Melegvíz üzemű kályha- és kandallóbetétek kapcsolódása a központi fűtéshez Tágulási tartályok Baumann Mihály Pécsi Tudományegyetem Pollack Mihály Műszaki Kar
Alkalmazás várt előnyei A kandalló használata mellett a távoli helyiségek fűtése (kis lakások teljes fűtése) Esetleg egyúttal használati melegvíz készítése Hosszú távú megbízható működés Megelégedett ügyfelek 2
Égést befolyásoló paraméterek Hőmérséklet Légellátás Tartózkodási idő 3
Szilárdtüzelés Tüzelés jó hatásfokkal = Rövid égési idő nagy légfelesleggel = Egyenlőtlen energia bevitel Égési levegő fojtás következményei (rossz hatásfok, magas károsanyag kibocsátás, lerakódások a kazánban és a kéményben) Kazán vízhőmérséklet Fatüzelés kultúrája 4
Égőtér hőmérséklete? Nem szabad a tűzteret túlságosan lehűteni! Tökéletlen égés Kondenzáció, szurok lecsapódás kályhában, kéményben Kazánok csoportosítása: Hagyományos kazánok Alacsonyhőmérsékletű kazánok Kondenzációs kazánok 5
Égési levegő mennyisége? Teljesítmény szabályozása az égési levegő fojtásával Következményei: Tökéletlen égés, korom és CO-képződés Alacsony hatásfokú tüzelés Lerakódás a kályhában és kéményben Gyakori tisztítás szükséges 6
Mennyi ideig tudok fűteni? Energiamennyiség = Teljesítmény x Idő Helyiség hőveszteség = 2.5 kw Fűtés időtartama = 8 h Szükséges energiamennyiség = 8 h x 2.5 kw = 20 kwh Tüzelőanyag égési ideje = 1.5 h Szükséges kályha teljesítmény = 20 kwh / 1.5 h = 13.3 kw 7
Biztonságos megoldás? Mi történik áramkimaradásnál? Használhatok termosztatikus szelepeket? 8
Nyitott tágulási tartály Szilárd tüzelésű kazánnál csak nyitott tágulási tartály alkalmazható!? Biztonsági előremenő (BE) Q& d BE = 15 + 1,39 1000 Biztonsági visszatérő (BV) (tágulási vezeték) Q& d BV = 15 + 0,93 1000 Túlfolyó vezeték (TF) d TF = d BE + 1 méret Jelző vezeték (J): 3/8 Ellenőrző vezeték (E): 3/8 [ mm] [ mm] 9
DIN 4751/2 Zárt melegvíz fűtési rendszerek Biztonsági berendezések 100 kw alatti szilárd tüzelésű berendezések hőmérséklet szabályozása, korlátozása Fel kell szerelni termikus biztonsági szeleppel. A hidegvíz rendszerben min. 2 bar túlnyomás legyen. Égési levegő szabályozóval kell felszerelni. Huzathatároló felszerelése kötelező. 10
DIN 4751/2 Zárt melegvíz fűtési rendszerek 1 Hőtermelő Biztonsági berendezések 1b Biztonsági hőelvonó hőcserélő 2 Elzárószerelvény 3 Hőmérsékletszabályozó 4a Termikus biztonsági szelep hőmérséklet határolóként 6 Hőmérő 8 Rugóterhelésű biztonságiszelep 9a Biztonságiszelep lefúvató vezetéke 11 Maximum nyomás határoló 13 Nyomásmérő 15 Vízhiánybiztosító 16 Tömlőcsatlakozó 17 Elzárószelep visszacsapóval 18 Ürítőcsap 19 Tágulási vezeték 20 Illetéktelen zárás ellen védett elzárószerelvény 21 Ürítőcsap a tágulási tartály előtt 22 Zárt tágulási tartály 23 Melegvíz vezeték 24 Hidegvíz vezeték (min. 2 bar) 25 Melléklevegő egység (huzathatároló) 11 26 Kémény
Termikus biztonsági szelep 12
Termikus biztonsági szelep Az érzékelő melegedésével a benne található folyadék kitágul. A megnövekedett nyomás nyitja a szelepet. A szelep nyitására 2 egymástól független működésű tágulótest szolgál. Ha az egyik meghibásodik, a másik még mindig nyitni képes a szelepet. A szerelvény beépítésekor egy lefolyótölcsér alkalmazása is célszerű. A szerelvény alján található piros gomb a működés ellenőrzésére szolgál. A DIN 4751 2. kötet szerint évente szakember segítségével ellenőrizni kell a szerelvény megfelelő működését. 13
Termikus biztonsági szelep Kazántest abba integrált bojlerrel Kazán hűtő hőcserélő betéttel A termikus biztonsági szelep segédenergia nélkül működő, a hőtermelő berendezés előremenő hőmérsékletéről működő szerelvény. Legkésőbb 95 C elérésekor nyit, melegvizet kiengedve meggátolja a berendezés további melegedését. A szerelvényt szilárd- és vegyestüzelésű hőtermelőknél kell alkalmazni. A beépítésnél a kazángyártó utasításait kell követni, de a berendezéstől max. 0,5 m-re szabad szerelni. 14
Cserépkályha betét 15
Kandallóbetét 16
Kandallóbetét csatlakoztatása 1. Zárt tágulási tartály 2. Termosztátkapcsoló 3. Váltószelep 4. Elzárószelep 5. Keringtetőszivattyú 6. Négyútú keverőszelep 7. Légtelenítő 8. Hidegvíz a termikus biztonsági szelephez 9. Termikus biztonsági szelep lefúvató vezetéke 10.Biztonsági szelep 11.Visszacsapószelep 12.Termikus biztonsági szelep 17
Hafnertec levegő-víz hőcserélő 18
Abszorber alkalmazása Kályha külső felületére szerelt kistömegű abszorber segítségével hőenergia vezethető el kályhából. A megoldás előnye, hogy a hőelvétel szabályozható. Felhasználási terület: MINERGIEés passzívházaknál alkalmazott hibrid rendszerek. A megoldás előnye, hogy a vízhőmérséklet nem emelkedik 300-400 C fölé. Ez új biztonságtechnikai megoldásokat tesz lehetővé. 19
Puffertároló és vízhőmérséklet szabályozó alkalmazása M M HMV tároló Gázkazán Puffertároló Vegyestüzelésű kazán 20
Puffertároló méretezése Ökölszabály alapján: Német szakmai javaslat: min. 25 liter/kw 21
Puffertároló méretezése Tüzelőanyag felhasználás alapján: V Pu Q K b K ρ W c W T Pu,max T Pu,min V Pu = ρ W QK c W b K 3600 ( T T ) Pu,max Pu,min [ liter] a puffertároló térfogata [liter] a szilárdtüzelésű kazán névleges teljesítménye [kw] a tüzelőanyag leégésének ideje [h] a víz sűrűsége (kb. 0,982 kg/liter) a víz fajhője (kb. 4,18 kj/kgk) a tároló közepes vízhőmérsékletének maximuma [ C] a tároló közepes vízhőmérsékletének minimuma [ C] 22
Puffertároló méretezése Épület hőigénye alapján: ( f 24 b n) f Q V Pu Q K Q N b K n V Q Pu K ρ W c W T Pu,max T R f Beh f Anl = = ρ f W Beh c Beh W f Anl K [( T 20) ( T 20) f ] Pu,max QN 24 b n K Anl R [ kw ] [ liter] a puffertároló térfogata [liter] a szilárdtüzelésű kazán névleges teljesítménye [kw] az épület méretezési hőigénye [kw] a tüzelőanyag leégésének ideje [h] a naponta tervezett begyújtások száma a víz sűrűsége (kb. 0,982 kg/liter) a víz fajhője (kb. 4,18 kj/kgk) a tároló közepes vízhőmérsékletének maximuma [ C] a visszatérő vízhőmérséklet méretezési állapotban [ C] az üzemviteli tényező a terhelési tényező N 3600 Anl 23
Puffertároló és kazán mérete Eset f Beh b K n f Anl Q N T Pu,max T R V Pu Q K - h db/nap - kw Cels Cels liter kw 1 0.8 3 2 0.8 15 80 40 3157 38.4 2 0.8 3 1 0.8 15 80 40 3875 76.8 3 0.66 3 1 0.4 15 80 35 1251 31.7 4 0.8 3 2 0.8 15 80 60 4961 38.4 24
Puffertároló és kazán mérete Eset b K Q K T Pu,max T Pu,min V Pu h kw Cels Cels liter 1 3 35 80 35 2046 2 3 35 80 60 4604 25
Víz hőtágulás mértéke Rendszer víztérfogata: ~ 5-25 liter / kw erősen függ a rendszer kialakításától, beépített csövek és radiátorok típusától. Tágult vízmennyiség: Δ V = V n rendszer T víz max 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 C n 0.4 0.75 1.17 1.67 2.24 2.86 3.55 4.31 5.11 5.99 % Víz hőtágulása 10 C-ra vonatkoztatva, százalékban 26
Tágulási tartályok összehasonlítása Nyitott tágulási tartály mindig a rendszer legmagasabb pontjára építendő (fagyveszély, bekötési problémák). Nyitott tartálynál állandó a rendszer nyomása (tetőtéri kazántelepnél és 100 C feletti hőmérsékleteknél esetleg kevés) Nyitott tartálynál víz érintkezik a levegővel (korrózió) Zárt tartály mérete esetleg többszöröse a nyitottnak. Szilárd tüzelésnél csak nyitott tartály alkalmazható! 27
Nyitott tágulási tartály Szilárd tüzelésű kazánnál csak nyitott tágulási tartály alkalmazható! Biztonsági előremenő (BE) Q& d BE = 15 + 1,39 1000 Biztonsági visszatérő (BV) (tágulási vezeték) Q& d BV = 15 + 0,93 1000 Túlfolyó vezeték (TF) d TF = d BE + 1 méret Jelző vezeték (J): 3/8 Ellenőrző vezeték (E): 3/8 [ mm] [ mm] 28
Nyitott tágulási tartály 29
Nyitott tágulási tartály 30
Több kazán bekötése nyitott tartály esetén Nyitott tágulási tartály bekötése és a kazán közé elzárószerelvény nem építhető be! A háromjáratú váltócsap a kazán üzeme közben a beépített gömbcsappal párhuzamosan üzemel, a kazán kizárásakor pedig a légkör felé van nyitva. 31
Változó nyomású zárt tág. tartály 32
p V p V T elő Változó nyomású zárt tág. tartály = = V T áll = ΔV p max p max p p max elő ( V ΔV ) p elő = (p stat, vagy legalább a a kigőzölgési nyomás) + 0,2 bar p max = legfeljebb a leggyengébb elem nyomásállósága T 33
Rugóterhelésű biztonsági szelep Kifolyó tölcsér 34
Biztonsági szelep kiválasztása 35
Zárt tágulási tartály bekötése keverőszelep nélküli rendszernél 36
Zárt tágulási tartály bekötése keverőszelepes rendszernél 37
Zárt tágulási tartály bekötése nagy rendszereknél 38
Kombinált elzárószelep Szolgáltatások: - elzárási lehetőség (illetéktelen ellen védett) - légtelenítés, feltöltés, ürítés - nyomás mérés 39
Különleges kivitelű zárt tágulási tartály 40
Állandó nyomású zárt tágulási tartály 41