Fűtés 1.
(technika 7. osztály)
Tananyag
Az ember képes szélsőséges körülményekhez is alkalmazkodni, de szeretné, ha a lakásának a hőmérséklete mindig kellemes lenne. Ezt nyáron, ha szükséges, hűtéssel, télen fűtéssel éri el. A lakás különbözô helyiségeinek – a bennük folyó eltérô tevékenységek miatt – eltérő az ideális hőmérséklete.
A fűtést többféle szempont szerint is vizsgálhatjuk. Az első a fűtőberendezés elhelyezkedése. Ha az a fűtendô helyiségben van, akkor a fűtés egyedi, ha a fűtendő épületben, akkor központi. Távfűtésnél egyetlen tüzelőberendezés több épületet is fűt.
A második szempont a hő elôállításának módja. A fűtéshez legtöbbször elégetünk valamilyen energiahordozót, ami lehet szilárd (például fa, szén, biomassza, pellet), folyékony (például olaj) vagy légnemû (földgáz, biogáz, propán-bután gáz, városi gáz). A más-más anyagok elégetéséhez eltérő szerkezetű tüzelôberendezésekre van szükség, de léteznek úgynevezett vegyes tüzelésű kályhák, illetve kazánok is. Egyes fűtésmódoknál nincs szükség égésre, a melegítéshez szükséges hőt másfajta energiaforrásból nyerik, például elektromos áramból vagy geotermikus energiából.
A harmadik szempont a hőleadó készülék fajtája. Egyedi fûtésmódoknál a tüzelőberendezés egyben a hőleadó készülék is, hiszen közvetlenül a fűtendô helyiség levegőjének hômérsékletét emeli. Ilyenek például a kandalló, a cserépkályha, a szén- vagy fatüzelésű vaskályhák, az olajkályhák, a gázkonvektor. Ebben az esetben azt kell megvizsgálni, hogy közvetlenül a helyiség levegőjét fűtik-e (például kandalló), vagy valamilyen hőtároló anyagot melegítenek fel (például cserépkályha). Az első esetben gyorsabban felmelegedhet a szoba, de a fűtés megszüntetése után gyorsabban ki is hűl. A fémburkolatú fűtőtesteknek (például a vaskályhának) sem jó a hőtárolása.
Egy új épület fűtését általában központi rendszerrel oldják meg, az egyedi fűtésmódok elavultnak számítanak. A kandalló vagy a búbos kemence ma már elsősorban hangulatelem egy szobában, és nem fűtőberendezés. A kazánok szerkezete három részre tagolódik. Az égéstérben zajlik maga az égés. A víztérben lévő csövekben melegszik fel a fűtővíz. Az égéstermékeket a füstjáratokon keresztül vezetik a kéménybe úgy, hogy közben a füstgázok átadják a hőenergiájuk nagy részét a fűtővíznek.
A mai központifûtés-rendszerek kazánjai elsősorban földgázt, esetleg olajat égetnek. Legkisebb változatuk a falra szerelhető „cirkó”, amely alkalmas egy lakás, esetleg egy kisebb családi ház fűtésének és melegvíz-ellátásának kiszolgálására. Ez vezetékes gázt éget, ezért a működéséhez szükséges tüzelôanyag folyamatos biztosítása nagyon kényelmes.
A kazán égőinek mûködéséhez levegőre is szükség van. A korszerűbb vagy nagyobb teljesítményû égők levegőellátásához ventilátort
használnak, és a levegőt nem a lakás belsejébôl, hanem csövön át a kültérbôl veszik. Tökéletes égés esetén jelentős hőmennyiség felszabadulása mellett szén-dioxid és víz keletkezik. A legtöbb víz a földgáz, a legkevesebb a szenek égése során termelődik. A valóságban azonban nem biztosítható minden esetben a tökéletes égés.
A hagyományos szilárd tüzelésű kályhák, kazánok – elsősorban az egyre szigorodó környezetvédelmi előírások miatt – már nem felelnek meg a kor követelményeinek. A szilárd tüzelôanyagok (szén, fa) égetésénél a füstgázokon kívül szilárd égéstermék, korom és hamu is keletkezik. Ráadásul ezeknek az anyagoknak a tárolása helyigényes, a tüzelő adagolása kényelmetlen.
Ugyanakkor szilárd tüzelés esetén a ház tartásban keletkező éghető hulladékok energetikai hasznosítása helyben megoldható. Az újabb, korszerű kazánokban tisztán, nagyon kevés füst keletkezése mellett, nagy hatékonysággal égethetők el ezek az anyagok is. A szén keverhető biofűtőanyagokkal, így használata ökológiailag sokkal kedvezőbb – a különböző fűtőanyagokban lévő szennyeződések semlegesíthetik egymást.
A tűzifa égetése nehezen automatizálható, ezért helyette pelletet, faaprítékot használnak, ami a kisebb szemcseméret miatt jól adagolható. A korszerû szilárd tüzelésű kazánokban lehetőség van a háztartási papírhulladék, fahulladék, kerti hulladék elégetésére is. Arra azonban nagyon kell vigyázni, hogy ne tüzeljünk el különbözô vegyszerekkel kezelt fát, illetve műanyag hulladékokat, mert a füstgázokkal mérgező, rákkeltő anyagok jutnak a levegôbe. Egy-egy ilyen berendezés beszerzése még drága, de az olcsóbb tüzelőanyagoknak köszönhetően az ára viszonylag hamar megtérül.