyag, amelynek elégeése (oxidációja) során jó haásfokkal hőenergia kelekezik. Halmazállapoa lehe szilárd, folyékony és gáznemű. Tüzelőanyagok üzelésechnikai jellemzői: - összeéel - relaív gázsűrűség - égéshő és fűőérék - gyulladási hőmérsékle, lobbanáspon, gyulladáspon - a gyulladási koncenráció haárai - normál lángerjedési sebesség - Wobble-szám Az égés olyan kémiai reakció, amelynek során az égheő anyag a levegő oxigénjével exoerm reakcióba lép. Az égés feléelei: - égheő anyag - oxigén - égési hőmérsékle - a feni 3 feléel egy időben és egy helyen eljesüljön 8. Tüzelőanyag, gázösszeéel, érfogaarány Tüzelőanyag: Az a nagy mennyiségben rendelkezésre álló ermészees vagy meserséges égheő anyag, amelynek elégeése közben jó haásfokkal hőenergia kelekezik. Halmazállapoa szerin lehe szilárd, folyékony vagy gáznemű. Gázösszeéel: Az ado, szennyező anyagokól menes gázkeverék kémiailag egynemű alkoók érfogaaránya vagy százaléka. Térfogaarány: Egy ado komponens érfogaának és a keverék eljes érfogaának aránya. 9. Égéshő és fűőérék Az egységnyi üzelőanyag ökélees elégeésekor a kémiailag köö energiára jellemző áalakulási hő, ha a gáz, az égési levegő és a kelekeze hőmérséklee azonos (0 C), akkor égéshő eseében az égésermék vízaralma folyékony halmazállapoú és a levegő nirogénaralma nem oxidálódik. Fűőérék eseében pedig az égésermék vízaralma gőz halmazállapoú és a levegő nirogénaralma nem oxidálódik. 10. Kondenzációs hőmérsékle oldal 2 / 76

3 Az a hőmérsékle, amelyen az égésermék gőzaralmának parciális nyomás eléri a elíési gőznyomás. 11. Hűőgép, hőszivayú Ez a gép egy olyan hőechnikai gép, amely alkalmas arra, hogy az alacsonyabb energeikai helyről a hő a magasabb energeikai helyre szivayúzzuk. Ha a közege hűjük, akkor hűőgépről; ha melegíjük a közege, akkor hőszivayúról beszélünk. 12. Kazán, kondenzációs kazán A biológiai eredeű üzelőanyagban megköö kémiai energiá kinyerő, és az magas hőfokú fűőközeg előállíására használó hőerőgép. A kondenzációs kazán olyan kazán, amely a füsgáz láens hőjé károsodás nélkül is képes használni. 13. Gázégő, Füsgáz Gázégő: A gázkazánok azon része, mely a üzelőanyagban árol kémiai energiá, annak elégeése folyán kinyeri és hőenergiává alakíani részben vagy egészben. Füsgáz: Az égés során hőenergia szabadul fel és az emberi szerveze számára káros égésermék kelekezik. 14. Tűzér vagy égésér, fűőfelüle Tűzér vagy égésér: A kazánnak az ere, amelye hőszigeel felüleek és hűö felüleek haárolnak. Ez a ér az égőől a konvekív felüleek kezdeéig erjed. Fűőfelüle: A kazánnak az a hőcseré végző része, ahol egyik oldalon a füsgázok, a másik oldalon pedig a fűővíz alálhaó. 15. Füscsaorna, huzamok, kémény Füscsaorna: Azok a kazánlemez és falaz álal képze csaornák, melyekben az égésermékeke elvezejük olyan célból, hogy hőaralmuka a kazánnak áadják. Huzamok: A füscsaorna egyes szakaszai, ahol a füsgázok irány válanak. Kémény: Olyan csaornaszakasz az épüleben, mely bizosíja a ermészees vagy meserséges léghuzao és elvezei a füsgázoka a szabadba, olyan magasságban, ahol az környezevédelmi szemponból már nem káros. 16. Turbinák Olyan erőgépek, melyek részegységeik dönően áramlásechnikai elven működve nyerik ki a munkaközegben árol energiá. 17. Gőzurbina Olyan gőzerőgép, melyben a gőz hőenergiájának egy része sebességi energiává alakul. 18. Gázurbina Egy olyan speciális, komplex belsőégésű hőerőgép, amely halmazállapoá nem válozaó közeggel hőenergiá mechanikai munkává alakí á 19. Reakciófok A fuólapáozáson eső hő, a eljes fokozaon eső hőhöz viszonyíva. 20. Tölési fok oldal 3 / 76

4 A moor hengererébe juó levegő mennyiségé jellemezzük vele. II. Diagramok (1x10 pon) 1. A kondenzáor ípusú egyáramú hőcserélők hőmérséklediagramja. Ebben a hőcserélőben részvevő egyik közeg (1) gázból folyadék halmazállapoba kerül. A másik közeg (2) pedig melegszik, ezzel elvezei a kelekeze hő. Az Y-engelyen a hőmérsékle, míg az X- engelyen a mind a ké közege érinő felüle nagysága van ábrázolva. A 0 a belépő közegek hőmérséklekülönbségé jeleni, a pedig a hőcserélőből kilépő közegek hőmérséklekülönbségé. 2. Az elpárologaó ípusú egyáramú hőcserélők hőmérséklediagramja. Ebben a hőcserélőben részvevő egyik közeg (2) folyadékból gáz halmazállapoba ju. A másik közeg (1) hűl, amivel bizosíja a fázisválozáshoz szükséges energiá. Az Y-engelyen a hőmérsékle, míg az X-engelyen a mind a ké közege érinő felüle nagysága van ábrázolva. A 0 a belépő közegek hőmérséklekülönbségé jeleni, a pedig a hőcserélőből kilépő közegek hőmérséklekülönbségé. 3. Az egyenáramú hőcserélők hőmérséklediagramja. Az egyenáramú hőcserélők eseében a részvevő közegek áramlási iránya megegyezik. Közben az egyik közeg hőmérséklee nő, míg a másiké csökken. Az Y-engelyen a hőmérsékle, míg az X- engelyen a mind a ké közege érinő felüle nagysága van ábrázolva. A 0 a belépő közegek hőmérséklekülönbségé jeleni, a pedig a hőcserélőből kilépő közegek hőmérséklekülönbségé. oldal 4 / 76

5 4. Az ellenáramú hőcserélők hőmérséklediagramja. Az ellenáramú hőcserélők eseében a részvevő közegek egymással szemben áramolnak. Közben az egyik közeg hőmérséklee nő, míg a másiké csökken. Az Y-engelyen a hőmérsékle, míg az X- engelyen a mind a ké közege érinő felüle nagysága van ábrázolva. A 0 a belépő közegek hőmérséklekülönbségé jeleni, a pedig a hőcserélőből kilépő közegek hőmérséklekülönbségé. 5. Rajzolja fel a Joule, a Carno és a fordío Carno körfolyamao Joule: oldal 5 / 76

6 Carno: Fordío Carno: 6. A eoreikus (összehasonlíó) körfolyama diagramja Megvalósíhaó elmélei körfolyama. oldal 6 / 76

7 7. Ideális és valós zár gázurbina körfolyama 8. Ideális és valós nyio gázurbina folyama oldal 7 / 76

8 9. Ismeresse a kondenzvízmennyiség, a füsgázhőmérsékle és a kazánhaásfok kapcsolaá bemuaó diagramo. A feni diagramon ábrázolva van a kondenzációs kazánunk haásfokának és kondenzvíz mennyiségének alakulása a visszaérő vízhőmérsékle és égésermék hőmérsékle függvényében. Az X-engelyen a visszaérő vízhőmérsékle van ábrázolva C-ban, míg az Y-engelyen a haásfok %- ban, (égéshőre és fűőérékre vonakozava) valamin a kondenzvíz mennyiség g/m 3 -ben és az égésermék hőmérsékle (jobb oldal) C-ban. Láhaó, hogy a kazánhaásfok 20 C környéki visszaérő vízhőmérsékle eseén a legjobb, de ekkor a kondenzvíz mennyiség is a legöbb. Az oldal 8 / 76

9 égésermék hőmérsékleének növekedésével a visszaérő vízhőmérsékle is növekedik, míg csökken a kazánhaásfok és a kondenzvíz mennyiség, egészen a harmaponig. A harmapon uán már nincs kondenzvíz képződés, és a kazánhaásfok csökkenése is lelassul, és valamivel 85% fele mozog, miközben ovábbra is egyenleesen nő az égésermék- és a visszaérő vízhőmérsékle. 10. Ismeresse a Sabahé körfolyama diagramjá. A vegyes vagy más néven Sabahe-körfolyama felépíése az Oo- és Diesel-körfolyamaok kombinációjakén érelmezheő. Ilyen körfolyamao ulajdonképpen a gyorsjárású dízelmoor valósí meg, de a valóságos Oo-moor körfolyamaá is jobban közelíi. A hengerbe juao üzelőanyag nagyobb része még állandó érfoga melle ég el (Q 1), de az égés áhúzódik az expanzió löke kezdeére is (Q 1) min állandó nyomás mellei hőközlés. 11. Ismeresse az Oó-körfolyama diagramjá. Az elmélei Oo-körfolyamanál feléelezzük, hogy az összesűríe keveréke a dugayú felső holponi helyzeében gyújjuk meg. Ez köveően az égés végelen gyorsan (állandó érfogaon) megy végbe, miközben Q1 hőmennyiség szabadul fel (2-3 állapoválozás). A (4-1) szakaszon a dugayú alsó holponi helyzeében) izochor állapoválozás mené jászódik le a kipufogás, miközben az égésermékkel Q2 hő ávozik, azaz Q2 hőmennyisége vonunk el. 12. Ismeresse a Diesel körfolyama diagramjá. Az elmélei Diesel-körfolyama szerin működő moor levegő szív be és ez adiabaikusan sűríi, majd az izobar égés adiabaikus erjeszkedés kövei. I olyan magas hőmérséklee és nyomás kell előállíani, hogy a kompresszióérbe porlaszo anyag önmagáól meggyulladjon. A beporlaszo üzelőanyag égni kezd, de a nyomás nem lesz magasabb, mer közben a dugayú már a felső oldal 9 / 76

10 holponi helyzeéből visszafelé mozdul el az alsó holpon felé (2-3). Az expanzió a fennmaradó lökehossz menén jászódik le. III. Alapveő csoporosíások (1x5pon) 1. Ismeresse az energia áalakíás leheőségei! 2. Csoporosísa a gépeke és azon belül a hőechnikai vagy kalorikus gépeke! Hőechnikai (kalorikus) gépek Hőerőgépek Kazánok Aomenergia gépek Napkollekorok Hőközveíő gépek Hőszivayú, hűőgép Hőcserélő 3. Csoporosísa a hőcserélőke! 4. Csoporosísa a hőszivayúka, hűőgépeke! oldal 10 / 76

11 5. Csoporosísa a hőszivayúk hőforrásai! oldal 11 / 76

12 6. Csoporosísa a hőszivayúk hőfelvevő közegei! 7. Kazánok csoporosíása a üzelőanyag égéshőjének hasznosíása szerin oldal 12 / 76

13 8. Kazánok csoporosíása a névleges eljesíményaromány szerin 9. Kazánok csoporosíása alapanyaguk és csőelrendezésük szerin 10. Kazánok csoporosíása az energiaforrásuk és az előállío közeg szerin oldal 13 / 76

14 11. Gázégők csoporosíása 12. Gőzurbinák csoporosíása (4 szempon) oldal 14 / 76

15 13. Ismeresse a belsőégésű moorok csoporosíásá, öbb szempon szerin Működési elv szerin: Négyüemű moor Kéüemű moor A friss öle bejuásának módja szerin: Szívómoor Felölö moor A öle összeéele szerin: Levegőölésű Keverékölésű A gyújás jellege szerin: Kompresszió gyújású moor Izzófejes gyújású moor Külső gyújású (szikragyújású) A keverékképzés módja szerin: Külső keverékképzésű moor Belső keverékképzésű moor A felhasznál hajóanyag (üzelőanyag) szerin: Benzinmoor Dízelmoor Gázmoor Egyéb hajóanyagú moor Mindenevő moor Áválhaó moor Keős hajóanyag moor A hengerek állása szerin: oldal 15 / 76

16 Állómoor Fekvőmoor Függőmoor Dönö moor 14. Csoporosísa a belső égésű moorok égéserei. o Oo moor eseén: Kád alakú égésér Ék alakú égésér Heron égésér Félgömb égésér o Diesel moor eseén: Ricardo come rendszerű égésér Omega égésér MAN M módszerű égésér IV. Alapveő összefüggések (2x5pon) 1. Ismeresse a kényszeráramú hőcserélőkön áhaladó hőáram nagyságá befolyásoló ényezőke! Q U * A*, ahol köz Q - hőáram nagysága, A a hőáadó felüle, U hőávieli ényező nagysága, Δköz hőmérsékle különbség 2. Ismeresse a logarimikus hőmérséklekülönbség meghaározásá! 0 köz log ln 0 Minél nagyobb a logarimikus hőmérséklekülönbség éréke, annál inenzívebb a hőáviel. Függelenül aól, hogy egyen- vagy ellenáramú a hőcserélő. 3. Ismeresse a Bosnjakovic féle Φ ényező hőmérsékleekkel! 1, be 1, be 1, ki 2, be A számlálóban a kisebb vízérékű közeg hőmérséklekülönbsége szerepel, míg a nevezőben a belép közegek hőmérséklekülönbsége. oldal 16 / 76

17 4. Ismeresse a Bosnjakovic féle Φ ényező vízérékáramokkal! Egyenáram eseén: N 1 e 1 R *(1 R) Ellenáram eseén: 1 e 1 R * e N*(1 R) N*(1 R) ; ahol ; ahol W R W 1 2 U A N W 1 W R W 1 2 U A N W 1 5. Ismeresse a bordahaások illeve az egyik oldal bordázo cső hőábocsáási ényezőjének meghaározásá a bordahaásfok segíségével! Q A A K B 1 * ( b n i ) * 6. Alsó, felső és bővíe Wobbe-szám Alsó: H a, kev Woalsó d Felső: H f, kev Wo felső d Bővíe Wobbe-szám: k borda ps Wobőővíe H f, kev * d 7. Minimális oxigén és levegőigény illeve a füsgáz nedvességaralmának parciális nyomása Minimális oxigénigény: O n 2 O2,min * i1 Minimális levegőigény: O2,min Lmin 0,21 r i f 1 * A k * ( b k ) 8. Légfelesleg ényező, ényleges levegőigény és relaív gázsűrűség Légfelesleg ényező: oldal 17 / 76

18 L ényleges L min Tényleges levegőigény: L ényleges * L min Relaív gázsűrűség: d gázkeverék levegő 9. Ismeresse 1 [m 3 ] égheő gázból kelekező nedves és száraz égésermék mennyiségé. Nedves égésermék eseén: V en O2 H 2O rn Lényl CO 2 2 Száraz égésermék eseén: V ens rn Lényl O2 CO Ismeresse 1 [m 3 ] égheő gázból kelekező nedves égésermék összeevőinek mennyiségé! CO2 0,0003 * * Lmin CO2, S V N O 2, S 2, S Ar s 0,7805 * * L V en en en 0,0092 * * L V en min 0,21* 1 * L V min r min N Ismeresse 1 [m 3 ] égheő gázból kelekező száraz égésermék összeevőinek mennyiségé! CO2 0,0003 * * Lmin CO2, S V N O 2, S 2, S Ar s 0,7805 * * L V ens ens ens 0,0092 * * L V ens min 0,21* 1 * L V min r min N Ismeresse a hőszivayúk és hűőgépek belső körfolyamaá jellemző számoka! oldal 18 / 76

19 13. Ismeresse a rendszerben működő hőszivayúk és hűőgépek éves és pillananyi jellemző számai! 14. Ismeresse a kazánformulá. p * D s 2 * meg 15. Ismeresse a üzelőanyaggal bevi eljesímény, és a kondenzációs hőnyeresége és a kazán kierhelési foko. Kondenzációs kazán: Q bevi V gázerhelé s* Hagyományos kazán: Q bevi V gázerhelé s* H H a f 16. Ismeresse a füsgáz, sugárzási és készenléi veszeségek meghaározásá. Füsgáz veszeség: Q füsgáz c füsgáz * m füsgáz * füsgáz levegő oldal 19 / 76

20 Sugárzási veszeség: Q sug n j1 A j * * j f, j i 17. Ismeresse a kazán- és üzelési haásfok meghaározásá. Ismeresse kazánok éves haásfokának meghaározásá az álaghaásfok módszerével. Kazánhaásfok: k Q hasznos Q Tüzelési haásfok: TÜ TÜ Q Q bevi Q Q be, 0 be,0 bevi Q 100 q Éves haásfok: 5 éves 5 1 Q be,0 K i1 kazán, i füsgáz q füsgáz veszeség 18. Ismeresse a kazánok éves haásfokának meghaározásá a hagyományos magyar módszerrel és az MSZ EN szerin. éves éves TÜ q sug 100 q k * 100 q q i * 100 q készenléi készenléi * i készenléi készenléi 19. Ismeresse a kollekor haásfok meghaározásá. 2 T T 0 a1 * a2 * G G V. Levezeések (1x20 pon) 1. Ismeresse a hőcserélők logarimikus hőmérséklekülönbségének levezeésé! oldal 20 / 76

21 oldal 21 / 76 da U w d da U d w da U d w d w da U d w dq Vízérék áram m c w d m c da U d m c Q deriválunk d m c A U m c Q m c A U m c Q köz m m köz h h köz m m h h köz m m h h m köz m m m hki hbe h m h m mki mbe m m h h m köz m m m ) ( ) ( / ) ( ) ( ) (..... A U B A U B da U B d da U B d da U w w d da U w w d d d da U w dh A A köz köz köz h m m h köz h m h m h m köz h 0) ( ln 1 / 1 1 ) ( 1) /* ( 1 1 ) (

22 oldal 22 / / ) ln ) ) Q A A B U A B U A B U A B U da e U d Q da e U d Q da U d Q e C A U B B e A 1) ( 1) ( A B U köz A B U A B U A A B U e B A U Q e B U B U B e U U B e U Q ln ln 1 ln köz 0 0 ln köz 2; Ismeresse a Bosnjakovic féle Φ ényező hőmérsékleekkel örénő meghaározásának levezeésé!

23 A logarimikus közepes hőmérsékle-különbség melle a hőcserélők méreezésének másik módja a hőcserélő haásosság alapján örénő méreezés. A fogalma BOSNJAKOVIC vezee be, ezér nevezik BOSNJAKOVIC féle Φ ényezőnek is, ami a kisebb hőkapaciás áramú közeg hőmérsékle válozásának ( 1 1 ) és a közegek belépéskori hőmérsékle különbségének ( 1 2 ) hányadosa: A Φ hőcserélő haásosság a definíciójából adódóan 0 és 1 közöi éréke vehe fel, és az muaja, hogy az elvileg leheséges hőcserének (hőmérsékle válozásnak) mekkora hányada valósul meg az ado konsrukció és feléelek ( kf,w1,w2 ) eseében. A Φ haásosság hőcserélő ípusól és konsrukcióól függően más és más formában ké dimenziólan válozónak, a kf/w1 és a W1/W2 hányadosoknak a függvénye. A Φ függvény alakjának meghaározása örénhe a hőcserélőben áramló közegek hőmérsékle válozásai leíró összefüggések felhasználásával, vagy az ado hőcserélőn végze mérés eredményei alapján. Q = w m m Φ = Q w 1 ( mbe hbe ) = w m m w 1 ( mbe hbe ) = Φ = ±w h h w 1 ( mbe hbe ) 1 ( mbe hbe ) Φ = w 2 2 w 1 ( mbe hbe ) oldal 23 / 76

24 3 Ismeresse a Bosnjakovic féle Φ ényező vízérékáramokkal örénő meghaározásának levezeésé! Egyenáram eseén: oldal 24 / 76

25 N 1 e 1 R *(1 R) Ellenáram eseén: ; ahol W R W 1 2 U A N W 1 oldal 25 / 76

26 4; Ismeresse a bordahaásfok levezeésé! oldal 26 / 76

27 oldal 27 / 76

28 VI. Gép, megoldás működése, részleesebb jellemzések (1x 25pon) 1; Ismeresse a csőköeges hőcserélőke Hőcserélő fogalma: Olyan gépészei berendezés, melyben az áramló melegebb közeg hő ad á a szinén áramló hidegebb közegnek. A bekövekező hő áviel konvekcióból és hővezeésből áll. o H e n g e r e s - Működése: - Jellemzői: köpenyből és annak végeihez csalakozó csőköegekből áll o A köpenyek ki és belépő csonkok vannak, a csőköeg falra erősíik a csöve. A cső köegfala fedél zárja le, amelyen a csövön belül áramló közeg be illeve kilépő csonkja alálhaó. o A köpeny oldali érben erelő lemezek vannak, az áramlás gyorsíására és ezzel a hőáadás inenziásának növelésére. o A csőköeges hőcserélőben az egyik közeg párhuzamosan kapcsol csövekben, a másik pedig a csövek közö, a készülék köpeny haárola erében áramlik. o Egyszerű felépíés o Sokoldalú alkalmazhaóság o Viszonylag olcsó o A kis helyigényhez viszonyíva nagy hő áadó felüle o A köpenyér 1,5-2,5x-ese a csőérnek o Javasol áramlási sebesség: 0,5-0,8 m/s o A cső anyaga acél, vörösréz, sárgaréz o A köpenyé és erelőlemezeké acél o Hőáadási ényező: W/m 2 K oldal 28 / 76

29 - Üzemeleési kérdések: o Ha a hőcserélő ké érben áramló közegek közö a hőmérsékle különbség nagy, akkor a köpeny és a csőköeg közö hő feszülség kelekezik, amelynek haására a csövek kilazulnak a csőfalból. o Megoldás: A hő feszülségek kiegyenlíésére lencse alakú kompenzáor elemeke épíenek a köpenybe. o Gyakori hiba a ömíelenség 2, Ismeresse a lemezes hőcserélőke! - Előnye, háránya: - Jellemzői: o Könnyen és jól iszíhaó a szészerelheősége mia o Hullámosío vagy recéze lemezek o Alkalmazásuk előnye a kis belső érfoga, a kedvező hő ábocsáási ényező, a csöves hőcserélőknél a kisebb helyszükségle o A lemez kialakíás, mére és darabszám válozással szine minden mére és hőeljesímény-igény kielégíheő o A közegekkel eli érfoga az időegység ala ááramló érfogahoz képes kicsi. Azaz a arózkodási idő kicsi, ehá hőérzékeny anyagok melegíésére. o Háránya az, hogy alacsony hőmérsékle és nyomás arományban alkalmazhaó. o Bármilyen fémes szerkezei anyagból (rozsdamenes acél, réz, nikkel, ián) o 50%-kal nagyobb haásfok is elérheő o Megengede nyomás: N/mm 2 o Maximum 150 C-ig alkalmazhajuk o A l e m e z e k oldal 29 / 76

30 A különböző hőcsereformák közül az ellenáram eseében szükséges a legkisebb felüle ahhoz, hogy egy ado %-á a belépő hőmérsékle-különbségnek a kisebb hőkapaciás-áramú közeg hőmérsékleének megválozása elérje (ami ulajdonképpen a Φ. Amennyiben az előír hőmérsékleviszonyok leheővé eszik mind az ellenáramú, mind az egyenáramú elrendezés, úgy akár az a kövekezeés is levonhanánk, hogy minden ilyen alkalmazásban az ellenáramú hőcsere a jó megoldás. Azonban egyrész, ha figyelembe vesszük az a ény, hogy a szerkezei anyagok hőállósága véges, számos eseben az ellenáram során adódó magasabb falhőmérséklee elviselő anyag beépíése drágább lehe, min a nagyobb felüleű egyenáramú berendezés. 3, Ismeresse az egyáramú hőcserélőke Álalában a legkedvezőbb kis ellenállású hőcserélő az egyjáraú. Egyjáraú a hőcserélő, ha a csövekben áramló közeg az egyik fejen lép be és a másikon ávozik. Ugyanúgy a köpenyérben a köpeny egyik végén elhelyeze csonkon lép be a megfelelő közeg és a másik végén levő csonkon lép ki. Mivel azonban a csövek gyárásechnológiai okból korláozo hosszúságúak, nagyobb hőcserélő-felüle lérehozására kényelenek a csőköege öbb párhuzamos csoporra járara oszani. Csőköeges hőcserélő ké-, négy-, ha-, nyolc-, valamin öbbjáraúra is épíheő. A járaok számá leheőleg ne növeljük, mer az egyik járaból a másikba való áfordulás a fordulókamrákban a nyomásveszesége jelenősen növeli. A felüle áramlásirányú hőmérsékle-eloszlása kiegyenlíeebb az egyenáram eseén, ami a szerkezei anyagokban a hő okoza igénybevéel (hőfeszülség) alacsonyabb szinjé eredményezi, így az egyenáramú hőcsere alkalmazásának is megvannak az indokai. 4; Ismeresse a valóságos hűőgépek és hőszivayúk részegységeinél leggyakrabban alkalmazoaka! Hűőberendezések elvi kapcsolása: oldal 30 / 76

31 A hűőberendezés fő részei: - Kompresszor - Kondenzáor - Expanziós gép - Elpárologaó A kompresszor nedves gőz szív el az elpárologaóból, majd az komprimálja, így a munkaközeg elíe gőzzé válik (1-2). A kompresszor működéséhez munká vesz fel. A kompresszor a nagy nyomású, és sűríés kövekezében magas hőmérsékleű munkaközege benyomja a kondenzáorba. A kondenzáor egy olyan egyáramú hőcserélő ahol a munkaközeg fázis vál (elíe gőzből elíe folyadék). A eljes fázis válozásakor felszabaduló hőenergiá a hőfelvevő közeg szállíja el, melye később fűésre, melegíésre használhaunk fel egy másik rendszerben. A kondenzáorból kilépő elíe folyadék (3) ovábbra is magas hőmérsékleű és nyomású. Ez a közeg lép be az expanziós gépbe ahol a közege munkára fogjuk. A munkavégzés kövekezében a munkaközeg kisebb érékű lesz, azaz nyomása és hőmérséklee lecsökken (4). Mivel a kompresszióhoz hasonlóan az expanzió is adiabaikus állapoválozás, ezér a munkaközeg elíe folyadék állapoából nedves gőz állapoba ju (folyadék benne gőzbuborékokkal). Ez a munkaközeg fog belépni az elpárologaóba, ahol a folyadékrész nagy része (nem eljesen) elpárolog. A munkaközeg nedves gőz állapoába ju (1) és a folyama kezdődik előröl. 5 Ismeresse a alaj, min hőforrás, és kiaknázásnak leheőségei! - A alaj, min hőforrás o A alaj hője különböző módokon használhaó. Megkülönbözeünk i olyan hőforrásoka, amelyek felszínhez közeli hőenergiá és olyanoka, amelyek geoermikus hő hasznosíanak o A felszín közeli hő, napenergia, amely szezonálisa n árolódik a alajban és úgyneveze alajhő kollekorral hasznosíhaó, amelyeke 0,8 és 1,5 m közöi mélységben fekeünk vízszinesen. A fekeés mélysége essen úlnyomórész fagymenes sávba, és ezér erősen függ a helyi adoságokól. oldal 31 / 76

32 o A geoermikus hő a Föld mélyéből áramlik a felszín felé, és alajszondákkal hasznosíhaó. Ezeke függőlegesen helyezzük el 150 m mélységig o Mindké rendszer magas, és az évszakok során viszonylag egyenlees hőmérsékleel űnik ki. Ez az üzem során a hőszivayú magas haásfoká eredményezi (magas éves eljesíményszám). Emelle ezek a rendszerek zár körfolyamaal üzemelnek, ami nagyon magas megbízhaóságo és minimális karbanarási igény jelen. Ebben a zár körben víz ás fagyálló folyadék (eilén-glikol) keveréke kering. Ez a keverék más néven a sólé. - Talajszondás rendszerek: o A Föld geoermikus energiájá hasznosíjuk vele. Függőlegesen fekejük 150 m-ig. o Előnyök: o Hárányok: - Talaj kollekor: Megbízhaó Kis helyigényű Magasabb éves eljesíményszámú hőszivayú Rendszerin magasabb beruházási kölség Nem minden erüleen lehe o A alajban árol napenergiá hasznosíjuk vele. Vízszinesen fekejük, a fagymenes zónába, azaz 0,8-1,5 m közö. o Előnyök: o Hárányok: Kedvező kölségek Magas éves eljesíményszámú hőszivayú Fonos a ponos fekeés, szakszerűlen fekeés eseén légzsákok problémája Nagy felüleigény Nem lehe beépíeni a erülee 6 Ismeresse a hőszivayúk üzemmódjai! Monovalens üzemmód: A hőszivayú az egyelen hőermelő a fűési rendszer és a melegvíz készíés számára. oldal 32 / 76

33 A rendszer ervezése során a hőforrás egész éves üzemre kell kialakíani. Monoenergeikus üzemmód: A hőelláás ké hőermelővel valósul meg, melyek ugyanazzal az energiahordozóval működnek. A hőszivayú elekromos kiegészíő fűéssel van elláva a csúcserhelések lefedésére. Az elekromos kiegészíő fűés a hasznosíó rendszer fűési előremenőjébe van beépíve, működésé pedig a hőszivayú vezérlése szabályozza. Jól méreeze rendszer eseén a eljes hőigény maximum 15%-á fedhei le az elekromos kiegészíő fűés. Bivalens, alernaív üzemmód: A hőszivayú melle egy második hőermelő, másik energiahordozóval van elepíve a eljes hőigény lefedéséhez. Ilyenkor a hőszivayú csak az úgyneveze bivalens ponig dolgozik (pl.: 0 [ C] külső léghőmérsékle), hogy alacsonyabb külső léghőmérsékleek melle a hőelláás a második hőermelőn bizosíhaó legyen (pl.: gázkazán). oldal 33 / 76

34 Ennek az üzemmódnak a leggyakoribb felhasználási erülee a magas előremenő hőmérsékleekkel működő hőhasznosíó rendszerek, ahol a hőszivayú az éves fűési üzem közel 60-70%-á képes lefedni (Közép-Európa jelenlegi hőmérséklei viszonyai melle). Bivalens párhuzamos üzemmód: A hőszivayú melle egy második hőermelő egy másik energiahordozóval van elepíve a eljes hőigény lefedéséhez. Egy meghaározo külső léghőmérsékle ala a másik hőermelő is bekapcsolódik a hőigény lefedéséhez. Az üzemmód feléele, hogy a hőszivayú a legalacsonyabb külső hőmérsékle melle is üzemben ud maradni. Az új épíésű házak esén az egyik gyáró a monovalens, illeve a monoenergikus üzeme ámogaja, hogy megelőzheő legyen egy másik hőermelő beépíése kiegészíő hőermelőkén. 7 Ismeresse a sugárzó égőke! A sugárzó fűés működési elve legjobban a Nap sugárzásához hasonlíhaó. A Napból érkező sugarak először a alaj, és a raja lévő árgyaka melegíik fel, a levegő csak ezuán melegszik fel, alulról felfelé. Ez a haás egy hideg, de napsüéses éli napon jól érezzük: mikor egy felhő elakarja a Napo, hirelen hidegérze kelekezik, annak ellenére, hogy a levegő hőmérséklee nem válozo. Hasonló elven működnek a sugárzó fűőkészülékek is. Egyedülálló ulajdonságuknak köszönheően a oldal 34 / 76

35 sugárzás a hagyományos, meleg levegőn alapuló fűési megoldásokkal szemben először a ese, és a árgyaka melegíi fel, ezálal sokkal magasabb hőérzee bizosí, sokkal hamarabb érezheő haással, és sokkal kevesebb kölséggel, min más fűési megoldások. A sugárzó fűés használaa a kövekező előnyökkel jár a hagyományos megoldásokhoz képes: Mivel a helyiség levegőjé nem melegíik közvelenül, magas haásfokkal rendelkeznek, így akár, akár %-os energiamegakaríás is elérheő más fűésmegoldásokkal szemben Ugyanaz a hőérze alacsonyabb levegőhőmérsékle melle valósul meg Rövid felfűési idő A készülékek magas felszíni hőmérséklee szinén közrejászik a nagy haékonyságban Nincs felszálló por, mivel a hagyományos fűésekkel szemben nincs felfelé áramló meleg levegő Tisza és csendes működés Nem alakul ki a mennyezeen egy nagy hőmérsékleű hőpaplan, ami energiamegakaríás jelen A sugárzó fűéssel egy nagyobb erüleen (pl. üzemcsarnokok) könnyen kialakíhaóak igény szerin különböző mérékben fűö zónák, így csak a felélenül szükséges energia kerülhe felhasználásra, másrész akár hűö környezeben is lérehozhaó lokálisan fűö erüle egy légéren belül A mennyezei elhelyezés mia helyakarékos megoldás, valamin nem akarhaóak el a készülékek vélelenül Magas élearam A sugárzó fűőesek kialakíása rendszerin olyan, hogy a hőhordozó közege öbb, egymáshoz viszonylag közelfekvő csőbe vezeik, melyek a közvelen környezeüke (mellyel össze vannak épíve) hővezeéssel ámelegíik és ezálal a csövek és a felmelegíe szerkeze sugárzással adja le a hő. A sugárzásba bevon szerkeze lehe valamilyen épüleszerkeze (födém, oldalfal, padló), vagy pedig az épüleszerkezeől függeleníe sugárzó ernyő. Az épüleszerkezeek nagy hőingadozása mindenképpen káros az épüleszerkeze állagára, ezér amennyiben épüleszerkezee használnak fel sugárzó fűésre, akkor alacsony hőmérsékleű sugárzó fűés alkalmaznak (vagyis a sugárzó felüle álaghőmérséklee 100 C ala marad). A sugárzó felüle hőmérsékleé még meghaározza a baleseveszély és a ben arózkodók jó közérzee is, így például a padlófűés eseén a hőmérsékle nem emelkedhe C fölé. 8, Ismeresse a 813/2013 EU rendele fonosabb előírásai, haásai. A meglévő helyiségfűő kazánok és kombinál kazánok a közös, nyio égésermék-elvezeő rendszerrel felszerel lakóházakban műszaki okok mia nem cserélheők le haékony kondenzációs kazánokra. Az e rendeleben foglal köveelmények leheővé eszik, hogy a kifejezeen ilyen összeállíáshoz készül, nem kondenzációs kazánok forgalomban maradjanak annak érdekében, hogy a fogyaszóka ne erheljék indokolalan kölségek, hogy a gyáróknak legyen idejük haékonyabb fűési echnológiá alkalmazó kazánok kifejleszésére, valamin hogy elég idő álljon a agállamok rendelkezésére a nemzei épíési szabályzaok kidolgozásához. oldal 35 / 76

36 Ez a rendele a legfeljebb 400 kw mér hőeljesíményű helyiségfűő berendezések és kombinál fűőberendezések környezeudaos ervezésére vonakozó forgalombahozaali, illeve üzembehelyezési köveelményeke állapíja meg, ideérve azoka az ilyen ípusú berendezéseke is, amelyek a 811/2013/EU felhaalmazáson alapuló rendele 2. cikke érelmében helyiségfűő berendezésből, hőmérsékle-szabályozóból és napenergia-készülékből álló csomagba vagy kombinál fűőberendezésből, hőmérsékle-szabályozóból és napenergia- készülékből álló csomagba vannak beépíve. 8. CIKK - ÁTMENETI RENDELKEZÉSEK (1) A agállamok szepember 26-ig engedélyezheik olyan fűőberendezések forgalomba hozaalá, illeve üzembe helyezésé, amelyek a szezonális helyiségfűési haásfok, a vízmelegíési haásfok és a hangeljesíményszin ekineében megfelelnek az e rendele elfogadásakor haályos nemzei rendelkezéseknek. (2) A agállamok szepember 26-ig engedélyezheik olyan fűőberendezések forgalomba hozaalá és/vagy üzembe helyezésé, amelyek a nirogén-oxid-kibocsáás ekineében megfelelnek az e rendele elfogadásakor haályos nemzei rendelkezéseknek. A környezeudaos ervezés köveelményei 1. SZEZONÁLIS HELYISÉGFŰTÉSI HATÁSFOKRA VONATKOZÓ KÖVETELMÉNYEK a) szepember 26-ól a fűőberendezések haásfoka és szezonális helyiségfűési haásfoka az alábbi érékeknél nem lehe alacsonyabb: A 70 kw mér hőeljesíményű helyiségfűő üzelőkazánok és a 70 kw mér hőeljesíményű kombinál üzelőkazánok, kivéve a 10 kw mér hőeljesíményű B1 ípusú kazánoka és a 30 kw mér hőeljesíményű B1 ípusú kombinál kazánoka: A szezonális helyiségfűési haásfok nem csökkenhe 86 % alá. (Minden ípusú készülékre) A 10 kw mér hőeljesíményű B1 ípusú kazánok és a 30 kw mér hőeljesíményű B1 ípusú kombinál kazánok: A szezonális helyiségfűési haásfok nem csökkenhe 75 % alá. (Ez a megfogalmazás maga a kéménybe köö, hagyományos készülék) A > 70 kw és 400 kw mér hőeljesíményű helyiségfűő üzelőkazánok és a > 70 kw és 400 kw mér hőeljesíményű kombinál üzelőkazánok: A 100 %-os mér hőeljesíményen mér haásfok nem csökkenhe 86 % alá, a 30 %-os mér hőeljesíményen mér haásfok pedig nem csökkenhe 94 % alá. A NITROGÉN-OXID-KIBOCSÁTÁSRA VONATKOZÓ KÖVETELMÉNYEK szepember 26-ól a fűőberendezések nirogén-oxid mennyiségben kifejeze nirogén-oxid-kibocsáása nem haladhaja meg az alábbi érékeke: gáznemű üzelőanyaggal működő helyiségfűő üzelőkazánok és kombinál üzelőkazánok: 56 mg/kwh üzelőanyag-felhasználás GCV-ben kifejezve, folyékony üzelőanyaggal működő helyiségfűő üzelőkazánok és kombinál üzelőkazánok: 120 mg/kwh üzelőanyagfelhasználás GCV-ben kifejezve, 9; Ismeresse a hagyományos (állandó és alacsony hőmérsékleű) kazánoka Állandó hőmérsékleű kazánok Ezeknél a készülékeknél a kazánvíz-hőmérséklee a kazánba vagy a kazán csonkjára helyeze ermoszáon beállío 80 vagy 90 C-os éréken aroák, és - a visszaérő víz hozzákeverésével, keverőszelep segíségével - a mindenkori konsans előremenő víz hőmérsékleé csökkeneék le a szükséges alacsonyabb hőmérséklere. oldal 36 / 76

37 A füsgázhőmérsékle a névleges eljesíménynél nem haladhaja meg a 260 C-o és nem süllyedhe 160 C alá. Így elérék, hogy a füsgázok a hideg kazánfallal érinkezve a üzelési oldalon nem hűlnek C-os harmaponi hőmérsékle alá. (A kazánok védelme érdekében más műszaki megoldásoka is alkalmazak, min pl. visszakeverés). A legmagasabb visszaérő vízhőmérséklee 65 C-ra korláozák, ezálal ezek időjárás köveő szabályozásra nem alkalmasak. A hagyományos kazánoknál - a feniek kövekezében - igen magas a veszeségek méréke (füsgáz, sugárzásból és konvekcióból álló készenléi veszeség), az elérheő kazánhaásfok pedig alacsony, max százalék. Alacsony hőmérsékleű kazánok. A veszeségek csökkenése és a haásfok növelése érdekében fejleszeék ki az ún. alacsony hőmérsékleű kazánoka, amelyek csökkene vagy igény szerini hőmérsékleen üzemel. A kazán visszaérő hőmérsékleek lényegesen alacsonyabb érékeke, pl. 42 C-o vehenek fel. Ezálal kisebb füsgázveszeség érheő el, mivel a füsgázhőmérsékle az alacsonyabb kazánvízhőmérséklehez hasonlóan csökken, és az alacsonyabb kazánvíz- és kazánhőmérsékle kövekezében csökken a készenléi veszeség is, így magasabb lesz az éves kihasználási fok. Az alacsony hőmérsékleű kazánok fejleszésénél el kelle kerülni, hogy a kondenzáum kiválhasson, ill. megfelelő alapanyagokkal vagy konsrukciós kialakíásokkal meg kelle akadályozni a korrózió kialakulásának a leheőségé. A probléma elkerülése érdekében álalában ké műszaki megoldás alkalmaznak: a duplafalú füsgázcsöveke vagy a ermosream echnológiá. A Buderus cég ez uóbbi echnológiai megoldás alkalmazza és fejleszee ovább a kazánjainál. A ermosream echnológia lényege, hogy a kazán geomeriai kialakíásának köszönheően, az előremenő fűővíz egy bizonyos ömegárama mindig visszakeveredik, a visszaérő vize pedig először végigvezeik az önvény külső falán. Az így megemel magasabb visszaérő vízhőmérsékle csökkeni a káros kondenzáció. Emelle a füsgáz hőcserélő úgy alakíoák ki, hogy az áramlás irányában nő a füsgáz áramlási sebessége, ezálal állandó éréken arhaó a hőábocsáási ényező, amely újabb haásfoknövekedés eredményez. Az amoszférikus kazánoknál blokkonkén egy mooros elzárószerelvény (vagy ermoszaikus szelep) épíeek be, ami úl alacsony előremenő kazánvíz-hőmérséklenél (ill. üzemen kívül) - a mihamarabbi felmelegedés érdekében - elzárja a víz újá. Az elérheő haásfok 93-94,5 százalék. Kondenzációs kazánok. A hagyományos hőermelők haásfoka folyamaos égőeljesímény-vezérlés melle sem növelheő százalék fölé. Emlíésre méló ovábbi haásfoknövelés csak úgy érheő el, ha a füsgáz vízgőzaralmának párolgáshőjé amely a hagyományos hőermelőknél haszonalanul ávozik a kéményen - kondenzáció segíségével kihasználjuk, és ha a füsgázhőmérsékle még erősebb csökkenésével, pl. füsgáz hőcserélő uánkapcsolásával, ovább redukáljuk az érzékelheő füsgázveszesége. Ezen az elven működnek a kondenzációs kazánok. Az így elérheő haásfok százalék. 10; Ismeresse a kondenzációs kazánoka oldal 37 / 76

38 A gázárolóból érkező égheő földgáz, a hengeres kialakíású sugárzó (márix) gázégőbe ju, ahol az égés bekövekezik. Az égő egy nemesacél anyagú, spirális hőcserélő veszi körbe, ez alkoja az úgyneveze űzere. Az égés során hőenergia szabadul fel, mely a űzere haároló hőcserélő felüleen (fűő felüleen) kereszül áadódik a fűő közegnek, így annak hőmérséklee, a minél hidegebb visszaérő víz hőmérsékle szinjéről az előremenő víz hőmérsékle szinjére ju. Az égés másik eredménye az ún. füsgáz. Ez az égésermék az égési hőmérsékle mia eléggé magas hőmérsékleű lesz. A spirális hőcserélők rései egymásól minimális ávolságra vannak, sugárirányba haladva egyre szélesedik a hőcserélő felüle, ezér egyre inenzívebb a hőelvonás. Az uolsó mmeken a füsgáz hőmérséklee annyira lecsökken, hogy elérje a harmapono és megkezdődjön a kondenzáció. A füsgáz vízaralmának fázisválozási energiájá (reje, láenshő) vonja el a fűőközeg, így az gáz állapoból folyékony állapoba ju. A lecsapódás során felszabaduló hő (párolgáshő) ovábbi 10-11% energianyeresége jelen. A ermodinamika II. főéele nyomán a hőáramlás annál inenzívebb, minél nagyobb a hőcserében részvevő 2 közeg közöi hőmérséklekülönbség, emia az alacsonyabb hőmérsékleű visszaérő víz nagyobb mennyiségű hő ud elvonni a fügázból, azonos üzemi paraméerek melle, ezálal csökken a füsgáz és a készenléi veszeség is, de a kazánhaásfok pon ezér nő részerhelésen. Viszon a lehűl füsgáz ermészees huzaal nem ud ávozni, ezér szükséges lesz egy füsgáz veniláor beépíése is. A felülere lecsapódó kondenzvize az inenzíven áramló füsgáz kifújja a hőcserélő erüleéről. A kondenzvíz így a hőcserélő csőjén cseppekbe gyűlik és lassan lecsorog, végül a hőcserélő körbevevő kondenzvíz gyűjő alsó ponján elhagyja a kazánere és egy belső szifonon kereszül a szennyvíz hálózaba ávozik. 11; Faüzelésű kazánok A szilárdüzelésű kazán különböző üzelőanyagokkal üzemeleheő, így léezik fa- és szénüzelésre ajánlo berendezés is. A faüzelésű kazánok alkalmazása napjainkban reneszánszá éli. Fával nemcsak kedvező kölséggel fűheünk, hanem a környezee is kímélhejük. A hagyományos vegyesüzelésű (faüzelésű) kazánon álalában ké huzaszabályozó van, amelynek beszabályozásával a kéményen kereszül lérejövő huza áplálja az égés. Az elsődleges (primer) huzaajó a kazán legalsó ajaján alálhaó. Ennek a szabályozásá egy ermoszaikus láncos huzaszabályozó állíja a kazán víz hőfokának megfelelően. A másodlagos (szekunder) a üzelőnyag pakoló nyílás ajaján alálhaó. Az égés során felszabaduló gázokhoz udunk ovábbi levegő adagolni, így magas hőmérsékleen elégnek azok ovábbi hőenergiá ermelve, valamin füsmenes égés eredményezve. Ez a levegő lehe előmelegíe vagy nem előmelegíe. Minél melegebb a másodlagos levegő, annál jobban keveredik és ég el az elégelen gázokkal. A kazán felállíási helyén egy szilárd, nem égheő anyagból készül vízszines alapra van szükség. A kazánalapnak nagyobbnak kell lennie a kazán alaperüleénél, valamin az oldalfalakól is védőávolságo kell arani. A kazán elhelyezésére a klasszikus érelemben ve kazánházra van szükség. A faüzelésű kazán elhelyezésekor a gázkazánoknál apaszal rugalmas elhelyezés sajnos nem arhaó. oldal 38 / 76

39 A kazánház kialakíásakor fonos figyelni a üzelőanyag elhelyezésére is. Célszerű, ha a üzelőanyagból néhány napra vagy eseleg hére való mennyiség a kazánházban árolhaó, ermészeesen a védőávolságok bearásával. A faároló szinén célszerű a kazán helyiség közelében elepíeni, valamin fonos a salak és a hamu elávolíásának leheősége is. A szilárdüzelésű kazánok elhelyezésénél fonos ényező az égési levegő mennyisége. Nem megfelelő mennyiségű égési levegő eseén az égés ökélelen lesz, ezzel csökken a haásfok. A hibálan égésermék-elvezeéshez megfelelő huzaú kémény kell kialakíani. A nem megfelelő huzaú kémény a kazánüzemben fennakadásoka okozha, fokozo kormolódáshoz, kárányképződéshez vezehe, ami csökkeni a haásfoko és a készülék élearalmá. A szilárdüzelésű kazánok minimális kazánvíz hőmérsékleének 45 C fele kell lennie, mer alacsonyabb hőmérséklenél önvény kazán eseén repedés jelenkezhe, valamin vízgőz csapódik le, aminek negaív haása van a kazán rendeleésszerű működésére és élearalmára. A minimum hőmérsékle arása segédenergia nélküli ermoszaikus szelep vagy kazán ermoszá segíségével is beállíhaó. A modern faüzelésű kazánok jól alkalmazhaók más hőermelőkkel (pl. gázkazán, napkollekor) együ is. A faüzelésű kazánnal működő rendszer üzembizonságá és energeikai haásfoká jelenősen növeli egy fűési puffer ároló beépíése. 12; Faapríék kazánok A faapríék a fafeldolgozás során kelekező hulladékból, feldolgozásra alkalmalan faörzsből, faipari hulladékból, leselejeze raklapból, hulladékfából is előállíhaó. Az előállíáshoz egy apríógép szükséges. A faapríék jó fűőanyag, uánpólása folyamaos. Tőlünk nyugaabbra, de főleg, Auszriában az elmúl évek fejleszésének köszönheően, egyre korszerűbb pellees és apríékos bio kazánoka fejleszeek ki. A fejleszés nagy eredménye, hogy oldal 39 / 76

40 közel olyan komforfokozao lehe vele elérni, min a gázberendezésekkel. A kazánok fa apríéko, pellee használnak fel üzelőanyagkén. Ezek a berendezések közül az apríékos üzelő mód olcsóbb megoldás. Egyszerű okból, hiszen az energia mérlege kedvezőbb a pellenél, az apríék előállíási kölsége sokkal kevesebb, emia az eladási ára is kedvezőbb lehe. Magas komfor Egyszerű, gyors kezelheőség Egyszerű iszíás Környezebará Gazdaságos üzemmód Szabályozo fűőeljesímény Minimális hamu mennyiség Auomaa hamuzó és kormoló Magas haásfok 94 % Környezebará Magas emissziós érék Alacsony széndioxid kibocsáás Füsgázméréssel szabályozo égésér Közponi szabályozó egység Fűőkör szabályozás Melegvízkészíés Szolárkör szabályozás Távfelügyele Vizualizáció oldal 40 / 76

41 13; Pelle kazánok A kazángyárók a faüzelésű berendezések auomaizálásá és eljesíményszabályozásá a üzelőanyag mérehaárokon belül arásával oldoák meg. A pelle kazánokban üzelőanyagkén felhasznál pelle egy szabványosío mérehaárok közöi, előír fűőérékkel rendelkező alapveően fából készül fűőanyag. A ömöríési eljárás előnye, hogy isza, jól kezelheő, csomagolhaó és gazdaságosan szállíhaó anyago eredményez. Szine minden anyago lehe pelleálni, amely apró méreűre darálhaó, illeve szemcseszerkezee és nedvességaralma megfelelő. Az auomaikus pellekazán nem csak környezekímélő, de roppan kényelmes fűési rendszer is egyben. A fűőanyag az épüle egy megfelelően kialakío részén, pelle-arályban vagy erre a célra épíe üzelőanyag árolóban kell árolni. A kazán és a ároló a pelleadagolás mia célszerű egymáshoz minél közelebb elhelyezni, de nagyobb ávolságok és szinkülönbségek áhidalására is vannak megoldások. A pelleároló méreé az épüle méreéhez képes kell kiválaszani. Az opimális méreű arály egy fűési szezonban mindössze egy-ké alkalommal kell felöleni. A pellekazánok a kazánnal egybeépíe kisebb arállyal is rendelheők, melyek egy-ké napra bizosíják a üzelőanyag elláás. A modern berendezések füsgázrendszerébe épíe lambdaszondák az égés a üzelőanyag összeéelének megfelelően vezérlik, így folyamaosan magas haásfoko és alacsony szennyezőanyag kibocsáás bizosíanak. A berendezések eljesíményszabályozása viszonylag magas arományban (33-100%) megoldo. A pellekazánokban kelekező hamu a ökélees égés mia sokkal kisebb mennyiségű, min a hagyományos faüzelésű berendezésekben. Jó minőségű pelle eseén a hamu mennyisége a üzelőanyag 1%-a. Egyes berendezéseknél az égőér auomaikus iszíása is bizosío, így azok kézi beavakozás nélkül is folyamaosan jó hőcseré és így jó haásfoko bizosíanak. oldal 41 / 76

42 Pelle fűésechnika előnyei Komfor: A környezebará pelle kazánok, a gázkazánokhoz hasonlóan kényelmes fűési rendszerek. Magas haásfokon, auomaizálhaó üzemeleéssel, kölségakarékosan működnek. Karbanarás: A pelle ároló nagyságáól függően, 2-4 heene szükséges a üzelőanyag (pelle) felölés. A pelle égése során kevés a hamuképződés, ezér a iszíásról 2-4 heene kell gondoskodni. Környezekímélő és gazdaságos: a pelle kazán magas haásfokú működése mia a fűési kölségek csökkenheők. A hagyományos fűési rendszerek (gáz, elekromos áram, olaj) kölségének 25-30%-ába kerül. A folyamaosan magas hőmérsékleű égés során, alacsonyabb a káros anyag-kibocsáás apaszalhaó, min a faüzelésű kazánoknál. 14, Ismeresse a nagyvízerű kazánoka. Hőhasznosíó konsrukciója szerin csoporosíhajuk a kazánoka: - Nagy(víz)erű - lángcsöves, füscsöves - (Víz)csöves - Egyéb: - önövasagos, lemezes, alumínium, sb. oldal 42 / 76

43 Kis gőzeljesímény /h Mérsékel gőznyomás 20 bar Előnye: a ggőzelvéel ingadozásá bizonyos haárok közö képes kompenzálni (nagy rugalmaság) Ha a gőzelvé megnő a nyomás lecsökken és a sraffozo erüleen megfelelő hőmenyiség szabadul fel, később a szabályozás visszaállíja az eredei helyzee. oldal 43 / 76

44 15 Ismeresse a kazánok üzemeleésével kapcsolaos problémáka és kezelésüke. Zár égéserű készülékek füsgázelvezeésének problémája. Az égésermék-elvezeés öbbféle módon örénik. Léezik egy normál kéményes, áramlásbizosíóval elláo készülék, amelynél a kémény huzaa bizosíja az égésermék elvezeésé. Ha egy normál készülék beszerelésénél a jogszabály szerin akarunk eljárni, akkor ké dolgo kell a megennünk.egyrész egy előzees erv alapján kérnünk kell a gázművek engedélyé amihez szükség van egy kéményseprő szakvélemény becsaolására is -, majd az insalláció elkészüle uán gáznyomáspróbá kell végrehajani (az illeékes gázszolgálaó jóváhagyása), erről jegyzőkönyve kell felvenni. Szükség van még a kéményseprő vállala ávéeli igazolására is arról, hogy a kémény és a füsgázelvezeés megfelelő. Mindaddig, amíg csak az áramlásbizosíóval elláo készülékek volak jellemzőek a magyar piacra, a mechanizmus gördülékenyen működö. A zár égéserű, azaz urbó készülékek megjelenésével azonban a gördülékenység ovaűn, a kompeenciakörök összemosódak. Mer a zár égéserű készülékeknél, veniláoros füsgázelvezeés eseén a cső elhelyezése lehe vízszines és függőleges is. Emia fellángol a via arról, hogy az elvezeő cső mikor minősül kéménynek. Az állásponok nem közeledek egymáshoz. A zár égéserű berendezések veniláoros égésermék-elvezeésé a szakma álalánosan úgy minősíee, hogy az nem kémény, és nem arozik a kéményseprők kompeenciájába. A kéményseprők viszon a evékenységüke a jogszabályi környeze alapján végzik. A ma érvényben lévő jogszabály az 51/1999. számú BM rendele, amely meghaározza a kéményseprők szolgálaási köelezeségé: ebben szerepel, hogy a zár égéserű készülékekkel is foglalkozniuk kell. A probléma keős: egyrész ha vízszinesen megy a füsgáz, az a jelenlegi jogszabályi környeze szerin nem kémény, hiszen a kémény definíciója csak a függőleges füsgázelvezeésre ér ki. Másrész pedig a rendele hiába ír elő szolgálaási köelezesége a kéményseprők számára, a feléelrendszer gyakorlailag nem bizosíoa, a rendelenek nincs végrehajási uasíása. Ráadásul erre a kéményseprő szolgálaó vállalaok fel sem volak készülve: a zár égéserű készülékek mérése másfaja elmélei felkészülsége és műszerezesége is kíván. Mégis a örvényi szabályozás alapján a kéményseprő jogosulságo formál a vizsgálara és a dönéshozaalra. Ebből az a furcsa helyze alakul ki, hogy bár rengeeg készülékgyáró jelen meg a piacon zár égéserű készülékkel, amelyek minden szemponból sokkal előnyösebbek, min a hagyományos kazánok, mégis ha valaki a készülék üzembe helyezésénél jogszerűen, a hivaalos uaka bearva akar eljárni, az ügy elakad a kéményseprőknél különböző okokra való hivakozással: hiányzik a mérőcsonk, mérőnyílás, iszíónyílás, és ezálal a kéményseprő szakvélemény. oldal 44 / 76

45 Ennek a problémás és zavaros műszaki és jogi háérnek a iszázására alakul meg az Épülegépészei Koordinációs Szöveség szervezeén belül az Égésermék Bizoság, mely három cél űzö ki maga elé. Az egyik feladaa az, hogy áekinse a jelenlegi jogszabályi környezee. Másrész véleményeznie kell, hogy a jogszabályi környezeől függelenül, de az szem elő arva műszakilag milyen eljárások indokolak a fogyaszó, a beruházó, a ervező, a kivielező és a forgalmazó szemponjából. Harmadrész feladaa egy olyan úmuaás közreadása, ami mindenki számára egyérelműen megfogalmazza a megfelelő köveelményrendszer, beépíve ebbe a jogszabályi hivakozásoka is, és egyben jelezze a különböző kormányzai szervek felé az, hogy mely jogszabályok nem állják meg a helyüke, melyek válak a ovábbfejlődés korlájaivá. A problémá még inkább súlyosbíja az, hogy időközben az európai jogharmonizációs folyama révén rengeeg új jogszabály, szabvány le haályos Magyarországon, aminek jelenős része idegen nyelven, angolul kerül haályba, s a magyar mérnöki kör a hiányos nyelvudás mia ebben nehezen ud eligazodni. Tüzelőanyag, salak és hamu kezelése A kazánház kialakíásakor fonos figyelni a üzelőanyag elhelyezésére is. Célszerű, ha a üzelőanyagból néhány napra vagy eseleg hére való mennyiség a kazánházban árolhaó, ermészeesen a védőávolságok bearásával. A faároló szinén célszerű a kazán helyiség közelében elepíeni, valamin fonos a salak és a hamu elávolíásának leheősége is. Égési levegő mennyisége A szilárdüzelésű kazánok elhelyezésénél fonos ényező az égési levegő mennyisége. Nem megfelelő mennyiségű égési levegő eseén az égés ökélelen lesz, ezzel csökken a haásfok. A hibálan égésermék-elvezeéshez megfelelő huzaú kémény kell kialakíani. A nem megfelelő huzaú kémény a kazánüzemben fennakadásoka okozha, fokozo kormolódáshoz, kárányképződéshez vezehe, ami csökkeni a haásfoko és a készülék élearalmá. Korrózió A fűzővíz kikezdhei a rendszer anyagá, belevegősödhe a rendszer, mely csökkenő fűési haásfoko eredményez. Megoldás a gondosan megválaszo alapanyag, illeve a rendszer légeleníeni szüksége s a fűési szezon kezdeén. Kazánrobbanás Az a jelenség, amikor a kazán valamely, úlnyomás alai része alakválozás szenved, majd ez köveően a kazánlemez felhasad, így a kazánöle igen rövid idő ala kiürül. Oka lehe a helyelen kezelés, vízhiány, úlságosan nagy üzemi nyomás, lerakódások, anyaghiba. Megelőzése céljából rendszeresen szükséges a kazánoka felülvizsgálni, illeve kiiszíani. Megfelelő huzaszabályzó szelepe beépíeni és karbanarani. 16, Jellemezze az egy és öbbfokozaú akciós gőzurbináka Egy ipikus gőzurbinában a nagynyomású és nagy hőmérsékleű gőz fúvókákon ávezeve felgyorsíják (gyakran szuperszonikus sebességre). A gőzáram a forgórészre sugárirányba felerősíe hajlío lapáokra (ún. fuólapáokra) fúj, ezek közö áhaladva megforgaja a forgórész és közben kicsi veszí hőenergiájából, vagyis nyomásából és hőmérsékleéből. A fuólapáozás álal eléríe oldal 45 / 76

46 gőzáramo az álló részbe erősíe álló erelő-lapáokkal visszafordíják és rávezeik a kövekező sor fuólapára, majd ez folyaódik addig, amíg a gőz hőmérséklee csaknem eléri a környeze hőmérsékleé. Ezen a hőmérsékleen a gőz nyomása sokkal kisebb az amoszferikus nyomásnál, így a urbina uolsó fokozaaiban erős vákuum uralkodik. A legegyszerűbb kis urbináknál egyelen szelep fojásával lehe a gőz mennyiségé szabályozni. Nagyobb gépeknél azonban mind az akciós, mind a reakciós gőzurbinák első fokozaa egy akciós szabályozó fokoza (Curis-fokoza), amely elő öbb fúvókacsopor helyezkedik el. Ezekre a fúvókákra külön-külön vezérel szelepeken kereszül ju a gőz. Indíásnál minden szelep zárva van, majd az első szelep nyiásával vezérlik a gőzmennyisége. A második szelep csak akkor kezd nyini, ha az első már eljesen kinyio, és így ovább. Így a fojási veszeségeke (melynek során a gőznyomás munkavégzés nélkül csökken) alacsony éréken lehe arani. A korszerű urbinák 4-6 szabályozószeleppel készülnek. Egyfokozaú akciós urbina: Akciós fokozaban az r éréke kicsi, szélső eseben 0. Azaz a hő esés nagy részé az álló lapáozás dolgozza fel, a fuólapáozáson nagyrész a gőz mozgási energiájának rovására örénik a munkavégzés. A gőz nagyon felgyorsul az álló lapáokon, így a kilépő sebességek nagyok. A nagy sebesség érékek mia az ilyen fokoza kényes áramlási veszeségekre, haásfoka erősen válozik a fordulaszámmal. Rövidebb lapáok és nagyobb ámérők jellemzik (kis résveszeség). A öbbfokozaú akciós urbina A szabályozófokoza szervesen csalakozik a öbbi fokozahoz. Különálló szerepé öbbnyire csak az jelzi, hogy köze és a öbbi fokoza közö hézag van, hogy a kerülenek eseleg csak egy részén beömlő gőz a öbbi, a eljes kerüleen állólapáozással rendelkező fokozaokra eloszoljék. Curis urbina Akciós urbina sebesség-fokozaokkal. Ez 2-3 sebességfokozaban alakíja á a gőz hőenergiájá mozgási energiává, és ezzel sikerül a kerülei sebessége lényegesen csökkeneni. Energiaáalakulás i nincs a lapákeréken, csak a házhoz köö, vagyis álló vezeőcsaornákban. A Curis-urbina haásfoka még mindig elég rossz, ezér önálló egységkén nemigen alkalmazzák, inkább más, öbb fokozaú urbina elé kapcsolják. Zoelly urbina Lényegében egylépcsős akciós urbinák sorba kapcsolása. A ház belső ere annyi, egymásól elkülöníe kamrára oszo, ahány járókerék van a urbinában. A Zoelly-urbina elé rendszerin Curis-kereke kapcsolnak. Akciós urbina - Newon II. örvénye (a dinamika alapéele): Egy ponszerű es lendüleének (impulzusának) a megválozása egyenesen arányos és azonos irányú a esre haó, 'F' erővel. oldal 46 / 76

47 Az arányossági ényező megegyezik a es 'm' ömegével. A kövekező helyeesíéssel élve: 17; Jellemezze az egy és öbbfokozaú reakciós gőzurbináka A jó haásfokú gőzurbina igen sok fokozaból áll, ezeke egy forgórészen nem is lehe elhelyezni, ezér ké-három forgórész közö oszják el. A fokoza akciós vagy reakciós elven működhe. A reakciós urbinánál az áramló gőz lapáokra haó reakcióereje forgaja meg a forgórész. Az akciós fokozaban az álló lapáokon örénik meg az egész fokozara eső nyomásesés és hőaralom (enalpia) válozás. A reakciós fokozanál a hőesés 50%-a fuólapáozásra esik, így a fuólapáozáson is van nyomásesés. Ez a működésbeli különbség szerkezei kövekezményekkel is jár. Egyfokozaú reakciós urbina: A reakciófok nagy, rendszerin 0,5. Azaz a fuólapáozás is jelenős hő esés dolgoz fel. Mivel az álló lapáozás a hő esésnek csak egy részé dolgozza fel, a sebességek alacsonyak. Emia az áramlási veszeségek kicsik, haásfoka a fordulaszámól kevésbé függ. Mivel a fuólapáozás dolgozza fel a hő esés nagy részé, a nyomásesés számoevő a fuólapáozáson, azaz jelenős lesz a résveszeség. Nagyobb résveszeség nagyobb lapáhosszaka és kisebb ámérőke esz szükségessé, ami kisebb kerülei sebessége eredményez. A öbbfokozaú reakciós urbinák Akciós szabályozófokozaa a öbbi fokozaól jobban elkülönül, azoknál rendszerin nagyobb ámérőjű. Fuólapáozása külön árcsán (keréken) van, amely a ház kiöblösödésében (kerékszekrényben) forog. A reakciós gőzurbinák egyik jellegzees eleme a kiegyenlíődob (a 82b ábrán az 5 elem). Ez a forgórészen levő, reakciós lapáoza középámérőjével kb. egyenlő ámérőjű, labirinozo henger, amelyre ugyanez a nyomáskülönbség ha (de ellenkező irányban), min a reakciós lapáozara. Szerepe az, hogy a reakciós fokozacsopor(ok)ra haó engelyirányú erő kiegyenlíse. Parsons urbina C. A. Parsons angol mérnök 1884-ben muaa be az első reakciós (résúlnyomásos) urbinájá, amelynek már csak /min vol a fordulaszáma. A veszeségek mia amelyek ismé a gőz hőaralmá növelik kicsi az egyes lépcsőkön a hőesés, ezér a Parsons-urbina sok fokozaból áll. A sok lapákoszorú célszerűen egyelen dobon, az ún. Parsons-dobon helyezik el. oldal 47 / 76

48 Reakciós urbina - Newon III. örvénye (a haás-ellenhaás örvénye): -Ké es kölcsönhaása során mindké esre azonos nagyságú, egymással ellenées irányú erő ha. 18; Jellemezze a gázurbinák Turbina szerkezei felépíése A levegő beömlő nyílás hangszigeel cső, mely belsejében alálhaó a levegőszürő. A 1. ábrán láhaó a gázurbina és a generáor meszee. A generáor 4 pólusú állandó mágneses 3 fázisú generáor, mely nagyfrekvenciás válóáramo állí elő. A kompresszor kis méreü, cenrifugál kialakíású radiális kiömléssel. A gázurbinába, a haásfoknövelés érdekébe beépíeek egy belső hőcserélő. A gyürüs fordíókamrás üzel/érbe nyúlik bele a három kéfunkciós üzelőanyag fúvóka, a.pilo. fúvókák közvelenül a üzelőérbe juaják a gáz, míg a.premix. fúvókák a gáz levegővel örénő előkeverése uán juaják be a üzelőanyago. Tisza CH4 gáznál 22 kw-os eljesíményhaárig a.pilo. fúvókák működnek az ennél magasabb eljesíményen.premix. fúvókáka alkalmazza a rendszer. Kompresszor és a generáor egy engelyen helyezkedik el az axiális kiömlésü cenripeál urbinával. A engelymegámaszása légcsapágyakkal örénnek ekineel a nagy fordulaszámra és az egyszerübb üzemeleésre. A gázurbina egy olyan belsőégésű hőerőgép, amelyben hőenergia mechanikai munkává alakul. A levegővel kever üzemanyag égésermékei egy urbina lapájain haladnak kereszül. Gázurbina rendszernek az a magá a hőerőgépe is aralmazó rendszer nevezzük, amely gáz halmazállapoú munkaközeggel, az egész körfolyamao megvalósíva, legfőbb elemeiben áramlásani elven működik. A gázurbina részei: - Kompresszor - Égésér - Turbina Haásfoka: oldal 48 / 76

49 VII. Rövid jellemzések (1x10pon) 1 Ismeresse az amoszférikus égőke Amoszférikus égők: A szükséges oxigén a lángképződés környezeéből sajá energiával vonja el az égés, ezér az égőér kisebb nyomású min a környeze. Innen származik az elnevezés. Az amoszférikus égők vezérlése csak az igényel hőmennyiséghez szükséges üzelőanyag mennyiségé haározza meg. A nyio égéserű égők a készülék környezeének levegőjé használják, míg a zár égéserűek külső áplevegő hozzávezeéssel rendelkeznek. Az amoszférikus égők előnye az alacsony zajkibocsáás, viszon csak néhány száz kw-ig alkalmazhaók, és az elvből kövekezően az égés minőségé kevésbé udják befolyásolni, haásfokuk alacsony. 2 Ismeresse a úlnyomásos égőke Túlnyomásos égők: A úlnyomásos vagy kényszerlevegős égők vezérlése veniláor és csappanyúk segíségével az akuális eljesímény bizosíó üzelőanyag-mennyiség elégeéséhez mindig a megfelelő mennyiségű levegő bizosíja. A veniláor lehe az égőfejjel egybeépíe (monoblokk) vagy külön álló (duoblokk). Hárányuk a nagyobb zajjal járó üzem, ami megfelelő hangcsillapíással befolyásolhaunk. Előnyük viszon a magas haásfok, a bizonságosabb és környezekímélőbb üzem. 3 Ismeresse a Diffúz égőke o A gáz és a levegő keveredése a gázokra jellemző diffúziós módon megy végbe o A lángmagban lassan bomlanak szé az égheő elemek, ezér aránylag hosszú a lángmag. oldal 49 / 76

50 o Ez az égőípus nagy eljesíményekhez alkalmazzák, min uókeverékes égő, és az égőszáj uáni keveredés kényszer áramolaással oldják meg. 4 Ismeresse a blokk égőke Azoka az égőke, melyek a üzeléshez szükséges összes szerkezei eleme (beleérve a levegőelláás végző veniláor is) egyelen közös egységben egyesíik, blokkégőknek nevezzük A fúvókán kiáramló gáz az égő szájában keveredik a veniláor szállíoa levegővel A jobb keveredés érdekében a levegő újába perdíő elemeke épíenek be A nagyobb eljesíményű égők képonos vagy folyamaos szabályzásúak A blokkégőkbe épíe bizonsági berendezés levegő-vagy gázkimaradás, illeve, egyéb hibák eseén reeszel leállás okoz. oldal 50 / 76

51 5 Ismeresse az önövas kazánoka Olcsó, ömeggyárásra alkalmas szerkeze A kazán üreges önvényekből, agokból áll, amelyeke kúpos közhüvelyekkel kapcsolják össze. Ezek a közhüvelyek bizosíják a hidraulikai és erőani kapcsolao az egyes agok közö. A kazánok javíása a hibás ag cseréjével egyszerűen megoldhaó A üzelőanyag elégeés jó haásfokú Egyszerű kezelés Csekély huzaigényű Korrózióálló kazánanyag Fűőfelüle a agok számával válozahaó Léezik elő és uó válozahaó számú közag. Az elő és uó ago kivéve minden ag egyforma és aralmazza a nagy kazán valamennyi elemé: Tölőgara, rosély, füsjára, (a szilárd üzelésűnél) vízér, füscsaorna oldal 51 / 76

52 6 Ismeresse az alsó és felső égésű kazánoka Alsó égésű kazánok: A üzelőanyago a garaon felülről öljük be a kazánba, illeve a rosélyba. A füsgáz a füsjáraokon á a füscsaornába a hálapon helyeze nyíláson a kéménybe áramlik. A vízér a agokon belül van. o Felső égésű kazánok: A kazánban az égéshez szükséges levegő illeve a füsgáz a eljes üzelőanyag réegen kereszül halad az egész réeg izzásba jön. Kis huzaigényű, jó haásfokú, de nagy eheelenségű. oldal 52 / 76

53 7 Ismeresse az acéllemez kazánoka - Acéllemez kazánok felépíése: o Ké csoporja van: Nagy vízerű kazánok Kis vízerű kazánok o (Nagy vízerű kazán felépíése): o A vízér csökkenése a korszerű irányzaok jellemzője o Ez vezee a szivayús fali kazánok kifejleszéséhez o Nagyobb hőmérsékleű, mennyiségű és nyomású fűőközeg előállíására alkalmas o Fajlagos erhelheőségük nagyobb az ÖV kazánokhoz képes. o A hagyományos acéllemez kazánok kevésbé korrózióállóak, a ápvíz minőséggel szemben ámaszo köveelmény nagyobb. 8 Ismeresse a fá és a faapríéko min üzelőanyago! A fa, min üzelőanyag A fa bio üzelőanyag. A száraz űzifa álag fűőéréke: MJ/kg (3 400 kcal/kg), ez kb. azonos egy gyengébb minőségű barnaszén fűőérékével. Fonos, hogy üzeléskor a űzifa száraz legyen, mer ha nedves, akkor a üzelőberendezés bekárányosodha, elömődhe, ennek kijavíása pedig oldal 53 / 76

54 eemes összegekbe kerülhe. Tűzifá minőségől és mennyiségől függően már F/q-ér vásárolhaunk. A száraz űzifából kevesebbe kell elüzelnünk, min egy azonos fajájú nedvesből. Háránya, hogy a száraz űzifa égeése nem auomaizálhaó olyan mérékben, min a szemcsés anyagok, min pl. a szén. A űzifá száraz, szellős helyen kell árolni, mer minél szárazabb, annál jobb a fűőéréke. A üzelőberendezések ajánlo fűőanyaga a száraz űzifa, mer így a üzelőberendezések nagyobb haásfokkal üzemeleheőek. Azonban ne feledjük, hogy a különböző fa fajáknak különböző ulajdonságaik vannak. Fűésre legöbbször száraz keményfá használnak. Tüzelési szemponból a faapríék legfonosabb jellemzői: - Nedvességaralom, illeve fűőérék A faapríék fűőéréke minimális mérékben (4-5%-on belül) függ a fafajól és a nedvességaralomól - hamuaralom és az idegenanyag-aralom A isza fa hamuaralma 1 % körüli, a kéreggel együ aprío anyagé már 2-4%. Ez az arány csak a faanyaghoz keveredő kő, föld, homok sb. növelhei. Tüzelés szemponjából jól konsruál kazánoknál csak a nagyméreű idegen anyagok (kő, csákány, villa, döglö álla, uskó, ágdarabok sb.) jelenenek problémá, ezek kiküszöbölése azonban igen nehéz, csak az apríékermelés és szállíás kulúrájának fejlődésével leheséges. Fonos udni, hogy a fesékkel, műanyagbevonaal, impregnálószerekkel sb. kezel faanyag már nem a biomassza kaegóriába arozik, az ilyen anyagok apríékának üzelése a "közönséges" apríéküzeléses kazánokban nem megengede. A faapríéküzelésben előljáró országokban a üzelési célú apríékféleségeke szabványosíoák. Erre jó példa az oszrák ÖNORM M7133 szabvány, amely az apríékoka elsősorban mére és nedvességaralom szerin csoporosíja, de megadja a halmazsűrűség (érfogasúly) szerini oszályozás, valamin a hamuaralommal, idegenanyag-aralommal és a vizsgálaokkal kapcsolaos előírásoka is. A méreoszályok szerini besorolás a 2. ábláza ismerei. Magyarországon ilyen szabvány -bár készíésébe öbbször belekezdek -nincs, így nem marad más, min léesíés elő gondosan megvizsgálni a leheséges beszerzési forrásoka, és azoknak megfelelően megválaszani a üzelőberendezés. Hazánkban még nem elfogado, de előbb-uóbb azzá válik, hogy a faapríék árá annak fűőéréke haározza meg. A faapríékfélék kiválaszásáról és ulajdonságairól néhány megjegyzés: oldal 54 / 76

55 * a kéregüzelés sokak számára vonzó lehe a kéreg kedvező ára mia, azonban csak nagy berendezéssel (1 MW fele), a üzelőanyag ponos ismereében és a léesíésben járas szakemberek bevonásával szabad belekezdeni. Ugyanez a anács vonakozik specális (pl. furnérapríék) eseére is. * számos eseben felmerül a faapríék brikeálásának kérdése. Ez öbb szemponból érelmelen, ha van elég apríék, az apríékkén kell elüzelni. 9 Ismeresse a brikee és pellee min üzelőanyago! A fa brike, fa pelle, min üzelőanyag A fa brike, fa pelle faipari hulladékból készül, nagy nyomáson összepréselik és meserségesen száríják. A fa brike, fa pelle fűőanyagának nedvességaralma kb százalék. A fával szemben jobb haásfokkal ég, kevesebb hamu marad uána és a fa brike, fa pelle a környezee sem erheli annyira. Mivel préselik, nincs benne levegő és víz, a fa brike, fa pelle egy ömör szerkezeű anyag. A fa brike, fa pelle álag fűőéréke MJ/kg. Egy mázsa fa brike a fa pelle forinba kerül, ami az jeleni, hogy kb. 2,5 forinunkba kerül egy MJ fa brike és 3,2 forinunkba kerül egy MJ fa pelle fűőéréke. A fa brike, fa pelle közel készer ömörebb, sűrűbb, min a fa, így kevesebb helye foglal, min a hagyományos űzifa. Minden fa brike, fa pelle egyforma nagyságú és súlyú, így kiszámíhaó és adagolhaó a fa brike, fa pelle üzelés. A üzelőberendezésre juó hirelen hő erhelés kisebb, így a kémény kormozódásáól sem kell aranunk. A fa brike, fa pelle zár csomagolásban vásárolhaó meg, súlya könnyű, nem morzsolódik. A üzelőanyag beszerzés elő az érdemes figyelembe vennie, hogy a magasabb kalóriaérékű üzelőanyag ára arányban van-e a fűőérékével. A legjobb dönés meghozaalában szerenénk, segíeni az alábbi fűőérék és ár összehasonlíó áblázaal. Ne feledje üzelőanyag vásárláskor nem üzelőanyago, hanem minden eseben fűőéréke vásárol! Ezér a üzelőanyag vásárlásakor mindig győződjön meg a üzelő fűőérékéről! Minden fabrike egyforma, nincsenek szárazabb és nedvesebb, könnyebb, vagy nehezebb darabok, ezér sokkal jobban kiszámíhaó és adagolhaó a fabrikees üzelés, így azonos feléelek melle (kályha és levegő) a üzed mindig azonos ideig és azonos hővel fog égni. A fabrike jobban kíméli a kályháda-kandallóda min a üzifa A sabilabb és kiegyensúlyozoab égésnek köszönheően a kályhára vagy kandallóra juó hirelen hőerhelés öredéke a hagyományos üzifához képes, az exrém alacsony nedvességaralom mia a kémény kormolódásáól sem kell aranod. A fabrikeel sokkal könnyebb bánni, min a üzifával A fabrike zár zacskós kiszerelésű, ideális méreű, égla formáumú, nem morzsolódó üzelőanyag, ami ha elejesz sem örik el, így a üzelés elő nem kell sem fá váloganod sem hasoganod, sem akaríanod miaa. A fabrike égés uán nincs hamu A fabrike leégése uán mindössze 1-2 % hamu marad, így szine nem is kell akaríani a űzere, a hamuja ráadásul környezebará, ermészees növényi ápanyagkén hasznosíhaó. oldal 55 / 76

56 o A pelle olyan, nagy nyomáson présel szálas, rosos anyag, amelye vagy sajá anyaga, vagy belekever köőanyag ar össze. A néhány milliméeres ámérőől a öbb ceniméeres ámérőjű anyag rudaka alko az alapanyag és a használ pelleálási echnológia függvényében. o A üzelésechnikában egyre inkább elerjed a fa pelleek, fa brikeek használaa, ahol fűrészpor préselnek pelle formába, ami így a fűrészpornál könnyebben ég el, ugyanakkor a fánál jóval homogénebb szemcseméreű és emia auomaizál házi üzelőrendszerekben a űzifánál jobban hasznosíhaó. o A fa pelle legelerjedebb méree a 6 mm-es ámérőjű és 2-5 cm-es hosszúságú. 10 Ismeresse a folyékony üzelőanyagoka! folyékony üzelőanyagok a nyersolaj (kőolaj), barna- vagy fekeeszénkárány lepárlásával és cukoraralmú folyadékok erjeszésével előállío égheő ermékek. A folyékony üzelőanyagok legnagyobbrész nyersolajból származnak. Fűőolajok nagy viszkoziású, magas a dermedésponú folyékony üzelőanyagok. Környezevédelmi okok mia a fűőolaj üzelése egyre inkább háérbe szorul. Tüzelőolajok dermedésponja és viszkoziása alacsony, ill. kicsi, környezei hőmérsékleen folyékonyak és porlaszhaók. Az alkoholok (pl. Eilén) üzelőanyagkén örénő felhasználása a megújuló energiaforrások alkalmazásának erjedésével egyre jelenősebb. Moorhajóanyagok Üzemanyagoknak nevezzük a belsőégésű moorok működéséhez szükséges hajó-, kenő-, és hűőanyagoka. A benzin az Oo-moorok hajóanyaga, ulajdonsága a moor álal ámaszo köveelményekhez kell, hogy igazodjon. A moorbenzin alapanyagai a kőolaj lepárlásából nyer alapbenzinen kívül, abból különböző nyer ermékek kerülnek ki. A moorbenzin fűőéréke a kémiai összeéeléől függően válozó, MJ/kg érék közöi. Az egyik legjelenősebb köveelmény, hogy a moorbenzin megfelelő kompresszióűréssel rendelkezzen, mer ellenkező eseben az ún. kopogás jelensége lép fel a moorban. A kerozin, vagy más néven peróleum, a speciális köveelményekre felkészíve a gázurbinák és a sugárhajóművek, a gázolaj a dízelmoorok hajóanyaga. A dízelmoorok jellemző hajóanyaga a gázolaj. A gázolaj fűőéréke összeéeléől függ: 41,7-43,0 MJ/kg közöi. A gázolajok gyulladási ulajdonságainak érékelésére és ellenőrzésére az ún. ceánszám-skála szolgál. Alernaív hajóanyagoknak nevezzük a belső égésű moorok üzemeleésére szolgáló mindazon hajóanyagoka, amelyek a benzin, ill. a gázolaj helyeesíésére alkalmasak. 11 Ismeresse a levegő min hőforrás! oldal 56 / 76

57 - A levegő, min hőforrás: o Előnyei: o Hárányai: Nagy mennyiségben áll rendelkezésre Jellemzően meleg víz készíésre használják csak. Csupán 1,4-2,2 W/m 2 h hasznosíhaó közvelenül Hőmérsékleének minimális éréke egybeesik a fűési igény maximumával Rossz hőáadás nagy hőcserélő felüleek drága 0 C ala dér képződik, melynek elávolíása kölséges és bonyolul megoldásokhoz veze. 12 Termoelekromos hőszivayúk A villamosenergia hasznosíásnak és ermelésnek van egy olyan erülee, amely az egyedi és különleges alkalmazásoknál kerül használaba. Ezek az ún. ermoelekromos-effekus émakörébe arozó jelenségek, amelyeknek egyes erüleei a kikísérleezői vagy a jelenségről először feljegyezéseke, dokumenáció készíe személyek uán nevezek el. E gyakorlai jelenségek alkalmazása az elemek jelenős kölsége mia jelenleg még szűk erüleekre korláozódik. A ermoelekromos-effekus lényegé, alkalmazási erüleei Herber Ferenc, a Budapesi Műszaki Főiskola Kandó Kálmán Villamosmérnöki Főiskolai Kar Megújuló Energiaforrás Kuaóhely vezeője muaa be lapunknak. A Seebeck-effekus A ermoelekromos-effekus lényege abban foglalhaó össze, hogy ké összehegesze, különböző hőmérsékleű és elérő anyagú fém közö elekromos áram folyik mindaddig, amíg hőmérséklekülönbség áll fenn. Vagyis ermofeszülség lép fel és ermoáram folyik. Ez az elrendezés a ermoelem. A jelensége Seebeck-effekusnak nevezik. Thomas Johann Seebeck ( ) néme fizikus 1821-ben fedeze fel, amelye ermészeesen róla nevezek el és ma is Seebeck-effekuskén arja számon a udományos világ. Az a feszülsége, amely 1 Kelvin hőmérsékle-különbség haására ezen az úon lérejön (V/K), ermo-erőnek nevezik. 13 Jellemezze röviden a gázüzemű és a szorpciós hűőgépeke, hőszivayúka A megújuló energiaforrások hasznosíásának korszerű eszközei a legújabb generációs hőszivayús rendszerek, melyekkel a környezeünk hőjé "csapolhajuk meg". A mára már jól ismer kompresszoros rendszerek melle léezik alernaív, földgáz üzemű hőszivayú is. A gázüzemű abszorpciós hőszivayú elve megegyezik az abszorpciós hűőével, ami már évizedek óa léezik, leginkább ipari léesímények eseén számoevő az alkalmazása. Sajnos az évszázad második felében inkább a kompresszoros, illeve az árammal működő abszorpciós hűők erjedek el, hiszen a villamos energia olcsó vol, így nem ére meg a befekeés. oldal 57 / 76

58 Csak sokkal később eszmélek rá, hogy a villamos energiával működee hűőrendszer készeresen is környezeszennyező. Először is az elekromos áram előállíásakor a hőerőművekben nagyon nagy százalékban jön lére veszeség, másodszor pedig a hűőfolyadék, vagyis a hőszállíó anyagkén alkalmazo anyag roppan káros az ózonpajzsra. A földgázüzeléses abszorpciós hőszivayúban a körfolyamao nem mechanikus (kompresszor) energia arja működésben, hanem bevi hőenergia, ami gázüzeléssel bizosíunk. Tehá a földgázüzeléses hőszivayú egy kazán és egy abszorpciós hűőgép kombinációja, amely egyarán alkalmas fűésre és hűésre is, egyes ípusai akár egyidejűleg is. A feniek érelmében a földgázos abszorpciós hőszivayúkban nincsen kompresszor, és viszonylag kevés mozgó alkarész aralmaz, ezér kevesebb rezgéssel és zajjal jár a működése. A relaív egyszerű felépíése mia karbanarási igénye szerénynek mondhaó. Működésüke ekinve az abszorpciós hőszivayúk vagy direk fűésűek, melyek szine bármilyen üzelőanyaggal működeheők, vagy indirek fűésűek, amelyek valamilyen közveíő közeggel, álalában gőzzel fűenek valamilyen hőermelő echnológiából, álalában kazánból. A direk földgázos üzelésű abszorpciós hőszivayú alkalmazásával jelenősen csökkenheő a primer energiafelhasználás és a CO2-kibocsáás. A leggazdaságosabb földgázüzeléses hőermelő rendszer energeikai besorolása A+++. Jól kiegészíheő kazános rendszerekkel, így csökkenve a beruházás kölségei, de nem jelenősen ronva a haékonyságo. Működés A készülékben lezajló folyamaoka az ammónia (NH3)-víz keverék (elnyelődő és elnyelő anyagok), valamin egy speciális gázégő arja működésben. Az elnyelődő anyag idegen néven abszorbens - erről kapa a echnológia az elnevezés. Helyiségfűés eseén a működési elv a kövekező. Az elpárologaóban a hűőközeg (ammónia) gőz halmazállapoba ju és - a hőcserélő ípusáól függően - hő vesz fel a alajból, alajvízből vagy a levegőből. A hűőközeg gőz az oldószer (víz) nyeli el, a gőz az oldószerben feloldódik. A hűőközeg a gőzöke elszívja az elpárologaóból és megköi azoka. A kelekeze ammónia-víz keverék a fűőegységbe kerül, ahol a fűőes (gázláng) hevíi. A hevíéssel kihajják az oldaból az ammóniagőz, ami a kondenzáorba áramlik, és o a nyomása megnő. A forró ammóniagőz a kondenzáoron kereszül adja le hőjé a környezenek (helyiség). Az ammónia cseppfolyósodik, az elpárologaóba ju, és o ismé elgőzölög. Működés közben a víz alacsony nyomáson van, így képes elnyelni az ammóniá, amely a folyama közben nagy mennyiségű hő bocsá ki. Szorpciós és az ún. gőzsugár kompresszoros hűőberendezések: A közvelen hőenergiá igénylő folyamaoka megvalósíó berendezések az ún. szorpciós hűőberendezések (lehenek abszorpciós és deszorpciós berendezések), valamin a gőzsugár kompresszoros hűőberendezés. Kivéel nélkül gőznemű közveíőközeggel dolgoznak. Szorpciós hűőberendezés: Ezekben a berendezésekben a munkaközeg kékomponensű olda, ún. közegpár, a hűőközeg és egy megfelelő oldószer elegye. A folyama során az olda koncenrációja válozó. Az egységnyi ömegű (1 kg) közveíőközeggel léesíheő hűőeljesímény (q0). q0=h1-h4. oldal 58 / 76

59 14 Ismeresse a Ramén és a közveíőközeges hőcserélőke, valamin a kalorifereke! A csőköeges hőcserélőhőz nagyon hasonló kivielezésű a lemellás, Ramén hőcserélő. I a közegek a páronkén összehegesze, lamellákból kialakío csaornák és ezek köegének köpenybe való helyezésekor kialakul külső erében Lamellás hőcserélő: A lamellaköeg és köpeny különböző hőágulásá ömszelence alkalmazásával kompenzálják. Az ilyen ípusú hőcserélő nagy felüleű (kb m2 ) és nagy érkihasználású (170 m2 /m3 ). Ez a hőcserélő is megarja a csőköeges hőcserélő hárányá, vagyis jó minőségű fluidumoka igényel, főleg a köpenyérben. Ennek a háránynak a kiküszöbölésére vezeék be még a 19. század végén (az első szabadalom 1878-ból származik) a lemezes hőcserélőke. A hőcserélő rendszerin églalap alakú, azonos méreű hullámosío lemezek sokaságából áll. A lemezek közi ávolság kb. 1,6.6 mm. A lemezek négy sarkán lévő lyukak képezik az áömlő nyílásoka, ezekből alakíván ki a csaornáka. Közveíõközeges hõcserélõ olyan eseekben alkalmazunk, ha valamilyen okból a hûõközeg és a hûö közeg fizikailag (pl. elhelyezési leheõségek mia), vagy gazdaságosan nem vezeheõk be egy közös hõcserélõbe. Ilyenkor egy zár érben keringee ún. közveíõ közeg vonja el a hõ a meleg (hûendõ) közegõl, majd ugyanez a közeg a hideg (melegíendõ) közegnek adja á a hõjé egy másik hõcserélõben, miközben maga visszahûl a meleg közeg hõcserélõje elõi hõmérséklere. A ovábbiakban a gazdaságossági vizsgálaoknál megengedheõ egyszerûsíésekkel ill. elhanyagolásokkal élünk: a rendszer ökéleesen hõszigeel, a környeze felé leado hõ elhanyagoljuk a hõcserében részvevõ közegek fajhõje a hõmérsékleválozásuk arományában állandó, illeve fázisválozás eseén az állapoválozás izoerm. A közveíõ közeg ömegáramának és hõmérsékleének korláai Az 1. ábra egy közveíõközeges hõcserélõ kapcsolásá és a hõcserében részvevõ közegek állapoválozásá muaja. A hõcserélõke isza ellenáramúnak éelezük fel. A ké hõcserélõ -Q diagramjá egyelen ábrába vonuk össze, hiszen az áado hõeljesímény azonos, és a közveíõközeg hõmérsékle-lefuása is megegyezik, csak ellenées a válozás iránya. A hõáviel fennarásához szükséges, hogy a melegebb közeg hõmérséklee minden ponban legalább egy minimális D különbséggel nagyobb legyen, min a hidegebb közeg hõmérséklee ugyanabban a ponban. D éréké gazdaságossági szemponok haározzák meg, de zérushoz örénõ közelíése eseén a szükséges hõáadó felüle a végelenhez ar, azaz a hõáviel a gyakorlaban nem valósíhaó meg. Ha a vízérékáramo növeljük, a hõmérsékle görbe egyre laposabb lesz, míg végelen vízérékáramnál ** eléri a vízszines. Ebben az eseben a közveíõközeg ömegáramának nincs felsõ korlája, ovábbá megengedheõ olyan cirkuláció is, amelynél a melegoldali hõcserélõben a közeg elpárolog, a hidegoldaliban pedig oldal 59 / 76

60 ugyanazon a nyomáson lekondenzál. A felada megoldhaó párhuzamosan, és/vagy sorba kapcsol hõcsövekkel is. Kalorifer Nagyobb helyiségek, csarnokok, rakárak fűésére szolgáló nagyobb es, amelye felmelegíenek és raja kereszül levegő áramolanak; léghevíő, légfűéses kályha. A fűő- vagy hűőközeg lehe víz, vízgőz vagy más folyékony közeg, amely nem károsíja a kalorifer csövei. Alkalmazhaó kényszeráramlású hőcserélőkén a légechnika minden olyan erüleén, ahol a kaloriferekbe közvelenül belépő fűendő vagy hűendő levegő szilárd szennyeződés nem aralmaz, illeve csak olyan folyékony vagy gáznemű anyagoka aralmaz, amelyek a kalorifer alkarészei nem ámadják meg. AC/AC horganyzo kalorifer A kalorifer anyaga szerin lehe: acéllamellás, acélcsöves Készülhe csősorszám szerin: egysoros, késoros, háromsoros kivielben Az alapkiviel öbbszörözheő. RE/AL kalorifer A kalorifer anyaga szerin lehe: rézcsöves alumíniumlamellás kalorifer Készülhe csősorszám szerin: Egysorosól-nyolcsoros kivielig. 15 Jellemezze röviden a fonosabb hőcserélő ípusoka! (rekuperaív és regeneraív, közvee és közvelen működésű, kényszer- és szabad áram, nulláramú) A rekuperaív hőcserélőkben a ké közege hőávivő felüle válaszja el egymásól. Főbb fajái: periodikusan működnek az ún. auoklávok; ezek hőávivő felüleel elláo arályok, amelyeke felölenek a melegíendő közeggel, az felmelegíik, majd a készüléke leüríik; a folyamaos működésű rekuperáorok ovábbi csoporosíása a konsrukció és a közegek egymáshoz viszonyío áramlási iránya alapján örénik. A regeneraív hőcserélők periodikusan működő berendezések; bennük egy harmadik (hőároló) anyago felmelegíenek, és eközben a meleg közeg lehűl. Ez köveően a hőároló anyago a hideg közeggel hozzák ermikus kapcsolaba, az lehűl, és a hideg közege felmelegíi. A regeneráoroka főleg akkor használják, ha a hőcserével vagy nagyon magas, vagy a nagyon alacsony hőmérséklee kell elérni (pl. a nagyolvaszók lég-előmelegíőjének, vagy a levegőcseppfolyósíó berendezések hőcserélőjekén). Vagy (legalább) ké készülékből állnak, amelyekben egymással ellenées fázisban a hőároló öle hő vesz fel, ill. ad le, vagy a hőároló anyag mozog úgy, hogy felválva a hidegebb és a melegebb közeg álal ááramlo készülék-részen haladjon á (pl. a Ljungsröm-léghevíőkben a hőároló ölee egy szegmensekre oszo forgó hengerben helyezik el úgy, hogy a henger egyik fele a meleg, a másik a hideg közege vezeő csaornán halad á oldal 60 / 76

61 A műszaki gyakorlaban kiemel jelenőséggel rendelkező rekuperaív hőcserélők szerkezeének keős feladaa van: egyrész az áramló közegek megfelelő elválaszása egymásól és a környezeől, másrész az energia egyik közegből a másikba való erjedéséhez megfelelő körülmények (legfőképp az elegendő hőáadó felüle) megeremése. A hőávielnél a hőáram nagyságá dönően befolyásoló három ényező a felüle, a hőmérsékle-különbség és a hőávieli ényező nagysága. A megfelelő feléeleknek elege evő hőcserélő megervezéséhez e három ényező közöi összefüggés ismereére van szükségünk. A rekuperaív hőcserélőke a közegek egymáshoz viszonyío áramlási irányai alapján egyenáramúnak, ellenáramúnak vagy kereszáramúnak ekinhejük. Közvelen működésű hőcserélő A hőcserében részvevő fluidumok (közegek) közvelenül érinkeznek egymással inenzív keveredéssel, ezér gyakran keverő hőcserélőknek is nevezzük őke. Csak akkor alkalmazhaók, ha a közegek összekeveredése nem káros, illeve az összekeverede fluidumok a hőcsere befejezével könnyen elválaszhaók egymásól. Közvee működésű hőcserélő A hőcserében részvevő közegeke szilárd fal válaszja el egymásól. A készülékek ké nagy csoporba oszhaók: 1. Csöves hőcserélők (a hőáadó felülekén alkalmazo gépelem cső), és 2. Lemezes hőcserélők (a hőáadó felüle lemez). A hőáadó felüle fémből készül (szénacél, övözö acél, alumínium, réz, ián sb.). A felülei hőcserélők szerkezee egyszerű, könnyen javíhaó, iszíhaó és szerelheő kell hogy legyen. Kényszeráramú hőcserélő Ha a hőcserében részvevő mindké közege kényszer áramolajuk, akkor kényszeráramú hőcserélőről beszélünk Szabadáramú hőcserélő Akkor beszélünk szabad áramú hőcserélőről, ha az áramlás csupán az egyik közeg sűrűségkülönbsége nyomán indul be. Nulláramú hőcserélő Mind a ké közeg hőmérséklee állandó a felüle menén. (Pl.:elíe gőzök közi hőcserélő) 16 Ismeresse a moorok indíásá! oldal 61 / 76

62 Az aszinkron gép állórészén álalában öbbfázisú ekercselés alálhaó, amely forgó mágneses mező hoz lére. A forgó mágneses ér erővonalai meszik a forgórész ekercselésé, és abban feszülsége indukálnak. Mivel a ekercselés zár, vagy rövidrezár áramkör alko, az abban indukálódo feszülség haására a körben áram folyik. Lenz-örvénye érelmében az így indukál áram akadályozni igyekszik az ő lérehozó indukáló folyamao, ezér a forgórész elfordul, így igyekezvén megakadályozni az erővonalmeszés, és vele az indukció. Természeesen a forgórész soha nem érhei el az állórész forgó mágneses mezőjének éréké, mivel akkor megszűnne az erővonalmeszés. Ez az elcsúszás nevezik szlipnek. A szlip számíása: ahol: s a szlip éréke n0 a szinkron fordulaszám n az akuális fordulaszám A szlipe %-ban is szokás kifejezni, ilyenkor a képle így módosul: A szinkron fordulaszám meghaározása: ahol: n0 a szinkron fordulaszám (1/s) f a hálózai frekvencia p a póluspárok száma 17 Mi az okánszám és a ceánszám és melyike melyik moor ípusnál alkalmazzuk? Az okánszám, kompresszióűrés, a benzin nyomásűrésére, illeve öngyulladására vonakozó mérőszám. Nemzeközileg egységes érék, a benzinkuak ölőoszlopain fel van üneve a benzin okánszáma. Ha az előírnál kisebb okánszámú benzin használunk, az a moor kopogásá (deonációs égésfolyama kialakulás) idézi elő, - azaz még mielő a gyújógyerya szikrá adna, már a sűríési üemben berobban az üzemanyag-levegő keverék. Ez károsíhaja a moor szerkezei elemei. A nagyobb okánszámú üzemanyag a számíógép vezérlés nélküli auóknál kár nem, de a ökélelenebb égés mia eljesíménycsökkenés okoz. Az injekorral szerel kocsiknál a nagyobb okánszámú benzin használaa minimális eljesímény növekedéssel járha. Az okánszám adalékanyagokkal (például a környezeszennyező haása mia már nem használaos ólom-eraeillel, vagy bio-eanollal) növelheő. A dízelolajokkal szemben ámaszo égési köveelmények ponosan ellenéesek azzal, min ami az Oo-moorok üzemanyagára vonakozik. I ugyanis nincs szikragyújás, és az a köveelmény, hogy a komprimál levegőbe befecskendeze gázolaj minél gyorsabban elégjen, ehá a ermikus insabiliás az előnyös ulajdonság. Az öngyulladás empirikus méréke a ceánszám (a ceán az n- oldal 62 / 76

63 hexadekán, azaz a 16 szénaomos normál-paraffin riviális neve). A ceán öngyulladási ulajdonságai a legkedvezőbbek, ez jeleni a skála 100-as éréké, míg a zérusponnak a csekély öngyulladási hajlamú α-meil-nafalin válaszoák. A ceánszám ehá az muaja meg, hogy az ado dízelolaj öngyulladó-képessége hány százalék ceán alfa-meil-nafalin elegy öngyulladóképességének felel meg, szabványos vizsgálai körülmények melle. A ceánszám meghaározására próbamoorok szolgálnak. Érdemes ualni arra, hogy a közvelen lepárlással kapo gázolaj ceánszáma (kb ) megfelel az elvárásoknak. Ma már kényelmi okokból alsó refereciakén az α-meil-nafalin helye a 15-ös ceánszámú izoceán használják. 18 Milyen keverék képzéseke ismer a folyékony üzelőanyag elüzelésére? Cseppfolyós üzelőanyagok (leggyakrabban használak): Oó-moorhoz (benzin, benzol, könnyű szénpárlaok, alkohol), dízelmoorokhoz (dízelolaj, repceolaj). Az Oo-mooroknál a cseppfolyós üzelőanyagok, illeve ezek keverékei öbbnyire porlaszo állapoban és leheőleg előgőzölögee alakban az elégeéshez szükséges levegővel összekeverve a szívólöke ala junak be a moor hengerébe. Ez a művelee a porlaszó (karburáor) végzi, amely a szívócsaornába a fojószelep elő erős légáramban porlaszja szé a cseppfolyós üzelőanyago. Az újonnan kifejlesze benzinbefecskendező eljárásnál a befecskendezés örénhe a kompressziólöke ala is. A porlaszó elvi elrendezésé a kövekező dia szemlélei. A dugayú a levegő középen szűkíe csövön kereszül szívja a hengerbe. A Venuri-cső alakú légvezeék legszűkebb szelvényében elhelyeze fúvókában a cseppfolyós üzelőanyago úszóval vezérel szelep arja állandó szinmagasságon. A finom cseppekre porlaszo folyadéko a légáram magával ragadja és részben köd alakjában, részben pedig elpárologao állapoban viszi a moor hengerébe. VIII. Felsorolások (1x10pon) 1; Ismeresse a üzelőanyagok állapo, anyag és üzelésechnikai jellemzői! Állapojellemzők: - Hőmérsékle (T) [ C], [K] - Nyomás (p) [Pa], [mbar] - Sűrűség (δ) [kg/m3] - Fajérfoga (υ) oldal 63 / 76

64 - Folyáspon Anyagjellemzők: - Fajhő (c ) [j/kg*k] - molekula ömeg - gázállandó - hővezeési ényező - dinamikai viszkoziás - kinemaikai viszkoziás Tüzelésechnikai jellemzői: - összeéel - relaív gázsűrűség - égéshő és fűőérék - gyulladási hőmérsékle, lobbanáspon, gyulladáspon - a gyulladási koncenráció haárai - normál lángerjedési sebesség - Wobble-szám 2; Gázégők feladaa, köveelmények velük szemben Gázégő: A gázégő a gázkazánok azon része, melynek feladaa, az energia hordozó hőaralmának kinyerése. A gázégők feladaa: - A gáz ökélees égéséhez szükséges levegőmennyiség bejuaása az égési érbe, illeve homogén gáz-levegő keverék előállíása - Az égés beindíása és a folyamaosság fennarása - A gáz-levegő keverék hőaralmának kinyerése - A legmegfelelőbb lángkialakíás, a láng irányíása a felhasználás echnológiája szerin 3 Kazánok kiválaszásának szemponjai - Technlógiai vagy komforfűés, uóbbinál csak fűés vagy használai melegvíz előállíás is felada - Terveze szekunder rendszer hőmérsékleek, eljesímények, hidraulikai blokk igény - Az épüle adoságai - Éves üzemeleési igények - Szabályozási igények (gázégő moduláció, légelláás) - Haékonyság - Akuszikai feléelek - Üzembizoság 4 Ismeress a fonosabb szénhidrogének égési és bruó egyenleei! - Szénhidrogének égési egyenleei: o 1 m 3 CH4+2 m 3 O2=1 m 3 CO2+2 m 3 H2O oldal 64 / 76

65 o Ado szénhidrogén oxigénnel való ökélees egyesülése folyán szén-dioxid és víz kelekezik. o 1 CH4 + 2 O2=1 CO2 + 2 H2O o 2 C2H6 + 7 O2=4 CO2 + 6 H2O o 1 C3H8 + 5 O2=3 CO2 + 4 H2O o 2 C4H O2=8 CO H2O o 1 C5H O2=5 CO2 + 6 H2O o 2 C6H O2=12 CO H2O - Szénhidrogének bruó egyenleei: o 1 CH4 + 2 O2=1 CO2 + 2 H2O o 1 C2H6 + 3,5 O2=2 CO2 + 3 H2O o 1 C3H8 + 5 O2=3 CO2 + 4 H2O o 1 C4H10 + 6,5 O2=4 CO2 + 5 H2O o 1 C5H O2=5 CO2 + 6 H2O o 1 C6H14 + 9,5 O2=6 CO2 + 7 H2O o Az O2 együhaóka f1-el jelöljük o A CO2 együhaóka f2-vel jelöljük o A H2O együhaóka f3-mal jelöljük - Légelláási (légfelesleg) ényező: o Gázüzelő berendezésekben mindig öbb levegő adnak a gázhoz, min az elmélei levegő szükségle. o Ennek fő oka: a ökélees égés bizosíása o Jele:, Mérékegysége: - o Meghaározása: L ényleges L min o Éréke: Tökélees égésnél: =1 Fúvóka nélküli égőn: =2-3 Fúvókás égővel: =1,1-1,3 Előkeveréses levegő: =1,1-1,4 - Kondenzációs hőmérsékle: oldal 65 / 76

66 o Az a hőmérsékle, ahol a füsgázban lévő víz elkezd kondenzálódni, fonos hőmérsékle éréknek számí az épülegépészeben. o Jelenősége például kazánoknál: Hagyományos és alacsony hőmérsékleű kazánoknál a visszaérő víz hőmérsékleének ennél nagyobbnak kell lennie, kondenzációsnál meg épp alacsonyabbnak. o Éréké áblázaból haározzuk meg a füsgázban lévő víz parciális nyomása függvényében. o Álalános éréke C körül alakul. 5 Ismeresse a ermodinamikai elven működő hőszivayúk és hűőgépek fonosabb közegei és részegységei - Hőszivayú: egy olyan hőechnikai gép, amely alkalmas arra, hogy az alacsonyabb energeikai helyről a hő a magasabb energeikai hőaralmú helyre szivayúzzuk, mindehhez valamilyen munká kell bevinni a gépbe. - Hűőgép: olyan gépészei berendezés, mely le udja hűeni a vizsgál közege a kíván hőmérséklere. Csoporosíásuk: HŐSZIVATTYÚ/HŰTŐGÉP: TERMODINAMIKAI KÖRFOLYAMATOK o GŐZNEMŰ MUNKAKÖZEGGEL SZORPCIÓS SUGÁRELVŰ KOMPRESSZOROS o GÁZNEMŰ MUNKAKÖZEGGEL KOMPRESSZOROS EGYÉB ELVŰ ELEKTROMOS ÉS MÁGNESES FOLYAMATOK o o TERMO ELEKTROMOS TERMO MÁGNESES A hőszivayú/hűőgép közegei: A hőszivayú vagy hűőgép hő von el a hűendő közegől, amely így hűö közeggé válik. Az elvon hő a munkaközeg vagy másképpen a hűőközeg szállíja el a hőelvonás helyéől a hőleadás helyéig. A hőleadás helyén az elvon hő a hűőközeg áadja a hő felvevő közegnek. Gépészei berendezései: Kompresszor oldal 66 / 76

67 Kondenzáor Expanziós gép Elpárologaó Az elpárologaáskor kelekeze gőzöke egy kompresszorba vezeik, ami megfelelő nyomásra sűríi. A gőzök a kompresszorból a kondenzáorba kerülnek, ahol a ermészees külső hűőközeg (levegő vagy víz) haására lecsapódnak, kondenzálnak.a gőz az expanziós gépben expandálódik. A nyomáscsökkenés kövekezében csökken a forrpon, a hűendő érben elhelyeze elpárologaóban felforr. A párolgáshő a környezeéből vonja el, ezzel hűi a környezeé. 6 Ismeresse a hőszivayús rendszer ervezésének lépései! - Hőszivayús rendszerek ervezési lépései: o 1. Az épüle adaainak megállapíása Ponosan állapísa meg az épüle hő szükségleé az MSZ EN szerin Haározza meg a meleg vízszükséglee Haározza meg a hő áviel módjá (fűőes vagy padlófűés) Haározza meg a fűési rendszer hőmérsékleei (cél: alacsony hőmérsékleek) o 2. A hőszivayú méreezése: Haározza meg a hőszivayú üzemmódjá (monovalens, monoenergeikus, bivalens) Vegye figyelembe az áramszolgálaó leheséges ilási idejei Haározza meg a hőforrás és méreezze. Méreezze a ároló-vízmelegíő o 3. A jogi és anyagi kerefeléelek megállapíása: Hőforrás-engedélyezési eljárás (csak alajszonda vagy kú eseén) Tiszázza az állami és helyi ámogaási leheőségeke Az áramszolgálaó díjszabása és kedvezményei oldal 67 / 76

68 A lakók eseleges zajerhelése (különösen levegő hőszivayúk eseén) o 4. Haáskorok és illeékességek megállapíása: A hőszivayú hőforrása (alajhő és alajvíz hőszivayúk eseén) A fűési rendszer hőforrása (hőforrásai) Elekromos szerelés (hőforrás) Az épíészei feléelek (lásd az 5. ponos is) o 5. A fúrás végző cég megbízása (csak alajhő és alajvíz hőszivayúk eseén) A alajszonda méreezése (fúrás végző cég) majd szerződésköés Fúrási munkák kivielezése o 6. Épíészei feléelek (csak levegő hőszivayúk eseén) Beléri felállíás eseén: ellenőrizze a fali ávezeések saikájá, készíse el a fali ávezeéseke. Küléri felállíás eseén: ervezze meg és készíse el az alapzao a helyi köveelményeknek és az épülegépészei szabályoknak megfelelően. o 7. Elekromos munkák Kérvényezzen villanyórá és alakísa ki a villanyórák helyé Fekesse le a erhelő és vezérlő vezeékeke. 7 Ismeresse a hőszivayúk hőforrásaival szembeni elvárásoka - Elvárások: o Műszakilag könnyen, ehá olcsón kihasználhaó legyen o Megfelelő mennyiségben és folyamaosan álljon rendelkezésre o Hőmérsékle szinje minél magasabb legyen Jellemzően a helyszíni, egyedi számíások alapján kell döneni a hőszivayú ípusáról. - Hőforrásai: o Jellemzően alacsony hőmérsékleű közegek, amelyeke nem udnánk közvelenül fűésre alkalmazni. o Típusai: Hulladék hő (elfoly meleg víz, echnológiai hulladék hő) Megújuló energiaforrások (alaj hő, alaj és felszíni víz, légköri levegő) o Közegek áekinése: 8 Ismeresse a fordío Carno és Joule körfolyamao megvalósíó rendszer kapcsolásá és a különbségeke közük. oldal 68 / 76

69 Carno körfolyama:egy speciális ermodinamikai körfolyama, melye az elmélei (idealizál) Carnohőerőgép haj végre. A Carno-körfolyama a leheő legjobb haásfokú körfolyama, mely egy ado mennyiségű hőenergiá mechanikai munkává alakí, illeve egy ado mennyiségű mechanikai munká hűési célokra áalakí hőenergiává. A Carno körfolyama, ha hőerőgépkén működik, négy állapoválozásból áll: η= Tf Ta Ta Fordío Carno-körfolyama: Az alsó izoerma menén (állandó hőmérsékleen) örénik a külső környezeből a hőelvonás. Ez akkor valósíhaó meg, ha a körfolyama e részeihez egy speciális hőcserélő ársul. Ez a speciális hőcserélőben a gép belső munkaközege képes fázis válani. Így az elvon hő a fázis válozás energia szükségleének kielégíésére szolgál. A hőcserélő úgyneveze egyenáramú hőcserélő. Ezuán a munkaközege sűríjük jellemzően valamilyen nagynyomásviszonyú (π) géppel (kompresszor). Az immár nagynyomású és magas hőmérsékleű közegből a felső izoerma menén egy újabb szerkezei elembe hőenergiá vonunk ki. Ez a speciális egység szinén egy hőcserélő (egyáramú). Az állandó hőmérsékleen örénő hőleadás uán a munkaközege a negyedik részegységben munkára fogjuk, melynek kövekezében annak nyomása és hőmérséklee csökken. A körfolyama bezárul. η= Ta Tf Ta Joule-körfolyama: Az 1-4-es izobár állapoválozás során a munka közeg hőenergiá ad le a környezeének. Az állapo válozás végére 1-es állapoba ju a közeg. Ez az állapoválozás jellemzően kéáramú hőcserélőben megy végbe. Az 1-2 állapoválozás adiabaikus kompresszió. Az állapoválozás végére a munkaközeg hőmérséklee és nyomása megemelkedik. 2-3 izobár hőenergia felvéel. 3-4 adiabaikus munkavégzéssel juunk, mely kövekezében a munkaközeg nyomása és hőmérséklee csökken. Jellemzően gőzurbinák körfolyamaa. oldal 69 / 76