DÁLKOVÉ VYTÁPĚNÍ =DISTRICT HEATING, = SZT SYSTÉM ZÁSOBOVÁNÍ TEPLEM = CZT CENTRALIZOVANÉ ZÁSOBOVÁNÍ TEPLEM

Transkript

1 DÁLKOVÉ VYTÁPĚNÍ =DISTRICT HEATING, = SZT SYSTÉM ZÁSOBOVÁNÍ TEPLEM = CZT CENTRALIZOVANÉ ZÁSOBOVÁNÍ TEPLEM 184 Zdroj tepla Distribuční soustava Předávací stanice Otopná soustava Dálkové vytápění Zdroj tepla Distribuční soustava Předávací stanice Otopná soustava ZDROJE TEPLA Odpadní teplo Elektrárna Spalovna Technologie Výroba tepla Výtopna Teplárna Okrsková kotelna 185 1

2 Distribuční soustava Uložení potrubí kanály bezkanálové kolektory povrchové a) b) c) d) 186 Kolektor Sdružená trasa podzemních vedení Ve městech 187 2

3 Trubkové U -trubky Stavebnicové Deskové šroubované pájené Výměníky tepla 188 Předávací stanice Tlakově závislá voda-voda Otopná soustava Primární síť Směšovací ejektor 189 3

4 Předávací stanice Tlakově nezávislé voda-voda Primární síť Sekundární síť Oběhové čerpadlo Otopná soustava Výměník tepla Pojistné a zabezpečovací zařízení 190 Předávací stanice Tlakově závislá pára - pára Parní otopná soustava Primární parní síť Odvaděč kondenzátu Redukční ventil Přečerpávání a měření kondenzátu Nádoba na kondenzát 191 4

5 Předávací stanice Tlakově nezávislé pára-voda Primární parní síť Sekundární teplovodní síť Otopná soustava 192 Předávací stanice Tlakově nezávislé pára-voda Primární parní síť Sekundární teplovodní síť Oběhové čerpadlo Otopná soustava Výměník tepla pára/voda Odvaděč kondenzátu Přečerpávání a měření kondenzátu Nádoba na kondenzát Pojistné a zabezpečovací zařízení 193 5

6 Příklad zapojení předávací stanice 194 Výroba předávacích stanic 195 6

7 Příklad předávací stanice

8 Kotelna samostatná budova, stavební objekt, zvláštní přístavek či místnost nebo vyhrazený prostor, ve kterém je umístěn jeden nebo více kotlů se zařízením nezbytným k jeho bezpečnému provozu (ČSN Kotelny se zařízeními na plynná paliva) 200 Zdroje energie a tepla Energonositel Zdroj tepla Distribuce tepla Sdílení tepla do prostoru Paliva Uhlí Zemní plyn Bioplyn Biomasa Topný olej Energie prostředí Solární energie Geotermální energie Energie vody, země, vzduchu Elektřina Topidla Kotle Kogenerační jednotky Fototermické kolektory Fotovoltaické kolektory Tepelná čerpadla Přímá distribuce zdrojem Teplovodní otopná soustava Horkovodní otopná soustava Parní otopná soustava Teplovzdušné vytápění Karel Kabele Otopná tělesa Desková Článková Trubková Konvektory Sálavé panely Otopné plochy Podlahové vytápění Stropní vytápění Stěnové vytápění Přímé sdílení Kamna Krby Plynová topidla Elektrická topidla Zářiče Vzduch 201 8

9 Kotel Zdroj tepla, kde teplo vyráběné spalováním nebo elektrickým ohřevem je odváděno k dalšímu využití teplonosnou látkou vodou, párou nebo vzduchem. Přívod teplonosné látky do soustavy Odvod spalin Kotel na spalování paliv Přívod paliva Výměník tepla Spalovací komora Vratná teplonosná látka ze soustavy Přívod spalovacího vzduchu Hořák Rovnice dokonalého spalování metanu CH 4 + 2O 2 CO 2 + 2H 2 O + teplo 202 Kotel Zdroj tepla, kde teplo vyráběné spalováním nebo elektrickým ohřevem je odváděno k dalšímu využití teplonosnou látkou vodou, párou nebo vzduchem. Přívod teplonosné látky do soustavy Elektrokotel Přívod elektrické energie Elektroohřev Vratná teplonosná látky ze soustavy 203 9

10 Kotle na spalování paliv Rozdělení kotlů podle paliva Skupenství paliva Původ paliva Fosilní Biopaliva Tuhé Uhlí, koks, brikety Dřevo, peletky Plynné Zemní plyn Bioplyn Kapalné Topný olej Bionafta 204 Kotle na spalování paliv Rozdělení podle tlaku ve spalovací komoře kotle atmosférické kotle podtlakové kotle přetlakové Přirozený přívod spalovacího vzduchu Přívod vzduchu 125TBA1 zajištěn 18/19 podtlakem ZS - prof. Přívod vzduchu zajištěn 205 ventilátorem na Karel odtahu Kabelespalin ventilátorem v přetlakovém hořák 10

11 Kotle na spalování paliv Rozdělení podle přívodu spalovacího vzduchu Otevřené kategorie B plynového spotřebiče Uzavřené kategorie C plynového spotřebiče Přívod vzduchu z prostoru kotelny Přívod vzduchu přímo z vnějšího prostředím samostatným potrubím 206 Kotle na spalování paliv Rozdělení teplovodních kotlů podle teploty otopné vody Standardní Nízkoteplotní Kondenzační θ 1 < 115 C θ 1 < 115 C θ 1 < 115 C θ 2 = 60 C až 70 C V kotli by nemělo docházet ke kondenzaci spalin = cca 91 % V kotli může dojít ke kondenzaci spalin, odolný materiál = cca 93 % θ 2 = 30 C až 70 C θ 2 = 30 C až 55 C Odvod kondenzátu V kotli dochází k řízené kondenzaci spalin 207 = až 108 % 11

12 Tepelný výkon a příkon kotle Tepelný výkon ϕ O (W) vyjadřuje teplo, dodané do teplonosné látky mezi jejím vstupem a výstupem do kotle. jmenovitý tepelný výkon kotle ϕ N (W). maximální trvalý výkon stanovený výrobcem pro určitý druh paliva, nejmenší tepelný výkon ϕ N, min (W). - nejmenší trvalý výkon stanovený výrobcem pro určitý druh paliva. Např. u plynových kotlů závisí na typu hořáku a regulace, která může být ϕ N plynulá u atmosférického hořáku (ϕ N, min = cca 30 % až 100 % ϕ N ), plynulá u přetlakového hořáku (ϕ N, min = cca 20 % až 100 % ϕ N ), dvoustupňová (ϕ N, min = 100 %, 50 % ϕ N ) Tepelný příkon φ D (W). vyjadřuje energii obsaženou v palivu přiváděném do kotle: φ D φ D = Q i / m pal kde Q i [J/kg] je výhřevnost paliva (nebo spalné teplo) m pal [kg/s] je množství paliva spáleného v kotli za jednotku času 209 Jmenovitá účinnost kotle Podíl výkonu a příkonu kotle za standardních podmínek N D D A ϕ S (W) kotlová ztráta (sáláním a prouděním vzduchu v okolí kotle, projevuje se zvýšením teploty v kotelně.), ϕ F (W) ztráta nedopalem (v kotli neproběhne vždy dokonalé spálení všeho paliva, zbytky ve strusce a popelu vzniklých při spalování pevných paliv, nespálený CH 4 ve spalinách) ϕ A (W) komínová ztráta (nevyužité teplo ve spalinách odváděných do venkovního prostředí). D S Vyhláška č. 194/2013 Sb. o kontrole kotlů a rozvodů tepelné energie ϕ S ϕ D F ϕ N ϕ F 210 ϕ A = 90 % až 108 % 12

13 Sezónní energetická účinnost Q N,a Q A a Q Q N, a D, a Q S + Q STDB η a sezónní energetická účinnost [-] Q N,a Q D,a roční spotřeba tepla na výstupu ze zdroje [kwh] Q D,a roční spotřeba energie obsažené v palivu [kwh] NAŘÍZENÍ KOMISE (EU) č. 813/2013 ze dne 2. srpna 2013,kterým se provádí směrnice Evropského parlamentu a Rady 2009/125/ES, pokud jde o požadavky na EKODESIGN ohřívačů pro vytápění vnitřních prostorů a kombinovaných ohřívačů Q F 211 Účinnost > 100 %?????? Rovnice dokonalého spalování metanu CH 4 + 2O 2 CO 2 + 2H 2 O + teplo Spalné teplo (Qs ) a výhřevnost (Qi) paliva Q S = Q i + r. m H2 O m H2O r hmotnost vody ve spalinách na jednotku spáleného paliva [kg/kg] skupenské teplo vypařování vody 2500 ~ 2453 [J/kg] Zemní plyn výhřevnost Q i = 35 [MJ/m 3 ] spalné teplo Q s = 38,6 [MJ/m 3 ] Kondenzát 0,14 kg/kwh

14 213 Plynový kondenzační kotel Příklady užívaných kotlů - plyn výstup zplodin

15 Příklady užívaných kotlů plyn Plynový atmosférický kotel Příklady užívaných kotlů - plyn Plynový přetlakový kotel

16 Příklady užívaných kotlů - biomasa Podtlakový kotel na spalování dřeva Podtlakový kotel na spalování dřeva a peletek 217 Příklady užívaných kotlů spalování biomasy kotel na peletky + zásobník peletek + dopravník

17 Kotelna samostatná budova, stavební objekt, zvláštní přístavek či místnost nebo vyhrazený prostor, ve kterém je umístěn jeden nebo více kotlů se zařízením nezbytným k jeho bezpečnému provozu (ČSN Kotelny se zařízeními na plynná paliva) 220 Kotelna je samostatná budova, stavební objekt, zvláštní přístavek či místnost nebo vyhrazený prostor, ve kterém je umístěn jeden nebo více kotlů se zařízením nezbytným k jeho bezpečnému provozu (ČSN Kotelny se zařízeními na plynná paliva)

18 Rozdělení plynových kotelen kotelna III. kategorie s instalovaným výkonem jednoho kotle nad 50 kw nebo s více kotli menšími se součtovým výkonem nad 100 kw do 500 kw) se umisťuje ve skříňovém objektu, skříni nebo samostatné místnosti; kotelna II. kategorie s instalovaným výkonem od 500 kw do 3,5 MW se umisťuje v budově v samostatné místnosti k tomu určené, přednostně v nejvyšším podlaží, výjimečně v budově se shromažďovacím prostorem se zvláštními bezpečnostními opatřeními; kotelna I. kategorie s instalovaným výkonem nad 3,5 MW se umisťuje v samostatné budově nebo v budově v samostatném požárním úseku 222 Funkce kotelny Přívod vzduchu Spalování Větrání Odvod tepelné zátěže Odvod spalin atmosférický tlakový turbo kotle Odvod vzduchu Větrání Odvod tepelné zátěže

19 Funkce kotelny Přívod paliva pevná, kapalná, plynná (ZP x propan) Distribuce tepla vytápění příprava teplé vody VZT technologie 224 Pojistné a zabezpečovací zařízení Objemové změny Tlak Teplota Regulace výkonu Požadavky na stavební konstrukce Prostupy, podpory, základy Provoz Funkce kotelny

20 Termohydraulický rozdělovač (termohydrulická spojka, anuloid, HVDT- hydraulický vyrovnávač dynamických tlaků Pojistný ventil Příklad funkčního schématu zapojení kotelny Zásobníkový ohřívač teplé vody Expanzní nádoba Trojcestný ventil Oběhové čerpadlo Kombinovaný rozdělovač a sběrač Kotelna s jedním plynovým kotlem pro vytápění dvěma topnými okruhy a zásobníkový ohřev teplé vody. Příklad funkčního schématu kotelny bez zakreslených uzavíracích armatur. 226 Dispoziční řešení kotelny

21 Zdroje energie a tepla Energonositel Zdroj tepla Distribuce tepla Sdílení tepla do prostoru Paliva Uhlí Zemní plyn Bioplyn Biomasa Energie prostředí Solární energie Geotermální energie Energie vody, země, vzduchu Elektřina Topidla Kotle Kogenerační jednotky Fototermické kolektory Fotovoltaické kolektory Tepelná čerpadla Přímá distribuce zdrojem Teplovodní otopná soustava Horkovodní otopná soustava Parní otopná soustava Teplovzdušné vytápění Karel Kabele Otopná tělesa Desková Článková Trubková Konvektory Sálavé panely Otopné plochy Podlahové vytápění Stropní vytápění Stěnové vytápění Přímé sdílení Kamna Krby Plynová topidla Elektrická topidla Zářiče Vzduch 228 Kogenerace Plynový spalovací motor s elektrickým generátorem topným zdrojem je chlazení motoru výkon např. 42 kw tepla + 25 kw elektřiny hluk X nesoučasnost odběru tepla a elektřiny Spaliny problém s prodejem el.energie Otopná voda nutný odběr tepla po celý rok Elektřina Palivo Vzduch Spalovací motor Generátor elektřiny