Bevezetés

Manapság Európában gyakran a kondenzációs kazán az, amelyet a fogyasztók és a rendszereket felszerelő szakemberek először választanak. A legnyilvánvalóbb ez a „környezetbarát” kultúrájáról jól ismert Hollandiában, ahol a felszerelt kazánok 99 %-a kondenzációs típusú. Ezzel ellentétben, más helyeken arányuk nem ilyen magas; a kondenzációs kazánokat gyakran csak ott lehet eladni, ahol további ösztönzők állnak rendelkezésre, pl. a vásárláshoz állami támogatást lehet igénybe venni.

Egy kondenzációs kazán ára általában magasabb, mint a hasonló méretezésű hagyományos kazán ára; ezt azonban túlkompenzálja a kondenzációs kazán lényegesen (~20%) nagyobb hatásfoka. A nagyobb kezdeti költség megtérüléséhez szükséges időt a vízoldali problémák elkerülésével minimalizálni lehet.

Beépítés és konstrukció

Egyszerűen kifejezve a kondenzációs kazán egy normál kazán, amelyet kiegészítettek egy utánkapcsolt szekunder hőcserélővel. A másodlagos hőcserélő lehetővé teszi, hogy a füstgázokból visszanyerjük az egyébként kárba vesző érezhető és rejtett hőt. A fizikai folyamat kihasználásához szükség van arra, hogy a visszatérő víz hőmérséklete elég alacsony legyen ahhoz, hogy lehetővé tegye a füstgázokban levő víz kondenzációját. Ezzel a füstgázok rejtett hője kivonható és átadható a fűtőrendszerben levő víznek. Ez nettó energianyereséget jelent, tehát javítja a rendszer hatásfokát.

Egy jól megtervezett rendszer kulcsa az, hogy a kazánt jól kell illeszteni a hőterheléshez. Ez azt jelenti, hogy különös gonddal kell eljárni, amikor egy kondenzációs kazánt építenek be egy régi rendszerbe a korábbi kazán lecserélésére. Ha a visszatérő fűtővíz hőmérséklete túlságosan magas, magasabb mint kb. 57 oC, nem következik be kondenzáció, és a füstgázban levő vízgőz látens hője nem kerül visszanyerésre. Bármelyik kondenzációs kazán mindig hatékonyabb, mint az ugyanolyan típusú, de nem kondenzációs kazán, mivel a másodlagos hőcserélő mindig azt eredményezi, hogy a kazán nagyobb mértékű érzékelhető hőt nyer vissza a füstgázból tekintet nélkül arra, hogy a kondenzáció bekövetkezik-e vagy sem.

A kondenzálódás jellege

A kondenzátum mindig korrozív. Ez azért van így, mert gyakorlatilag nincs benne oldott anyag és – ami a legfontosabb – savas kémhatású. Tekintet nélkül a használt tüzelőanyagra, a kazánban az égéskor termelődő füstgázok mindig tartalmaznak savas gázokat, pl. nitrogénoxidokat (NOx) és kéndioxidot. Vízben oldva ezekből a füstgázokból ásványi savak keletkeznek. A füstgázban levő savas gázok mennyiségétől függően a kapott kondenzátum pH-ja akár 5,0 is lehet. Összehasonlítva azonban a kondenzátum kevésbé agresszív, mint az ecet, vagy mint a szénsavas üdítőitalok.

A kazán által termelt kondenzátumot biztonságos módon kell kezelni és ártalmatlanítani. Bizonyos kereskedelmi és ipari méretű rendszerekben néha semlegesítő egységet alkalmaznak, de a legtöbb esetben a kondenzátum a szennyvízcsatornába engedhető, mivel az ott már jelenlevő szennyvíz azonnal semlegesíti. A kondenzátum összegyűjtésének és a csatornába való továbbításának problémája könnyen megoldható műanyag alkatrészek használatával. Nyilvánvaló, hogy mivel a kondenzátum a hőcserélő felületén keletkezik, magát a hőcserélőt nemcsak olyan anyagból kell elkészíteni, amely nagy hővezetőképességgel rendelkezik, hanem a savak hatásának is ellen kell állnia. A leggyakrabban, bár nem kizárólagosan használt anyag az alumínium, amelynek kiemelkedőek a hővezetési tulajdonságai és kiválóan ellenáll az ilyen körülmények között várható korróziónak.

A vízkezelés szükségessége

Az alumíniumot gyakran úgy tekintik, mint a rendszerben azonnal problémákat okozó anyagot, mivel néha azt gondolják, hogy könnyen korrodálódik. Ez egyáltalán nem igaz. Az alumínium korrózióállósága megfelelő ahhoz, hogy atomreaktorokban is alkalmazzák, ahol a körülmények valamivel komolyabbak, mint egy átlagos központi fűtési rendszerben!

Az alumínium és ötvözetei korróziós viselkedése a metallurgiai körülményektől, a jelen levő szennyeződésektől és az ötvözetképző elemektől, a vízben levő oldott sók jellegétől, valamint a víz pH-jától függ. Az alumíniumot az a képessége, hogy a felületén jól tapadó oxidréteg alakul ki, nagyon ellenállóvá teszi a korrózióval szemben. Az alumíniumnak ez a passziválódása nemcsak a fém és a levegő oxigénje, hanem a fém és a víz közötti reakció eredményeképpen is kialakul.

Bár a hőcserélő füstgáz felőli oldala nem korrodálódik, figyelni kell a víz felőli oldalra is, ahol a körülmények destabilizálhatják a védő oxidréteget.

A kondenzációs (és bármilyen más típusú) kazánnál a víz felőli oldalon fellépő problémák elsődleges oka az, hogy törmelék marad a rendszerben az összeszerelés után. A szennyeződések sokfélék lehetnek. Új rendszerek esetében ezek általában préseléskor használt olaj, fémforgács, folyasztószer maradványok, vagy más, összeszerelésnél keletkező törmelék, amely az alapját képezheti annak a szigetelőrétegnek, amely kialakul a hőcserélőben vagy a szivattyúban. A régi rendszerekbe beépített új kazánokat pedig hasonló módon elszennyezheti, vagy akár el is tömítheti az olyan laza törmelék, mint pl. a radiátorokból származó magnetites iszap és az elszaporodott mikroorganizmusok.

A törmelékkel kapcsolatos problémák elkerülése

Egy új kazán felszerelése előtt a rendszerből az összes törmeléket el kell távolítani az előírásoknak megfelelően. Két fontos tényt azonban meg kell említenünk:

  1. Nem lehet a rendszert teljesen kitisztítani kémiai tisztítószerek alkalmazása nélkül; és
  2. A rendszerbe beépített leeresztési lehetőség közül sok olyan van, amelyet nem lehet átmosási célra felhasználni.

A rendszereket összeszerelő szakemberek számára számos tisztítószer áll rendelkezésre, és fontos, hogy annak kiválasztásánál figyelembe vegyék a rendszerben várhatóan megjelenő szennyezőanyagok jellegét. Fontos a anyagkezelési előírások szerinti legbiztonságosabb termék kiválasztása. Ehhez olyan termékek állnak rendelkezésre, mint az új rendszerekhez használható Sentinel X300, vagy a régi rendszerekhez (beleértve azokat a rendszereket is, ahol korábban már problémák jelentkeztek) használható Sentinel X400.

Korróziós inhibitorok alkalmazása

Úgy tűnik, hogy az ország bizonyos területein a városi vízhálózatban szolgáltatott víz pH-ja növekszik (a víz egyre lúgosabbá válik) és bizonyos körülmények között ennek negatív hatása lehet az alumínium alkatrészekre. Bármilyen potenciális probléma megelőzhető egy megfelelő vízkezelő szer alkalmazásával. Az olyan semleges kémhatású termékek, mint a molibdátot és foszfátot tartalmazó Sentinel X100 kiválóan alkalmazható nemcsak az általános korrózióvédelem, hanem a lyukkorrózió megakadályozása céljából is.