Fűtési rendszerek

Tartalom

• Bevezetés, statisztika
• Egyedi fűtések
• Központi fűtések
• Alacsony-hőmérsékletű kazánok
• Kondenzációs kazánok
• Hőleadók
• Távfűtés

Minthogy az épületekben megvalósítandó fűtési megoldás sok tényezőtől (épület méretei, funkciója, berendezése, a rendelkezésre álló tüzelőanyag, stb.), így nagyon sokféle fűtési rendszer alakult ki. A fűtési rendszereket ennek megfelelően sokféle képen rendszerezhetjük, de talán a leggyakoribb a hőleadás és hőtermelés térbeli viszonya alapján való rendszerezés. Ennek alapján egyedi, központi és távfűtéseket különböztetnek meg.A különböző fűtési rendszerek közül hazánkban legszélesebb körben használatos (1. ábra) a központi fűtés, de jelentős számban vannak egyedi fűtési lakások is.

1. ábra: Fűtési rendszerek

Egyedi fűtések

Az egyedi fűtéseknél a hőtermelő és a hőleadó egy szerkezeti egységben került kialakításra. Az egyedi fűtések lehetnek:

• kandalló
• cserépkályha
• kályha
• gázkonvektor
• hőtárolós elektromos kályha, stb..

A kandalló a nyitott tűzhelyből alakult ki. A fűtő-hatása főként sugárzásból áll. A hatásfoka nagyon csekély, kb. 20-30 % körül van. Gyakran a kandalló egy-, kettő-, három-, vagy többoldalról is nyitott, csak dekorációként szolgál. Az utóbbi években a gyártók azon fáradoztak, hogy jobb formában, öntöttvas rostéllyal, levegőszabályozással, hamugyűjtővel, füstgázhasznosítóval lássák el a kandallókat és ezzel jobb hatásfokot és nagyobb teljesítményt érjenek el. A jobb hatásfokot szolgálja az is, ha a kandallót nyitható ajtóval látták el.

A cserépkályhák azzal jellemezhetők, hogy a tüzelőanyagok (pl. fa, barnaszénbrikett, földgáz) tűztérben való elégetésekor keletkező meleg a füstgázzal a cserépkályhában tárolódik és a nap folyamán a környezetnek átadódik. A nagy hőleadó felület alacsony hőmérsékleten kellemes melegérzetet biztosít. A hőleadás részben konvekcióval, részben sugárzással történik. A szabályozhatósága rossz, a hőleadás egyenletes, a helyiségekben a hőmérséklet-eloszlás egyenetlen. A hatásfokuk 65-75 % között van.

A gáz-helyiségfűtő, az úgynevezett konvektor összes hőleadásnak 70 %-a konvekcióval történik. A gázégő, amely a készülék alsó részén van, a berendezés belsejét melegíti. A helyiség levegője a fal és a burkolat között áramlik, miközben felmelegszik. A felső részen kilépő meleg levegő a helyiségbe áramlik, ahol lehűlése után egy nyíláson keresztül ismét bekerül a készülékbe. A fűtőberendezés kéménybe köthető és külső falhoz szerelt (parapet) kivitelben készül. A kéményes kivitelnél a füstgáz a kéményen keresztül távozik. A külső falhoz szerelt készülék füstgáza egy rácsos nyíláson keresztül a szabadba kerül. Az égéshez szükséges levegő kívülről kerül bevezetésre. Így az égéstérnek és a helyiség levegőjének nincs közvetlen kapcsolata.

Az elektromos hőtárolós fűtőberendezés egy jó hőtároló magot tartalmaz pl. samott-téglából, vagy magnezit-téglából, amelyet az elektromos ellenállásfűtés kb. 600 ºC-ra melegít fel. A felfűtés általában éjszaka történik (éjjel 22-06 óráig), kedvező áramvételezési tarifával. A hőleadás a készülék típustól függően a felső felületen gravitációsan, vagy egy beépített ventillátor segítségével történik. A külső burkolata lehet lemez vagy kerámia. A szabályozó automatika gondoskodik, hogy a feltöltés az időjárástól függően fűtendő helyiség a hőszükségletének megfelelő mértékben történjék. Részben a hatásfokkal is összefüggésben különböző a tüzelőberendezések emissziója is.

Központi fűtések

A központi fűtéseknél (2. ábra) a ház valamennyi helyisége részére csak egy hőtermelő áll rendelkezésre, melyből az egyes helyiségek fűtőtestjeit különböző módon látja el hővel. Az un. etage-fűtésnél lakásonként egy hőtermelőt használnak. Az etage fűtés hőtermelőjét konyhában, fürdőszobában, előszobában, vagy lomtárban is el lehet helyezni. Olyan kombináció is lehetséges, melynél a készülék a beépített konyhabútorban található.

2. ábra: Fűtési rendszerséma

Alacsony-hőmérsékletű kazánok

Ma az alacsonyhőmérsékletű kazánok (3. ábra) a modern fűtés példái, melyeket alacsony tüzelőanyag-felhasználás és csekély károsanyag-kibocsátás jellemez. A kazánok alacsony füstgáz hőmérséklettel és így kismértékű füstgázveszteséggel rendelkeznek (kisebb, mint 10 %). A füstgázhőmérsékletnek földgáznál csak 160 ºC-ig szabad csökkennie, ha a füstelvezetés követelményeinek meg kívánunk felelni. Ezzel elkerülhető, hogy a füstgáz az 50-55 ºC-os harmatpont alá csökkenjen, aminek következtében kénsavkorrózió bekövetkezzék be. A fűtővizet a külső hőmérséklettől függően csak annyira kell melegíteni, amennyire a helyiség fűtése azt megköveteli. Korábban a kazánokat 70/90 ºC-os rendszerben üzemeltették, a modern kazánoknál a fűtővíz hőmérséklet 40-75 ºC között van. A tüzelőhelyiségeknél jelentős a hőveszteség. A kazánok hatásfokának javítására nagyon jó hőszigetelést alkalmaznak. Így megfelelően csekély a kazánok hűlése a tüzelőhelyiségekben (a készenléti veszteség kb. 1%). A kazán, amikor a meleg elegendő, automatikusan kikapcsolható a korrózió bekövetkezése nélkül. Ennek a fejlesztésnek következtében az éves hatásfok 87 % is lehet. Az égő és égéskamra-konstrukciók jó égést biztosítanak olaj és gáz égésénél. Ezzel egyidejűleg csökken a káros-anyag kibocsátás.

3. ábra: Fűtési rendszerséma

Kondenzációs kazánok

Az égetésnél vízgőz keletkezik, amely a szokásos füstgáz-hőmérsékleten a kéményen keresztül a szabadba kerül. Ezzel a vízgőz energiája a füstgázban hasznosítatlanul eltávozik. A kondenzációs kazánoknál (4. ábra) ezzel szemben a füstgázt lehűtik és így a vízgőz egy része kondenzálódik. A felszabaduló kondenzációs energia a modern hagyományos kazánokkal szemben a tüzelőanyag energiatartalmának jobb hasznosítását eredményezik, amely földgáznál 10 %, tüzelőolajnál 5 % többlet-energiát jelent.

A 40-50 ºC-on jön létrejövő kondenzátum, egy gyenge sav. Hagyományos kémények ezért kondenzációs üzemben nem alkalmazhatók. Ehhez kerámia kémény, vagy műanyagból és nemes acélból készült füstgázelvezetés szükséges. Családi házak és ikerházak esetén a kondenzációs kazánokból naponta 10 liter víz is keletkezhet. A mennyiség a tüzelőanyag felhasználástól függ. Gázkazánoknál 25 kW-ig a hatóságok a kondenzátumot kezelés nélkül beengedik vezetni a csatornahálózatba, olajégőknél a kondenzátum kénsavtartalma miatt a füstgázt mindig semlegesíteni szükséges. A kondenzátumok utókezeléséről szóló követelményeket a vízügyi hatóságok írjál elő. Ezért a kondenzátum elhelyezése helyi szabályozástól függ.

4. ábra: Fűtési rendszerséma

Hőleadók

A kazánban előállított hőt a hőleadók adják le a fűtendő helyiségekben. A hőleadóknak fontos szerepe van a fűtött helyiségben kialakuló hőmérsékletviszonyokra és a hőérzetre, így a hőleadók és elhelyezésük a fűtési energiafelhasználás fontos tényezői. Anélkül, hogy a helyiségek hőmérsékleti viszonyait és a hőérzet kérdéseit tárgyalnánk röviden a hőleadókról egy összefoglaló. A hőledás történhet sugárzással vagy konvekcióval és a fűtés hőleadói ezek különböző arányai szerint adják le a hőt. A leggyakoribb fűtési hőleadók:

• radiátorok,
• felületi fűtőtestek,
• konvektorok,
• szegélyfűtők,
• padlófűtések.

Az utóbbi időben a felületi hőleadók terjednek. Ezeket az jellemzi, hogy alacsony magasságban sima, vagy bordázott felületeken nagy részben sugárzással történik a hőleadás.

A konvektoroknál a spirálbordás csöveket lemezburkolat fedi, így a hőleadás majdnem csak konvekcióval történik. A szegélyfűtőtestek a helyiségek fala mellett a padozat mentén körbe helyezkednek el.

A padlófűtés lehet melegvizes, vagy elektromos tárolós padlófűtés. A melegvizes padlófűtésnél fűtőcsövet, elektromos padlófűtésnél fűtőkábelt fektetnek a padozatba. A meleg a padozatból konvekcióval és sugárzással adódik át a helyiségnek. Az elektromos padlófűtésnél éjszakai árammal melegítik fel a padozatot, mely tárolódik a padozatban.

Valamennyi rendszernek jellegzetes előnyei vannak. A kényelem mindenütt érzékelhető, ahol a hőleadás sugárzással valósul meg. A csekély költségek miatt a radiátoros és felületi fűtések ma még tovább terjednek. Ezeknél a fűtési módoknál a hőleadás a tényleges hőszükségletnek megfelelően megy végbe, amelyet ha például a napsugárzás időlegesen megváltoztat, a fűtőtest automatikusan a termosztát-szeleppel célszerűen hozzáigazít. A gyors reagálás energiát takarít meg.

Távhőellátás

A távhőellátásnál a fűtőműben előállított forró vizet hőszigetelt csőhálózaton keresztül juttatják el az egyes felhasználókhoz. A fűtőműben rendszerint a forróvíz-előállítást villamos energia előállításával kapcsolják össze és ebben az esetben elérhető a 60-85 %-os összhatásfok. A végfelhasználóknál egy hőcserélőre van szükség, mely a távhőt a fűtési rendszer számára átalakítja. A hőleadás következtében lehűlt vizet visszavezetik a fűtőműbe, így a kör zárt. A távfűtő hálózat kétcsöves hálózat, amelyben a szokásos távolság a hőközpont és a felhasználó között 5 km lehet. Ez a hőközpont központi elhelyezkedését, másfelől a távhőhálózat jó hőszigetelését követeli meg.