Zdroje tepla Kotelny
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.
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)
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
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.
Stanovení tepelného výkonu zdroje Stanovení výkonu zdroje pro výrobu a rozvod tepla se podle SN EN 12828 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.
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.
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.
Kotle nástnné Kotle stacionární Atmosférický hoák Tlakový hoák
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 % 19 16 14 9 2 0 0 0 1 8 14 17 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.
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 73 0802 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 07 0703 l. 9.1.1) 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.
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.
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
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
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
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
-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
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 )
Kotel s integrovaným zásobníkem Kotel a zásobník big-bag Kotel na pelety a zásobník, šnekový dopravník
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.
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,...)
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
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
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).
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
POZOR - chladící smyka proti petopení nesmí být využívána dle normy EN SN 303-5 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.
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.
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.
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.
Schematické zapojení akumulaní elektrokotelny rozvad elektro pro elektrokotelnu El. topné tleso v AN