Tüzeléstechnika, 1929 (1. évfolyam, 1-3. szám)
1929-10-13 / 1. szám
1929. X. 13. Tüzeléstechnika hőfok. A túlfűtés okozta veszteség azonban az V hatásfokban mindig benne van, mert W a számított meleg* veszteség. Ha a túlfűtés okozta veszteséget is hatásfokkal jellemezzük és n'-ből kivesszük: W (ft - tk) .i'.n n,úV- ZWt(f-U)h.n a túlfűtés hatásfoka. Ha a szerepelt időkből hányadosokat alkotunk, amely hányadosok ugyan nem energiák viszonyát fejezik ki, de azért értelmük van, úgy e hányadosokat analógia alapján időhatásfokoknak nevezhetjük. Például 1/4 /, ez azt jelenti, hogy i idejű tüzelés mellett b időn át jut meleg a fűtendő helyiségbe, vagy megord ez azt jelenti, hogy a fűtendő helyiségbe U időn át jut meleg és ebből U időn át lehet a helyiséget használni. A fűtés hatásfokával és annak részekre bontásával azért kell foglalkozni, hogy a különböző fűtőrendszerek összehasonlítására helyes alapot találjunk.2 1 Forrásul szolgált a Gesundheits-Ingenieur 1928. évfolyama. 2 A még szükséges adatok összegyűjtése és kísérletek elvégzése után külön tanulmány keretében grafikus módszerrel szeretném összehasonlítani a különböző fűtőberendezéseket. A füstgázmeleget hasznosító pótkályha hatásfoka. HAJBA GÉZA: A „Tüzeléstechnika“ múlt évi 7. számában foglalkoztam azzal, hogyan lehet a nyers tüzelővel fűtött egyes kályhák meleghasznosító képességét növelni a füstgáz melegének hasznosításával. Az alábbiakban az ott ismertetett pótkályhán végzett hatásfokmérésekről fogok beszámolni. A hatásfokmérést a tüzelés stacionér állapotában végezzük. Stacionér állapotnak azt az állapotot választjuk, amikor a tüzelőtérben a legmagasabb hőfokon megy végbe az elégés. Úgy tüzelünk, hogy a pótkályha első levegőmelegítő csövei állandóan a legerősebb izzást mutassák. Mert ebből visszafelé következik, hogy a kályha tüzelőterében az elégés a legmagasabb hőfok mellett ment végbe. Ebben az esetben lesz a tüzelőszerből a kályhában előállított melegmennyiség hasznosítás szempontjából a legmagasabb értékű; következésképen: ilyen fűtés mellett lesz az adott kályha hatásfoka a lehető legnagyobb. Adott kályhában akkor megy végbe a legmagasabb hőfok mellett az elégetés, ha gondoskodunk arról, hogy a tüzelőszerhez a tökéletes elégetéshez gyakorlatilag szükséges és elegendő levegőmennyiség jusson. Ennek egyedüli feltétele a jóhuzatú kémény. Jóhuzatú kémény nélkül gazdaságos fűtés nem lehetséges. Első pillanatra különösnek tetszik, hogy akkor lesz adott kályha hatásfoka a legnagyobb, ha a füstgázok a legmagasabb hőfokon távoznak belőle. De könnyű belátni, hogy az adott kályha hatásfoka nem lesz nagyobb azáltal, ha a kályhából távozó füstgázok hőfokát oly módon szállítom le, hogy leszállítom azok kezdeti hőfokát. Más szóval: nem lesz jobb a kályha hatásfoka azáltal, hogy a tüzelőszert akár túlságosan sok, akár túl kevés levegő hozzájuttatásával nem elég meleg tüzelőtérben kisebb hőfok mellett égetem el. Ha jobb meleghasznosítást akarok, nem az a módja, hogy a kályhában nem engedem meg magas hőfokú füstgázok képződését, hanem ellenkezőleg: arra kell törekednem, hogy a füstgázok kezdeti hőfoka a leg* magasabb legyen; lehűlésüknek azután alkalmas fűtő* felületek mentén kell megtörténni. Jó melegkihasználás megfelelő fűtőfelület nélkül nem képzelhető. A hatásfokmérést igyekeztem leegyszerűsíteni anynyira, hogy annak végrehajtása ne csak laboratóriumban legyen lehetséges, hanem hogy az bárhol, egyszerű segédeszközökkel, elvégezhető legyen. A mérési adatokból így természetesen nem a tényleges hatásfok, hanem annak szélső értéke számítható ki. Céljainkra azonban ez nem jelent hátrányt, mert a pótkályha általános megítélése szempontjából a hatásfok szélső ér téke fontosabb, mint egyes részletes hatásfokmérési eredmények. A pótkályha hatásfokának mérése lényegében a füst* gázok által elvitt melegveszteség mérése. Ennek a vesz* teségnek pontos méréséhez füstgázelemzés és hőfok* mérés szükséges. A füstgázok által elvitt meleget Bunte alábbi formulája adja meg kalóriákban: ,7-=(«26^+0'48 mími’)(7'-') Ebben a formulában — adott szénfajt feltételezve — két változó van: к = a füstgázok СО**tartalma, százalékosan és T, a füstgázok hőfoka, Celsius*fokokban. M értékét a füstgázelemzés adja meg. 1‘75*szörös levegőfölösleg esetén nagyobb nedvességtartalmú 5060 kalóriás tatai szénnél a számítás Mértékére 10%-ot ad. A tényleges füstgázelemzések még kazánoknál végzett kísérleteknél is átlagban kisebb értéket adnak a ré szére. Ezért, ha értékét 10%*nak veszem fel a fenti formulában, a kályhára nézve a legkedvezőbb, a pót* kályhára a legkedvezőtlenebb esettel számolok. Mert a kisebb értéke mellett is értéke növekszik. Ebből következik, hogyha azt akarom tudni, hogy minimálisan mennyi meleget hasznosít a pótkályha, nincsen szükségem füstgázelemzésre sem. Csak a másik változó, a T, a füstgázok hőfokának mérésére. Éspedig a pótkályha előtt és a pótkályha után. A méréseket egy 0,8 m2 fűtőfelületű, tűzálló agyag* gal bélelt ír kályha után kapcsolt pótkályhánál vé* geztem. A füstgázok átlagos hőmérséklete a pótkályhába be* lépés helyén 900 C° volt, a kilépés helyén 390 C°. A Bunte*képlet az adatok behelyettesítésével a kályhára Vsz .3020 kalóriát ad. A füstgázok tehát a szén meleg* fejtőképességének (5060) 59 5%*át vitték el magukkal a kályhából. A müncheni kísérleti állomás szerint 175*szörös levegőfölöslegnél el nem égett alkatrészekből 12*5% veszteség keletkezik, a mi esetünkben 630 kalória. A kályha hasznosított tehát: 5060—(630+3020) , 1410 kalóriát, vagyis a szén melegfejtőképességének kereken 28% *át. A pótkályhából a füstgázok Vs = 1110 kalóriát, a szén melegfejtőképességének 22%*át vitték el maguk kal. A pótkályhában 570° hőfokesés ment végbe. A pótkályha 3020—1110 · 1910 kalóriát hasznosított. Ez a szén melegfejtőképességének kereken 38%-át teszi ki. A kályha és pótkályha együttesen hasznosított: 28+38 + 66%*ot. Ez a szám már jól megközelíti a gőz* kazánok hatásfokát. (70%*os hatásfokokat már gőz* kazánoknál is találunk.) A fenti adatokból könnyen kiszámítható, hogy a pót* kályha alkalmazásával a pótkályhanélküli fűtéshez szükséges szénmennyiségnek minimálisan 58%-át takarítottuk meg. Az elmondottakkal kapcsolatban megemlítem még, hogy az ír kályhából és pótkályhából előállított fűtő* berendezés nagyon alkalmas arra, hogy a kályhában félgáztüzelést végezzünk. Ez a tüzelési mód a mi gáz* dús barnaszeneinknél és lignitjeinknél különösen előnyös. Mikor az ír kályha tűzálló bélése már izzóvá lett, a rostély alá a szükségesnél kevesebb primér levegőt bocsátunk, a frissen adagolt szénből fejlődő gázok tökéletes elégetését a kályha felső részébe bocsátott meleg szekunder levegővel végeztetjük. Ily módon jó elégést természetesen csak akkor kapunk, ha az ír kályha tűzálló belseje izzó, s így a rostély fölött el nem égett gázokat kellően felmelegíti. A kísérletnél a szekunder levegőt a kályha felső ajtaján bocsátottam be, úgyhogy egy 2 mm-es drót közbe* 3