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.

Milyen víz legyen a fűtésrendszerben

Ha valaki alaposan utána akar nézni, hogy kazánjában és fűtésrendszerében milyen vizet keringessen, akkor jó néhány ellentmondással fog találkozni. Miközben szakcégek kínálják ún. inhibitor...


Kazánkarbantartás

Előre bocsátjuk, hogy senkit nem bíztatunk gázkazánjának reparálására. A gázkészülék egy veszélyes üzemű berendezés, csak képzett szakember végezhet rajta karbantartási, javítási munkát. A...