2016. december 29., csütörtök

A modern szilárdtüzelésről.....

Talán kezdem is az elején, miért született ez az írás?!
Sajnos rögös pályafutásom során többször is tapasztaltam az épületgépész tervezői társadalom, és vele párhuzamosan a kivitelezői és beruházói csoportok, kategorikus ellenállását a nem "hagyományos" (értsd gáz) hőtermelők alkalmazásával kapcsolatban. Ebben a pár sorban a szilárd tüzelés, és azon belül a faelgázosító és pellet kazánok kerülnek látómezőbe.

Lehet, hogy én vagyok nagyravágyó, vagy csak fiatal, de sajnos a felület fűtések elterjedése is még gyerekcipőben van, pedig egy kifejezetten komfortos megoldás és nem csak padlófűtést jelenthet. Valami hasonlót látok minden megújulónak számító energia termelés kapcsán. Sajnos személyes tapasztalatom is azt bizonyítja, hogy sokszor sületlenségekkel indokolják egy-egy rendszer életképtelenségét, pedig csupán egy kis tanulással, érdeklődéssel, segítség kéréssel könnyen kezelhető megoldások is születhetnek, fatüzelés vagy éppen hőszivattyús hőenergia előállítás kapcsán.

De térjünk is vissza a témánkhoz. Szilárd tüzelés? Hol, miért, kinek? Egy egyszerű válaszom van: mint minden hőtermelési megoldásnak, ennek is meg van a maga létjogosultsága, és optimális alkalmazási lehetősége. Ezt bizonyítja számos európai ország, ahol még ma is előszeretettel alkalmazzák. Remélem ezen rövidke írás végére a szilárd tüzelést és a faelgázosítást is helyén tudjuk kezelni.

Manapság, így a tél kezdetén, ismét felbuggyant a környezetszennyezés és úgy egyébként a szilárd tüzelés mindenféle káros hatása, valós- és álmérésekkel sok mindent bizonyítanak, de egy tény: még mindig népszerű fűtési módszer.
Ezen a ponton szakadjunk el a PET palackok kiváló fűtőértékétől, és inkább csapjunk bele, és próbáljunk meg néhány szakmai gondolatot is átbeszélni.


Noh, kezdjük az elején, az alapvető vitánál. A fatüzelés megújuló vagy sem? Nézőpont kérdése. Ha a bolygónk CO2 egyenletét vesszük alapul, akkor igen, hiszen minden elégetett kilogrammnyi fából felszabaduló CO2 annyi, mint amennyit a növény élete során megkötött és anyagába beépített, ehhez csekély károsanyag kibocsátás párosul az égetés során, így mindenképpen környezetkímélő megoldás. Ez tény. Ám ehhez sajnos nincs elég nagy hagyománya az energia erdők és úgy egyáltalán a gyorsan növő fák telepítésének, ez pedig egy élethelyzet, reméljük változik és az erdészetek is jobban kezelik ezt a piacot is. Egyszóval saját véleményem szerint, igen a fatüzelés megújuló energia termelésnek számít.

A következő környezetvédelmi aggály a korom termelés kérdése. Igen, mint minden oxidációs folyamattal járó energia termelés ez is füstgázt állít elő. A füstgáz (és nem a füst) rengeteg az égés során felszabaduló anyagot és az égés során átalakuló végterméket tartalmaz, ideális esetben legnagyobb százalékban vízgőz és CO2 alkotja. A köznapi nyelvben elő füst (főleg a sűrű fekete) a koromképződés egy jellegzetes formája. Kis mennyiségben előfordulhat minden füstgázban, de nagyobb mennyiségű megjelenése tűzeléstechnikai problémát sejtet.

Egy másik hatalmas negatívumként szokásosan felhozott indok a rendszer komfort nélkülisége. Szerencsére manapság már ez sem így van. Egy jól méretezett rendszer esetén komoly hőtároló kapacitás építhető be, így a tűz táplálások gyakorisága jelentősen lecsökkenthető. De itt is van lehetőség a gyakorlatilag minimális felügyeletet igénylő rendszerek kialakítására, melyek tipikusan a pellet kazánok. Később ezekről is lesz szó.

Szóval aki eddig kitartott és végig olvasta a fentieket, talán gazdagodhat némi műszaki információval a következőkben a témával kapcsolatban.
Bárki bármilyen szilárdtüzeléssel foglalkozó gyártót megkérdez, hogy mi a hatásfokot érintő legjellemzőbb hiba vagy panasz előfordulás oka, egyöntetűen három dolgot emelnek ki: tüzelőanyag, tüzelőanyag, és tüzelőanyag. ;-)
Sajnos igen. A magas koromtartalmú égésnek, a korróziós károknak, és a rossz hatásfoknak is általában a tüzelőanyag rossz minősége, első sorban a magas nedvességtartalom az oka, másodsorban a nem megfelelő tüzelés.
A frissen vágott fának (időjárástól függően) hozzávetőlegesen 50%-os a nedvesség tartalma, ez kezdetben 30% körüli értékre csökken (szintén időjárástól függően). Helyes és legalább egy nyári tárolás alatt pedig 15-20% ideálisnak mondható nedvesség tartalom áll be. Nyilvánvaló, hogy egy 40% nedvesség tartalmú fa esetén a 20%-hoz viszonyított többlet nedvességet is a tüzelés során kell elpárologtatnunk, mely nagyságrendjében legalább 20% energia vesztést eredményez. A szárított és a frissen vágott fa egységnyi hasznosítható energia mennyisége között hozzávetőlegesen kétszeres különbség várható. Ezzel párhuzamosan a nedves fa hozzájárul a tüzelőberendezés és a kémény elkátrányosodásához is, valamint rosszul kezelt kazán estén a fent már említett és sokak által jogosan utált kormos füstképződéshez, vagy akár kondenzes égéshez, ami szintén kéménykárosodáshoz vezethet. Ezen jelenségek a korróziós hatások mellet igen veszélyesek, hiszen a nagy mennyiségű lerakódás hamar (főleg elhanyagolt kémény esetén) kéményduguláshoz és füstmérgezéshez vezethet, valamint ilyen lerakodott kéményben nagy energiával történő égetés hatására könnyen kátrány égés alakulhat ki, ami egy igen veszélyes kémény meghibásodás és komoly következményi is lehetnek.
Ezen rossz tulajdonságokat a késztermékként kapható pellettel át lehet hidalni, de itt sem szabad elfelejtkezni a helyes tárolásról, mely segít a tüzelőanyag oly nehezen kialakított jó tulajdonságainak megőrzésében.

Egy másik fontos tüzeléstechnikai kérdés a megfelelő levegőellátás. Itt merül fel a lambda szonda és lambda szabályozás fogalma.
Bizonyára sokaknak, ha más nem az autókból, ismerős az elnevezés. Nem véletlen, mindkét rendszer azonos feladatokat lát el, mégpedig az optimális levegőellátás megvalósítását. A lambda a görög λ jelölésből származik, az épületgépészetben és azon belül a tüzeléstechnikában ez az úgynevezett légfelesleg tényező jele. Ez a szám semmi mást nem határoz meg, csak az ideális égéshez szükséges és a tényleges levegőmennyiség hányadosát. Tekintve, hogy az ideális állapotot elég nehéz hétköznapi körülmények között elérni (befolyásolja a tüzelőanyag minősége, halmazállapota, formája, az égéstér és a levegőhozzávezetés kialakítása, és még számtalan egyéb paraméter), így ez a szám minden esetben egytől nagyobb érték, a fentiek értelmében egy vagy annál kisebb érték esetén az égés tökéletlen lesz.
Miért fontos ez? Azért mert elégtelen levegő (illetve oxigén) ellátás esetén az égésünk hatásfoka nem lesz megfelelő és könnyen akár káros vagy veszélyes melléktermékek kialakulásához vezethet a folyamat. Rendben, akkor adjunk több levegőt.... az ötlet jó, ám a többlet levegő többlet energiát igényel, hiszen az égés során az égési levegőt is melegítenünk kell, plusz ez feleslegesen távozik a kéményben, ezzel együtt a hőcsere folyamatokat is negatív irányba befolyásolja, tehát ez veszteség, így hatásfok csökkenés is.
Akkor mi a megoldás? A gyártók által kikísérletezett optimális légfelesleg értéket tartjuk az égés folyamán. Ez nem egyszerű feladat, hiszen nem egy állandó minőségű tüzelőanyagról beszélünk, mint például a gáz vagy motorbenzin esetén, sőt még ezt befolyásolja a szilárd halmazállapotból eredő formai egyediség is. A megoldás a lambda szonda.
Mint a neve is mutatja feladata a légfelesleg tényező beállítása a mindenkori égéshez. Hát de hogyan mérjük a légfelesleget? Közvetlenül sehogy, közvetve viszont a füstgáz oxigén tartalmából következtetünk az égés hatásfokára. A metódus rettenetesen egyszerű, ha a füstgáz nem tartalmaz oxigént, akkor az égés tökéletlen, de a legjobb esetben is határon van. Teendő, többlet levegőt beengedni, míg egy optimális oxigén arányt el nem érünk. Magas oxigéntartalom esetén természetesen fordítva. A szabályozás alapjelét a gyártók a fentiek szerint kikísérletezett eredményeik alapján határozzák meg.

Címszavakban ennyit a fontosabb alapokról, most jöjjön egy kis marketing....
Az általunk forgalmazott svéd Effecta kazánok minden fenti problémára megoldást tudnak nyújtani. A gyártó több, mint 30 éves múltra tekint vissza a szilárd tüzelés területén és a legtapasztaltabb skandináv gyártónak mondható. A faelgázosító kazánjaiknak jelenlegi típusa a 2. verzióját éli, míg pelletkazánjaiké a 3.-at, ami úgy gondolom mindenképpen a megbízhatóság és az innováció jele.

A termékpalettában valamennyi készüléket lambda szabályozással szállítjuk. Ez a pellet kazánoknál táplevegő szabályozást jelent. A faelgázosító kazánoknál pedig egy egyedi osztott levegőellátási szabályozást.
A faelgázosító kazánok primer előkeveréses és szekunder utókeveréses levegőellátással rendelkeznek, a szabályozás alapvetően ezek arányát változtatja, úgy hogy a felszabaduló fagázokat az utókeveréses kamrában igyekszik a legjobb hatásfokkal a jellegzetesen faelgázosítós felülről lefelé történően égetni.

A pellet kazán esetén a táplevegő szabályozás az égőben történik, hasonlóan a gáztechnikában használt blokkégőkhöz.

És hogy milyen hatásfokkal? Mindkét kazántípus esetén 91%-os hatásfok érhető el, természetesen megfelelő minőségű tüzelőanyag esetén.
És ez mennyire bonyolítja a felhasználó életét? Semennyire, ugyanis a kazán minden belső szabályozást, és a külső fűtéstechnikai feladatok nagy részét ellátja az Effecta saját fejlesztésű e-burn rendszere.



A következőkben a komfort és a gazdaságosság kérdéseit fogjuk boncolgatni....
A második rész