A kandalló méretezés alapjai 3. a kandalló egyedi tervezése

Kandallók méretezése

A kandalló tervezési fázisában a kiválasztott forma és megoldás ismeretében a lehetőségeket felül kell vizsgálni. A kémény égési levegőjének és a fűteni kívánt helyiség hőigényének függvényében meg kell állapítani a tüzelőrésznek és környezetének méreteit.
Az első lépés a fűteni kívánt légtér (helyiség) hőszükségletének kiszámítása. Második – ha meglevő kéményről van szó – a kémény minőségvizsgálata és a méretek alapján az ellenőrző számítás vagy új kémény esetén a megfelelő típus megtervezése.
A hőigény és a kéményméretek birtokában el kell dönteni, hogy zárt vagy nyitott tűzterű berendezést (lehet vagy) akarunk építeni. A meglevő kémény miatt könnyen csak zárt tűzterű mellett dönthetünk, míg ha új kémény készül, nyílt tűzterű berendezést is építhetünk.


Kandallók egyedi tervezése

A kandallók méretezéséül általános tapasztalati adatok, mérési eredmények és a szabványi előírások szolgálnak.

Hagyományos nyitott tűzterű kandallók tűzterének meghatározása

Tűztérnyílás méretének meghatározása

A tűztérnyílás a tűztér és a fűtött tér közötti elméleti határvonal, melynek felülete 8-15-ször nagyobb a kéménykürtő keresztmetszeténél A tűztérnyílás felületének és a fűtött helyiség területének aránya: A tűztérnyílás felületének és a fűtött helyiség területének aránya:

A tűztérnyílás legnagyobb szélességének és magasságának aránya: A tűztérnyílás legnagyobb szélességének és magasságának aránya:

A tűztér

A nyitott tűzterű kandallók leglényegesebb méretezési szabályai:

  • a tűztér mélysége átlagméret a tűznyílás szélességének fele és a magasság 2/3 része között;
  • a legkisebb tűztérmélység (a kávamérettel együtt) nem lehet 40 cm-nél kisebb, de 80 cm-nél nagyobb sem;
  • a hátfal a tűztér felé a függőlegeshez viszonyítva max. 200-os szögben dőlhet előre
  • A tűztér legkisebb légtérfogata:

  • egy oldalon nyitott ferde tűztérfallal 0,05 m3
  • merőleges tűztérfallal 0,06 m3
  • két oldalon nyitott ferde tűztérfallal 0,07 m3
  • három oldalon nyitott merőleges tűztérfallal 0,08 m3
  • körül nyitott tűztér kerek tűztérrel 0,12 m3
  • négy- vagy sokszögű tűztérrel 0,14 m3.

További összefüggések:
A tűztér vízszintes és függőleges méreteinek megállapításakor nagyon lényeges a tűztér sugárzási zónájának megállapítása A tűztér sugárzásának középpontja a tűzrács vagy tűztalaj felett 8-10 cm-re van, vízszintesen pedig a tűztérmélység felezőpontján belül 2-5 cm-re. Igen lényeges a sugárzási pont helyes megállapítása, mert tőle függ az optimális hőleadás.

A tűz közvetlen sugárzásának hatásfoka különböző elhelyezésű és típusú kandallók esetében a következő:

Hatásfok % A vízszintes sugárzás szöge A kandalló típusa
Középre helyezett kandallók
80 360 ernyős
75 270-300 egy fallal vagy kéménnyel
70 200-240 kétoldali tűznyílással
Falsíkra helyezett kandallók
70 180-220 három oldalt nyitott
65 140-160 kétoldalt nyitott
60 100-130 egy oldalt nyitott, ferde oldalfallal
55 90-120 merőleges oldalfallal
Sarokkandallók
60 130-150 kétoldalt nyitott
55 100-120 egy oldalt nyitott ferde oldalfallal
50 90-110 egy oldalt nyitott merőleges oldalfallal

A tűztér mélységi méretének megállapításakor a teljesítőképességtől függetlenül a maximális 80 cm-t csak a legszükségesebb esetben tervezzük. Nagy teljesítményű kandallóknál már 60 cm is megfelelő, ezt kis huzatú kémény esetében is csak a legszükségesebb mérettel növeljük.
A függőleges sugárzási zóna értéke teljes egészében, míg füstpárkány és a füstkamra területét érintő sugárzási szög értéke csak részben hasznosítható, mert az ide sugárzott energia a kémény felé távozik. Az indokolatlanul mély tűztér ilyen sugárzási zónája túlságosan nagy, így csökkenti a hatásfokot.
A tűztérhátfal dőlése az ún. “hőtükör”-elvet juttatja érvényre, csökkenti a szög nagyságát, és fokozza a tűztérfalról visszaverődő hősugárzás hatását.

Zárt tűzterű kandallók méretezése

A zárt tűzterű kandalló belső szerkezete, tűztere, hamutere és füstjáratai különböznek aszerint, hogy a kandalló fatüzelésű, vagy szén- és brikett-tüzelésű. A kandalló fűtőfelületének hőmérséklete a tüzelés hatására emelkedik, az égés megszűnése után a hőkésleltetés által meghatározott időpontban maximális értéket ér el, s ezután csökken. A zárt tűzterű kandalló a keletkezett hő egy részét tárolja, tehát hőtároló fűtőberendezésről beszélhetünk.
A kandalló a tárolt hőt fokozatosan csökkenő mértékben adja át a környezetének, a hőleadás a fűtési periódus (két befűtés közötti időtartam) alatt periodikusan változik.

A kandalló fűtőfelületének hőmérséklete a fűtőfelület anyagától, vastagságától, továbbá a belső oldalon levő hőátadó közeg (izzásban levő tüzelőanyag-réteg, láng, füstgáz) hőmérsékletétől függ, ezért a különböző helyeken eltérő.
A helyiség vagy lakás fűtéséhez szükséges fűtőfelület, m2 megállapításának alapja a fűtendő légtér hőszükséglete, W/h.
A helyiség fűtéséhez szükséges fűtőfelületet a fűtendő helyiség hőszükségletéből, (Watt) és a kandalló fajlagos névleges fűtőteljesítményéből, W/m2 állapíthatjuk meg.

A samott, cserép építésű kandallók fajlagos névleges fűtőteljesítmény értékét 700; és 1000 W/m2 üzemi felület értékekkel számolhatjuk.

Légfűtés esetén a tűztérbetét és a füstgázhasznosítók felületéről, intenzíven nagyobb mennyiségű hőenergiát szállíthatunk el.

Ez acélköpenyes samottbéléses fűtőbetét esetén 4600 W/m2, bélés nélküli öntöttvas fűtőbetét esetén pedig 4000-4650W/m2 lehet.
Füstgázhasznosítókról nyerhető hőteljesítmény fűtőcsőregiszter alkalmazásával 2300W/m2, füstdobbal 2000-2500W/m2.

A fa-, tőzeg-, szén- és brikett-tüzelésű zárt tűzterű kandalló tűzterének magassága minimum 50 cm, maximum 90 cm lehet. A tűztér szükséges magasságát centiméterben úgy határozhatjuk meg, hogy a helyiség, vagy lakás hőszükségletének (W) 150-ed részéhez hozzá adunk 40-et.

A széntüzelésű kandalló tűzterének térfogata akkora legyen, hogy egynapi, vagy fatüzelés esetén félnapi fűtéshez szükséges tüzelőanyag elférjen benne.

Füstkamra

A füstkamra a tűztér fölötti légtér, amely összegyűjti a tűztérben termelt füstmennyiséget.

A füstkamra:

  • alsó méretét a tűztér felső füstpárkányának magasságában kell mérni;
  • felső (záró) torokméretét a füstzáró vagy füstszabályozó elem belső szabad keresztmetszete határozza meg;
  • magassági mérete nyitott tűztér és külön kéménycsatlakozás esetében a következő a tűztérmagasság %-ában kifejezve:
két oldalon nyitott tűztér esetében
közép-füstkitorkollással 30-35%
oldal-füstkitorkollással 30-45%
három oldalon nyitott tűztér esetében
közép-füstkitorkollással 35-40%
oldal-füstkitorkollással 35-50%
körül nyitott tűztér esetében
közép-füstkitorkollással 50-80%
oldal-füstkitorkollással 50-100%
de egyetlen esetben sem lehet 15 cm-nél kisebb.
  • Szabad kémények esetében a számított magassági méretet 1,5-del, zárt tűzterű kandalló esetében 0,5-del szorozva kell figyelembe venni.
  • A füstkamra mérete a füsttorokban téglalap keresztmetszet esetében nem lehet 10 cm-nél, kör kereszt-metszet esetében 14 cm-nél kisebb.
  • Ferde tűztérhátfal esetében a füstkamra hátfalának ugyanolyan szögben kell folytatódnia a füsttorokig.
  • A füstkamra alsó keresztmetszete a füsttorok keresztmetszetéhez viszonyítva legfeljebb 3:1 arányban csökkenhet.
  • A füstkamrában a hőcserélőn kívül idegen testet elhelyezni nem szabad. A falazott szűkítés esetében a falnak teljesen síknak kell lennie, ami samotthabarccsal vagy a téglák forgatásával valósítható meg.

Füstelvezetés

Füstelzáró-füstszabályozó

Keresztmetszete legalább a kémény vagy a füstelvezető cső méretével egyezzen meg, annál kisebb nem lehet.
Pontos szabályozása a jó üzemeltetés és az energiatakarékosság érdekében igen fontos.

Füstnyak

Alkalmazása elsősorban szabad kémény esetén indokolt, de építhető hagyományos és légfűtő változatokhoz is, közvetlen kéménycsatlakozással.

Füstcső

A füstgáz elvezetésére a négyszög vagy a kör keresztmetszetű füstcső egyaránt megfelel, keresztmetszete legyen közel azonos a kéményével, de nem lehet kisebb a tűznyílás keresztmetszetének különböző típusú tűzterek esetére meghatározott hányadánál, amely a következő:

  • egy oldalon nyitott tűztér esetén 1/8;
  • két oldalon nyitott tűztér esetén 1/10;
  • három oldalon nyitott tűztérnél 1/12;
  • körül nyitott tűztér esetén1/15.

Égésilevegő-ellátás

Az égéshez a szükséges levegő légcsatornán keresztül jut a tűztérbe. Ha a kandalló külső falra kerül, megoldható a levegő bevezetése közvetlenül kívülről is.

A kandalló légcsatornájának méretezése*:

Hagyományos kandalló hőteljesítménye kW Légcsatorna méret cm×cm Fokozott hőteljesítményű kandalló hőteljesítménye, de a betét típusának megfelelően kW
1,1 10×10
1,9 12×12
2,9 14×14
3,5 16×16 8
4,6 18×18 10
5,8 20×20 12
*maximum 6 méteres hosszúságig.

Fokozott hőteljesítményű kandalló esetén a csökkentett égési légfelesleg miatt a kandallóbetét típusának megfelelően kell megállapítani, de értéke minden esetben a táblázati érték fele alatt marad.
Négyzet keresztmetszetű csatorna esetén a nagyobb méret max. 1,5-szerese lehet a kisebb oldalnak.
Függőleges kürtő méretezése azonos a kéményével, és a levegőszükséglet is azonos az átbocsátandó füst mennyiségével.
Az égésilevegő-bevezetés méretezésekor ajánlatos figyelembe venni, hogy a téli égésilevegő-bevezető rendszer nyáron alkalmassá tehető hűtési célra is, természetes levegő-utánpótlással (gravitációsan) vagy ventilátorosan.

Forrás:
Bajkó Béláné: Lakóépületek, lakások fűtése,
Hans-Peter Ebert: Fatüzelés,
Kószó József: Kandallók,
Dr. Párkányi György: Kályhák,
Kamil Zoufalý: Építsd magad

.