Kapcsolt üzemű gázkazán

2011-09-10 20:54:33 | Módosítva: 2011-09-18 12:19:27

Fűtő- és használati melegvizet állít elő, emellett áramot is termel a Stirling-motoros gázkazán. Használatával egy energiatakarékos háztartás elektromos igényének akár kétharmada is kielégíthető.

Robert Stirling 1816-ban nyújtotta be szabadalmi kérelmét hőlégmotorjára, amit azóta Stirling-motornak is hívnak. A magas hatásfokkal rendelkező szerkezet egy külső hőbevezetésű hőerőgép, amelynek belsejében valamilyen gáz (általában hélium) található. A váltakozva hevített és hűtött töltőgáz egy dugattyút mozgat, ez hajtja meg az áramtermelő generátort. A hőátadási folyamat lehetővé teszi, hogy az összes hőerőgép közül a leghatékonyabban működjön, megközelítheti annak az ideális Carnot-körfolyamatnak a hatásfokát, ami az alkalmazott szerkezeti anyagoknál gyakorlatilag elérhető. Stirling-motort használnak például naperőművekben, illetve egy új ötlet révén kondenzációs gázkazánnal is kombinálható.

Hogyan épül fel?

A holland Remeha cég idén Hungarotherm nagydíjas lett CHP (kapcsolt üzemű) kondenzációs gázkazánjával. A kondenzációs technikának köszönhetően az áram generálása ugyanúgy 107%-os hatásfokkal történik, mint a melegvíz előállítása (lásd keretes írásunkat). Ráadásul ezzel a berendezéssel fajlagosan 60%-kal kevesebb szén-dioxidot bocsátunk ki a levegőbe, mint egy hőerőmű. Egy év alatt az elektromos energia nagyjából 2/3-a megtermelhető, ami jelentős megtakarítást jelent egy háztartás költségvetésében. Értelemszerűen a megtakarítás éves szinten mérhető, hiszen télen szinte folyamatosan üzemel a kazán, nyáron viszont gyakorlatilag csak a melegvíz előállításakor.

A kazán beszerelése és üzembe helyezése ugyanúgy történik, mint egy „hagyományos” kondenzációs kazáné. Ugyanazokat a ki- és bemeneteket találjuk rajta, a megtermelt elektromos energiát pedig a megszokott csatlakozón keresztül adja át a 230V-os hálózatnak. Az éppen „felesleges” energiát az elektromos szolgáltató a hatályos szabályozás szerint köteles átvenni (lásd „Áramvisszatáplálási lehetőségek” c. írásunkat).

A tüzeléstechnikában a tüzelőanyagokat jellemző egyik érték a fűtőérték (nevezik alsó fűtőértéknek is), ami megadja egységnyi mennyiségű tüzelőanyag érzékelhető hőtartalmát. A másik fontos érték az égéshő (nevezik felső fűtőértéknek), ami megadja egységnyi mennyiségű tüzelőanyag összes hőtartalmát. Az égéshő mindig több, mint a fűtőérték, mégpedig pontosan a tüzelőanyag elégetése során felszabaduló vízgőzben lévő rejtett hővel.

A kazánok hatásfokát hagyományosan az alsó fűtőértékhez viszonyítják. Hagyományos (tehát nem kondenzációs) kazán esetében ez a vízgőz az egyéb égéstermékekkel együtt füstgázként távozik a kéményen keresztül, és természetesen magával viszi a benne lévő rejtett hőt is. A kondenzációs kazán szerkezete úgy van kialakítva, hogy a füstgázok lehűljenek benne, egészen addig, míg a füstgázban lévő vízgőz kiválik, és párolgáshőjét leadja a kazánban keringő víznek. Hasznosítja tehát a rejtett hőt, így képes látszólag 100% feletti hatásfokra.

Hogyan működik?

A hőigény felléptekor a kazán elindul, melegíteni kezdi a Stirling-motort. A motorban lévő hélium gáz, felmelegítése és hűtése révén térfogatváltozáson megy keresztül, ami elkezdi mozgatni a dugattyút. A dugattyú mozgása a körülötte lévő tekercsekben áramot indukál, generátorként üzemel. Ilyenkor a vizet a motor hője melegíti, tehát a folyadék tulajdonképpen hűtőközegként van jelen. Ez elegendő használati melegvíz előállítására, főleg az átmeneti és a nyári időszakban. Nagy hőigény (pl. alacsony külső hőmérséklet) esetén nem csak a Stirling-motort melegíti a láng, hanem a kondenzációs kazán égője is bekapcsol. A csövekben visszatérő, lehűlt fűtővíz a Stirling-motor „hideg oldalán” elvégzi a hűtést, majd a kondenzációs kazánba kerül, ahol ismét felmelegszik a beállított hőmérsékletre, és a körfolyamat ismétlődik.

További érdekes cikkeinkről se maradsz le, ha követed az Ezermester Facebook oldalát, vagy előfizetsz a nyomtatott lapra, ahol folyamatosan újdonságokkal jelentkezünk!

Bérces Balázs

Címkék: gázkazán, kazán

Szólj hozzá a cikkhez!

Be kell jelentkezned, hogy hozzászólhass a cikkekhez!
Ezermester, Facebook, vagy Google fiókkal is bejelentkezhetsz.

Radiátorok hatékonysága

Központi fűtés tervezésénél fontos a megfelelő hőleadó egységek kiválasztása, elhelyezése. Szerkezeti, felületi kialakítástól függően más-más hőérzet érhető el a különböző radiátorokkal.


Mikor kondenzációs a kondenzációs kazán?

A kondenzációs kazánok működési elve régóta ismert. Nyeresége a füstgázok hőmérsékletének csökkentéséből, és az ebből adódó páralecsapódásból ered. A hagyományos kazánokból az égéstermékek magas...