Nos, szép
békavirágos szombati nap ez a mai, hadd folytassuk akkor a számolgatásokat, ott ahol abbahagytuk.
Pár lényeges adat
idáig: 6kw-os kályha, 44,58kw-os tűztérrel, melynek térfogata 154,33liter, amiben 1,9h azaz szinte 2óra alatt
lezubog a tűz, amibe 21,43kg fa volt egyszerre bepakolva, és mindez 121,83 Nm3/h (Vgyn)
normálköbméter levegőt zabál óránként, az égés után pedig Vfggy=130,86 Nm3/h füstgáz
keletkezik óránként.
Néhány következtetést direkt módon levonhatunk már ezekből is:
1. Szükséges kéményátmérő
2. A kályha hőleadó felülete négyzetméterben
1. Mivel szép lassan a kémények után/árajánlatok után
is kell nézzek, jó volna megsaccolni, hogy kb. milyenre is lesz szükségem.
Tételezzük fel, hogy a járatok és ezáltal a benne
áramló füstgáz áramlási sebességének későbbi méretezésével, a hőfelvevő felületek
kiszámított nagyságával elérem azt, hogy a kéménybe lépő füstgáz hőmérséklete
160 fokos legyen, persze mindez úgy volna jó, hogy amíg felér a kémény
tetejére, ne hűljön le jobban 70C foknál, a kondenzációs pontnál, azaz, hogy ne
csapódjon ki a kémény falán a füstben lévő vízgőz, és ne csorogjon le a falán
(ha lehet).
Egyébként én úgy értettem, hogy méterenként 10-15 fokkal
mindenképpen számolhatunk, a kéményseprőknek nálunkfelé 15 fokot tanítanak,
persze mindez a kémény szigetelésétől is függ, és egy picit részletesebb
hőátbocsátási számításokkal ennél sokkal pontosabban meghatározható, no de én
most egyelőre saccolok...
Ez (160+70)/2=115 C fokos átlag
füstgázhőmérsékletet jelentene a kéményben, ami korrekciós tényezőkkel
átszámolva azt jelenti, hogy Vfggy*(1+115/273)*1,07=199m3/h mennyiségű füstgáz kell
átáramoljon a kéményen óránként.
Nevezzük ezt a füstgáz térfogatáramának, a
tömegáramra igazából nekünk a gyakorlat szempontjából nincs szükségünk, azt
csak meg szokták adni a kályhák referenciaadataként (de ró=0,903kg/m3 füstgázsűrűséggel
számolva 115 fokos füstgázra, lásd még google sem kell, Libik könyv 51. oldal,
a tömegáram a ró=m/V képletből könnyedén kiszámolható, m=0,903*199kh/h=179,697kg/h=0,0499kg/s).
A továbbiakban feltételezem(azt szeretném), hogy 1,5m/s
sebességgel áramoljon a füstgáz a kéményben (2-3 m/s –nál nagyobbat nemigazán
szabad, ui. nagy lesz a súrlódás, és ezért nem biztos, hogy ki is ér a füst a
kéményen, hacsak nem gyárkéményünk van).
Szóval, mint a későbbiekben kiderül,
ahol csak lehet úgy választom meg a füstjáratok keresztmetszetét, hogy lehetőleg
lassabban közlekedjenek a gázak, valahol 1,5m/s körül, (kivétel néhány hely lesz
csak, mint a torok és a sütőből való kilépés).
Tehát inkább nagyobb keresztmetszetekkel
dolgozom, majd szintén meglátjuk miért: dán kályhához szokatlanul sok lesz a
padkahossz nálam, s nem szeretném ha ez túl sok nyomásveszteséget okozna a
kályhában, ami könnyen lehet több mint a számított kéményhuzat és ezáltal egy
rakás füsttel maradok a szobában...Ez nagyon nem volna jó...
Na szóval, 1,5m/s a kéményben azt jelenti, hogy
199=F*3600*1,5/10000,
ahol F=199*10000/(3600*1,5) cm2, a kéménybelső
keresztmetszete négyzetcentiméterben.
Tehát F=368,5 cm2. Az ennek megfelelő hidraulikus átmérő Dk=2*gyökalatt(F/3,1415)= 21,67cm (ugyanilyen
átmérőjű kör vagy ugyanilyen
oldalhosszúságú négyzetet jelent ez, téglalapnál ki kell számítani, lásd előbbi
bejegyzések).
Azaz pld. Schiedel / Leier –ben gondolkozva, ez azt
jelentené, hogy k. drága 22cm belső keresztmetszetű kéményre lesz szükségem MINIMUM.
Azért írom, hogy minimum, mert amit idáig kiszámoltam az az átmérő arra
jó, hogy az adott mennyiségű füstgáz át is férjen rajta.
De ez nem feltétlenül elég, ui. elegendő „nyomó-húzóerő”,
nevezzük ezt kéményhuzatnak is kell, hogy mozgásba lendítse ezt a gázhalmazt.
Nálam ez a fejezet a padkákban fellépő súrlódások miatt kritikus fog lenni,
ezért pontosabban ki kell számítsam ezt az értéket, és ha nem férek bele, akkor
megtörténhet még az is, hogy növelnem kell az átmérőt a súrlódások csökkentése
érdekében (ha a kémény magasságát már nem tudom / nem akarom).
Az igazi a kéménymagasság
növelése lenne, de egyszintes ház lévén, azt sem fogom tudni a végtelenségig,
így meglátjuk lám milyen számok jönnek ki.
Mindenesetre a kémény méretezését elodézom, előbb legyenek meg a járataim
/ áramlási sebességek, amiből meg tudjam saccolni a kályha nyomásveszteségét és akkor
pontosítom a kéményátmérőt és a magasságot is kiszámítom/megsaccolom, egyelőre most
annyit vések a fejembe, hogy kell nekem ide egy minimum 22-es kémény.
Szóval a 20 cm-es kémény amikről a fórumokon legtöbbet beszélnek úgy néz
ki nem minden esetben elég, nem minden teljesítményű kályha esetében érvényes.
A Lars Helbro féle kályhák, amiket a neten videók formájában meg lehet
nézni, én amiket láttam legalábbis ennél mind kisebb teljesítményűek voltak,
valahol inkább a 4kw körül saccoltam, legalábbis amit a tűztérméretekből, a saccolt
24*12*6-os téglaméretekből következtetek magamnak.
2. A másik fontos adat a tömegkályhám hőleadó felülete
lenne.
Itt kellene tudni a kályha fajlagos felületi
teljesítményét (W/m2), azaz, hogy mennyi hőt fog leadni a köpenyfelület
négyzetméterenként.
Ez ugyebár függ a köpenyben használt anyag
milyenségétől és vastagságától. Egy vasfalú kályha ontaná a meleget, egy csempe
vagy tégla anyag kevésbé. Nagyobb szám jönne ki, ha egy vékonyabb héjú kályhát
raknék pld. csempéből mintha egy vastagabbat téglából.
Tégla esetében (lapra fektetett féltégla vastagság
azaz 12cm) a neten több helyen beszélnek egy 500W/m2 ökölszabályról. Ha
utánaolvasgatunk akkor több helyen konfirmálják ezt, Libik a könyvében (116. oldal)
nehéz kivitelezésű téglakályháknál 0,465-0,65kw/m2 átlagot említ(régi magyar
méretezés).
Az MHA szerint a kamrás- és harangrendszerű kályhákra 550w/m2 –t vehetünk alapul.
Igor Kuznetsov orosz kályhásguru 500w/m2-t említ
a weboldalán (http://stove.ru , angolul is leírja a fontosabbakat, klikk
jobbfelül az angolra...)
Bocsánat, el is felejtettem ezidáig Kuznetsov-ot
megemlíteni, valószínűleg a világ legjobb kályháit csinálja, habár a
weboldala szörnyű (úgyis becsületére váljon, ui. ő az egyetlen kályhásguru akit
találtam és aki ilyen mennyiségű technikai adatot elárul a kályháiról).
Na
dehát ő mérnökember, ráadásul a régi fajtából való, így tekintsünk el ettől és
köszönjük meg neki, hogy a mondanivalóját egy sima html kinézetű, nagyon nehezen
olvasható weboldalon osztja meg (szabadidejében és ingyen!). (egyébként fapados
php-t használ, ha belenézünk az oldal forráskódjába, de ez már maradjon az én
szakmai betegségem ;-)
Kuznetsov az "Orosz iskola"
szerinti harangrendszerű kályhákat
nyomatja, valószínű a világ legjobb kályhái, ui. ha valakik tudnak a tűzről
akkor azok elsősorban ők, nem beszélve, hogy nem csak úgy “pofára” dolgozták ki
az alapokat, hanem megbízott orosz tudósok / professzorok, még a 20. század elején
megtették ezt az állam felkérésére.
Lásd a szabad gázáramlás elvén megépített
harangrendszerű kályhák, amelynek az alapjait
V.M. Grum-Grzhimailo professzor (1864-1928), az Orosz Tudományos Akadémia tagja tette le.
Ezeket a kutatásokat többen folytatták, mint
például I.S. Podgorodnikov PhD diákja (1886-1958) (lásd kettősharang rendszerű
tömegkályhák).
Kuznetsovnak pedig az a nagy érdeme, hogy egy rakás kályhatípust
dolgozott ki, amik egy orosz háztartásban szükségesek lehetnek, sima fűtésre,
főzésre (lásd platnis változatok), kemencével, orosz szauna stb..
Ezeket a maga módján
dokumentálta is a weboldalán, illetve közbeközbe résztvesz Alex Chernov
kanadában élő barátjával az MHA éves találkozóin is (Wildacres), és építgetnek
ott is kályhákat.
Egy ilyen kályhaépítésre példa, fotókkal, méretekkel: http://mha-net.org/docs/v8n2/wildac08f.htm,
itt érdemes megfigyelni a bio/ökótűzterekéhez hasonló levegőbevezetés
megvalósítását sima samottéglából, majd megpróbálok én is egy hasonlót
összeeszkabálni.
Mindenképpen ajánlom
Kuznetsov weboldalán átnézni az OIK/OVIK-BIK... kályhasorozatot
( http://stove.ru/index.php?lng=1&rs=4 ) , nehezen olvashatóak, de soronkénti szerkezeti rajz van velük.
Ha még egy kályhát építek (pld. ez nem fog működni :-) , és
azt mondom, hogy nem elég egy kályhától, hogy kinézzen, hanem annak fűteni is
kellene, és felháborodásomban lebontom és újat építek (félig vicc, de ezt sem
zárom ki ;-), nos a következő kályhatítpus amit kipróbálnék az egy
kettősharang rendszerű lenne, amire több számítási adat áll a rendelkezésemre
mint pld. a contraflow kályhákra.
Az tény, hogy nagyon egyszerű formák a Kuznetsov
OIK sorozatú kályhái (ha magához venne Kuznetsov egy designert és egy
marketingest, akkor irtózatosan nagy sztár lehetne, nem mintha most is nem lenne elismert a saját témájában ;-).
Hiába nagyon jónak mondott kályhák, de kinézetileg
egyszerű dobozok (ez is persze csak a magánvéleményem, biztos sokaknak kifejezetten tetszik). Szerintem azokat módosítani, csak olyannak érdemes, aki épp elég időt
analizálta őket és minden elemét ismeri is azoknak, nekem mindenképpen jól meg
kellene forgassam a padkáim miatt...
Mindenképpen én most contraflow-t próbálok
meg építeni (talán mert több használati tapasztalat-beszámolót hallottam
ezekről mint a harangrendszerűekről), így most ez van, harangrendszerű jön majd
a következő életemben. :-)
Nos, nagyon elkalandoztam, térjünk vissza a lényeghez.
Én 10cm-es lapra
fektetett téglából fogok építeni, amit reményeim szerint majd belülről egy vékonyabb
3cm-es samottal kibélelek, plussz 1cm agyaghabarcs, ez így 14cm köpenyvastagság
lenne.
A fentieket is figyelembe véve én a továbbiakban egy 0,5kw/m2 átlagos fajlagos
felületi teljesítménnyel számolok (amihez reményeim szerint fog társulni egy
40-60 fokos köpeny / felületi hőmérséklet, mindkét határértéket el tudom majd
viselni, legalábbis így remélem, ha mégsem ez lesz, akkor bontás :-).
Lévén a 6kw-os kályha ez azt jelenti, hogy kell nekem 6/0,5=12nm.
Azaz 12 négyzetméter téglafelület kell legyen a köpenyen (beleszámolva a padkák és
a segédkémény felületét is, egyszóval minden olyan aktív kályhafelületet,
amiben a füstgáz eljár és amit melegít).
Legyen ennyi a mai következtetés. Folytatása következik.
Nincsenek megjegyzések:
Megjegyzés küldése