Kísérleti kályha tesztelése
A tesztsorozat célja egy járatos, egy kitöltött harang és egy üres harang hőtároló összehasonlítása. A lehető legkisebb méretű, élére állított téglából épített héjba hagyományos, 8,5 kg fa befogadására alkalmas tűzteret alakítunk ki. Az égéslevegő ellátás a belső térből történik. A tűztér aszimmetrikusan helyezkedik el, maga mellett egy leáramú és egy feláramú járattal. A kísérlet során a héj mérete, és az eddig ismertetett alsó rész változatlan marad. Mindhárom kályhánál a huzatszükséglet kivételével a kémény-áramkörbe illesztéshez szükséges teljesítményadatokat, a hatásfokot, a CO kibocsátást, és hőleadás időbeli alakulását mérjük, illetve számítjuk. Az első változatnál a tűztér lefedés feletti részt soros, függőleges járattal építjük meg. A befoglaló méret, illetve az alsó rész változatlanul hagyása miatt az összekötő elem az utolsó leáramú járat végére, tehát nagyjából a kályha közepére kerül. Továbbá emiatt van az első feláramú járatban az egyébként felesleges keresztmetszet bővülés. A kályha vázlata az 1. számú ábrán látható.
1. számú ábra. Kísérleti kályha járattal
2
Járatos kályhák előzetes méretezése az MSZ EN 15544 szabvány alapján történhet. A méretezést az igniCAD programmal végeztük el.
2. számú ábra. Járatos kályha méretezése
3
A szükséges méréseket legalább három egymás utáni napon célszerű elvégezni. Ezután kerülhet sor a tűztér feletti járatok kitöltött harangra történő cserélésére. A kályha vázlata a 3. számú ábrán látható.
3. számú ábra. Kísérleti kályha kitöltött haranggal
Ebben az esetben is legalább három mérésre lenne szükség. A szükséges adatok felvétele és rögzítése után kerülhet sor a harmadik változat kialakítására. Most ez a felső harang rácstégláinak eltávolítását, és a köpenyfal, valamint a lefedés szükség helyreállítását jelenti. A kályha vázlata a 4. számú ábrán látható.
4
4. számú ábra. Kísérleti kályha üres haranggal
Ezen a harmadik kályhán az előzőekéhez hasonló méréseket kellene elvégezni. Harang rendszerű kályhákhoz nem rendelkezünk teljes mértékben igazolt méretezési eljárással, ezért esetükben a jellemző adatok előzetes meghatározásától eltekintünk. Tekintettel arra, hogy nem minősítéshez, hanem nevezzük így, üzem közbeni paraméterek összehasonlításához kívánjuk felhasználni a felvett adatokat, egy minimális műszer-készlet összeállítása volt a reális cél. Az eddigi tapasztalatok alapján a belőlük nyert adatok elégségesek az üzemi jellemzők meghatározásához. Ezenkívül, meglehetősen nyomos érv, eddig ezeket a műszereket sikerült kölcsönkapni. A szükséges adatok: A kályhából kilépő füstgáz oxigén (O 2) és szénmonoxid (CO) tartalmának mérése. Erre a célra jól használható Testo, vagy Enviro gyártmányú füstgázelemző. Természetesen más típusú műszer is alkalmazható, ha fatüzelés tesztelésére alkalmas, tehát rendelkezik H 2
5
kompenzációval. Ezenkívül képes legyen tárolni és Excel táblázatba feltüntetni a legalább 60 másodperces időközönként mért értékeket. A kályhából kilépő füstgáz hőmérséklete. A füstgázelemző műszerek általában képesek hőmérséklet mérésére is. Ennek ellenére célszerű külön merülő hőelemmel mérni, és legalább 60 másodperces időközönként regisztrálni a füstgázhőmérsékletet. Az eddig elvégzett méréseknél 6 merülő hőelemmel rendelkező, 6 mérőhelyes műszert használtunk. A fennmaradt 5 hőelem felhasználható a tűztér, továbbá a tetszőlegesen kiválasztott kályharészek belső hőmérsékletének méréséhez. Ezek üzem közbeni alakulása látványos képet ad, annak ellenére, hogy a kályha jellemző tulajdonságainak meghatározásához nem szükségesek. A felületi hőmérséklet mérése. A kályha névleges fűtési idejének meghatározásához a felületi hőmérsékletek időbeli alakulását kell ismerni. Az MSZ EN 15250 szabvány szerint 300 mm-es osztásban kell elhelyezni a felületi hőelemeket. Ennél a viszonylag kis kályhánál ez körülbelül 50 db hőelemet, és a hozzájuk szükséges regisztráló műszert jelentené. Az eddig elvégzett méréseknél a kölcsönkapott műszer 12 pont mérésére és regisztrálására volt alkalmas. A többi érdekesnek ítélt ponton tapintó hőmérővel mértünk, az eredményeket táblázatban rögzítettük. A leolvasások időköze regisztráló műszerrel 60 másodperc, tapintó hőmérővel 300 másodperc. Ez az öt perc soknak tűnhet, de gyakorlatilag folyamatos munkát igényel, amihez legalább két ember szükséges. A leolvasások közötti értékek interpolációval meghatározhatók. A környezeti hőmérséklet mérése. Ez egy állandó helyre tett közönséges hőmérővel, 300 másodpercenkénti leolvasással és feljegyzéssel megoldható. Elhelyezésénél arra kell ügyelni, hogy sem a kályha sugárzó hője, sem a helységben esetlegesen kialakuló huzat ne zavarja a mérést. A füstgázelemzéshez használatos Testo és Enviro műszerek a huzat mérésére is képesek. Miután a szonda a kályha után az összekötő elembe kerül, a kémény huzatát fogja mérni. Első megközelítésre a különböző helyen, eltérő méretű kéményeknél végzett mérések esetében ez felhasználható lenne a kémény huzatának beállításához. Kérdéses, hogy a valóságban ez mennyire kivitelezhető, hiszen a huzat üzem közben változik, és a kályháknál nem beszélhetünk stacioner állapotról. Röviden, elhatározhatunk egy beállítási pillanatot, de nem biztos, hogy adekvát eredményt kapunk. Nagyon fontos, hogy mindegyik regisztráló, értsd automatikusan adatokat rögzítő műszer képes legyen Excel táblázatban lejegyezni a mért értékeket, ez nagymértékben elősegíti a feldolgozást. A fent leírt, minimális műszerpark érzékelőinek elhelyezése az 5., és a 6. számú ábrán látható.
6
5. számú ábra. Járatos kályha mérési pontjai
7
6. számú ábra. Harangos kályha mérési pontjai.
