Égési levegő

Új válaszok a szakmai elvárásokra

Zárt- és nyitott rendszerű vízteres kandalló üzembe helyezésekor az égési levegő ellátásának megoldása már hazánkban is nagyban meghatározza a gyártók és beépítők – gyártási és kivitelezési – lehetőségeit az egyre magasabb szintű szakmai elvárások közepette.

Elméleti alapfogalmak

Az égés tulajdonképpen egy olyan kémiai reakció, mely során az éghető gáz a levegő oxigénjével hőtermelő reakcióba lép. Kialakulásához szükség van három egyidejűleg jelen lévő tényezőre: éghető anyagra (fa), égést biztosító közegre (levegő oxigénje), valamint az anyag gyulladási hőmérsékletét elérő hőmérsékletre. 

 

 

Amennyiben gyújtóforrás nélkül, magas környezeti hőmérséklet hatására indul be az égés, öngyulladásról beszélünk. Két főbb típusát különböztetjük meg: tökéletes égés, mely során a jelenlévő összes komponens oxidációjához elegendő oxigén áll rendelkezésre valamint, tökéletlen égés, mely során a rendelkezésre álló oxigén mennyisége nem elegendő a tökéletes égéshez, így gyakran további éghető égéstermék keletkezik, mely az égéstermék-elvezető berendezésen át távozik a szabadba, ezzel csökkentve az égés és tüzelőberendezés hatásfokát. Az esetek 99%-ában tökéletlen égés valósul meg, a tüzelőanyag-részecskék és az oxigén molekulák tökéletes keveredése szinte soha nem érhető el, így az égés majdnem mindig légfelesleggel valósul meg.

Az égés

Az égés folyamata minden tüzelőanyagnál két szakaszból áll: a meggyulladásból és a tüzelőanyag elégetéséből. Az égéshez szükséges levegőmennyiség az oxigénszükségletből állapítható meg (100 térfogatrész levegőben 21 térfogatrész oxigén van). 1 kg fa elégetéséhez 4,2 m3 levegőre, azaz 0,88 m3 oxigénre van szükség. Könnyen kiszámítható például: egy 24 kW teljesítményű vízteres kandallóbetét a használata során, óránkénti 8-10 kg fa eltüzelése mellett körülbelül  30-40 m3 levegőt használ fel optimális esetben. A fából felszabaduló gázok nem keverednek teljesen a levegő oxigénjével, ezért többet kell bejuttatnunk, mint ami elméletileg a tökéletes égéshez szükséges. Tapasztalati tényezők szerint a légfűtő és vízteres kandallóbetétek tényleges levegőszükséglete körülbelül 1,8-szorosa a számított értéknek (míg a kályháknál ez az érték magasabb, körülbelül 2,9). Ezzel kalkulálva a tényleges levegő szükséglet 60-70 m3 óránként. Ugyanakkor a felesleges többletlevegő felmelegítéséhez energiát pazarolunk. Ez egyértelművé teszi, hogy nemcsak a túl kevés levegő hátrányos, a túl sok ugyanolyan kedvezőtlen a hatásfokra tekintettel. Meg kell említeni, hogy a légfelesleg-tényező szinte minden szakirodalomban más és más; 1,5-3 között mozog az érték, attól függően, hogy az égés mely szakaszában számolunk, milyen tüzelőberendezést üzemeltetünk és milyen környezeti paraméterek érvényesülnek.

Friss levegő, külső légforrás

A kandallóbetét tűzkamrájába történő levegő betáplálás kétféle módón történhet. Az eddig használt módszer a belső laktér levegőjéből, a tűztér frontrészéről történt. Ahogy az épület szigeteléstechnológia fejlődött, egyre korszerűbb nyílászárók és szigetelőanyagok tömítik a lakásokat, kényszerítve ezzel a külső levegő bevezetés használatának elterjedését. Megjegyzendő, hogy már az XIX. század második felében is létezett friss légbevezetővel ellátott tüzelőberendezés. Ebben az esetben külső légforrásból légcsatornán keresztül juttatjuk az égéshez szükséges levegő mennyiségét a kandalló tűztérbe. Mind primer mind szekunder égési levegő adagolására is felhasználhatjuk.  Néhány készülékben a primer levegő adagolását termosztát szabályozza, ez méri a távozó füstgázok hőmérsékletét és ennek megfelelően vezérli a levegőcsappantyút. 

A külső levegő bevezetésének módja történhet direkt módon a tűztérbe, vagy a konvekciós téren át a szoba belső levegőjéhez adagolva, melyből táplálkozik a kandallóbetétünk. E második módszer nemcsak az égéshez szükséges levegő mennyiségét biztosítja, de elláthat minket is oxigénnel valamint a párhuzamosan működő levegőt fogyasztó készülékeket is, amennyiben azok nem rendelkeznek saját külső levegő bevezetéssel. A kintről beáramló friss levegő a konvekciós térben felmelegszik, sterilizálódik, majd bekerül a szoba levegőjébe, ezzel frissítve, fertőtlenítve azt. Szükséges megemlíteni, hogy egy személy óránként 25 m3 friss levegőt használ el, miközben széndioxidot és vízgőzt termel. Amennyiben nem megoldott a lakás szellőztetése, friss levegő hiányában penészesedés, oxigénhiány lép fel, amely álmosságot, fejfájást, sőt betegségeket is okozhat. Érdemes odafigyelnünk ezen – olykor nem kellően figyelembe vett – tényezőre, hiszen jelentősen befolyásolja a közérzetet, sőt akár életeket is menthet.

Gyergyay Benedek
okl. gépészmérnök