Zdroje tepla. Kotelny

Transkript

1 Zdroje tepla Kotelny

2 Kotelnou rozumíme samostatnou budovu, stavební objekt, pístavek, místnost, skí nebo vyhrazený prostor, ve kterém je umístn jeden i více kotl pro ústední vytápní, pípravu teplé vody, pro výrobu technologického tepla. Provedení kotelny je dáno druhem a zpsobem spalování paliva a typem kotl. Podle toho jsou pro kotelny platné odlišné pedpisy a normy. Prostor pro umístní zdroje musí zajistit jeho bezproblémovou instalaci a bezpený provoz, stejn tak musí zabezpeit podmínky pro obsluhu i pípadný servis. Zaízení, ve kterém se spaluje palivo a ohívá teplonosná látka se nazývá kotel. Volba kotle je ovlivnna nejen druhem paliva, ale i možnosti umístní, ešením odvodu spalin, vtráním prostoru nebo pívodem vzduchu pro spalování, velikostí a druhem otopného systému, ešením zpsobu pípravy teplé vody, potebou tepla pro pokrytí tepelných ztrát objektu, ostatními potebami tepla, požadavky na provoz a regulaci.

3 Podle druhu paliva: plynové, na kapalná paliva, na tuhá paliva, elektrokotle. Rozdlení kotl jako zdroj tepla Podle pracovního (teplonosného) média se kotelny dlí na: teplovodní (s teplotou vody do 115 o C), horkovodní (s teplotou vody nad 115 o C), parní. Podle použitého materiálu: ocelové litinovélánkové jiné, kombinace materiál, speciální materiály Podle zpsobu umístní a upevnní: stacionární (na podlaze i soklíku) závsné (na zdi)

4 Podle zpsobu odvodu spalin: do komína, kouovodu s funkcí komína na (venkovní fasádu) nebo nad stechu v provedení turbo Plynové kotle dlíme podle možného zpsobu provozu na: klasické (teplota zptné vody do kotle nemá poklesnout pod 60 o C) nízkoteplotní (teploty vody na kotli nesmjí poklesnout pod 50/40 o C) kondenzaní ( teploty vody na kotli mohou poklesnout pod 50/40 o C) Podle potu výkonových stup hoáku dlíme kotle na: jednostupové dvoustupové (dva výkonové stupn, nejastji 50 a 100 % výkonu) spojité (mezi cca 10 až 50 % pevný výkonový stupe, pak do100% spojit) Podle typu hoáku s tlakovými hoáky s atmosférickými hoáky

5 Klasifikace kotelen Kotelny NTL STL Výkon 0,05 až 3,5 MW nad 3,5 MW od 0,05 MW Umístní Ve vytápné budov nebo samostatném objektu V samostatném objektu V samostatném objektu Teplonosná (vyrábná) látka Teplá (otopná) voda do 115 o C Pára do petlaku 0,07 MPa Teplá (otopná) voda do 115 o C Pára do petlaku 0,07 MPa Horká voda nad 115 o C Pára petlaku nad 0,07 MPa V objektech bytových i objektech obanského vybavení nachází uplatnní pedevším kotelny teplovodní, dále bude tématika zamena tímto smrem.

6 Stanovení tepelného výkonu zdroje Stanovení výkonu zdroje pro výrobu a rozvod tepla se podle SN EN obecn stanoví dle: SU = f HL. HL + f DHW. DHW + f AS. AS kde je: SU návrhový tepelný výkon zdroje tepla (kw), f HL návrhový souinitel pro tepelný výkon, HL návrhový tepelný výkon pro vytápní (kw), f DHW návrhový initel pro ohev vody, DHW návrhový tepelný výkon pro ohev vody (kw), f AS AS návrhový initel pro soustavy pro ohívání, návrhový tepelný výkon soustav pro ohívání (kw). Návrhovéinitele jsou stanoveny dle národních pedpis.

7 Vytápní objektu s perušovaným vtráním a pípravou TV Q PRIP =0,7.Q TOP +0,7.Q VET +Q TV (+ Q TECH ) Vytápní objektu s trvalým vtráním nebo technologickým ohevem Q PRIP =Q TOP +Q VET (+Q TECH ) Vytápní a pípravou teplé vody (TV) prtoným zpsobem s pednostním ohevem TV Tepelný výkon je roven vyšší hodnot z poteb tepla pro vytápní nebo ohev TV.

8 Plynové kotelny Kotelny III. kategorie - kotelny se jmenovitým tepelným výkonem jednoho kotle od 50 kw do soutu jmenovitých tepelných výkon kotl 0,5 MW vetn a kotelny se soutem jmenovitých tepelných výkon kotl vtším než 100 kw, i když ani jeden z nich nedosahuje jmenovitého tepelného výkonu od 50 kw. Kotelny II. kategorie - kotelny se soutem jmenovitých výkon kotl nad 0,5 MW do 3,5 MW vetn, Kotelny I. kategorie - kotelny se soutem jmenovitých tepelných výkon kotl nad 3,5 MW.

9 Kotle nástnné Kotle stacionární Atmosférický hoák Tlakový hoák

10 Volba potu kotl v plynových kotelnách Poteba tepla pro vytápní a vzt není v prbhu roku stejná e Procentuální poteba tepla pro vytápní dle msíc z celkové roní poteby msíc I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII % V lét obvykle pouze píprava teplé vody Optimální takový zdroj, jehož výkon se bude pibližovat aktuální poteb tepla tepelné soustavy v daném období i ase ( se zahrnutím vlivu akumulace objektu). kaskádové kotelny sestavené ze závsných kotl s plynule regulovatelnými výkony (s modulací výkonu) kotelny z více stacionárními kotli s hoáky plynule regulovatelnými nebo vícestupovými (obvykle 2 až 4 kotlové jednotky) Jedna kotlová jednotka nebo alespo její výkonový stupe by ml být odpovídající letnímu provozu.

11 U kotelen s výkonem nad 250 kw se volí poet zdroj a jejich výkonové parametry tak, aby pi poruše nejvtšího kotle bylo ostatními dosaženo 60 % jmenovitého provozního výkonu zaízení. Zálohový výkon Q X =0,6. Q M kde do Q M (provozního výkonu zdroje) se zapoítávají poteby tepla pro vytápní, vtrání a výkony spotebi, které je nezbytn nutné zajistit z provozních dvod budovy. Dle SN je kotelna od soutového výkonu zdroj 140 kw nebo výkonu jednoho kotle 70kW samostatným požárním úsekem. Do jedné kotelny nelze instalovat souasn spotebie (kotle) s petlakovými a atmosférickými hoáky. Kotelna I a II. kategorie musí mít (mimo výjimky dle SN l ) samostatný pívod plynu. Kotelna III. kategorie mže mít spolený pívod plynu s odbrnými zaízeními jiných odbratel v objektu. Pipojení jiných odbratel musí být ped hlavním uzávrem kotelny.

12 Prostory kotelen musí být úinn vtrány za všech provozních režim. Zpsob vtrání nesmí ovlivnit funkci hoák a odvádní spalin. Za všech provozních podmínek musí být zajištn prtok vtracího vzduchu s minimální intenzitou 0,5 x /hod. Otvory pro pirozené vtrání nesmí být uzavíratelné. V kotelnách s kotli v provedení B se celková plocha pro pívod i odvod vzduchu stanoví pro maximální prtok spalovacího vzduchu. Nucené vtrání se volí jako petlakové. Kotelna I. kategorie musí mít havarijní vtrání. Podlaha v koteln musí být neholavá, vyspádována k podlahové vpusti. Dvee se otevírají ven (ve smru úniku). Stacionární kotle se umísují na betonový sokl výšky 50 až 100mm. Pístupové komunikace musí umožnit transport nejvtšího zaízení. Veškerá zaízení s povrchovou teplotou nad 60 o C musí být izolována. Do kotelny je poteba zajistit pívod studené vody. Podchodná výška pod instalacemi (potrubím) je minimáln 2,1m. Dispoziníešení kotelen musí umožnit nejen bezproblémovou instalaci zaízení (montážní prostor), ale i servis a opravy. Výrobci zaízení uvádjí minimální požadované vzdálenosti z tchto hledisek. Minimálníistá prchozí šíka okolo zaízení (od stny, potrubí, ) je 600mm. Ped zdroji tepla je vtšinou požadován prostor šíky cca 1100 mm, od zadníásti ke stavební konstrukci bývá poteba šíky volného prostoru 750 až 1100mm. Je-li pedepsána úniková cesta, iní její šíka min. 1100mm (doporuena je šíka 1200mm). Úniková cesta do vnjšího prostoru je nutná u kotelen I. kategorie. Ped rozdlovaem a sbraem se požaduje volný prostor pro obsluhu šíky 1000mm. Min. svtlá výška 3m. Podchodná výška pod potrubím 2100mm.

13 V kotelnách III. kategorie - penosný hasící pístroj CO2 s hasící schopností minimáln 55 B, pnotvorný prostedek nebo vhodný detektor kontroly tsnosti spoj, lékárnika první pomoci, bateriová svítilna a detektor na oxid uhelnatý. V kotelnách II. kategorie navíc stabilní hasící zaízení dle projektu. V kotelnách I. kategorie navíc (oproti II. kategorii) analyzátor spalin, detektor na zjišování plynného paliva, nosítka. Obsluze kotelny musí být k dispozici provozníád. V kotelnách se provádí pedepsané provozní revize zaízení (nejmén ve lhtách 3 let), kontroly funkce zaízení kotl (minimáln 1xron) a kontroly funkcí detektor a pojistek plamene (1xmsín). Pívod spalovacího vzduchu (B) Vtrání Odvod spalin (komín) Pívod plynu Komunikace pro dopravu zaízení PÚ, smr otevírání dveí Podlahová vpus

14 a Schéma zapojení kotelny píklad 1 1 kotel 2 HVDT 3 EN 4 zmkovací filtr 5 kombinovaný RS 6-8 obhovéerpadlo 9-10 trojcestný regulaní ventil (smšování) a

15 Provoz a ízení kotelny (M+R) píklad 2 VENKOVNÍ TEPLOTA VENKOVNÍ TEPLOTA VENKOVNÍ TEPLOTA P EH ÁTÍ PROSTORU T T T T VDZ K1 ~ T T REFERENNÍ TEPLOTA T REFERENNÍ TEPLOTA T REFERENNÍ TEPLOTA ÚNIK PLYNU K2 ~ OKRUH A OKRUH B OKRUH C ÚNIK PLYNU K3 ~ T T T CIRKULACE ~ ~ ~ ~ T P T ZAPLAVENÍ PROSTORU

16 Kotelny a kotle na tuhá paliva Kotle na TP umísujeme do samostatné místnosti zvané kotelna, suchého, neobytného prostoru. Tuhými palivy rozumíme paliva neobnovitelná a biomasu (EOZ). Tuhá paliva (TP) hndé a erné uhlí (rzná kvalita a zrnní), lignit, brikety, koks devo a devní hmoty, devné brikety, devné pelety, brikety a pelety ze stébelnin, typicky rostlinnéi alternativní, štpka, sláma Spalování biomasy lze rozdlit na: - Klasické spalování suché biomasy - Spalování pi vývinu devoplynu Kotle na TP Kotle výkon cca do 50 kw Kotle pro vtší kotelny

17 -Klasické atmosférické pro spalování koksu, uhlí, deva. (72 80%, runí pikládání) -Kotle s automatickým doplování paliva (vestavný nebo vedle kotle umístný zásobník, vzduchový ventilátor). Podle typu kotle mže být palivem uhlí nebo devní pelety pedepsané zrnitosti i brikety Universální kotle prohoívací zpsob spalování Kotle se zásobníkem na uhlí

18 Kotle pro spalování pelet Prémium (z isté devní hmoty bez pímsi) Katrová (lisovány jsou z odpadu vzniklého pi zpracování surového deva na pile katru) nejsou vhodné pro všechny typy peletových hoák, vyšší podíl popelovin-pi spalování mírn napékají. Rostlinné (alternativní, agropelety) - odpady z rostlinné výroby, obilniny, sláma z obilí, epky, slunenice, jiné )

19 Kotel s integrovaným zásobníkem Kotel a zásobník big-bag Kotel na pelety a zásobník, šnekový dopravník

20 Kotel na pelety, sklad pelet, pneumatický dopravník Kotel na pelety a textilní zásobník, šnekový dopravník -Polozplyovací kotle na devo a brikety -Zplyovací kotle na devo, (pelety, i uhlí). Zplyováním paliva dosáhnou kotle vysoké úinnosti a nízkých emisních hodnot. Palivo je vysoušeno a generátorov zplyováno a vznikající plyny následn hoí za podpory pedehátého sekundárního vzduchu. Úinnost zplyovacích kotl mže dosáhnout až 90%, výkon je regulovatelný.

21 Spalování kusové devní hmoty - zplyovací kotle na devo Devo 2 roky odleželé zajistí maximální výkon kotle a jeho dlouhou životnost. Výhevnost paliva je siln závislá na obsahu vody ve dev. Pro spalování je vhodné devo s vlhkostí 12 až 20%. Kotelny na slámu (obilná, epková sláma, tritikále, len ) 1 Zaklada paliva 6 Pívod spalovacího vzduchu 2 Dopravník slámy 7 Zapalovací klenba 3 Stíhací mechanismus 8 Spalovací komora 4 Branka 9 Oddlený výmník 5 Šikmý suvný rošt 10 Dopravník popele Výtopny centrálního zásobování teplem, obecní výtopny, školy a školky, plavecké areály, hotelové komplexy (kotelny na slámu, štpku,...)

22 Kotelny na štpku a devní odpad (piliny, odezky, hobliny) hndá štpka lesní štpka 1 Vyhívaný vstup paliva 6 trubkový výmník 2 Roštová komora 7 Vzduchové ventilátory 3 Trysky sekundárního vzduchu 8 Odvod popele 4 Vírová komora 9 Zavážecí lis paliva 5 Dohoívací komora

23 Pi stavebním ešení kotelen na tuhá paliva je poteba ešit: Napojení na odvod spalin (komín) Skladování paliva a jeho dopravu ke zdroji Pívod spalovacího vzduchu Vtrání (výmnu vzduchu), 4-6x za hodinu Zajištní proti zatopení podlahová vpus v koteln (kotle jsou kvli zajištní proti petopení vybaveny výmníkem napojeným na vodovod). Obtžování ostatních ástí objektu provozem (nap. hluk, zneištní, ) Biomasa pro spalování kusové devo devní brikety devní pelety alternativní pelety obilí štpka a piliny balíkovaná sláma

24 Akumulace tepla u kotl na TP Kotel na tuhá paliva s výkonem vyšším než je poteba objektu i kotel s omezenými možnostmi regulace je vhodné provozovat s akumulaním zásobníkem (nádrží s topnou vodou).

25 Ochrana proti petopení u kotl na TP Varianty ešení ochrany kotle proti petopení (v pípad výpadku elektrické energie) kotle jsou vybaveny chladící smykou proti petopení záložní zdroj el. energie (baterie) na erpadlo - (1 hod.) nebo záložní zdroj s rozvadem (3 hod.) alespo jedna vtev v systému zapojena na samovolnou cirkulaci vody s nkolika tlesy kotel zapojen s dochlazovací nádrží a inverzním zónovým ventilem, který se bez el. proudu oteve VŠECHNY KOTLE VYROBENÉ V ROCE 2003 A MLADŠÍ JSOU VYBAVENY CHLADÍCÍ SMYKOU

26 POZOR - chladící smyka proti petopení nesmí být využívána dle normy EN SN k jiným úelm, než je ochrana proti petopení (nikdy pro ohev teplé užitkové vody). Ventil jehožidlo je umístno v zadníásti kotle chrání kotel proti petopení tak, že stoupne-li teplota vody v kotli nad 95 C, vpustí do chladící smyky vodu z vodovodního ádu, která pevezme pebytenou energii a odejde do odpadu. V pípad umístní zptné klapky na vstup vody do chladící smyky, z dvodu zabránní možného zptného proudní vody, díky poklesu tlaku ve vodovodním ádu, musíme chladící smyku vybavit pojišovacím ventilem 6-10 bar, nebo expansní nádobou o objemu minimáln 4 l. U otevených soustav není jištní proti petopení nutné.

27 Kotle na kapalná paliva Kapalným skladovatelným palivem vhodným pro spalování ve zdrojích pro vytápní je extralehký topný olej (ELTO) a nízkosirný extralehký topný olej (NETO), s výhevností až 43MJ/kg. Kotle s monoblokovými tlakovými hoáky umístnými na elní stran kotl. Uložišt oleje v nádržích zapojených do baterie Uložišt oleje v nádržích v podzemních zásobnících je samostatným požárním úsekem je situováno nejastji vedle kotelny. Topný olej je skladován v nádržích plastových nebo dvouplášových (uvnit plast, vn pozinkovaný plech), které se sestavují do baterií, na horní stran s nátrubky pro propojení s odvtrávacím, plnícím a erpacím potrubím. Baterie nádrží se v prostoru uložišt osazují do betonové izolované (tsné) vany.

28 Plnící potrubí je vyvedené do venkovního prostoru a ukonené zátkou. Odvtrávací potrubí je také vyvedeno do exteriéru a je opateno vtrací mížkou. erpací potrubí pro pívod paliva ke kotli je ped napojením na hoák osazeno uzávrem a palivovým filtrem. Palivovéerpadlo je souástí hoáku. Topný olej je holavina III. t., uložišt je od kotelny oddleno zdnou konstrukcí s požární odolností 45 minut. Dvee z kotelny jsou otevírané ven. Pro spálení 1 l oleje je poteba cca 15 m3 vzduchu. Je poteba zajistit jeho pívod z exteriéru. Zásoba paliva (potebný objem nádrži) se dimenzuje obvykle na 30 až 45 dní.

29 Elektrokotelny Kotle musí mít samostatný elektrický obvod s jistii. K otopnému systému je lze napojit s pímým, akumulaním nebo smíšeným ohevem topné vody. U pímotopného vytápní kopíruje dodávka elektrické energie odbr tepla. Pi akumulaním ohevu kotel v dob snížené sazby el.energie nabíjí-ohívá topnou vodu v akumulaní nádrži. Elektrokotel požaduje v soustav obhovéerpadlo topné vody. Vtšina elektrokotl se již dodává s namontovaným obhovým erpadlem a tlakovým spínaem. U nkterých typ je ve výbav navíc i pojistný ventil a zabudovaná tlaková expanzní nádoba.

30 Schematické zapojení akumulaní elektrokotelny rozvad elektro pro elektrokotelnu El. topné tleso v AN