PLETSZERKEZETTAN 1 KMNYEK FSTGZELVEZET BERENDEZSEK sszelltotta dr Czegldi
ÉPÜLETSZERKEZETTAN 1 KÉMÉNYEK - FÜSTGÁZELVEZETŐ BERENDEZÉSEK összeállította: dr. Czeglédi Ottó Cz. Ottó KÉMÉNYEK Épsz. 1. ea. 1
1. ÚJ JELŐLÉSEK, MEGNEVEZEÉSEK • FONTOS: - nincs már kémény, helyette égéstermék elvezető berendezés van (mi azért a továbbiakban is kéményekről beszélünk!) nincs már füst, helyette gáznemű égéstermék van égéstermék elvezető berendezés: TERMÉK, amely lehet 1. rendszer jellegű, és 2. nem rendszer jellegű Égéstermék-elvezető berendezés Olyan héjból vagy héjakból álló szerkezet, amely egy vagy több járatot képez Járat Üres tér, amely az égésterméket a külső térbe vezeti Béléscső Égéstermék elvezető berendezés héjszerkezete, olyan építőelemekből áll, amelyek felülete érintkezik az égéstermékkel Cz. Ottó KÉMÉNYEK Épsz. 1. ea. 2
2. ALAPFOGALMAK, RENDELTETÉS - Kémények fejlődése: régen falazott egyhéjú kémények voltak, de a tüzelőberendezések fejlődésével – és a kondenzáció, kémény korrózió növekedésével ma már csak többhéjú kéményeket alkalmaznak - Megnevezés: MSZ EN 1443 szerint Kémény és az épület: kémény elhelyezése, csak lakóépülettel foglalkozunk - Kémény rendeltetése: füstgáz elvezetése, égéshez levegő ellátás biztosítása Kémény fizikai vonatkozásai, működése: sűrűség és hőmérséklet különbség = eltérő nyomás gázoszlop felhajtó ereje kéménynyomás, vákuum, huzat A huzat mértékét befolyásolja: a kémény magassága, a kürtő áramlási ellenállása, a külső légmozgás, a külső levegő és füstgáz hőfokkülönbsége, mindenkori légnyomás (lásd 2. ábra) Cz. Ottó KÉMÉNYEK Épsz. 1. ea. 3
Kéményelhelyezés alaprajzi lehetőségei lakóépületeknél Cz. Ottó KÉMÉNYEK Épsz. 1. ea. 4
Kémény helye az épületben kémény a teherhordó falban összefalazással kémény összefalazás méretrendi összefüggése Cz. Ottó KÉMÉNYEK Épsz. 1. ea. kémény falsüllyesztékben kéményfej kialakítása 5
3. Kémény működés legfontosabb fizikai összefüggései Huzat szívás alatt álló kémények fizikai összefüggései (régi méretezés) Δp = Δpg + Δpsz Δpg = g · H · (δkl – δfg) = (m/s 2 · m · kg/m 3) = kg · m/s 2 = N = 1 pa m 2 Ahol, a g = nehézségi gyorsulás (m/s 2) h = a kémény magassága (m) δkl = külső levegő sűrűsége (kg/m 3) δfg = füstgáz sűrűsége (kg/m 3) Huzat és a légköri nyomás értelmezése po = pst + pdin Ahol, a po = a mindenkori légköri nyomás 1. 013 bar · 105 pdin = szél hatására a levegő dinamikus nyomása pdin = Δpsz = δkl / 2 · w 2 · k (pa) Ahol, Cz. Ottó w = a szél sebessége (m/s, 1 km/h = 3. 6 m/s) k = aerodinamikai tényező ha k>0 túlnyomás, ha k<0 depresszió KÉMÉNYEK Épsz. 1. ea. 6
Huzat és a légköri nyomás értelmezése p 0 = pst + pdin Ahol, a p 0 = a mindenkori légköri nyomás Huzat = természetes szellőzés légárama = két nyomás különbség együttes hatására jön létre Kémény működésének grafikai összefüggései Cz. Ottó KÉMÉNYEK Épsz. 1. ea. 7
4. Kémény működés fontosabb kémiai összefüggései Tüzelőanyagok: Szilárd tüzelőanyagok: tűzifa, szén, pellet biómassza (fahulladékból, kukoricaszár és csutka, gabonafélék szalmájából préselt apró szemű tüzelőanyag) Fontos! – a fa megújuló energiaforrás, mert égésekor annyi CO 2 keletkezik, amennyit a fa élete során lekötött! (környezetvédelem) – terjed a faelgázosítás, jó Hatásfokkal elégethető, égetéskor a károsanyag kibocsátás jóval kisebb mint más fosszilis energiahordózóknál (nehézfémek, kéndioxid, savak), Hazai tűzifapiac 3 millió m 3, amely 770 millió liter olajnak, vagy 818 millió m 3 földgáznak felel meg, Cseppfolyós tüzelőanyagok: fűtőolaj, tüzelőolaj, , sok káros anyag! Légnemű tüzelőanyagok: földgáz, primagáz (egyszerű tüzelés, de drága és egyszer nem lesz, „tudjuk vannak Aki fával fűt, tárolt Napenergiát hasznosít gázviták”!) Cz. Ottó KÉMÉNYEK Épsz. 1. ea. 8
Égés: tüzelőanyagok fejlődése(városi gáz, szén, brikett, fa, földgáz, olaj, pellet) égés feltétele éghető anyagnak az oxigénnel való egyesülése = hőenergia égés folyamata, tökéletlen égés = CO (életveszély!) Egyes tüzelőanyagok elégetésekor keletkező vízgőz mennyisége a kilépő füstgáz hőmérséklet függvényében: 1 lit. olaj elégetésekor 0. 8 -1 l vízgőz keletkezik 200 -250 0 C füstgáz hőm. mellett 1 kg. tűzifa elégetésekor 0. 9 -1 l vízgőz keletkezik 250 -400 0 C füstgáz hőm. mellett 1 kg szén elégetésekor 1. 5 -2 l vízgőz keletkezik 250 -600 0 C füstgáz hőm. mellett 1 m 3 földgáz elégetésekor 1. 5 -2 l. vízgőz keletkezik 40 -120 0 C füstgáz hőm. mellett 1 kg pellet –biomassza elégetésekor 0. 4 -0. 7 l vízgőz keletkezik 100 -120 0 C füstgáz hőm. mellett Fűtőértékek összehasonlítása: Tüzelőanyag Földgáz Tűzifa Fűtőolaj Kőszén Folyékony gáz Pellet biomassza mértékegység m 3 kg l kg kg kg fűtőérték 35 MJ 13 16 MJ 36 MJ 12 15 MJ 45 MJ 14 17 MJ Energia szempontjából alapvető mértékegységek: 1 k. Wh = 3. 6 MJ Cz. Ottó 1 MWh = 3. 6 GJ (giga joule) KÉMÉNYEK Épsz. 1. ea. 9
Páradiffúzió kérdése: létrejön, mert: - jobb hatásfokú tüzelőberendezések miatt alacsony a füstgázhőmérséklet egyhéjú szigeteletlen, vagy többhéjú szigetelt, de kiszellőzetlen kéményeknél párakicsapódás magyarázata: ha a kürtő belső felületi hőmérséklete<mint a harmatponti hőmérséklet vagy a felülettel azonos hőmérsékletű levegő relatív nedvességtartalma eléri a 100 %-t, azaz a füstgáz abszolút nedvességtartalma nagyobb, mint amennyi azt telítené, megoldás: - a kürtők hőszigetelése és kiszellőzés megoldása a kémény teljes magasságában Cz. Ottó Kondenz-pára elvezetés elvi kialakítása kéményeknél KÉMÉNYEK Épsz. 1. ea. 10
Savas kondenzáció kérdése: égés során a Tüzelőanyagok alkotói átalakulnak = C+O 2=CO 2, S+O 2=SO 2, H 2+O=H 2 O, N 2+O=N 2 O– (sok kén van a földgázban és az olajban, sok nitrogén van a szénben), a füstgázban a vízgőz vegyül a CO 2 -vel, az SO 3 -al és lesz szénsav, kénessav és kénsav (erős sav) Lúgos kémhatású szilikátok és a savak sót alkotnak, amely = a kémény korrózióval Cz. Ottó KÉMÉNYEK Épsz. 1. ea. 11
5. Kéményekkel kapcsolatos alapfogalmak alapelemei: 1 kéményfej 2 járat 3 tisztítóajtó 4 béléscső 5 szigetelés 6 külső héj 7 külső burok vagy burkolat 8 többhéjú égéstermék elvezető berendezés 9 tüzelőberendezés 10 összekötő elem 11 koromzsák ajtó 12 kondenzgyűjtő Cz. Ottó KÉMÉNYEK Épsz. 1. ea. 12
6. Kémények csoportosítása Rendeltetésük szerint lehetnek: Egyedi kémények: azonos szinten max. 60 k. W összteljesítm. tüzelőberendezéseinek • kéménye (egyhéjú falazott bélelt, többhéjú szilikát kémények, szerelt fém kémények) Gyűjtő kémények: egymás feletti több rendeltetési egységek kéménye • Központi kémények: 60 k. W-nál nagyobb teljesítményű, több rendeltetési egység kéménye Tüzelőberendezés működési módja szerint: Huzat vagy szívás alatt álló kémény: olyan kémény, amelynek- a tüzelőberendezések • becsatlakozási helyén- a nyomás kisebb, mint a környezeti nyomás (nyílt égésterű – • atmoszférikus üzemű egyedi tüzelőberendezések kéménye Túlnyomásos kémény: olyan kémény, amelynek béléscsövében a nyomás nagyobb, mint • a környezeti nyomás (zárt égésterű egyedi tüzelőberendezés kéménye) Száraz üzemmódú kémény: amikor a béléscső belső felületének hőmérséklete a • harmatpont felett van Nedves üzemmódú kémény: amikor a béléscső belső felületének hőmérséklete a • harmatponttal megegyezik, vagy alatta van Cz. Ottó KÉMÉNYEK Épsz. 1. ea. 13
Felhasznált tüzelőanyag szerint lehetnek: Vegyes használatú kémények: különféle (fa, szén, pellet, gáz és olaj) halmazállapotú • tüzelőanyaggal üzemeltetett tüzelőberendezések kéményei Egyféle használatú kémények: azonos fajtájú tüzelőanyaggal üzemeltetett • tüzelőberendezések kéményei Készítési módjuk szerint lehetnek: • Falazott egyhéjú, előre gyártott elemekből épített többhéjú és szerelt kémények Cz. Ottó KÉMÉNYEK Épsz. 1. ea. 14
KÉMÉNY KONSTRUKCIÓK §Atmoszférikus tüzelőberendezésekhez Egyhéjú kémények • Falazott kémények • Bélelt falazott kémények Többhéjú kéményrendszerek • Samott csöves kémények • Kerámiacsöves kémények • Fém kémények §Zárt égésterű tüzelőberendezésekhez § Egyszeres bekötésű LAS kémények §Többszörös bekötésű LAS kémények §Tartalékfütés §Kandallók Cz. Ottó KÉMÉNYEK Épsz. 1. ea. 15
ATMOSZFÉRIKUS TÜZELŐBERENDEZÉSEK EGYHÉJÚ KÉMÉNYEI Falazott kémények Alkalmazás: tartalék kéményként Terv. és kivitelezési előírások: 400 cm 2 ig építhető, 280 cm 2 ig falban, e felett pillérben építhető, szerelvényezése tilos, falvég, 1+1/2 T. vtg. falban 14/14 falazása 3/4 T. vtg. felépítmény falazása Cz. Ottó 1 T. vtg. felépítmény falazása KÉMÉNYEK Épsz. 1. ea. 16
BÉLELT EGYHÉJÚ KÉMÉNYEK Samottcsöves kémények Alkalmazás: minden tüzelőanyagra Tervezési és kivit. előírások: a fallal együtt épül, 1100 0 C ig hőálló, , saválló, első párakivezető, hőtágulás Kéményfej kialakítása Cz. Ottó Alaprajzi kialakítása KÉMÉNYEK Épsz. 1. ea. 17
BÉLELT EGYHÉJÚ KÉMÉNYEK Fém béléscsöves kémények Alkalmazás: 70 es években un. Westernform alum. , 0. 12 mm, savas kondenzáció! ma V 4 A min. rozsdamentes acél 0. 4 1 mm vtg, utólagos béleléseknél Spiró cső (Westernform) flexibilis R=130 -600 mm, s=0. 12, Ø=100 -500 mm Cz. Ottó Rozsdamentes cső toldása, bedugós vég a karmantyús végbe tolva, majd elforgatva KÉMÉNYEK Épsz. 1. ea. 18
BÉLELT EGYHÉJÚ KÉMÉNYEK Műanyag béléscsöves kémények Anyaga: PVDF, PP és műgyanta, flexibilis cső FURANFLEX: - hőre keményedő üvegszövet erősítésű műgyanta, falbontás nélkül behúzható, 250 0 C füstgáz hőm. megfelel, gáztömör, Beépítés: képlékeny formában húzzák be, 0. 5 bar nyomáson 110 0 C-o s gőzzel felfújják, gáz és olaj fűtésre alkalmas, Ø 100 -800 mm, max. 75 m Bármilyen keresztmetszetre alkalmas Cz. Ottó Behúzás KÉMÉNYEK Épsz. 1. ea. Felfújás 19
TÖBBHÉJÚ KÉMÉNYEK Samott csöves kémények Alkalmazás: minden tüzelőanyagra alkalmas, atmoszférikus tüzelőberendezésekhez Működési elve: az átszellőztetett külső 2 héjú alak elve, saválló samottcső Tervezési és kivit. előírások: -alapozni kell, - alsó kondenz elvezetés, - átszellőzés, Ø 14 -20 cm, elem kombinációk (helyiség szellőzése) Hátsó kiszellőzésű és mellékcsatornás elem Cz. Ottó KÉMÉNYEK Épsz. 1. ea. Hátsó kiszellőzésű többhéjú kémény 20 elrendezése
TÖBBHÉJÚ KÉMÉNYEK Fém kémények Kerámia csöves kémények Működési elve: ua. mint samott csöves kéményeké, teljesen saválló és érzéketlen a nedvességre, alapvetően zárt, kondenzációs tüzelőberendezéshez Működési elve: hátsó szellőzés nélkül Rozsdamentes kialakítás miatt, száraz Építés, atmoszférikus, zárt tüzelőber. Tervezési és kivit. előírások: Alapozni nem kell, - födémről indítható lehet elhúzni, - Ø 80 -600 mm, 30 -600 0 C 750 -1020 mm h. elemek, Szimpla fém toldása Gravitációs és túlnyomásos Mellékcsatornás hátsó kiszellőzésű Kerámia csöves kémény elem Duplafalú fém kémény Cz. Ottó KÉMÉNYEK Épsz. 1. falú ea. fém toldása Dupla 21
ZÁRT ÉGÉSTERŰ TÜZELŐBERENDEZÉSEK KÉMÉNYEI Egyszeres bekötésű LAS kémények Zárt égésterű berendezés elvi elrendezése Működési elve, tervezési előírások: füstgáz elvezetés, égési levegő bevezetés egy vagy két nyomvonalon készülhet a túlnyomást a ventilátor biztosítja egy nyomvonalon működő LAS kémény hőcserélő is túl hosszú kémény esetén a jégdugó elkerülése érdekében célszerű osztott nyomvonalat betervezni a részterhelés rosszabb mint a teljes üzem, az állandó fordulatszámú ventilátor miatt (füstgáz tömegáramban sok levegő, kis huzat 3 4 x es többlet levegő elvezetés bypass ágon) Cz. Ottó Égési levegő Füstgáz Többlet levegő elvezetés KÉMÉNYEK Épsz. 1. ea. Ventilátor 22
LAS kémények bekötési lehetőségei Többszörös bekötésű LAS kémények Gyűjtőkéményeknél eltérő túlnyomás miatt visszaáramlás-gátló kell beépíteni (eltérő ventilátor nyomáskülönbségek) Ha több szinten történik a bekötés, akkor a LAS gyűjtő kémény depressziós üzemmódú A túl nagy felhajtóerő elkerülésére nyomáskiegyenlítő nyílást kell beépíteni (2 m el az alsó bekötés alatt) Egy szinten történő bekötésnél 30 cm magassági eltérés kell a bekötések között GMBSZ szerint LAS kéménynél és gáz üzemnél < 140 k. W kondenzációs kazánnál a kondenzátum csak vízzáron keresztül, szilárd üzemmódú készülékeknél és LAS kéménynél csak semlegesítő berendezésen keresztül köthető a közcsatornába Bekötés meglévő falazott Kürtőbe egy nyomvonalon Cz. Ottó Többfunkciós kémény Bekötés külön nyomvonalon KÉMÉNYEK Épsz. 1. ea. 23
TARTALÉKFŰTÉS KANDALLÓK Jellemzőik: Nyitott kandalló: csak látványfűtés (csak 2 3 k. W), égési levegőt a térből nyeri egyik ökölszabály: szabad tűztér nyílás m 2 re 360 m 3/h levegőigény kell, ez csak megfelelő méretű helyiség és 0. 4 m 3/ helyiség m 3 filtráció mellett biztosított másik ökölszabály: 1 cm 2 kémény keresztmetszetre, max. 8 10 cm 2 szabad tűztérnyílás adható Zárt kandalló: Két alapvető működésű van: 1. égési levegő a tűztérbe Légcsatornán (max. 2 3 m) keresztül a kémény természetes huzata által kerül 2. égési levegő ventilátor szívja be csatornán keresztül Bármelyik megoldást is választjuk a kandallóhoz kapcsolódó kémény mindig huzat szívás alatt üzemelhet Nyílt tűzterű kandalló elvi kialakítása Cz. Ottó KÉMÉNYEK Épsz. 1. ea. 24
KANDALLÓK Hagyományos megjelenésű Kandalló Nemesacél öntvény kandalló betét zárt kialakítású Cz. Ottó KÉMÉNYEK Épsz. 1. ea. kályha Kandalló 25
Kémény elhelyezés új előírásai Kémény kitorkollását, elhelyezését, tüzelőberendezéshez csatlakozását és tervezését szabályozzák: 182/2008. (VII. 14. ) Korm. r. új OTÉK 37/2007. (XII. 13. ) ÖTM. r. MSZ EN 13 384 -1, -2, 12 391 -1 GMBSZ Részletesen: (csak a változásokkal foglalkozunk!) Új OTÉK szerint: · 70§ (2) – légaknába kémény nem helyezhető el és égéstermék nem vezethető ki · 71§ (4) – légudvarba az (5) bek. kivételével gáznemű lakásfűtő v. vízmelegítő homlokzati kivezetéssel nem építhető, (5) bek. szerint 50 m 2 es légudvarba max. 6 k. W készülék beköthető, kivéve a 80§ feltételek esetén · 74§ gáznemű égésterméket a tető fölé kell vezetni, kivéve a 80§ ban foglaltak kivételével · 80§ (1) homlokzati égéstermék kivezetés tilos, kivéve a (2) bek. feltételeit (2) Kivezetés létesíthető fsz. es épületen, ha 10 m belül nincs épület, vagy többszintes 6. Ábra Kémény kitorkolás új szabálya az MSZ EN 13384 sz. épületnél a kivezetés fölött két irányban 2 2 m Összehasonlítás a régi szabvánnyal: eredmény a régi szerint 5. 2 mes sávban nincs szellőzésre szolgáló ablak el magasabb szomszéd épületet kell építeni! Cz. Ottó KÉMÉNYEK Épsz. 1. ea. 26
Kémény elhelyezési előírások, folytatás · 94§ Tartalékfűtés lehetőségéről minden lakás legalább egy lakószobájában gondoskodni kell (szilárd tüzelőanyaggal üzemelő tüzelőberendezés huzat szívás alatt működő kéménye) 37/2007. (XII. 13. ) ÖTM r. szerint · 19§ (1) bek. be. ) meglévő építmény, építési tevékenységgel érintett részében az épített vagy szerelt égéstermék elvezető műszaki állapotának alkalmasságát, megfelelősségét a szakhatósággal (területileg illetékes Kéményseprő szolgáltatóval) egyeztetni kell MSZ EN 13 384 -1 szerint: · 6. Ábra új kémény építésénél a szomszéd épület hatása a kitorkolásra · szélnyomás miatt kedvezőtlen a kémény kitorkollása, ha 3 feltétel valamelyike fennáll Magastető melletti kedvező kitorkollások Lapostető melletti kitorkollás Elhelyezési lehetőségei 1. Ha gerinc felett 0. 4 m nél kisebb a kiemelkedése 2. Ha a 2. 3 m nél kisebb a kitorkolás vízszintes távolsága 3. Ha a tető hajlása>250 nál és az égési levegő beszívó nyílás és a kitorkolás a gerinc két oldalán van és a kitorkolás vízszintes távolsága > mint 1. 0 m a tetőfelülettől Cz. Ottó Kedvező kitorkollások KÉMÉNYEK Épsz. 1. ea. Kedvezőtlen kitorkollások 27
Ajánlott kémény kiválasztás zárt égésterű tüzelőberendezésekhez Cz. Ottó KÉMÉNYEK Épsz. 1. ea. 28
Jellegzetes kéményhibák Savak által szétmart alumínium béléscső Egyhéjú szigeteletlen kémény Szélsőfali egyhéjú kémény Fém szigeteletlen kémény Sav és kátrány Foltok egyhéjú kéménynél Cz. Ottó KÉMÉNYEK Épsz. 1. ea. 29
ÉPSZ. 4 VIZSGAKÉRDÉSEK KÉMÉNY TÉMÁKKÖRBŐL(2009) 1. Elvi kialakítás, kémény működése: Mi a kémény rendeltetése? Elvi ábrában mutassa be, hogyan építhető össze a kémény a vastag falakkal, mikor kell alapozni a kéményt? Rajzolja le, melyek a tetőn kívül a kéményfej kialakítás előírásai? Definiálja kémény huzatát és a huzat fizikai vonatkozásait? Mikor keletkezik párakicsapódás a kémény kürtő felületén? Mi savas kondenzáció? Mikor beszélünk kémény korrózióról? 2. Kémények elemei, csoportosítása, tervezési és beépítési előírásai: Sorolja fel és elvi ábrában mutassa be a kémények elemeit? Hogyan csoportosítjuk a kéményeket, adjon az egyes csoportokra magyarázatot? Rajzolja le és adjon magyarázatot kémény magasság szabvány szerinti kialakítására? Sorolja fel és értelmezze a kéményekkel szemben támasztott követelményeket? 3. Atmoszférikus egyedi kémények kialakítása működési elve: Ismertesse és elvi ábrán mutassa be az egyhéjú falazott kéményeket, adja meg a tervezési előírásait? Rajzolja le és sorolja fel a kémény elhúzás szabályait? Ismertesse elvi ábrán mutassa be az egyhéjú bélelt samott és kerámia csöves kéményeket, adja meg a tervezési előírásait? Ismertesse és elvi ábrán mutassa be az egyhéjú bélelt fém és műanyag csöves kéményeket, adja meg a tervezési előírásait? Ismertesse és elvi ábrán mutassa be a többhéjú samott és kerámia csöves kéményeket és adja meg a tervezési előírásait? Ismertesse és rajzban adja meg a többhéjú fém kéményeket és tervezési előírásait? 4. Nem atmoszférikus zárt, túlnyomásos kémények kialakítása, működési elve: Mik voltak a levegő füstgáz (LAF) kémények kialakulásának az okai? Elvi ábrában mutassa be a LAF kémények működési elvét? Tartalékfűtés kémény megoldások: Cz. Ottó KÉMÉNYEK Épsz. 1. ea. 30 Ismertesse a kandallók elvi működési lehetőségeit, adja meg a kandalló kémények főbb tervezési előírásait?
Köszönöm a figyelmeteket! Cz. Ottó KÉMÉNYEK Épsz. 1. ea. 31
- Slides: 31