Gázkazán

A gázkazán egy olyan készülék, amely valamilyen éghető gáz (mely jellemzően földgáz vagy PB gáz, de lehet biogáz vagy kohógáz is) elégetésével hőenergiát szabadít fel, a felszabaduló hőt közvetítő közeg hőátadásának segítségével − jellemzően vízzel − közöl távolabbi pontokra. Az égési folyamatokat a sztöchiometriai és termokémiai számítások írják le. Nagyságrendileg az erőművi kazánoktól (500 MW) a háztartási lakásfűtő készülékekig (12 kW) több teljesítménynagyságú típus létezik. Az alábbi adatok elsősorban a lakások és kommunális létesítmények gázkazánjaira vonatkoznak.

Gázkazánok osztályozása

A gázkazánok osztályozása többféle szempont szerint történik.

Gázfogyasztó készülékek osztályozása GMBSZ szerint:

Égéstermék-elvezetés és égési levegő-ellátás szempontjából: az MSZ CEN/TR 1749 sz. szabvány előírásait vette át a rendelet és ezek alapján sorolja be a készülékek üzemmódját.

• A típusú készülékcsalád : égéstermék-elvezetés nélküli (gáztűzhely, kisebb melegvíz-készítő gázbojlerek) Az égéshez szükséges levegőt a berendezés a felállítási helységből veszi és a keletkezett égéstermék az elhelyezés terébe kerül kibocsátásra.
• B típusú készülék család: égéstermék-elvezetéssel rendelkező, de a helyiség légterétől nem független. A berendezés az égésterméket valamilyen épület szerkezeten vagy önálló szerelt gépészeti terméken keresztül a szabadba továbbítja de az égéshez szükséges levegőt a készülék felállítási helyéből veszi.
• C típusú készülék család: égési köre a felállítási helyiségtől elzárt. A keletkezett égéstermék valamint az égéshez szükséges levegő a készülékhez csatlakoztatott csöveken keresztül áramlik a készülékbe és áramlik ki onnan. A csövek lehetnek önállóak vagy koncentrikus kialakításúak.

Készülék családon belüli alcsoportok

Az "A" "B" "C" csoporton belül további alcsoportok léteznek

1. alcsoport A készülékben az égőtér nem rendelkezik ventilátorral
2. alcsoport A készülék égőterében a levegő vagy füstgáz mozgását ventilátor okozza. Ezen belül megkülönböztetik hogy a ventilátor az égő előtt kerül elhelyezésre (Az égéshez szükséges levegőt befújja a tűztérbe a ventilátor), vagy a ventilátor az égő után kerül elhelyezésre (az égésterméket kiszívja a készülékből)

A "B" csoporton belül 5 a "C" csoporton belül további 9 alcsoport kerül kialakításra és azokon belül további 3-3 al-al csoport került definiálásra. A teljes skála A11-C93 között került meghatározásra

Az égési levegő hozzávezetés és égéstermék elvezetés szerinti besorolás a fogyasztói berendezés adattábláján, a forgalomba hozatali/gyártási engedélyen valamint a berendezés gépkönyvében kötelező jelleggel feltüntetésre kerül

A berendezés tűztere

A névleges hőterhelés szempontjából:

a./ legfeljebb 140 kW egység-hőterhelésű gázfogyasztó készülékek Ezen belüli csoportok: 36 kW-ig, 36-70 kW között, 70-140 kW-ig.

b./ 140 kW-nál nagyobb egység-hőterhelésű gázfogyasztó készülékek. Az osztályba sorolástól függ többek között az elhelyezés, szellőzés, fogyasztói vezeték, gázmérő, RB védelem, gázégő szerelvény.

Tűzrendészeti szempontból más elbírálás alá esnek a gázkazánok, pl. tűzoltó készülékek alkalmazásához alapul vett határteljesítmények: 233, 580, 1160, 5800 kW.

Az OTSZ szerint határértéknek minősül a 140 KW teljesítmény, másképp minősül tűzrendészetileg, ha ez alatti, ill. feletti a kazánhelyiségbe beépített összteljesítmény.

Lakások és családi házak, lakóépületek fűtésére használt egységek fő jellemzői

Hagyományos, régi építésű, átlagos méretű (kb. 80 m2-es) lakás vagy ház fűtésére használt gázkazán kb. 20 kW-os volt. A mai rendeletek szerint épített ugyanilyen méretű lakáshoz ennél lényegesen kisebb gázkazán is megfelelhet. Ugyanakkor megmaradtak a hagyományos tüzelőanyagok is (vegyes tüzelés, pellet, olaj), melyek automatizált változatai megfelelő fűtést/melegvíz-ellátást biztosítanak. A vízoldali cirkuláció rendszere szerint (kényszercirkuláció, ill. gravitációs) a legtöbb gázkazán tartalmazza a fűtővízszivattyút, de van külön telepíthető szivattyús típus is.

Égője általában egy gyújtólángot és egy főégőt tartalmaz, az újabb kondenzációs gázkazánok sugárzó csőégővel készülnek, az alacsonyabb füstgázhőmérséklet (és kisebb veszteség) elérésére. Az égő fajtája szerint lehet elő- és utókeveréses égő, blokkégő, égőcső, égőtálca, sugárzó égő, gyújtóégő és főégő.

Automatikája a vízhőmérsékletet és a szivattyúindítást szabályozza, szokásos elemei a túlmelegedés elleni termosztát, füstgáz-visszaáramlás elleni termosztát, vízhőmérséklet-szabályozás és időjáráskövető szabályozás. Az égő indítását a szivattyúindítással párhuzamosan, víznyomásról vezérlik. A fűtés/kazán indítása helyiségtermosztátról történik. A korszerű gázkazánok moduláló (folyamatos) teljesítményszabályozású égővel készülnek, ami teljesítményét a hozzáillő helyiségtermosztáttal fokozatmentesen változtatja. Az automatikus teljesítményszabályozást akkor tudjuk kihasználni, ha a gázkazán nincs túlméretezve a lakás fűtési igényéhez képest, vagyis a kazánnal folyamatos szabályozással biztosítható legkisebb teljesítmény lehetőleg jelentősen kisebb a lakás fűtési teljesítmény-igényénél. Ennél kisebb igény esetén a kazán csak ki-be kapcsol.

Háztartási célra a gázkazánokon kívül más típusú kazánokat is alkalmaznak, mint pl. szilárd (vegyes) tüzelésű és olajtüzelésű kazánokat.

Elhelyezés

Elhelyezés szerint a kazánok lehetnek fali és állókazánok. Konvektorokhoz hasonló típusok a parapet kazánok.

Fali gázkazán

A fali gázkazánok, mint nevükből is kiderül, falra szerelhetőek. Jellemzően kis súllyal rendelkeznek, és jó érintésvédelemmel vannak ellátva, ezért fürdőszobában is elhelyezhetőek. Előnyeik a kis helyigény és a kis súly.

Álló gázkazán

Az álló gázkazánok általában nagyobb teljesítményűek, mint fali társaik, éppen ezért méreteik és súlyuk is nagyobb. Modern kivitelű változataik már belső terekben is elhelyezhetőek.

Funkció

Fűtő gázkazán

A modern fűtő gázkazánok legtöbbje nevével ellentétben nemcsak fűtési célokra használható, hiszen váltószelep beépítésével használható meleg víz előállítására, indirekt tárolók fűtésére is képesek. Így helyettesítheti a külön vízmelegítőt.

Kombi gázkazán

A kombi gázkazánok kettős célúak. Fűtésre és használati meleg víz (HMV) előállításra is alkalmasak. A fűtőkörön kívül csatlakozik hozzájuk a hálózati hidegvíz-vezeték, és ebből átfolyó rendszerben termelik a HMV-t.

Beépített tárolós gázkazán

A beépített tárolós gázkazánok nagy HMV tárolóval vannak ellátva, így nagyobb melegvíz-,igények mellett is képesek biztosítani a komfortos fűtést és HMV-ellátást. Tárolóik mérettartománya kb. 40-150 liter, de nagyobb HMV igényre külön tárolós ún. hőközpontok is találhatók.

Égés folyamata a gázkazánban

Nyílt égésű/égésterű

A nyílt égésterű vagy más néven atmoszferikus gázkazánok égéstere nincs elzárva a környezetüktől. Az égés során közvetlen környezetéből használja az oxigént, hátrányuk, hogy kapcsolatban vannak a légtér levegőjével, és a füstelvezetéshez szükséges viszonylag nagy kéményen kívül légbevezetést is igényelnek. Az általában gravitációs huzatú kémény érzékeny a szélviszonyokra és az elhelyezésre, környezetre.

Zárt égésű/égésterű

A zárt égésterű kazánok égéstere saját környezetétől elzárt. Az égéshez szükséges levegőt mindig épületen kívülről nyerik, így nem használják el az épületek saját levegőjét, ezáltal biztonságosabbak. Az égőhöz a levegőbeszívást, a füstgáz- és égéstermék-elvezetést beépített ventilátor biztosítja. A gázok elégetése is hatékonyabb ebben a formában, hiszen a gáz-levegő arány szabályozott.

Gázkazántípus égéstermék-elvezetés szerint

Az alkalmazott fő típusok az égéstermék elvezetése szempontjából

1. Gravitációs égéstermék elvezetés
2. Kényszer áramlásos égéstermék elvezetés

Kéményes készülék

A készülék égésterében keletkezett füstgáz az épület részét képező járaton vagy az utólag kialakított épületgépészeti terméken keresztül függőleges irányban a szabadba távozik. A mozgását az égéstermék sűrűség és a környezeti levegő sűrűség különbségéből adódó felható erő okozza amely felhajtó erő télen nagyobb nyáron kisebb

A kéményes kazán alatt általában gravitációs égéstermék-elvezetésű kazánt értünk, ami nagyrészt nyílt égésterű, vagyis az adott helyiség levegőjét használja fel az égéshez. A kéményes kazán hatásfokát nagyban befolyásolja a kémény méreteinek megválasztása, hiszen a kémény hivatott elvezetni az égéstermékeket, füstgázokat. A kémény korábban csak falazott elemekből állt, de a kazán égéstermékében levő enyhén savas nedvesség falazó habarcsra gyakorolt negatív hatásra a kéményeket elkezdték bélelni alumíniumból vagy korrózió álló lemezből készül béléscsövekkel. Az így kialakított rendszeren vizuális ellenőrző nyílást és a keletkezett kondenzvíz elvezetésre csepegő csövet építettek be. A kéménybélelés végére esővédő terelőlapot, ún. Meidinger tárcsát helyeztek el.

Turbós készülék

A készülék égésterében keletkezett füstgáz az épület részét képező járaton vagy az utólag kialakított épületgépészeti terméken keresztül a szabadba távozik. Az égéstermék mozgását a készülékben elhelyezett ventilátor túlnyomása eredményezi. Az épületgépészeti termék kialakítása lehet függőleges kitorkolású, mely a tetősík fölött végződik, vagy vízszintes kitorkollású, mely az épület oldalhomlokzatán kerül kiépítésre.

A turbós kazán elnevezés a kényszeráramlásos égéstermék-elvezetéssel üzemeltetett berendezése köznapi megfelelője. A berendezés égésterméke a készülékben az égő előtt vagy után elhelyezett ventilátor szívó vagy nyomó hatására a készülékhez csatlakoztatott csövön keresztül a szabadba áramlik. Az égéstermék-elvezető csővel szembeni követelmény, hogy kibírja a hőmérsékletéből és savas nedvességéből eredő igénybevételt. Jellemzően rozsdaálló lemezből készül.

Kondenzációs készülék

A turbós készülékek tovább fejlesztett változata melynek lényege hogy az égő tér után még egy hőcserélő kerül elhelyezésre mely az égéstermékben levő vízgőz hőtartalmát próbája részleges visszanyerni. A visszanyert hővel vagy az égési levegőt melegítik elő vagy jellemzően a készülékbe visszatérő hideg vizet melegítik elő mielőtt az a gázégőnél levő hőcserélőbe kerül.

A gázok elégetése során jelentős mennyiségű vízgőz képződik, vagyis olyan rejtett hő, melyet a vízgőz tárol. A hagyományos gázkazánok a füstelvezetés során ezt a hőt nem tudják hasznosítani, ezért a füstgázzal együtt távozik a kéményen vagy turbócsövön keresztül.

A kondenzációs kazánok a vízgőz hőenergiájának kinyerésére egy nagy felületű hőcserélővel rendelkeznek, így képesek a vízgőzben rejlő hőt visszanyerni, melyet a fűtési rendszerben hasznosítanak. A folyamat során a füstgáz annyira lehűl, hogy a benne lévő vízgőz kondenzálódik. A fenti elv szerint ~11%-kal nőhet a készülék hatékonysága. A füstgázból visszanyert hőmennyiség nagysága, illetve a keletkezett kondenzvíz mennyisége fordítottan arányos a berendezés üzemi hőmérsékletével. A kondenzációs kazánok elsősorban olyan fűtési rendszerekben hatékonyak, ahol a fűtővíz hőmérséklete alacsony (padlófűtés, falfűtés, mennyezetfűtés). A kondenzációs üzemmódban a a készülékben kb 1 liter kondenzvíz képződik 10 Kw teljesítményre számolva. A kondenzvíz gyengén savas kémhatású így nagyobb teljesítményű kazánoknál a csatorna hálózatba történő eltávolítása előtt kémiailag semlegessé kell tenni. A semlegesítő berendezés ipari méretű berendezéseknél kötelező.

Parapet kazán

A zárt égésterű kazánok speciális fajtája melynek teljesítménye nem haladja meg a 6Kw-ot. Beépítése a parapetes konvektorok elhelyezéséhez hasonlóan működik. Az ablak alatti elhelyezés utal a nevére. A levegőt a szabadból veszi, és az égésterméket kivezeti a szabadba. Elsődlegesen az elhelyezésére szolgáló helyiség ellátására alkalmas, de radiátoros, többhelyiséges lakás fűtésére is alkalmas. A füstgáz ventilátoros rásegítéssel távozik.

Hybrid kazán

A hybrid kazán egy gázkazán és egy hőszivattyú kombinációja révén jön létre. Egy automatika gondoskodik arról, hogy mindig a lehető leggazdaságosabb megoldással üzemeljen a berendezés. A hőszivattyú a levegő hőenergiáját hasznosítja, így gyakorlatilag a levegőből állítja elő a fűtésre szánt hőenergiát. Ez egyben azt is jelenti, hogy rendkívül gazdaságosan üzemeltethető.

Hőigények, fűtési rendszerek

A fűtési rendszerek az előremenő/visszatérő hőmérséklet szerint

• 90/70 C°-os (hagyományos): jellemzője a magasabb füstgázhőmérséklet (160-260 C°) és magasabb visszatérőfűtővíz-hőmérséklet, kb. >65 C°.
• 70/55 C°-os (alacsony hőmérsékletű): alacsonyabb füstgázhőmérséklet, a visszatérő fűtővíz hőmérséklete >45 C°.
• 55/35 C°-os (pl. padlófűtéshez): ez az igény a kondenzációs kazánnal elégíthető ki, melynél a füstgázból vízgőz csapódik le.
• 35/28 C°-os (pl. falfelület fűtéshez): kondenzációs kazánnal biztosítható.

A fenti igények kielégítésére a gázkazán lehet állandó hőmérsékletű, alacsony hőmérsékletű vagy kondenzációs gázkazán.

Hatásfok

A legjobb alacsony hőmérsékletű gázkazán hatásfoka sem jobb 93-94%-nál. A vízgőz lecsapásával a kondenzációs kazánok hatásfoka eléri a 104-109%-ot. (A hatásfokszámításnál a viszonyítási alapállapotban a vízgőz nem csapódik le, ezért lehet a hatásfok a kondenzációsnál több mint 100%.)

Fűtővíz hőmérsékletének szabályozása - kazánteljesítmény

A fűtővíz hőmérsékletének beállítása a külső időjárás függvényében befolyásolja a rendszer hatásfokát, mert magas fűtővíz-hőmérsékletre csak alacsony külső környezeti hőmérsékletnél van szükség. A fűtővíz-hőmérséklet legrégebbi szabályozása kézzel történt, a kazánon elhelyezett kapcsolóval (pl. 1-10 fokozat, pontos hőmérséklet, vagy teljesítményérték nélkül). A mai előírások lakásfűtés esetén 100 m2 új lakás fölött kötelezővé teszik az időjáráskövető fűtővíz-szabályozást. Mindkét esetben a fűtővíz-hőmérséklet tartása általában úgy történik, hogy a kazán addig jár bizonyos teljesítményen, amíg el nem éri a kívánt fűtővíz-hőmérsékletet, de nem szabályozza ezzel párhuzamosan a gázégő teljesítményét, azt csak a folyamatos szabályozású kazán erre alkalmas szobatermosztátja tudja megtenni. Vagyis lehet pl. 50 C°-on leadni a teljes teljesítményt, és lehet 75 C°-on is, ha erre egyébként a fűtőfelületek alkalmasan vannak kivitelezve. Egyes kazántípusokon választási lehetőség is van, alacsony vagy normál hőmérsékletű üzem egy előbbihez hasonló váltó kapcsolóval állítható be. A teljesítmény mindkét esetben ugyanannyi, a névleges lehet.

Engedélyezés, ellenőrzés, biztonság

A földgáz (ill. gáznemű tüzelőanyag) a levegővel keveredve tűz- és robbanásveszélyes anyag, melyre a tűzrendészeti előírások vonatkoznak. A gázkészülékek kivitele, telepítése engedélyekhez kötött (pl. PB-gázas készülék nem telepíthető talajszint alá). A lakás ún. belső gázszerelési tervét engedélyeztetni kell, és a MKEH-nél nyilvántartásba vett kivitelező készítheti. A gázkazánt és a gázvezetékeket a rendeletek szerint időnként ellenőriztetni kell. Üzemeltetéskor a gázkazánra a gyártó használati utasítása vonatkozik. A belső gázszerelési terv tartalmazza a gázkészülékek szellőzését, levegőellátását. A lakásra a bejelentési, engedélyezési, kiviteli terv tartalmaz adatokat a fűtési rendszerre vonatkozóan. Ezek alapján lehet a lakásfűtő gázkazán esetén elvégezni az üzemeltetést.

Az Európai Unió 813/2013/EU rendeletéről

Az Európai Unió területén érvényben levő szabályzás a készülékek hőhasznosító képességére és szennyező anyag kibocsátásra vonatkozó követelményeket tette előbb irány elvvé majd annak szigorított változatát kötelezően alkalmazandó műszaki minimummá.

A jelenleg érvényben levő hatásfok minimum és szennyező anyag kibocsátás maximum előírásokat csak a kényszeráramlásos (turbós) és ezen belül kondenzációs üzemmódban is működtethető kazánok biztosítják. A nem kondenzációs kazánok a szigorodó előírásokat már nem tudják teljesíteni.

A 813/2013/EU rendelet szerint a nem lakossági fogyasztók 2015. szeptember 26-a után, a lakossági fogyasztók pedig 2016. július 1-jétől kizárólag olyan gázkazánokra kaphatnak használatbavételi engedélyt, melyek hatásfoka a teljes fűtési szezonra kivetítve legalább 86%-os. Ennek értelmében az előírásnak megfelelő kazánok kerülhetnek csak forgalomba. A rendelet az egyedi fűtéssel rendelkező lakások és családi házak tulajdonosait érinti, az itt működő kazánok teljesítménye ugyanis nem haladja meg a 400 kW-ot, illetve a melegvíz-tároló tartályok legfeljebb 2000 liter tárolási térfogatúak. A rendelet nem vonatkozik a 400 kW feletti névleges hőteljesítménnyel üzemelő kazánokra. A rendelet szerint ezen felül minden újonnan forgalomba kerülő kazánt energiacímkével is kötelezően el kell látni. Az előírások jellemzően 5-10 évente szigorodna 3-5 éves bevezetési időszakkal közzétéve.

Kapcsolódó szócikkek

• Kazán (berendezés)
• Kondenzációs gázkazán
• Égés
• Gravitációs cirkuláció
• Szivattyú
• Gázbojler
• Kémény

Források

• A gázkondenzációs technika kézikönyve (Theo B. Jannemann, Dialóg Campus Kiadó, 1998)
• Háztartási és kommunális kazánok (Tallér Ferenc, Műszaki Könyvkiadó, 1984)
• Építési hibák, amelyek megelőzhetők, vagy kijavíthatók (Helmut Haarich, Műszaki Könyvkiadó, 1992)
• Víz-, csatorna-, gázszerelés I., II. (id. Opitzer Károly, Műszaki könyvkiadó, 1982)
• Fűtéstechnika (Hommonay Györgyné Dr., Dr. Molnár Zoltán, Műszaki Könyvkiadó, 1979)
• 7/2006. (V. 24.) TNM rendelet: az épületek energetikai jellemzőinek meghatározásáról
• 40/2012. (VIII. 13.) BM rendelet: az épületek energetikai jellemzőinek meghatározásáról szóló 7/2006. (V. 24.) TNM rendelet módosításáról

Márkák

AEG, Ariston, Baxi, Beretta, Biasi, Bosch, Junkers, Buderus, Candy, Chaffoteaux, Chaffoteaux & Murray, Colibri, DÉG, Delonghi, Demrad, Electrolux, ÉTI, Fagor, FÉG, Fégterm, Ferroli, Hajdu, Hermann, Héra, Hévíz, Hőterm, Hidrotherm, Immergas, Indesit, Indropi, Junkers, KF-Gáz, Lampart, Mora, Nextra, Novumfég, Ocean, Pelgrim, Potterton, Quadriga, Radiant, Radson, Remeha, Riello, Saunier Duval, Stiebel Eltron, SWT-W, Teka, Termomax, Unical, Vaillant, Vesta, Viessmann, Wamsler Weishaupt, Westen, Whirpool, Wolf, Zanussi stb.

További információk

• Gázkazánok ismertető
• MKEH Gáz csatlakozó berendezések és felhasználói vezetékek (GMBSZ)