A Szabad Gázáramlás Rendszere
A szabad gázáramlás rendszere egy igen hatékony, és nagy szabadságot nyújtó kályhatervezési elv, Oroszországból származik. Nézzük, miből ered a rendszer eme két alaptulajdonsága.
Az épített kályhák tervezésekor a hatékony működés eléréséhez két szempontot kell szem előtt tartani:
- Magas hatásfokú, ennek köszönhetően nagyon alacsony károsanyag kibocsátású égés
- Az égés során felszabaduló hő minél nagyobb részének kinyerése és eltárolása
A legtöbb fejlett kályhatervezési rendszerben az első célt alapvetően azonos módon szokás elérni, mégpedig az égéshez szükséges ideális körülményeket lehető legjobban megközelítő tűztérrel: magas égési hőmérséklet, optimális mennyiségű elsődleges és másodlagos égési levegő, az égési levegő és az éghető gáznemű és szilárd anyagok minél jobb keveredése.
A szabad gázáramlás rendszer pár apró részlettől eltekintve ezt a szempontot a többi rendszerhez nagyon hasonlóan közelíti meg. A második szempontban viszont alapvető a különbség.
Minden más kályharendszerben a forró füstgázok a tűztérből kilépve végighaladnak egy megfelelően méretezett járatrendszeren, ahol leadják az hőenergiájuk jelentős részét a kályha hőtároló falazatának. A járatrendszer lehet fekvő, vagy függőleges, ezen belül esetleg úgynevezett ellenáramú. A füstgáz a járatokon végighaladva és ott lehűlve, a kéménybe távozik a járatok végén található bekötőcsövön. Minél hosszabb a járatrendszer, annál több hőt képes elvonni a kályha a füstgázoktól.
Vizsgáljuk meg közelebbről a járatos rendszerekben a gázok áramlását. Amikor a kályhában tüzelünk, a friss égési levegő beáramlik a tűztérbe, és táplálja az égést. Az égési folyamatban keletkező füstgáz a járatokon a kémény okozta nyomáskülönbség – huzat – hatására halad végig. Az ilyen rendszerű kályhákban a gázokat kizárólag a kémény huzat tartja mozgásban, ideértve az égési levegő beszívását is. Ha nem lenne kéményhuzat, a gázok egyáltalán nem áramlanának a megfelelő irányba.
Könnyen belátható, hogy minél hosszabb a járatrendszer és minél több benne az irányváltás, annál nagyobb az ellenállása, és annál nagyobb kémény huzat szükséges az ellensúlyozására. A kémény huzata határt szab a járatok hosszának, és egyben a füstgázoktól elvonható hőnek is. A kályha tervezésekor mindig meg kell találni az egyensúlyt a járatok hossza és a huzat által keltett optimális gázáramlási sebesség között. A túl rövid járatrendszer csökkenti a forró füstgázok hőleadási hatásfokát, a túl hosszú járatok és túl lassú áramlás az így elégtelen beszívott égési levegő miatt viszont az égés hatásfokát és tisztaságát csökkenti. Ez az egyensúly igen érzékeny, annál is inkább, mert a kémény huzatát többszörös értékek között befolyásolja a házon kívüli időjárás.
Az előbbiekből következik, hogy még a legjobban megtervezett járatos kályhákban is, a legritkább esetben optimális a működés. A kémény huzata a méretezéskor számított értéknek lehet a fele vagy duplája is az időjárás függvényében, és a tüzelés egyes fázisaiban. A közép-európai és hagyományos magyar járatos kályhák, a finn és dán ellenáramú tömegkályha, mind ebbe a csoportba tartoznak. Ezeket a rendszereket mi „kényszerített gázáramlás rendszereknek” hívjuk.
|
|
1. A forró füstgázok útja a szabad gázáramlás rendszerű kályhában: kitöltik a hőtároló kamráit, és csak lehűlés után távoznak - így átadva energiájukat a falazatnak 2. A füsgázok útja a tüzelés elején és végén, amikor a tűztérben keletkező gázok hőmérséklete alacsonyabb, mint a hőtárolót kitöltő gázoké. |
Ezzel ellentétben az általunk kínált kályhákban a gázok külső kényszerítő erőtől (kémény huzattól) függetlenül áramlanak. A Rendszer kifejlesztésekor úgy találták, hogy a gravitációs erő önmagában képes elvégezni ezt a munkát. Ez a felismerés vezetett a szabad gázáramlás rendszere nevű kályha tervezési rendszer megalkotásához. Ezekben a kályhákban járatok helyett kamrák vannak, ezért is hívják őket „harang” vagy „járat nélküli” kályhának. Az egyes harangokban a tűztérből vagy az előző harangból beáramló forró gázok a kisebb fajsúlyuk hatására feláramlanak a harang tetejébe, majd lehűlve leáramlanak, és ki a harangból – hőenergiájuk nagy részét átadva a harang falának. A hidegebb gázok (például a tüzelési folyamat elején és végén) a nagyobb fajsúly miatt nem áramlanak a meleggel telítődött harangba, hanem a nélkül hogy visszahűtenék azt, a harang aljában továbbáramlanak a következő – hűvösebb – harang vagy a kémény felé. Ezzel a Rendszerrel tervezett kályhák kivételesen hatékonyak, és sok más előnyük is van a kényszerített gázáramlású rendszerekkel szemben.
Ha kíváncsi a szabad gázáramlás rendszerének történetére, kattintson ide…
