Tüzeléstechnika, 1929 (1. évfolyam, 1-3. szám)
1929-10-13 / 1. szám
2 Tüzeléstechnika I. évfolyam 1. szám A felszabadult meleg csak egy részét hasznosítja a kályhás vagy kazánfelület. E hatásfok nagysága: TW2.i2.n TW2.h.n Az nn. Пг-t a kályha vagy kazán hatásfokának nevezzük és számértékét kísérlettel határozzuk meg. A kísérletet ma nem a nagynyomású kazánokra előírt eljárás szerint hajtjuk végre, hanem a valóságos üzemi viszonyok mellett egész napra vonatkozó, vagy egy, az üzemben ismétlődő periódus hatásfokát határozzuk meg. A kályhás vagy kazánhatásfok nagysága több tényezőtől, a tüzelőszerkezettől, a tüzelőtől, a tüzelés módjától, az üzemi viszonyoktól függ. A különböző tényészőket közös alapra hozva, vagy csak vonatkoztatva, a vaskályha hatásfokát 65—70°/0-ra, a cserépkályháét 75—80°/o-ra, a központi fűtések öntöttvas kazánjai hatásfokát 55— 60%-ra tehetjük. Hangsúlyozni kell, hogy a fenti számértékek a mai, korszerű, helyesen kezelt fűtőszerkezetek hatásfokára vonatkoznak és helyesen fejezik ki az említett fűtőszerkezetek közötti hatásfokkülönbségeket. Nem jelentik azonban azt, hogy ez értékektől lényeges eltérések nem fordulhatnak elő. Sokszor a kályhák hatásfoka 50% -ot sem ér el, laboratóriumi meghatározások alkalmából pedig az öntöttvas kazánok 65—70% hatásfokot is elérnek. Az előbbi IW2. i2n az a meleg, ami a további felhasználásra rendelkezésre áll. A kályha a fűtendő helyiségben van, meleget tovább vinni nem kell. Központi fűtéseknél a 7.XV2. 12. a meleget valamilyen vezetékhálózaton kell a fűtendő helyiségekbe vinni, vagy pedig előbb valamilyen más melegszállító közegbe bojler vagy légkamra közvetítésével és innen egy másik vezetékhálózaton át a fűtendő helyiségekbe. A melegszállítás hatásfoka, legyen a vezetékhálózat akár melegvíz- vagy gőzvezeték, akár légcsatornahálózat, akár mind a kettő: Пз = Па П 3 . XIVs ZW212.n Az r 3 két részből tevődik össze: 1—n'3 a csővezeték és légcsatorna okozta állandó lecsapódási és hőveszteség, 1—n"3 pedig a csak felfűtésnél előálló időnkénti hőveszteség. Légfűtésnél és közbekapcsolt boilernél, ellenáramú készüléknél a melegszállítás hatásfoka mellett a légkamra, a boiler, az ellenáramú készülék hatásfokát is figyelembe kell venni. Lesz tehát XIV4. 14. n■ I3h-n. Számszerint a melegszállítás, a légkamra hatásfoka 80—90%, boiler, ellenáramú készülék hatásfoka 90—97%. Már az eddig tárgyaltak során is rá kell mutatni az idő fontos szerepére. A begyújtással együtt megindul a felhasználásra kerülő meleg termelése is, tehát i, ú, U egyenlő értékek. A fűtendő helyiségbe a meleg azonban jóval később jut el, tehát h vagy U kisebb, mint u. A begyújtástól—1 óra is eltelik, míg az első kalória a fűtendő helyiségbe eljut. Ebből következik, hogy a hatásfok az időnek is függvénye. A helyiségekbe bevitt meleg megkezdi feladatát, fűti a helyiségeket. A meleg egyik része fedezi a pillanatnyi melegveszteséget, másik része felfűtésre szolgál. Mielőtt e folyamat hatásfokával foglalkoznánk, vizsgáljuk meg e jelenségeket. Ha valamely helyiségben a fűtést beszüntetjük, a fűtőtest melegtartalma tovább fűti a helyiséget. A melegtartalom nagyságától függően rövidebb-hosszabb idő múlva megkezdődik a belső hőfok csökkenése. A külső falakon a melegveszteség tovább tart, amely veszteséget a fűtőtest lehűlése után a falazatokban felhalmozott meleg fedezi, aminek következtében a belső hőfok csökkenésével a falazatok hőfoka is csökken. Az üzemszünet alatt a belső levegő és falazat annyiakkat hűl le, hogy az így felszabaduló meleg éppen az üzemszünet alatti melegveszteséggel egyenlő. A fűtés üzembehelyezésekor, ha a helyiségbe jutó meleg a melegveszteséggel egyenlő, a lehűlés megáll, majd elkezdődik előbb a belső levegő, azután a falazatok felfűtése, mindaddig, amíg a helyiség hőmérséklete a kivánt hőfokot eléri. A folyamat hatásfokának meghatározásánál figyelembe kell venni a (2.) képletben definiált hatásfokot. Eszerint mindazt a meleget, amelyet a kívánt belső hőfok eléréséig, helyesebben a helyiségek használhatásának kezdetéig fűtésre fordítottunk, veszteségnek kell tekinteni, így a hatásfok n5 = n5'.V E W, ■h.n I IV4 .it.n A ns hatásfok egyik része n5', illetve 1—n5', veszteség a felfűtésnél áll elő, 1—m5' veszteség pedig abból keletkezik, hogy a helyiségekben a hőmérsékleteloszlás nem egyenletes, vannak olyan helyek, ahol nagyobb a hőmérséklet, mint amekkorát a helyiség használhatása szempontjából kell fenntartani. Ez a veszteség, illetve nagyobb melegszükséglet az nsz hatásfokkal van jellemezve. A helyiség felfűtésénél előálló veszteségekkel szemben azonban figyelembe kell venni a fűtés beszüntetése utáni viszonyokat is. Különösen cserépkályha esetében a kályhában felhalmozott meleg, amely közepes cserépkályhában mintegy 20—25.000 kalória, több óráig is elegendő a belső hőfok fenntartására. Tehát a kályha felfűtésekor a kályhában felhalmozott meleg egy részét visszanyerjük, amit az n5 hatásfokban úgy veszünk figyelembe, hogy az h a helyiség használhatási idejét jelenti, függetlenül attól, hogy a tüzelést mikor kezdjük és mikor szüntetjük be. Az n5 hatásfok értékét lényegesen befolyásolja pl. légfűtésnél a friss levegő mennyisége. Ha friss levegő- hozzávezetés nincsen, a fellépő veszteségek az n3 hatásfokkal már figyelembe vannak véve. A másik határesetben, ha a légkamrába állandóan friss levegő jut, új veszteség áll elő, amikor is n& = ц-t . n5" . n'"5 ahol L 0 31 (ti —tj . (1 + a tk) ^ ti — tt L . 0'31 (ti — tk). (1 + « ti) ~ ti — tk ahol ti = a felmelegített levegő hőfoka. Pl. a) ha ti = 60 C°, f1 = 20 C°, tk — 0 C°, akkor 45” == 66% b) ha ti = 60 C°, = 20C°, tk — —20 C°, akkor n5'"=50%. Az n5 hatásfokkal kapcsolatban ismételten rá kell mutatni az időnek a fűtések hatásfokára gyakorolt befolyására, különösen akkor, ha különböző fűtéseket a hatásfok alapján akarunk összehasonlítani. Az nB hatásfok nagysága normális viszonyok között, naponkénti huzamos fűtés esetén 80—85%. A részlet»hatásfokok tárgyalásánál az egyes fűtő» rendszerekre vonatkozó utalások kiegészítéséül még a gázfűtést kell figyelembe venni. Itt is ugyanazok a részlet»hatásfokok szerepelnek, csak számértékük más. Különös jelentősége van az időnek, mert a gázfűtőtesztek szokásos túlméretezése mellett a felfűtés ideje igen rövid, a nagy melegmennyiséget elnyelő falazat meleg elnyelése nem olyan gyors, mint a levegő felmelegedése, ezért az i' kevéssel különbözik a től, így rövid ideig tartó fűtésnél az összhatásfok eléri a 70—80%-ot. A (2.) képletet most már a részlet=hatásfokokkal is kifejezhetjük: П'= П1. П2 • Пз • Па Пз Ha h = i' és X Ws. h ■ n =W (-£=i) i'. n helyettesítéseket elvégezzük, megkapjuk a (2.) képletet. Ha a Vb. 15. névon a túlfűtés esetével állunk szemben, ami akkor következik be, ha felesleges és állandó szellőzés miatt a melegszükséglet megnövekedik, vagy ha a kívántnál szükségtelenül nagyobb a belső