Barion Pixel

Villanyszerelők Lapja

Ionkazán - a gazdaságtalan villanyfűtés

2014. október 14. | Lantos Tivadar |  3319 | |

Az alábbi tartalom archív, 6 éve frissült utoljára. A cikkben szereplő információk mára aktualitásukat veszíthették, valamint a tartalom helyenként hiányos lehet (képek, táblázatok stb.).

A hangzatos szófordulatok, a sci-fibe illő kifejezések, a túlzó adatok, a jelentős pénzmegtakarítás ígérete, a dicshimnuszok egy-egy technikai újdonságként beharangozott készülékről bizony megtévesztik a fogyasztót, aki hinni szeretne a csodában. A felébredés azonban sokszor keserves, mert a költségcsökkenés helyett csak a kiadások nőnek, és rádöbbenünk, hogy nem azt kaptuk, amit ígértek.

Reklámok bűvöletében

Az energiaárak emelkedése, a növekvő energiaigény mindnyájunkat arra sarkall, hogy olyan berendezéseket, készülékeket vásároljunk, melyek takarékosak, keveset fogyasztanak, így a gyártók és forgalmazók kommunikációja ma már elsősorban az energiahatékonyságra épül. Az ionkazánnak nevezett termék beharangozása, reklámozása is követi a trendet; alternatívát kíván nyújtani a hagyományossal szemben, és hangzatos ígéretekkel ragadja meg a fogyasztók figyelmét. Szaklapunk utánajárt a titkos technológiával működő fűtőberendezésnek, és cikkünkben igyekszünk lefejteni a valóságot bújtató hagymázas réteget, és villamos szempontból is rávilágítunk egy-két tényre, ami az ionkazánok működtetése mögött húzódik.

 

 

Mi a csuda?

Elgondolkodtató lehet az a kérdés, ha már egy eszköznek a neve is megtévesztő, érdemes-e tovább foglalkoznunk vele? Nyilván a marketing a hétköznapi életben is próbálja a termékeket harsány külsőségekkel felruházni, a kérdés az, hogy hol a határ, meddig mehetnek el a kereskedők, értékesítők a figyelemkeltésben, hogy az ne legyen megtévesztés?

Szomorú tapasztalatunk, hogy sokszor az értékesítésben résztvevő személyek sincsenek tisztában a berendezés működésének alapjaival, vagy nagyon is tudják, mit akarnak eladni, csak egy hangzatos név mögé bújtatják a több évtizede ismert „ősi” technikát. Az ionkazán elnevezés alapjában intő, figyelmeztető jel lehet arra, hogy itt valami nincs rendben. Az ionkazánokat ugyanis a legtöbb honlapon, kiadványban úgy reklámozzák, hogy a készülék melegítési folyamatát az ionizáció okozza, vagyis a bevitt energia hatására negatív és pozitív töltésű részecskék jönnek létre a semleges atomokból. E részecskék a negatív és pozitív elektródák felé mozogva energiát termelnek, így a melegítés közvetítő fűtőbetét nélkül jön létre. Jól hangzik, de a valóság ennél árnyaltabb. Az ionkazán megnevezésnek nincs igazából fizikai alapja, csupán csak marketingértékkel bír a cím.

Hogy a problémát bővebben kitárgyaljuk, kezdjük a legelején. A desztillált víz vezetőképessége nulla, ezért gyakorlatilag szigetelőnek tekinthető. A vezetést a különböző sók hozzáadásával lehet elérni, mégpedig úgy, hogy a só az oldódása során pozitív, illetve negatív ionokká esik szét, tehát nem a bevitt energia hatására keletkeznek az ionok. A folyadék vezetését az oldott ionjainak az ellentett elektromos polaritású elektródhoz való vándorlása okozza, azaz elektromos erőtér hatására szabadon elmozduló, pozitív vagy negatív töltéssel rendelkező ionok szállítják az elektromos áramot, ezt nevezzük ionos áramvezetésnek. Az elektromosság vezetése az ionvezetők belsejében nem jár kémiai változással. Ezzel szemben az ionizáció során ionok képződnek, azaz elektronokat választunk le az atommag héjáról. Ionizáció például a gáztérben elektromos kisülés hatására jön létre. Ez a lényegi különbség a két folyamat között.

Valójában semmi meglepő nincs az ionkazán működésében. Kollégiumi házibarkács merülőforralókat sokan üzemeltettek anno. A hálózatból kijövő csupasz vezetéket két zsilettpengén a vízbe lógatva már működött is a rendkívül veszélyes eszköz, sokszor barnára pirítva a falban meghúzódó MM-vezetéket. A víznek van egy ellenállásértéke (R), a 230 V feszültség (U) áramot (I) fog áthajtani a folyadékon (ha nem desztillált a víz), amelynek értéke I = U/R. Ki fog alakulni két teljesítményérték: egy elektromos és egy termikus, amelyek pontosan egyenlő értékűek lesznek, mert az elektromos átalakul termikus teljesítmény-nyé. Egyszerű ellenállásfűtésről van tehát szó, ahol a fűtőellenállás a megfelelő vezetőképességű folyadék. Talán abban van az egyetlen előnye az ionkazánnak nevezett szerkezetnek a hétköznapi ellenálláshuzalos kazánnal szemben, hogy utóbbinak a fűtőbetétben keletkezett hőt át kell adni annak a folyadéknak, amit melegítünk. Itt szerepe van a hőátadási tényezőnek is, ami kezdetben jobb, mint a későbbi használat során, elsősorban a lerakódások – pl. vízkő, iszap – miatt. Az ionkazánoknál – szerencsésebb elnevezés lenne talán az elektródás kazán – ilyen nincs, mert a víz maga a „fűtőbetét”, a romlás lassabban következik be. Az átalakítás hatásfoka közel 100%, mivel a villamos energia kizárólag hővé alakul, nem keletkezik egyéb energia, az energiamegmaradás törvénye értelmében.

 

 

Érintésvédelmi kockázat

A vízmelegítésnek ez a módszere, melyet az ionkazánokban alkalmaznak, azért nem terjedt el, mert balesetveszélyes. Az egyfázisú ionkazán – vagy horribile dictu, azt is láttuk már leírva, ionreaktor – nem más, mint egy cső, amelynek a közepén egy szonda helyezkedik el, elszigetelve a cső falától. Erre kapcsolódik a fázisfeszültség, a cső külső fala pedig a nullvezető. Gyári előírás szerint a védőföld is ide, vagy a vízszállító csővezetékre kapcsolódik. A készüléket üzembe helyezvén az tapasztalható, hogy a szabvány szerint alkalmazott 30 mA-es érintésvédelmi biztonsági relé azonnal leold – akkor is, ha fázishelyesen csatlakozik az ioncső a hálózatra –, mert a nulla és a védőföld összekötését érzékeli. Olyan eset is előfordulhat, hogy nincs telepítve érintésvédelmi relé, bár ez a mai épületvillamossági szabványokat figyelembe véve aggályos. Ekkor, ha a készülék fordított módon van bekötve – ez más készüléknél nem okoz gondot –, zárlati hibaáram kíséretében leold a kismegszakító. Ha pedig fázishelyesen kapcsolódik a hálózatra a csőkazán, akkor üzemelni fog, de az elektromos kötések oxidációja miatt (ez értendő a teljes rendszerre, nem csak az elektromos kazánéra), kóboráram jelenhet meg a rendszeren, és az is áramütést okozhat, ami könnyen halálos kimenetelű is lehet.

 

a bekötésről

A legtöbb esetben, ha ionkazánt szeretne valaki működtetni, elengedhetetlen az elektromos hálózat bővítése, amely szintén plusz költségekkel járhat. Szaklapunk több villanyszerelőt is megkérdezett, találkozott-e munkája során ionkazánnal. A legtöbben hallottak róla, azonban nem szívesen vállalnák el a bekötését. A gyári készülékekhez nem adnak megfelelő információkat az elektromos beüzemelésről, beszerelésről, így nehezen vállalható a felelősség. A hálózatbővítésen túl külön villamos vezetékkört kell kiépíteni az ionkazánoknak, a legkisebb berendezés 5 kW-os névleges teljesítményen üzemel. A nagy áramfelvétel miatt elsősorban a régi lakások vezetékeinek keresztmetszete alkalmatlan az üzemeltetésre. Megfelelő vezetékek kiépítése nélkül a berendezések működtetése könnyen lakástüzet is okozhat.

 

Újabban a gyártók a kazántestet egy 30x60 cm-es villanyszerelő – szigetelt – dobozban javasolják elhelyezni, valamint a kazán csőrendszerbe való bekötését hőálló műanyaggal indítani. Ettől még a víz, amibe a fázist vezettük, az áramot is vezetni fogja. A doboz bezárásával a kazántest elszigetelése nem lesz teljes, nem küszöböli ki az érintésvédelmi aggályokat. Érintésvédelmi szempontból, mivel a fi relét a működésből eredő anomáliák miatt kizárhatjuk, a biztonsági leválasztó transzformátor is szóba jöhet. Ennek a beépítése jelentősen, 2-3-szorosára is megdrágítaná a csőkazán bekerülési költségét.

Nincs új perpetuum mobile

Ma már a legtöbb honlapról eltűntek az olyan reklámszövegek, mint amilyenek nemrég még felfedezhetők voltak az ionkazánokkal kapcsolatban. Az egyik ilyet tanúságképp megőriztük: „Szilárd vezetőkben csak a szabad elektronok fele reagál az alkalmazott feszültségre. A speciális kons- trukciójú ionizációs kamrában a folyékony vezetőkben lehetséges annak az elérése, hogy csaknem az összes szabad elektron reagáljon az alkalmazott feszültségre. Ez azt jelenti, hogy elméletileg lehetséges elérni COP=2 értéket. Cégünknek sikerült elérni COP=1,57 értéket, amit az Európai Unió Mérésügyi Központja a 016TP11 protokoll szerint ellenőrzött. Ha Önt nem meglepte az izzólámpa és LED lámpa közötti COP különbség, akkor miért ne hinné el, hogy a kazán esetén COP=1,57? Amennyiben kétségei lennének az Európai Unió Mérésügyi Centrumának a kompetenciájában, lehetősége van az eredmény ellenőrzésére.” A honlapon még a tanúsítvány is megtekinthető volt, amit a fent említett szervezet adott ki. Elgondolkodtató, hogy milyen kompetenciával, hitelességgel bírhat egy ilyen mérésügyi centrum, aki kevéssé ismeri az energiamegmaradás törvényét.

Aki nincs tisztában a fogalmakkal, könnyen bedől az „olcsó” szövegnek. Nyilvánvaló, hogy egy adott épület felfűtésére, adott hőmérsékleten tartására az épület konstrukciójától és az időjárástól függő hőmennyiség szükséges. Azt, hogy ehhez mennyi villamos energiát kell a fűtési rendszerbe bevezetni, függ a fűtőrendszer kialakításától, hatásfokától. Ez a berendezés csak akkor lehetne energiatakarékos újdonság, ha a fűtésre használt vizet jobb hatásfokkal vagy olcsóbban melegítené fel, mint a ma használatos megoldások. Egészen biztos azonban, hogy az ionkazán nem az a megoldás. A hirdetések többsége ma már nem esik ekkora túlzásba, ebben az esetben viszont egyértelművé válik, hogy nem éri meg a beruházás, mert a villamos energia egyáltalán nem olcsó mulatság. A fent említett reklámszöveg egyértelmű cáfolata a pécsi Pollack Mihály Műszaki és Informatikai Karon végzett mérés, melynek jegyzőkönyve szerint az ionkazán hatásfoka pont annyi, mint egy hagyományos fűtőbetétnek vagy elektromos kazánnak vagy egy olajradiátornak, közel 100%. Tehát a COP nem 1,57, hanem 0,95. A mérés során egy 120 literes tárolót fűtöttek fel külső hőcserélőn keresztül, és 5,53 kWh villamos energia felhasználásával 5,27 kWh hőenergiát sikerült a tartályba továbbítani. A két adat hányadosából adódik a 95,33% hatásfok, amely a mérési kapcsolás hőveszteségeinek figyelembevételével a konzervatív 100%-ot jelenti, tehát a csodára továbbra is várni kell.

 

 

Egyáltalán nem zöld energia

Az ionkazán villamos energiát használ a működéshez, amit alapesetben a hálózatból nyer. Ez nem megújuló energiaforrás, mint ahogyan azt reklámozták. A fosszilis tüzelésű erőművekből termelt energia környezetkárosító, többnyire magas CO2-kibocsátásukkal terhelik környezetünk levegőjét (kivétel a paksi atomerőmű). Az energiahordozók által kémiai úton tárolt energiát veszteségesen tudjuk átalakítani először hővé, majd villamos energiává, de a termelés helyétől a felhasználásig szintén csak veszteségek mellett tudjuk szállítani (magas feszültségű távvezetékek, transzformátorok). Az ezeknek a veszteségeknek a „pótlására” felhasznált energiahordozók elégetése közben szintén üvegházhatású gázok szabadulnak fel. Általánosan elmondható, a rendelkezésre álló energiahordozók 100% energiatartalmának csak mintegy 30%-a jut el a felhasználás helyére.

Manapság a lakóingatlanok építésekor, eladásakor, bérbeadásakor energetikai tanúsítványokat kell készíteni. Nem mindegy az épület kategóriája, sokszor az árakon is módosíthatnak a besorolás következtében. Az ionkazánfűtésű házak, lakások esetében, amely villamos fűtésnek számít, a tanúsítvány számításakor a fent részletezett veszteségek miatt 2,5-es szorzót kell alkalmazni, amit a szakmabeliek büntetőszorzónak is neveznek. Ennek a számadatnak az értékeléséhez a távhő (1,2), vagy akár a földgáz (1) tényezőjét érdemes megismernünk. Egyértelmű a drasztikus különbség, így a besorolás sokkal rosszabb lesz, mint a két utóbbi esetben. Ennek alapján elmondható, hogy az ionkazánokat beépítő lakások energetikai besorolása legfeljebb „C” lehet, amely a megfelelőt jelenti. Ehhez azonban az épület hőveszteségét felére, harmadára kell csökkenteni megfelelő nyílászárócserével, hőszigeteléssel. Az „A” és a „B” kategória elérése viszont kizárt.

Környezetkímélőbb és energiatakarékosabb megoldásnak tűnhet a napenergia hasznosítása villamosenergia-termelésre, amelyet egyébként több ionkazán-forgalmazó is ajánl mintegy rendszerben gondolkodásként. Azonban rögtön le is kell szögeznünk, hogy egy ilyen rendszer kiépítésére fordított sokmilliós kiadás megtérülésével egyáltalán nem számolhatunk. Vegyünk például egy 80 m2 alapterületű lakást, hőszigetelése feleljen meg a ma elvárható A+ minősítésnek (fűtésigény kisebb, mint 55 kWh/m2/év, azaz 4400 kWh/év)! Ehhez az 5 kW-os névleges teljesítményű kazánt kell választanunk. A várható fűtési költség durva becslésünk alapján: 4400 kWhx50 Ft/kWh = 220 000 Ft. A fűtési idény körülbelül 180 nap, ezért a költséget hat hónapra leosztva: 36 000 Ft, amely költség kondenzációs kazánt használva harmadára csökken. Ez azt is jelenti, ha kiépíteném a napelemes rendszeremet, több mint harminc évig kellene ahhoz fűtenem, hogy nyereséget termeljen, ez pedig nem tűnik reálisnak…

Mi ebből a tanúság?

Szakemberként az a feladatunk, hogy felhívjuk a felhasználók figyelmét a működésre, a fogyasztással kapcsolatos tévhitekre. Leszűrhető az a tanulság, hogy manapság minden eladható egy jó névvel. Természetesen az ionkazán bizonyos esetekben alkalmazható, csak tisztában kell lenni képességeinek korlátaival. Ma a legolcsóbb fűtés kondenzációs gázkazános központi fűtéssel és korszerű mikroelektronikás szabályozó rendszerrel érhető el. Az építtető akkor jár el helyesen, ha a fűtést szakemberrel tervezteti meg, és a pénztárcájához is alkalmazkodó, évtizedekig probléma nélkül működtethető megoldást választ.

Elektromos fűtésIonkazán


Kérjük, szánjon pár pillanatot a cikk értékelésére. Visszajelzése segít a lap és a honlap javításában.

Hasznos volt az ön számára a cikk?

 Igen

 Nem