kotle, tlakové nádoby, potrubí a nízkotlaké kotelny
[Tisk] [Poslat e-mailem] [Hledat v článcích] Snižování spotřeby plynu pomocí kondenzačních kotlů Datum: 15.1.2001Autor: Ing. Vladimír Valenta, Říčany Značným potenciálním zdrojem úspor energií na vytápění je zvýšení roční provozní účinnosti při výrobě tepla v kotelnách. Mám na mysli větší domovní kotelny a menší okrskové kotelny o výkonech 150 až 500 kW s plynovými teplovodními kotli. Různé neoficiální prameny uvádějí, že se u provozovaných kotelen dosahuje nízká roční provozní účinnost daná rozmezím 70 až 80 %. Většina kotelen má účinnost v dolní části rozmezí, i když jsou v kotelnách kvalitní kotle s katalogovou účinností ve výši 90 až 92 %. Na uvedeném neblahém stavu se podle mého názoru podepisujeme jednak my, projektanti tepelné techniky, jednak pracovníci servisních firem. Nevhodné řešení kotelen má zásadní dopad na nehospodárnou výrobu tepla, která se většinou děje po celou dobu životnosti zařízení kotelny, často po dobu delší než 20 let. Na špatnou roční provozní účinnost má vliv: Ke zvýšení účinnosti výroby tepla v plynových kotelnách ze současných hodnot 70 až 80 % na hodnoty těsně kolem 100 % nám mohou napomoci kondenzační kotle. I když kondenzační kotle nejsou na našem trhu žádnou novinkou, jejich používání je zatím omezené. Překážkou není jen vyšší cena těchto kotlů, ale i jistá nedůvěra nás projektantů k nejnovější technice. Důvodem mohou být někdy velice strohé projektové podklady ke kondenzačním kotlům, ve kterých chybí údaje potřebné pro seriozní stanovení ročních provozních účinností kotlů a tím i úspor zemního plynu pro vytápění a pro ohřev vody. Kondenzační kotle pro domovní kotelny jsou vybaveny nejčastěji přetlakovým hořákem. Pokud jsou vybaveny hořáky atmosférickými s předsměšováním směsi, mají ještě odtahové ventilátory. Kondenzační kotle lze rozlišovat podle toho, jak je řízen tepelný výkon a jak je řízeno spalování. Řízení výkonu hořáku se provádí buď spojitě, případně dvoustupňově či jednostupňově. Řízení přebytku vzduchu, resp. směšovacího poměru vzduch-plyn, se provádí buď přímo l sondou, nepřímo z průtoku plynu, případně se neprovádí. Kondenzační kolte jsou vyráběny nejčastěji v následujících provedeních: 1a - kotle se spojitě řízením výkonem a s přímým řízením směšovacího poměru l sondou 1b - kotle se spojitě řízením výkonem a s nepřímým řízením směšovacího poměru, 1c - kotle s dvoustupňovým výkonem a s nepřímým řízením směšovacího poměru, 2a - kotle se spojitě řízením výkonem bez řízení směšovacího poměru. Nasazování kondenzačního kotle typu 2a zásadně nedoporučuji. Důvodem je omezená kondenzace spalin během vytápěcího období. Pro vytápění je požadován tepelný výkon v rozsahu 25 až 100 %. Výkon kotle se ze 100 % snižuje na nižší hodnoty snižováním průtoku plynu do hořáku. Protože se průtok vzduchu nemění, narůstá hodnota l . Např. při výkonu 33 % je vysoký přebytek vzduchu s hodnotou l = 3 a teplota rosného bodu je 38 ° C. Kondenzaci spalin je možné vyvolat vstupní vodou o teplotě nižší než 30 až 33 ° C. Nižší teploty vody než je uvedená hodnota vykazuje pouze podlahová vytápěcí soustava.
Řešení kotelen s kondenzačním kotlem Pořizovací náklady na kotelnu s kondenzační technikou je možno nížit osazením pouze jednoho, neboť některé typy kotlů mají značně široké rozmezí spojité regulace tepelného výkonu. Nejčastěji se projektují rekonstrukce samotných kotelen. Tepelná soustava zůstává původní. Protože většina teplovodních vytápěcích soustav byla navržena na výpočtové teploty oběhové vody 90/70 ° C, je otázka jaký efekt přinese navržení kondenzačních kotlů. Odpovím dopředu, že poměrně značný.
V případech před projektováním celých nových tepelných soustav, kdy lze rozhodovat o jejich optimálních parametrech, zejména výpočtových teplotách oběhové vody, se musí posoudit více variant provedení sestavy kotel-tepelná soustava. V návrhu kotelny musí být řešeno odvádění kondenzátu z kotle i z komína, případně neutralizace jeho kyselosti. Neutralizace může být často nahrazena směšováním kondenzátu se splaškovou vodou. Komín musí být řešen jako přetlakový, protože teplota spalin je nízká a přirozený tah je minimální. Přetlakové komíny, pokud jsou vedeny vnitřkem budovy, musí mít průduchy těsné a vedené provětrávaným prostorem.
Vliv tepelné soustavy na roční provozní účinnost kotelny Při provozu vyspělých kondenzačních kotlů napojených na konkrétní tepelné soustavy lze dosáhnout následující roční provozní účinnosti, které byly stanoveny podle nové výpočtové metody:
Je potěšující, že i při spojení kondenzačního kotle s vytápěcí soustavou 90/70 ° C, která má vyšší zpětnou topnou křivku, lze dosáhnout velice dobrou provozní účinnost kolem 100 %. Ke kondenzaci spalin sice dochází pouze při vnějších teplotách nad 3 ° C, ale i při suchém provozu jsou nízké komínové ztráty. Jsou dány nízkou teplotou výstupních spalin vlivem velké teplosměnné plochy kotle.
Výpočty byly provedeny pro dané charakteristiky kotlů a pro dané charakteristiky vytápěcích soustav. V charakteristikách kotlů jsou uvedeny závislosti provozních účinností kotlů na vytíženích kotlů pro vytápěcí soustavy dané výpočtovými teplotami vody. Vytížením kotlů se rozumí poměrný tepelný výkon. V charakteristikách vytápěcích soustav jsou uvedeny závislosti výskytu potřebných poměrných tepelných výkonů. Ve výpočtech se předpokládá, že jmenovitý tepelný výkon kotle je roven výpočtové tepelné ztrátě vytápěného objektu.
Závěr Před zahájením projekčních prací na plynovou kotelnu by mělo být samozřejmé, že projektant zpracuje technicko-ekonomickou rozvahu pro kotelnu. V rozvaze se zdůvodňuje návratnost vložené investice pomocí propočtu energetických úspor a následně provozních nákladů. Součástí rozvahy musí být výpočet předběžné roční provozní účinnosti, který respektuje chování celku kotel-soustava během vytápěcího období. Metodika tohoto výpočtu je již připravena. Kondenzační techniku považuji za významný příspěvek k dalším úsporám plynu na vytápění a na ohřev vody. Při cílené odborné osvětě může být nedůvěra projektantů ke kondenzačním kotlům postupně odstraňována. Tento příspěvek, ve kterém odpovídám na některé otázky kolem kondenzace, považujme za jeden z kroků potřebných pro skutečně zahájení éry kondenzační techniky v ČR. Udělejme vše pro to, aby rok 2000 byl zahajovacím rokem.
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
