belépés / regisztráció
2019. november 15. péntek
Aktuális lapszám

Korszerű gyűjtő rendszerű égéstermékelvezetés II.

2016-ban hazánkban is általánosan életbe lépett az Európai Bizottság 813/2013/EU rendelete a helyiségfűtő berendezések és a kombinált fűtőberendezések, valamint a 814/2013/EU rendelet a vízmelegítők és a melegvíz-tároló tartályok környezettudatos tervezésére vonatkozó követelményeiről. Hazánkban a 65/2011. (IV. 15.) Korm. rendelet a 2016. év közepétől minden épületben tiltja a direktívának meg nem felelő fűtő és melegvíztermelő berendezések üzembe helyezését. Ez a szabályozás jelentős hatással van a készülékgyártók és kereskedők életére, így meghatározó jelentőségű a hazai készülékállományra és a meglévő égéstermékelvezetők használhatóságára nézve is.

 

Több épületszintről igénybe vett, gyűjtő jellegű, huzat hatása alatt álló, kiegyenlített égéstermékelvezető (kéményseprő jelzés: GZHG)

Itt olyan zárt gyűjtő égéstermék-elvezetőről van szó, amelybe zárt égésterű tüzelőberendezések csatlakoznak, és amelynél az égéstermék-elvezető berendezés szerves része az égési levegő rendszer is. Az égési levegőt az egyes készülékek egy közös, cső a csőben kialakítású aknából veszik (2. ábra).

A rendszer elvileg úgy működik, hogy az egyes ventilátoros készülékek az összekötő elemeken át akár túlnyomással is bejuttatják az égéstermék áramokat a gyűjtőcsatornába, ahol viszont már csak huzathatás uralkodhat. Így az egyes készülékek nem tudnak egymásra hatni, nem juthat át az egyik készülékből jövő égéstermék egy másik készülékbe, illetve azon át a környezetbe, mert a gyűjtőcsatornában kialakuló huzat azt mindenképpen a tető fölé juttatja.

A rendszer speciális jellemzője, hogy a legalsó bekötés alatt egy nyomás- kiegyenlítő nyílás található, amelyen át a kialakuló huzat az égési levegőt átszívhatja az égéstermék-ágba. Ez a megoldás kissé segíti az égési levegőágban az égési levegő közlekedését, másrészt a készülékre ható huzat egyenetlenségét, hatását csökkenti, ugyanakkor azt a veszélyt is létrehozza, hogy az égéstermék átjuthat az égési levegő ágba. Tapasztalataink szerint a nyomáskiegyenlítő nyílás megléte a gyakorlatban inkább jelent problémát, mint annak egyébként jogilag vitatható megszüntetése.

Továbbá ennél a kéménytípusnál még a szakemberek között is felmerülnek viták arról, hogy hogyan biztosítható a huzathatás, ha túlnyomás létrehozására képes ventilátorok nyomják az egyes ágáramokat a gyűjtőcsatornába.

Az is általános vélekedés, hogy ilyen rendszert kondenzációs kazánoknál elvileg sem lehet létrehozni, mert az alacsony égéstermék-hőmérséklet miatt nincs biztos huzathatás.

Sajnos ezek a megmerevedő és kétkedő vélekedések tényleg az élet adta tapasztalatokból indulnak ki, de figyelmen kívül hagyják a mérnöki, szakértői, elemző hozzáállást. A huzathatás ugyanis minden esetben jelentkezik, ha egy függőleges járatban kisebb a közeg sűrűsége, mint a korlátlan szabad légtérben lévő levegőé. Egy szabad sugárként érkező (hangsebességtől nagyságrendben elmaradó sebességű) közeg a Bernoulli-egyenlet értelmében, fő szabályként olyan nyomásszinten lép ki a nyomócsonkon, amilyet a fogadó tér adott pontja diktál.

A 2. ábra szerinti ventilátor lehet akár a világ legnagyobb gépe, engedhetjük teli keresztmetszettel, vagy lefojthatjuk 1 mm-es furatméretig, a kiáramló sugár nyomása P0=P1.

Ha ezt egy égéstermék-elvezető gyűjtő csatornájába történő kilépésre alkalmazzuk, akkor a nyomásszintet a kémény vége felől tudjuk meghatározni. A valódi tömegárok által meghatározott áramlási vesztéségek növelik a nyomást, a huzat csökkenti. Ha tehát a függőleges aknában a huzat abszolút értékénél kisebbek az áramlási veszteségek, akkor nem tud túlnyomás kialakulni a kéményben, és ezt semmilyen ventilátornyomás nem tudja befolyásolni.

Pedig tudjuk, hogy néha igenis van túlnyomás. A gond a valós rendszerekben az, hogy rosszul vesszük fel a tömegáramot. Ha például egy kazángyártó azt írja egy turbós készülékre, hogy 57 kg/óra a szükséges égéstermék tömegáram, akkor ez az adat nagyjából arra vonatkozik, ha 110 Pa túlnyomás terheli a ventilátort. Mivel azonban 1 könyök után bekötünk a kéménybe, csak 30 Pa terhelés lép fel, és ezért a ventilátor jelleggörbe nem 57 kg/h valós tömegáramot ad, hanem 135 kg/h-t. Ha ilyenkor fojtóelemeket raknánk a készülékcsonkba, ahogy az egy parapet-szetnél is elő van írva a megfelelő hatásfokhoz, és ezzel biztosítanánk az 57 kg/h körüli tömegáramot, a kémény hirtelen megjavulna.

A huzathatás kérdése éppen ilyen. Egy kondenzációs kazánból fűtési üzemmódban valóban akár 35°C-os égéstermék is kiléphet. Ez nem magas hőmérséklet. Viszont 20 °C külső hőmérséklet felett már nem fűtünk. 20 fok alatt pedig a 35 fok természetesen okoz huzatot.

Mivel a tömegáram itt igen kicsi, a folyamatos kondenzáció miatt pedig alig van valódi hőfok-csökkenés, a gyakorlatban alkalmazott keresztmetszetek mellett olyan kicsi az áramlási veszteség, hogy van maradó huzat a kéményben.

Nyáron azonban nem fűtés, hanem HMV-készítés a feladat. 30 °C alatti HMV-hőmérsékletek nem alkalmasak, mert az már hűvösnek hat, de a 40 °C alatti, kazánból kilépő HMV-hőmérséklet nem is szokásos. Nos, a 40 °C-os melegvíz-előállításához 45…50 °C lesz az égéstermék kilépő hőmérséklet. Ez a hőfok az egyenlítőnél nem lenne mindig elég a huzathoz, de Magyarországon biztosan, minden időjárási állapotban elegendő. Természetesen be lehet állítani rosszul egy kondenzációs kazánt is, és akkor hiába a számítás.

További kínos kérdés a zárt, kiegyenlített gyűjtőkéményeknél, hogy alkalmas-e nedves üzemmódra, illetve, hogy a kivitelező kialakította-e a kondenzátum-elvezetés megfelelő rendszerét, vagy a rákötött készülékek hogyan bírják az esetlegesen befolyó kondenzátumot.

Az MSZ EN 1443 egyértelműen rendezi az égéstermékelvezetők minősítésének és jelölésének kérdését.

Azok a rendszerek, ahol például a szabványos jelölés T200 N1 W, teljesen egyértelmű, hogy alkalmasak nedves üzemmódra, és 200 °C hőmérséklet alatti bármilyen kilépő égéstermék-hőmérsékletre. Egy ilyen jelölésnél egyértelmű, hogy kondenzációs kazánok fogadására is alkalmas a rendszer, ahol megfelelő méretezéssel, és helyesen beállított készülékek mellett a huzathatás alatti feltétel is teljesül.

Külön probléma, és sajnos komoly anyagi, erkölcsi károkat okoz, hogy egyes égéstermék-elvezetők tanúsítványaiban félreérthető az alkalmazási terület megfogalmazása, amely aztán számos jogtalan értelmezéshez, eljáráshoz vezet. Ezzel szemben sokéves gyakorlati tapasztalatok bizonyítják, hogy a vitatott gyártmányokból egyedi engedélyekkel, vagy a triviális megfelelőség tudatában megvalósított rendszerek tökéletes üzembiztonsággal működnek, akár zárt égésterű kondenzációs kazánok, akár hagyományos, zárt égésterű kazánok égéstermékét vezetik el. Ugyanakkor hagyományos, turbós kazánoknál is számolhatunk jelentősebb mennyiségű kondenzátum képződésével. Így a hagyományos, zárt égésterű kazánoknál a kondenzátum kazánba folyásának elkerülésére külön gondot kell fordítani. Ezek nagy többsége ugyanis Cx2 típusú, tehát a kondenzátum először a ventilátorba juthat, és a túlterhelés miatt leéghet a ventilátor hajtómotorja, bejuthat a nyomásszintek mérőcsöveibe, és így üzemzavar léphet fel a belső vezérlésben, de korrózió, zárlat is előfordulhat miatta. Ilyen esetben tehát kondenzleválasztót kell alkalmazni, és a keletkező kondenzátum üzemi elvezetéséről gondoskodni kell.

Ma hazánkban tipikus, hogy az ilyen (GZHG) típusú kéményrendszerek hagyományos turbós rendszereket szolgálnak ki.

A bevezetőben leírtak szerint és a hatályos gázipari szabályokat alkalmazva gyűjtő rendszereknél csak tervkötelesen hajtható végre készülékcsere, amelyre valójában nem érvényes a 813/2013/EU (12) pontának kivétele, bár ma a szakszolgáltatók rendszeresen kivételt téve járnak el. Ennek indoka jellemzően az, hogy a kondezációs és hagyományos zárt kazánok vegyes alkalmazása kétségeket vet fel, nem beszélve egyes gyártmányok korábban említett félreérthető alkalmasságáról, ami esetenként még az égéstermék-elvezető felújítását is követelné.

Ezzel szemben a hagyományos kazán hagyományos kazánra történő cseréje önmagában nem biztosítja az üzem megfelelőségét. A kondenzációs kazánok és hagyományos kazánok vegyítése elleni legerősebb szakmai érv az, hogy a huzathatás eltűnik, és túlnyomásos rendszer alakul ki, amely mellett a kondezációs kazánok égéstermék- ventilátorraI szabályozottak is, és így előállhat olyan üzemállapot, amikor a részterhelésen működő kazán által létrehozott nyomásnövekedés kisebb a kéményben uralkodó nyomásnál. Erre a következő pontban még viszsza kell térnünk, ugyanis a készülékgyártók és fejlesztők ezt a problémát a homogénen kondezációs kazánok esetében tipikusan használt túlnyomásos gyűjtő rendszerben éppúgy kezelni kényszerülnek.

Arról nem beszélve, hogy a hagyományos turbós kazánoknál is előfordulnak szabályozott ventilátorok, tehát nem a probléma gyökerét fogják meg a szabályok.

Nos, a gyakorlati tapasztalat mindezzel szemben az, hogy a helyesen méretezett, az egyes készülékek valós tulajdonságait figyelembevevő tervezés, készülékválasztás, és a kondezfolyást megfelelően megoldó kivitelezés esetében a vegyesen alkalmazott turbó és kondenzációs kazánok nem okoznak gondot.

Tehát helyesebb lenne a tévesen megfogalmazott saját szabályainkat átgondolni, mint többszörös jogtipráson keresztül egy silányabb műszaki megoldást konzerválni.

Több épületszintről igénybe vett, túlnyomásos, gyűjtő jellegű égéstermék-elvezető (Kéményseprő jelzés: GZTG, Gyűjtő Zárt Túlnyomásos Gázüzem)

Ez a legmodernebb, leghelytakarékosabb égéstermékelvezető típus, amelyben többszintes épületek egyedi berendezéseinek égéstermékét szállíthatjuk a szabadba. Természetesen csak zárt égésterű, ventilátoros készülékeket szabad csatlakoztatni, amelyeknél a nem működő kazánokon a túlnyomás visszaáramlást okozhat. Így vagy égéstermék-csappantyúkat kell alkalmazni, vagy a kéményrendszernek kell ilyet integráltan tartalmaznia, esetleg a kazánnak kell ilyennel rendelkeznie. Mindez azt igényli, hogy a tervező komolyan, és részletekbe menően számítsa ki az egyes üzemállapotokat, mert itt a változó túlnyomás az egyes készülékek üzemére más-más hatással lehet.

A jobb megértés kedvéért egy példát mutatunk erre. A 3. ábra szerinti 4 szintes, szintenként egy becsatlakozással rendelkező rendszert szeretnénk megvalósítani, ahol egyforma, 24 kW-os kondenzációs kombi kazánokat telepítünk. Az MSz 845 szerint a túlnyomásos gyűjtőkémény gyűjtő csatornájában 50 Pa túlnyomás lehet a legnagyobb. Az egyetlen szabad tervezői paraméter a kéménykeresztmetszet, amelynek megfelelő megválasztása mellett a legnagyobb terhelésű és időjárás szempontjából a legkedvezőtlenebb üzemállapotban biztosíthatjuk, hogy ne lépjük túl ezt a nyomáshatárt. Ha tehát az ábrán szereplő 4 készülék közül 4 teljes terhelésen megy nyáron, Ná110 mm-es gyűjtőcsatorna átmérőnél 40 Pa-t ér el a túlnyomás. Úgy érezhetjük, minden rendben lesz. Ugyanakkor igaz az, hogy a fordulatszámszabályozott égéstermék-ventilátorok nyomásnövekedése a fordulatszám négyzetével arányos. Ha a 3. emeleti készüléktől a nyári HMV-üzemben csak a minimális teljesítményt kérjük (nagyon kis vízátfolyás miatt), a ventilátor fordulatszáma a moduláció szintjével közel egyenes arányban lecsökken. Legyen reálisan a legkisebb teljesítmény 6 kW, ami azt jelenti, hogy 25%-ra visszavettük a ventilátor fordulatszámát. Ekkor a kezdeti 100 Pa nyomásnövekedés lecsökken 1/16-od részre [(1/4)2], ami 6 Pa. Ha a többi készülék maximális teljesítménnyel megy, akkor a 35 Pa-ra csökkent túlnyomás ellen a 3. emeleti kazán nem tud égésterméket szállítani, tehát hibával megáll.

Szappanos testtel ez sem okoz nagy örömet, de ha ez télen történik, miután elindultunk a síszabadságra, elég hideg lakásba fogunk hazatérni.

A csappantyúk kérdése sem egyszerű. Egyrészt minden üzemállapotban más az égéstermék-elvezetőben a nyomásszint. Lehet, hogy pár készülék kikapcsolt állapotában a túlnyomás is eltűnik. De az is kérdés, hogy például egy mechanikus csappantyú megnyílik-e, ha 6 Pa ventilátornyomásom van?

Ezen kérdések kezelése ma gyakorlatilag egyedül a tervező feladata. És bizony nem túl nehéz hibázni. Ennek megsegítésére a kazángyártók már kidolgozták azt a belső szabványt, amellyel a túlnyomásos gyűjtő üzemre szánt készülékeket úgy tervezik és gyártják, hogy ezek a kérdések a kazán tulajdonságai miatt eleve megoldódjanak. Ez több oldalú szabályozást, és kiegészítő elemeket fog igényelni a kazánoktól, ami nem árcsökkenésben fog jelentkezni.

A már említett (GNHG) termofor kémények kiváltásai is legtöbbször ezzel a túlnyomásos gyűjtő rendszerrel a leggazdaságosabbak. Így a legrosszabb rendszerből némi áldozattal a legjobbat tudjuk kihozni.

A túlnyomásos gyűjtő rendszereknél az égési levegő megoldása egy külön probléma. Egyes komplex gyártmányoknál a tanúsítás biztosítja a teljes rendszer megfelelését.

A homlokzatról vett, szétválasztott égési levegő ágaknál viszont már komoly gondot okoz néha a hideg csőfal külső felületén keletkező kondenzáció. Az általános szabály szerint 2 fm hossz feletti égési levegő ágakat hőszigeteléssel kell ellátni. Ugyanakkor egy fürdőszobában haladó rendszernél már 10 cm hossznál is tapasztalunk lecsapódást. A felhelyezett csőhéjak optikailag megoldják a hőszigetelést, de a belső párás levegő kondenzációját nem kerülik el, hiszen a csőhéj alá a pára bejut, és kondenzálódik. A mennyisége persze jelentősen csökken, de azért a legtöbb esetben a kazán tetején megtaláljuk a tócsákat.

Ezeken túlmenően számos esetben meglévő épületszerkezeteken át tudjuk az égési levegőt biztosítani: egy-egy meglévő szellőzőakna, vagy koncentrikusan a korábbi kéményből maradó gyűrűkeresztmetszet. Mi is kell ahhoz, hogy ezek megfelelők legyenek? Az egyik kérdés a pormentesség, mert a kondenzációs kazánok nem szeretik a téglaport. Nyilvánvaló, hogy olyan járat, amely omlik, nem állékony, nem használható fel. Ugyanakkor a kazánok a külső levegőből nyárfaszöszt, szálló port és minden egyéb könnyebb anyagot magukba szívnak, ami valahol feltehetően lerakódik. Mivel ezt tisztítás nélkül teszik évtizedeken át, a pormentesség gyakorlatilag illúzió. A legtöbb kondenzációs kazánban ezért van is légszűrő a ventilátor előtt és ezt bizony rendszeresen tisztítani, vagy cserélni kell.

A másik kérdés a tömörség kérdése. Másként fogalmazva, mikor mondhatom légtér-függetlennek az üzemet az égési levegő oldaláról nézve? Ha ugyanis nem tömör a rendszer, akkor a lakás, vagy akár több lakás légtere is összefüggővé válhat. Az MSZ 845-2012 5.2.1.1 pontja szerint akkor megfelelő a levegőoldal, ha tömörsége 40 Pa depreszsziónál a 0,28 l/sm2 értéket nem haladja meg.

Elvi kifogásunk ezzel kapcsolatban nem is lehet. Ha egy korábbi termofor járatról, vagy szellőzőkürtőről van szó, a bélelés lehet a megfelelő megoldás.

Azonban milyen bélelő-anyagot kell használnunk?

A korábbi N2, N1 jóságú alumínium béleléseket rendre elfogadjuk koncentrikus rendszereknél, holott azoknál a tömörségi kritérium messze elmarad az előírttól.

MSZ EN 1443:2003, N2: 20 Pa túlnyomásnál max. 3 l/sm2
MSZ EN 1443:2003, N1: 40 Pa túlnyomásnál max. 2 l/sm2

Persze választhatunk más bélésanyagot, például saválló műanyagbélést, vagy egyéb égéstermék-elemekből készülő tömör rendszert, amelyek viszont jóval nagyobb tömörségűek az előírtnál.

MSZ EN 1443:2003, P2: 200 Pa túlnyomásnál max. 0,12 l/sm2
MSZ EN 1443:2003, P1: 200 Pa túlnyomásnál max. 0,006 l/sm2

Az égési levegő oldal megfelelő szintű tömörsége lényegében azért fontos, hogy a légtér-független üzem valóban fennálljon. Ekkor azonban felmerül a kérdés, hogy maguk a kazánok burkolatai mennyire tömörek? Ha valaki például megpróbál túlnyomás alá helyezni egy kazántestet, és elvégez rajta egy nyomáspróbát, 100 kazánból 95-nél szeme-szája tátva fog maradni, mert az N2 szintnél általában rosszabb az érték. Ez például azt is jelenti, hogy egy konyhai elszívó ernyő, de akár egy WC-elszívó ventilátor is képes lenne megszívni a térben kialakított depresszión keresztül az égési levegő rendszert, ha a lakótér tömörsége elég nagy ehhez.

Itt tehát a szabványok előírásai bár elvileg nem vitathatók, a megvalósuló eredmények nem biztosítják a szándék szerinti eredményt. A gyakorlatban így a tervező és a kivitelező azon kell dolgozzon, hogy a lakásokban ne alakulhasson ki olyan nyomásszint, ami a rendszer rossz működését okozza, illetve, hogy a tömörségek elegendőek legyenek arra, hogy az égési levegő a korlátlan szabad légtérből pótlódjon, és ne a lakások felől.

Reméljük, cikkünkkel segíthetünk azoknak, akik hely- és energiatakarékos és működő égéstermék-elvezetőket kívánnak létesíteni, valamnt a szakmának azzal, hogy egyes kényes témákban a „kontúrokat élesebbé tettük”.

Azok számára azonban, akik nem rendelkeznek elegendő tapasztalattal a témában, mindenképpen ajánljuk a szakértői, illetve a kéményseprői előzetes konzultációkat.

KESZTHELYI ISTVáN
épületgépész mérnök

A szerzõ egyéb cikkei:

  Korszerű gyűjtő rendszerű égéstermékelvezetés I.
  Gyűjtőkémények felújításával kapcsolatos tapasztalatok

Eseménynaptár

Hirdetés
Kiadja a Média az épületgépészetért Kft.
Szerkesztőség és kiadóhivatal:
H-1112 Budapest, Oltvány u. 43. I/2.
Telefon: +36 (1) 614 5688
E-mail: kiado@magyarinstallateur.hu

 
Előfizetésben terjeszti a Magyar Posta Zrt. Hírlap Igazg.
Előfizetés és reklamáció: +36 (1) 767-8262
E-mail: hirlapelofizetes@posta.hu
 
 
elfelejtettem a jelszavam