Fűtési kisokos a fától a hőszivattyúig: hogyan működnek?

A témát az Immergas szakértői segítségével járjuk körül négyrészes cikksorozatunkban, melynek első részében a kazánok típusait mutatjuk be a hőenergia előállításához használt energiaforrás szerint - kiegészítve a legmodernebb megoldásokkal.

Vegyes tüzelésű kazánok

Mint a legtöbb kazántípusra, ezekre is igaz: vannak elavult, régi technológiát használó típusai is és modernebb változatai is. Közös jellemzőjük, hogy a kazán típusának megfelelő szilárd anyag elégetésével állítják elő a fűtéshez szükséges hőenergiát. Ez lehet tűzifa, szén, fabrikett vagy pellet - ez utóbbi valamilyen aprított fa, fűrészpor vagy faforgács kis rudakba összepréselve. De semmiképpen sem hulladék (például bontásból származó festett faanyag, gumi vagy éppen műanyag)! Egyrészt a „vegyes tüzelés” nem azt jelenti, hogy minden éghető anyagot eltüzelhetünk benne, másrészt a hulladék égetése során rengeteg mérgező károsanyagot juttatunk a saját(!) és mások környezetébe is.

A fűtőanyagot jellemzően kézzel kell adagolni, addig ad meleget, amíg az égéstérbe pakolt fűtőanyag el nem fogy - ez a tűztér nagyságától függően több óráig is tarthat. Hatásfoka nagyban függ a felhasznált tüzelő minőségétől - nem mindegy, hogy száraz tűzifával vagy kerti nem megfelelően kiszárított fahulladékkal pakoljuk tele a kazánt. Sokan nem veszik figyelembe, hogy a kivágott fa teljes kiszáradása jellemzően két évbe telik - az ennél korábban eltüzelt faanyag fűtőértéke jóval alacsonyabb, mert az energia nagy része a nedvességtartalom elpárologtatására fordítódik.

Különösebb szakértelmet nem igényel a működtetésük, de odafigyelést igen: magunknak kell beszereznünk és tárolnunk a tüzelőt, begyújtanunk, rendszeresen el kell távolítanunk a képződött hamut, salakot. A felhasznált tüzelő optimális mennyiségét is meg kell határoznunk: ha túl sokat használunk, nem csak a fűtési költségeink lesznek indokolatlanul magasak, hanem a rendszer túlhevülését, szélsőséges esetben robbanásveszélyt is kockáztatunk. A régi, évtizedekkel ezelőtt beszerelt kazánok nem rendelkeznek olyan érzékelőkkel, amelyek például a távozó füstgáz hőmérsékletét mérik, így nehezen határozható meg, mikortól pazarolunk, azaz fűtjük feleslegesen a kinti levegőt. Ilyen érzékelőket, valamint biztonsági berendezéseket utólag is telepíthetünk, az újabb telepítésű, modernebb technológiát alkalmazó kazánok esetében ezek már beépítésre kerültek.

Ilyenek a korszerű, energiahatékony és környezetkímélő faelgázosító kazánok is: működésük lényege (leegyszerűsítve), hogy a szilárd tüzelőanyag égése során keletkező gázokat is elégetik, így sokkal kevesebb hőenergia megy kárba és a környezet terhelése, a hagyományos szilárd tüzelésű kazánoknál jóval magasabb a hatásfok, miközben a légszennyezés mértéke is kisebb.

A vegyes tüzelésű kazánok nagy előnye, hogy gyakorlatilag bármilyen szilárd tüzelőanyaggal működtethetőek - ez azonban az egyik legnagyobb hátrányuk is, ha rosszul értelmezik ezt a tulajdonságot. Háztartási hulladékok, műanyagot tartalmazó anyagok eltüzelése során a levegőbe jelentős mennyiségű szálló por és más káros anyag juthat; a légszennyezettségi adatok fűtési szezon idején jellemző drasztikus romlásáért a legnagyobb mértékben a régi, elavult kazánok és az alkalmatlan tüzelőanyagot használó lakosság felelősek.

Gázkazánok

A lakossági gázkazánokban jellemzően földgáz elégetésével termelődik az a hő, amely felmelegíti a szükséges vízmennyiséget. A régebbi készülékek nyitott égésterűek - ez azt jelenti, hogy az égéshez szükséges oxigént a közvetlen környezetükből veszik fel. Ez egy lakás, ház esetében azt jelenti, hogy az ingatlan levegőjét használja fel, az égéstermék pedig egy kéményen keresztül távozik a szabadba. Azokban az otthonokban, ahol még ilyen készüléket használnak, nagyon fontos egy megbízható szén-monoxid-érzékelő alkalmazása - ha a külső körülmények (például nagyobb szél) vagy a friss levegő bevezetésének hiánya (vagy elégtelensége) miatt nem megfelelően távozik az égéstermék, akkor a lakásban a levegő CO-tartalma a veszélyes szintre emelkedhet. Az érzékelő erre még időben figyelmeztethet, megelőzve akár a tragédiát is. Hogy ilyen készülékből még mindig sok lehet üzemben, arra az egészségügyi statisztikák utalnak: évente még mindig százas nagyságrendben fordul elő szén-monoxid-mérgezés, amelyből több tucat sajnos halállal végződik.

A régi, nyitott égésterű kazánok bármennyire is strapabíróak, mostanra biztosan csereérettek - már csak azért is, mert a hatásfokuk alacsonyabb, sokszor nagyon nehéz hozzájuk alkatrészt szerezni, megfelelő szakembert találni a biztonságossá tételhez.

A zárt égésterű kazánok biztonságosabbak és nagyobb hatékonysággal is működhetnek. A zárt égéstér azt jelenti, hogy nem csak az égéstermék távozik a szabadba, hanem az égéshez szükséges oxigén is a szabadból, az épületen kívülről származik - magyarán a gázkazánnak nincs kapcsolata a lakótér levegőjével, sem oxigént nem vesz fel onnan, sem káros, mérgező anyagot nem bocsáthat a lakótérbe. Egyik típusa a köznyelvben turbós gázkazán néven ismert; ezekben egy ventilátor működik, ami a készülékben a levegő áramlásáért, a füstgáz kivezetéséért felelős. Biztonság szempontjából akár meg is felelnének a mai kor követelményeinek (és a szabályozásnak), hatásfokuk (és így környezetre gyakorolt hatásuk) viszont nem kellően magas.

A zárt égésterű kazánok másik, egyre elterjedtebb típusa a kondenzációs kazán. Elterjedtségét persze nagyban segíti, hogy 2015 szeptembere óta érvényben van egy uniós rendelet, amely az engedélyezhető kazánok műszaki követelményeit úgy határozza meg, hogy a lakosság számára gyakorlatilag csak a kondenzációs technológiával működőek érhetők el. Magyarán, ha valaki lecserélné gázkazánját egy másikra, a gyakorlatban csak kondenzációs megoldásban gondolkodhat.

A kondenzációs kazánok működésének lényege, hogy a gáz elégetésekor képződő égéstermékben lévő vízgőz hőjét is tudja hasznosítani - ezzel lényegesen nagyobb a hatékonyságuk a turbós kazánoknál. A név onnan ered, hogy a füstgáz hőenergiájának kinyerésekor a benne lévő vízgőz kondenzálódik, kicsapódik - a kondenzvíz elvezetéséről éppen ezért ilyen kazánok esetében gondoskodni kell. A gázkazánok közül ezek hatékonysága a legjobb, ezért gázfelhasználásuk a legalacsonyabb, a környezet számára ezek jelentik a legalacsonyabb terhelést, köszönhetően alacsony károsanyag-kibocsátásuknak.

Hőszivattyús megoldások és hibrid rendszerek

Ma már olyan fűtési rendszer is létezik, amely károsanyag-kibocsátása akár nulla is lehet: a hőszivattyús rendszerek a talaj, a talajvíz, illetve a levegő energiáját hasznosítva működnek. A telepítésnek természetesen van költsége, ám a működő rendszer nagyobb részben a környezetben ingyen elérhető energiát használja, ezzel a lehető legalacsonyabbra szorítható le a fűtés költsége. Természetesen a hőszivattyúk működtetéséhez van szükség energiára, de az ehhez szükséges áram akár napelemek segítségével is előállítható, így a teljes rendszer működhet akár zéró emisszióval, azaz károsanyag kibocsátása nélkül is.

Hogy egy hőszivattyús rendszer önmagában is megállja-e a helyét, az nagyban függ a környezeti adottságoktól. A legalacsonyabb beruházással megvalósítható levegő-víz hőszivattyús rendszerek földrajzi elhelyezkedéstől függetlenül bárhova telepíthetőek, a magyarországi éghajlati viszonyok mellett az év nagy részében elegendő megoldást jelenthetnek a fűtésre, nagyon hideg idő esetén lehet szükség kiegészítő fűtésre. Egy fúrt kutas, víz-víz hőszivattyús rendszer viszont önmagában is megállja a helyét - cserébe magasabbak a telepítési költségek, és elegendő, megfelelő minőségű talajvízre van szükség a működtetéséhez. Hasonlóan megállhatja a helyét a talaj hőjét használó hőszivattyús rendszer is, de ennek a legmagasabbak a telepítési költségei. Mindhárom megoldásra igaz azonban, hogy nem csak a fűtésre, hanem a hűtésre is az alacsony (napelemes rendszerrel kombinálva akár nulla!) költséggel kínálnak megoldást - a hőszivattyú ugyanis két irányban működik, nem csak fűtésre alkalmas, hanem nyáron a levegő hűtésére is.

A hőszivattyús megoldásokat gyakran hibrid rendszerek részeként alkalmazzák - ha nagyobb fűtési teljesítményre van szükség, digitális vezérlésüknek köszönhetően képesek automatikusan bekapcsolni a rendszerbe valamilyen "hagyományos" rásegítést - akár egy kisebb teljesítményű elektromos fűtőpatron, akár egy meglévő gázkazán formájában.

Ezek a korszerű rendszerek természetesen bőven megfelelnek minden aktuális előírásnak mind környezetvédelmi, mind hatékonysági szempontból, működtetésük a legkényelmesebb és - a rendszeres rezsiköltséget tekintve - legolcsóbb az elérhető megoldások közül.