Dakon SP Pyro Dakon NP Pyro

Projekční podklady

Dakon SP Pyro Dakon NP Pyro PYROLITICKÉ KOTLE NA PEVNÁ PALIVA

Výkonová řada: 18–50 kW Palivo: Kusové dřevo (vlhkost do 20 %)

Obsah

Obsah 1.

Kotle Dakon na pevná paliva – kusové dřevo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.2 Typy a výkony . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.3 Možné aplikace. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.4 Hlavní znaky a výhody. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3 3 3 3

2.

Základy spalování dřeva. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.1 Proč vytápět dřevem?. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.1. Přehodnocení spotřeby energie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.2 Dřevo jako palivo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.3 Příprava dřeva na vytápění . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.4 Proces hoření . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.5 Správné vytápění dřevem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.6 Návrh otopné soustavy s kotlem na dřevo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4 4 4 4 5 6 8 8

3.

Technický popis. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 3.1 SP Pyro kotel na pyrolytické spalování dřeva . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 3.2 NP Pyro kotel na pyrolytické spalování dřeva . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 3.3 Rozměry a technická data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

4.

Předpisy a podmínky provozu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.1 Výtah z předpisů. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.2 Zákon o ochraně ovzduší. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.3 Provozní podmínky. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.4 Ochrana proti korozi v otopné soustavě . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.4.2 Přídavná ochrana proti korozi. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

17 17 17 17 17 17

5.

Stanovení velikosti kotle na dřevo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.1 Základní principy. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.2 Otopná soustava se dvěma kotly. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.3 Otopná soustava se samostatným kotlem. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

18 18 18 18

6.

Akumulační zásobník . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.1 Použití akumulačního zásobníku. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.2 Určení velikosti akumulačního zásobníku. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.3 Výběr akumulačního zásobníku. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

20 20 20 23

7.

Řídící jednotka kotle. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 7.1 CFS 230 pro kotel SP Pyro. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 7.2 CS-882 pro kotel NP Pyro. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

8.

Příklady zapojení otopné soustavy. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8.1 Informace ke všem uvedeným příkladům . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8.2 Bezpečnostní vybavení otopné soustavy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8.3 Tabulka použitých zkratek. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8.4 Příklady zapojení kotle SP Pyro do otopné soustavy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8.5 Příklady zapojení kotle na dřevo NP Pyro do otopné soustavy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

25 25 26 27 28 30

9. Instalace . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9.1 Doprava a manipulace. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9.2 Požadavky na umístění kotle. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9.3 Přívod spalovacího vzduchu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9.4 Komín a spalinová cesta. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9.5 Termostatický pojistný ventil a bezpečnostní tepelný výměník . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

35 35 35 36 36 37

10.

37 37 38 40

2

Komponenty vybavení otopné soustavy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10.1 Tlaková expanzní nádoba . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10.2 Zařízení pro zvýšení teploty vratné vody. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10.3 Termostaticky směšovač TV . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Kotle Dakon na pevná paliva – kusové dřevo

1. Kotle Dakon na pevná paliva – kusové dřevo 1.2 Typy a výkony Kotle SP Pyro se vyrábí ve výkonové řadě 18 a 24 kW. Kotle NP Pyro se vyrábí ve výkonové řadě 22 až 50 kW. Mohou být použity v otopných soustavách s akumulačním, zásobníkem otopné vody nebo s kombinovaným zásobníkem různých velikostí 1.3 Možné aplikace Kotle SP PYRO a NP PYRO jsou vhodné do všech otopných soustav, které odpovídají normě ČSN EN 12 828. Mohou být použity pro ústřední vytápění i ohřev teplé vody v rodinných domech. Podle požadavku na zajištění dodávky tepla nebo provozních nákladů mohou být instalovány samostatně nebo v kombinaci s dalším zdrojem tepla. 1.4 Hlavní znaky a výhody 1.4.1 Pyrolytický kotel SP Pyro Nízké emise Kotel splňuje emisní třídu 5 dle požadavků ČSN EN 303-5. Kotel je určen pro spalování kusového dřeva, které hoří spodním hořením. Takto je dosaženo nízkých emisí Vysoká účinnost spalování spalovací komora obsahuje žáruvzdorné cihly, které udržují vysokou teplotu spalování po dostatečně dlouhou dobu. Tepelné ztráty kotle jsou minimalizovány dokonalou izolací sběrače spalin. Tak je dosaženo vyššího využití energie spalin.

1.4.2 Pyrolytický kotel NP Pyro Nízké emise Kotel splňuje emisní třídu 4 pro výkony 22, 30 a 40 kW a třídu 5 pro výkon 50 kW dle požadavků ČSN EN 303-5 Vysoká účinnost spalování Tepelné ztráty kotle jsou minimalizovány novou konstrukcí kotle, která využívá vodou chlazeného spalinového kanálu. Tak je dosaženo vyššího využití energie spalin. Doba hoření kotle při jmenovitém výkonu je minimálně 3 hodiny. Pohodlné ovládání Kotel je vybaven roztápěcí elektronickou řídící jednotkou, která řídí kromě provozu kotle rovněž některé funkce otopné soustavy. Je možné rozšíření funkce řídící jednotky pomocí přídavných modulů a tak ovládat soustavu komplexně. Kotel nepotřebuje pro roztopení roztápěcí klapku. Nastavení primárního a sekundárního vzduchu je na stranách kotle, tak je možno nastavit optimální spalování Snadná údržba a čištění Při spalování dřeva vzniká pouze malé množství popela. Popel a prach z kotle je možno snadno odstranit pomocí čistícího otvoru shora a zepředu kotle.

Pohodlné ovládání Kotel je vybaven roztápěcí elektronickou řídící jednotkou, která řídí kromě provozu kotle rovněž některé funkce otopné soustavy. Pro snadné roztopení je kotel vybaven roztápěcí klapkou. Nastavení primárního a sekundárního vzduchu je pomocí pevných clon umožňuje nastavit optimální spalování. Bezpečný provoz Pro provoz v uzavřených soustavách podle ČSN EN 12 828 je kotel vybaven bezpečnostním výměníkem tepla, kterým je možno odvést přebytečné teplo ze soustavy. Řízený ventilátor zajišťuje optimální přívod spalovacího vzduchu do kotle

3

Základy spalování dřeva

2. Základy spalování dřeva 2.1 Proč vytápět dřevem? 2.1. Přehodnocení spotřeby energie Stálý rozvoj distribuce a spotřeby fosilních paliv – zemního plynu a topného oleje a poněkud jednostranné vnímání ekologie způsobily, že v posledních desetiletích měla tuhá paliva spíše pochybnou pověst „špinavého“ a „staromódního“ paliva. Moderní kotle na dřevo nyní dokazují opak a způsobují obecně přehodnocení naší energetické spotřeby. Nicméně, výše uvedené okolnosti vedly, zejména v Německu, k drastickému poklesu prodeje, plánování a instalaci kotlů na tuhá paliva. To způsobilo ztrátu zkušeností s těmito kotli ve výrobě, projekci i prodeji. Tento dokument je navržen tak, aby projektanti a instalatéři dostali základní vědomosti o návrhu a realizaci moderních otopných soustav s kotlem na dřevo. V diskuzích o zdrojích energie, ochrany životního prostředí a ochrany klimatu, nabývá stále více na významu využití obnovitelných paliv šetrných k životnímu prostředí. Nejvíce úsilí je v současné době soustředěno na využití sluneční energie. Avšak použití dřeva, ve kterém je rovněž uložena sluneční energie, přináší ve srovnání s fosilními palivy významné výhody. CO2 neutrální spalování Během spalování se ze dřeva uvolňuje stejné množství oxidu uhličitého (CO2) jako se spotřebuje během jeho růstu. Při fotosyntéze se spotřebovává oxid uhličitý ve věčném cyklu: rostliny a stromy absorbují CO2, minerály, vodu (H2O) a sluneční světlo pro svůj růst a na druhé straně produkují, mimo jiné, kyslík (O2) (Obr.1 ). Ropa a plyn jako fosilní paliva mají vázaný obsažený CO2 před miliony let. Pokud jsou spáleny - dnes v obrovských množstvích - není CO2 cyklus, na rozdíl od spalování dřeva, uzavřený a podílí se na hromadění CO2 v atmosféře a tvorbě skleníkového efektu. Forma udržitelné energie Dřevo je surovina a palivo, které stále roste, výhodné zvláště proto, že uchovává sluneční energii. Když dřevo hoří, uvolňuje se „uložená“ solární energie. V perspektivním lesnictví se produkuje dostatečné množství dřeva, použitelného jako materiál, surovina nebo palivo. Takové lesní hospodářství přispívá k ochraně a zachování lesního ekosystému, který je životně důležitý pro naše přežití.

Obr. 1 Fotosyntéza a CO2 cyklus Nízké náklady na zajištění energie a šetrné zacházení s životním prostředím Dřevo neroste pouze na jednom místě, a proto nevyžaduje žádné dlouhé dopravní cesty, které by mohly být škodlivé pro životní prostředí. Příprava dřeva jako paliva nevyžaduje mnoho energie a složité technologie ve srovnání s jinými druhy paliv. Dřevo může být přepravováno a skladováno bez velkého rizika pro životní prostředí. Kromě všech výhod dřeva jako paliva je třeba poznamenat, že dřevo z udržitelného lesního hospodářství může pokrývat pouze část aktuální spotřeby primární energie. Proto dřevo může být jen jednou z mnoha forem energie, které se lidstvo potřebuje naučit používat trvale. Avšak ze všech alternativních obnovitelných paliv má dřevo největší potenciál, který může být k dispozici snadno a rychle. Při správném použití poskytuje spalování dřeva vytápění s minimálním vlivem na životní prostředí. Kvalita přeměny energie závisí do značné míry na volbě zdroje tepla a palivu, hydraulickém řešení otopné soustavy, regulaci, způsobu provozování soustavy uživatelem. Výše uvedené aspekty by měly být objasněny v tomto dokumentu, jak efektivně spalovat dřevo v kotli ústředního vytápění. 2.2 Dřevo jako palivo 2.2.1 Porovnání dřeva s ostatními druhy tuhých paliv V podstatě se dřevo skládá z celulózy a ligninu. Dále jsou obsaženy také pryskyřice, tuky a oleje, podle druhu dřeva. Základní složení různých druhů dřev jsou velmi podobná. Avšak liší se značně od ostatních tuhých paliv.

4


Tuhé palivo Složení dřeva Výhřevnost

Dřevo (sušené přirozeně)

Hnědouhelné brikety

Černé uhlí

Koks

kWh/kg

4,1

5,4

8,8

8,0

Uhlík C

%

42

55

82

83

Vodík H

%

5

5,5

4

1

Kyslík O

%

37

18

4

0,5

Dusík N

%

0

1

1

1

Síra S

%

0

0,5

0,5

0,5

Voda H2O

%

15

15

3,5

5

Popel

%

1

1

5

9

Tab. 1

Chemické složení v procentech a výhřevnost tuhých paliv

2.2.2 Výhřevnost různých druhů dřeva Je zřejmé, že rozdílné chemické složení různých paliv vyžaduje použití různých konstrukcí spalovacího zařízení, které umožní ekologicky a ekonomicky optimálně využít vlastností daného druhu paliva. Podle chemického složení paliva má dřevo nižší specifickou výhřevnost než jiné typy paliv. Specifické spalné teplo různých druhů dřeva je důležité pro ekonomické srovnání. Různé druhy dřeva mají přibližně stejnou výhřevnost, vztaženou k hmotnosti. Při srovnání měrného objemu druhů dřeva má tvrdé dřevo, jako je buk, vyšší výhřevnost, než měkké dřevo. Avšak výhřevnost je silně závislá na vlhkosti dřeva. Výhřevnost 1) Druh dřeva

kWh/kg

kWh/ běžný m3

Buk, dub, jasan

4,1

2100

Javor, bříza

4,2

1900

Topol

4,1

1200

Smrk, modřín, douglaska

4,4

1700

Borovice, jedle

4,5

1500

Srovnání výhřevnosti Zemní plyn kWh/m3

Topný olej kWh/l

Peletky kWh/kg

9,8

9,8 - 10

4,8 - 5

Tab. 2 Výhřevnost dřeva 1) Dřevo s obsahem vlhkosti 15%, sušené na vzduchu 2.2.3 Jednotky objemu dřeva Pro určení množství dřeva se používají různé měřicí jednotky, které se však musí pečlivě rozlišovat. Základní jednotka dřeva je definována jako plnometr. Je to objem čisté dřevní hmoty, která zaujímá prostor 1 m3. Tato jednotka se při běžném obchodě nepoužívá, protože při uložení vznikají mezi špalky mezery. Používá se proto jednotka prostorový metr, která respektuje právě tyto mezery. 1 plnometr = 1,4 prostorový metr 1 prostorový metr = 0,7 plnometr

2.3 Příprava dřeva na vytápění 2.3.1 Vlhkost dřeva Mokré dřevo vždy dává méně tepla než suché dřevo, ve vlhkém dřevu je k dispozici méně energie. Vlhkost se během spalování odpařuje, tento proces však vyžaduje energii. Část energie obsažená ve dřevě, se spotřebuje na odpaření vody a nemůže být využita pro vytápění. Proto je doporučeno používat dřevo s předepsanou vlhkostí, neboť jen tak mohou být zaručeny technické parametry spalovacího zdroje. Čerstvě pokácené dřevo obsahuje více než 50 % vody a má pouze poloviční výhřevnost než dřevo s obsahem vody 15 %. Spalování mokrého dřeva je neefektivní a škodlivé. Při vlhkosti vyšší než 25% až 30% je spalování dřeva problematické, probíhá při nízké teplotě. Vzniká mnoho hustého kouře, nepříjemného zápachu, tvoří se dehet a saze, které se usazují v kotli a spalinových cestách. Tyto se musí pracně odstranit. Výsledkem je spalování s malou účinností při vysoké spotřebě paliva.

5


Proto je nutno použít pro vytápění pouze sušené dřevo (přirozeným sušením) s obsahem vody pod 20%, aby se zabránilo poškození životního prostředí.

Obr. 2 Výhřevnost dřeva v závislosti na vlhkosti (přibližně) 2.3.2 Štípání dřeva Pro optimální spalování je zvláště důležité, aby dřevěné špalky byly naštípány. Dřevo by mělo být naštípáno hned po pokácení. Toto naštípání je výhodné pro sušení, získá se tak větší povrch pro urychlení sušení. Dřevo jako palivo se skládá převážně z plynných látek, které jsou snadno zápalné. Dobré uvolnění plynu ze dřeva – zplyňování – umožňuje kvalitní, rychlé hoření. Zplyňování dřeva je možné pouze při dosažení frakčního bodu (teploty uvolnění plynu), který je dosažen dříve u štípaného dřeva. Proces spalování dřeva je podstatně odlišný od procesu spalování tekutých nebo plynných paliv.

Obr. 3 Skladování dřeva (míry v cm)

Další faktor, který ovlivňuje optimální spalování dřeva, je nejen naštípání dřeva, ale také jeho fyzické rozměry. Pro malé spalovací systémy v rodinných domech, by neměl maximální průměr nebo maximální délka hrany přesáhnout 15 cm. Ve srovnání s jejich hmotností, menší kusy dřeva mají větší plochu než velké kusy. Menší kusy hoří lépe, mají větší plochu kontaktu, rychleji dojde k vysušení, rychleji zplyňují a dohořívají. Větší kusy dřeva mohou zpomalit hoření, pokud mají nepříznivý poměr mezi objemem a povrchem. To vede k nižším teplotám hoření a vyšším škodlivým emisím. 2.3.3 Sušení naštípaného dřeva Uložení dřeva Kromě mechanického zpracování (nařezání, naštípání) dřeva, je důležité správné skladování dřeva. Výsledná vlhkost sušení čerstvě naštípaných špalků, uložených pod stříškou, je závislá nejen na době skladování, ale také na dalších vlivech okolí. Naštípané dřevo by mělo být uloženo volně a chráněno proti dešti pod stříškou. Kromě toho by měly být vytvořeny mezi jednotlivými vrstvami dřeva dostatečné mezery, aby proudící vzduch mohl odvést vlhkost (Obr.3). Nikdy neskladujte čerstvé dřevo ve sklepě, protože nemusí dostatečně vyschnout a mohou vzniknout další problémy uvolňovanými plyny při sušení. Naštípané špalky by měly být v ideálním případě uloženy v dobře větraném, slunném, jižně orientovaném místě chráněné před deštěm. Dřevo by proto nemělo být při sušení baleno do fólie. Dobré větrání je nejdůležitější faktor při procesu sušení. Pro dobu sušení platí pro měkké dřevo, nejméně 1 rok, lépe 2 roky pro tvrdé jsou nutné nejméně 2 roky, lépe 3 roky

6

Obr. 4 Závislost vlhkosti naštípaného dřeva podle doby skladování 2.4 Proces hoření 2.4.1 Spalovací komora pro dřevo Při spalování dřeva vzniká velké množství hořlavých plynů, které hoří poměrně dlouhou dobu (Obr. 5). Proto spalovací komora musí být dostatečně velká a musí zajistit dostatečnou teplotu pro spálení těchto plynů.


Obr. 6 Fáze spalování dřeva

Obr. 5 Délka plamene pro různé druhy paliv a Koks b Černé uhlí c Hnědé uhlí d Dřevo x Prchavé látky 2.4.2 Fáze spalování dřeva Skutečný zjednodušený spalovací proces lze rozdělit do následujících několika fází (Obr.6): Vysoušecí fáze Na začátku spalovacího procesu se palivo vysouší. V této fázi, nad 100 °C se voda obsažená ve dřevě vypařuje a uniká z paliva. Tento únik se projevuje „praskáním“ dřeva. Zplyňovací fáze Při dalším ohřevu při teplotách nad 200 °C se ze dřeva uvolňují hořlavé plyny z celulózy, pryskyřic, oleje, atp. Tyto plyny proudí do spalovací komory, kde za přístupu sekundárního vzduchu hoří. Při teplotách nad 500 °C je již všechna celulóza převedena do plynné fáze. Poté, když se tyto těkavé složky se uvolnily ve formě plynů, zplyňují se pevné uhlíkové složky. Spalovací fáze Spalování (oxidace) uvolněných plynů začíná při cca. 700 °C, ve skutečnosti může dosáhnout teploty vyšší než 1200 °C.

t t A 1 2 3 4 5

Čas Rychlost reakce Zapálení Vysoušení Pyrolýza Zplyňování pevného uhlíku Hoření

2.4.3 Princip spodního hoření Při spodním hoření paliva se spaluje pouze nejnižší vrstva paliva. Pomocí spalinového ventilátoru se do prostoru vsázky paliva přivádí primární vzduch. Vytvoří se žhavá vrstva, převážně uhlíku, přes kterou se vedou uvolněné hořlavé plyny. V této žhavé vrstvě se redukuje produkt spalování CO2 na CO, který je významnou součástí dřevního plynu. Vzniklý dřevní plyn se vede přes trysku do spalovací komory, která je umístěna ve spodní části kotle. V trysce se dřevní plyn směšuje se sekundárním vzduchem, výsledná směs potom hoří ve spalovací komoře. Celá spalinová cesta je konstruována tak, aby bylo dosaženo potřebné vysoké teploty a dostatečně dlouhé doby, potřebné pro dokonalé spálení dřevního plynu. Dřevo, které se nachází nad žhavou vrstvou, se chová jako zásoba paliva, která postupně posunuje do prostoru žhavé vrstvy. Tak je prakticky zajištěna plynulá dodávka paliva. Spojení principu spodního hoření a dostatečně velkou přikládací komorou znamená, že není třeba časté přikládání. Provoz kotle bez přikládání může trvat až 5 hodin. Rychlost hoření – velikosti žhavé vrstvy – je dána v určitých mezích množstvím primárního vzduchu. Spodní spalování umožňuje poměrně plynulý pyrolytický provoz kotle. Je možno poměrně dobře nastavit potřebné množství primárního a sekundárního vzduchu a tím zajistit vysokou kvalitu spalování.

V jediném kusu dřeva, mohou nastat všechny fáze současně. Vysoká teplota spalování a dostatečně dlouhá doba pro spálení plynů ve spalovací zóně je jedním z předpokladů dobrého spalování s minimem škodlivých emisí. Dalším požadavkem je dostatečný přívod spalovacího vzduchu, protože dřevo by mělo hořet s konstantním plamenem.

7


2.5.2 Spalovací vzduch a teplota otopné vody Bezproblémového spalování dřeva lze dosáhnout pouze při dodržení výše uvedených podmínek. Je potřeba zajistit dostatečný přísun spalovacího vzduchu, dodržet požadovanou teplotu otopné vody a předepsaný teplotní spád v otopném okruhu. Zvláště pro kotle ústředního vytápění, kdy teplosměnné plochy jsou chlazeny vodou, je důležité provozovat kotel při spalování dřeva na vyšších teplotách kotlové vody. Pro kotle na dřevo je doporučena teplota kotlové otopné vody nad 65 °C. Při roztápění kotle je nutno studenou fázi pod 50 ° C překonat co nejrychleji, jak je to možné. 2.6 Návrh otopné soustavy s kotlem na dřevo 2.6.1 Volba kotle

Obr. 7 Princip spodního hoření 2.5 Správné vytápění dřevem Pro zabránění zbytečného znečištění by měl uživatel věnovat dostatečnou pozornost způsobu vytápění. Měl by používat pouze palivo určené pro konkrétní typ kotle. I tento zdánlivě triviální požadavek je často opomíjen v praktickém provozu, i když je to jedna z nejdůležitějších podmínek, které je třeba dodržet. 2.5.1 Správné přikládání Dřevo potřebuje pro roztopení dostatečné množství vzduchu a oheň. Proto se pro rozdělání ohně používají drobné třísky. Tak je umožněno rychle vytvořit potřebné podmínky pro pyrolytické spalování. Po roztopení kotle je rovněž velmi důležité správné přikládání pro dosažení dobrého spalování s nízkými emisemi. Nejběžnější praxe, tj. naložit kotel až po okraj a pak nechat dohořet všechno palivo, je (v provozu bez akumulačního zásobníku) zásadně nesprávné. Kotel pracuje při částečném zatížení s nízkým výkonem bez dostatečného množství spalovacího vzduchu. Výsledkem je tvorba dehtu, sazí a dalšího znečištění kotle, nízká účinnost a vysoká hladina emisí. Přijatelného provozu lze dosáhnout pouze odpovídajícím přiložením takového množství paliva, které odpovídá spotřebě tepla. Praktické výsledky poskytují jasný důkaz, že při provozu při částečném zatížení s plně naloženou spalovací komorou a nedostatečnou spotřebou tepla, mohou významně vzrůst emise prachu a CO. Častější přikládání menšího množství dřeva při částečném zatížení je mnohem lepší, než velké množství najednou.

Dnes kotle na pevná paliva musí soutěžit v nejrůznějších oblastech s osvědčenými kotli na olej nebo plyn – samozřejmě v rámci charakteristik paliv. Jako příklad porovnání lze zmínit spolehlivost a komfort obsluhy, na druhé straně ekonomiku provozu. Stále častěji je uvažován i vztah k životnímu prostředí, v diskusi o současném energetickém hospodářství. Pokud jde o spalování tuhých paliv, mají jednotlivé země své zákony a předpisy (Česko - Zákon o ochraně ovzduší, Německo - BImSchV) a regionální dotační programy, jež obsahují některé velmi přísné limity týkající se emisí CO a prachu. Zákonné požadavky na emise a účinnost kotlů nutí výrobce neustále zvyšovat technickou úroveň svých zařízení. Není možné mít „univerzální“ kotel na všechny druhy paliva, či dokonce na „spalování odpadu“, toto je definitivně minulostí. Kotle jsou konstruovány na určité, přesně definované palivo, jehož použití zajišťuje dosažení deklarovaných parametrů. Kromě další, je to neoddělitelná podmínka provozování kotle a celé otopné soustavy podle požadavků výrobce. Uvedený seznam kritérií výběru jasně ukazuje, kolik kritérií může nebo by mělo být zvažováno při výběru kotle. Kromě základních požadavků na technologii kotle, musí být požadavky uživatelů upřesněna v raných fázích plánování. Pouze tak mohou být otopné soustavy navrženy, vytvořeny a provozovány způsobem ke spokojenosti všech účastníků. Výběrová kriteria Samostatně nastavitelný vstup spalovacího vzduchu: primární vzduch do přikládací komory a sekundární vzduch pro spalování dřevního plynů ve spalovací komoře Spalovací komora musí zajistit dokonalé smíchání a spalování směsi vzduchu a dřevního plynu Dostatečně velké teplosměnné plochy pro dobré využití energie spalin Spalování s odpovídajícími přebytkem vzduchu V ysoká teplota spalování a dostatečný prostor pro dohoření dřevního plynu Jmenovitá doba hoření, které lze dosáhnout při plném zatížení Maximální délka dřevěných polen, které mohou být použity Spotřeba energie pro základní nebo pomocné spotřebiče (ventilátory, řídící jednotky ...) Snadná obsluha, čištění Možná integrace do otopné soustavy s dalšími zařízeními

8

Technický popis

2.6.2 Kombinace kotle se zásobníkem otopné vody Problémy, spojené s částečným zatížením, lze často vyřešit pomocí dostatečně velkého akumulačního zásobníku otopné vody. Kotle na dřevo pak bude téměř vždy pracovat v plném rozsahu zatížení, při optimálních podmínkách.

Při návrhu otopné soustavy s kotlem na dřevo musí být zahrnuto mnoho složitých faktorů. Jen tak může být navžena a instalovaná dobře a ekonomicky fungující soustava. Spojení dobře navržené soustavy moderního kotle na dřevo s řídicím systémem je cesta k ekologicky šetrnému, perspektivnímu využití dřeva jako paliva.

Výhody akumulačního zásobníku Kotel na pevná paliva může být vždy provozován ve výhodném plném rozsahu zatížení - zvláště během jara a podzimu, kdy je nízká potřeba tepla nebo v létě jen pro ohřev TV.

3. Technický popis

Doba využití kotle může být prodloužena na celoroční provoz, kdy je v létě využíván pro ohřev TV, což přináší velmi příznivé náklady a další výhody.

3.1.1 SP Pyro – Základní informace

Ekonomika soustavy s kotlem na tuhá paliva je nejpříznivější, palivo se využívá nejlepším možným způsobem. Provozu při částečnému zatížení se všemi jeho nepříznivými důsledky je lépe se vyhnout. Znečištění životního prostředí je výrazně sníženo, tuhé palivo se spaluje za optimálních podmínek, při minimálních emisích. Je možno výrazně omezit nedokonalé spalování a s tím spojených emisí zakázaných látek a dalšího znečištění životního prostředí. Je možno dobu a intervaly obsluhy přizpůsobit tak, aby kotel hořel v nejvhodnější době dne. Přes den, kdy je potřeba tepla největší, se přebytečná energie ukládá v akumulátoru. V noci se potom použije pro vytápění, bez nutnosti provozu kotle. Kromě komfortu, lze pomocí automatického řízení otopné soustavy s akumulačním zásobníkem zlepšit ekonomiku provozu. Provozní výsledky jsou plně srovnatelné s jinými pokročilými otopnými soustavami B ezpečnost systému se výrazně zlepší. Protože přebytečné teplo se akumuluje v zásobníku, je možnost přehřátí kotle snížena. Bezpečnostní systém kotle (sekundární výměník, termostatický pojistný ventil) zasahuje jen zřídka, při správném návrhu akumulačního zásobníku nemusí reagovat vůbec. Provádění údržby kotle je podstatně jednodušší. Protože je kotel provozován při optimálních podmínkách, suché dřevo shoří s minimálním množstvím popela (cca 0,5%). Čištění kotle se pak omezí na vymetení popela ze spalovací komory a spalinových cest.

3.1 SP Pyro kotel na pyrolytické spalování dřeva

Obecně Kotel je vhodný pro jedno nebo více generační rodinné domy Ideální pro kombinaci s jiným zdrojem tepla Řídící jednotka CFS 230 umožňuje snadné připojení plynového/olejového kotle v nadřazeném systému Kotel má zabudovaný bezpečnostní výměník tepla pro zajištění bezpečnosti před přehřátím Nízké emise a vysoká účinnost splňuje požadavky normy ČSN EN 303-5 Výkon 18 kW a 24 kW Palivo Kusové štípané dříví délky 0,33 m pro 18 kW 0,5 pro 24 kW Vlastnosti Technologie zplyňování dřeva s optimalizovaným přívodem primárního a sekundárního vzduchu Přikládací a spalovací prostor je vybaven žáruvzdornými cihlami V ysoká účinnost až 89% je dosažena pomocí elektronicky řízeného ventilátoru Plně automatický provoz po roztopení Přikládací dvířka s mikrospínačem pro odsávání spalin během přikládání Posuvná klapka pro snadné roztopení

2.6.3 Závěr

Zobrazení potřebných teplot na displeji řídící jednotky CFS 230

Při správném použití je dřevo palivo, které dává ekologický smysl.

Optimální integrace do otopné soustavy, alternativní nebo sériové zapojení akumulačního zásobníku

Správný návrh, instalace a provoz pokročilé soustavy s kotlem na dřevo vyžaduje poměrně značné znalosti o dřevu jako o palivu.

Velká přikládací komora s oddělovacími přepážkami z tepelně odolné oceli

Z výše uvedených argumentů a se znalostmi o vytápění dřevem vyplývá, že v otopné soustavě je vhodné instalovat akumulační zásobník s dostatečně velkou kapacitou. Z tohoto důvodu požadují některé země instalaci zásobníku u soustavy s kotlem nad 15 kW zákonným předpisem (Česko – podmínky dotace, Německo – Zákon o imisích - viz kapitola 4). Moderní kotle na dřevo v kombinaci s akumulačním zásobníkem nabízejí provozní výsledky, plně srovnatelné se soustavami vytápění na olej nebo plyn.

9

Technický popis

Dřevní plyn se vede přes trysku do spalovacího prostoru, k plynu se ve trysce přidává sekundární vzduch a tak vzniká hořlavá směs. Tato směs hoří ve spalovací komoře, kterou tvoří speciální keramická tvarovka. Zde při vysoké teplotě a dostatečně dlouhé době hoří směs při optimálních podmínkách. Tepelná energie se přenáší ze spalin do otopné vody přes teplosměnné plochy. Spaliny jsou dopravovány do komína spalinovým ventilátorem. Jeho otáčky jsou řízeny řídící jednotkou a tak je možno řídit výkon kotle v určitých mezích. Plnění kotle se provádí předními přikládacími dvířky. Čištění kotle se provádí pomocí čistících otvorů na horní a bočních stranách a dvířkami zepředu kotle. Čištění kotle je s dodaným nářadím velmi snadné. Kotel SP Pyro je standardně vybaven řídící jednotkou CFS 230.

Obr. 11 Zplyňovací kotel na dřevo SP Pyro s řídící jednotkou CFS 230 3.1.2 Popis funkce kotle SP Pyro Princip funkce kotle Kotel SP Pyro je zplyňovací kotel na kusové dřevo, který využívá principu spodního hoření. Jako palivo je možno použít kusové dřevo délky přibližně 33 / 50 cm. Objem přikládacího prostoru je až 120 l, což umožňuje dobu hoření při jmenovitém výkonu až 4 hodiny. Kotel má stěny přikládacího a spalovacího prostoru vyrobeny z ocelového plechu tloušťky 6 mm. Toto zajišťuje dlouhou životnost kotle. Roztopení Otevřete zatápěcí klapku směrem doprava, Zvýší se množství primárního vzduchu pro roztopení Otevřete dvířka přikládacího prostoru, ventilátor se automaticky spustí Na dno přikládací komory vložte zmačkaný papír a dřevěné třísky na podpal a zapalte je Zavřete přikládací dvířka Po dosažení teploty spalin asi 75°C otevřete přikládací dvířka Plyny ze spalovací komory se odsávají spalinovým kanálem Přiložte vhodné dřevo na roztopení Po dosažení teploty spalin asi 175°C je žhavé jádro vytvořeno (asi 20 minut) a můžete doplnit dřevo do přikládací komory Zavřete roztápěcí klapku V přikládací komoře probíhá řízené generování dřevního plynu. Do tohoto prostoru se přivádí primární spalovací vzduch.

10

Obr. 12 Řez kotlem SP Pyro 1 2 3 4 5 6 7 8

Přikládací prostor Rozvod primárního vzduchu Vstup primárního vzduchu Vstup sekundárního vzduchu Spalovací prostor Spalinová cesta Oddělovací plechy Ochrana trysky

Technický popis

Palivo Maximální délka kusového dřeva je 500 mm pro všechny výkony. Maximální průměr kusu dřeva je 10 cm nebo délka hrany 15 cm Zvláštní znaky kotle Technologie spodního hoření s rozdělením spalovacího vzduchu na primární a sekundární část s možností samostatného nastavení Spalinový kanál pro zvýšení účinnosti kotle Šamotová vyzdívka spalovací komory umožňuje dosáhnout nízké emise Spodní spalování s účinností až 89% Automatická regulace teploty otopné vody řízením otáček ventilátoru Při otevření přikládacích dvířek se spustí spalinový ventilátor pro zamezení úniku kouře do prostoru kotelny. Spaliny jsou vedeny odsávacím kanálem Spínání oběhového čerpadla po dosažení minimální teploty kotlové vody Velký přikládací prostor

Obr. 13 Řez kotlem SP Pyro 8 9 10

Dvířka spalovací komory Přikládací dvířka Sběrač spalin

3.2 NP Pyro kotel na pyrolytické spalování dřeva 3.2.1 NP Pyro – Základní informace Obecně V ýstupní výkon vhodný pro rodinné domy a bytové domy Samostatný tepelný zdroj nebo možná kombinace s jinými kotli (plyn/olej) Regulátor CS-882 řídí provoz kotle, obsluhu akumulačního zásobníku otopné vody a přípravu TV Vestavěný bezpečnostní tepelný výměník na ochranu kotle před přetopením Nízké emise splňující třídu 5 dle ČSN EN 303-5pro výkon 50 kW, třídu 4 pro ostatní výkony Dlouhá doba hoření, více než 3 hodiny při jmenovitém výkonu Možnost rozšíření funkcí řídící jednotky pomocí přídavných modulů: směšované otopné okruhy ovládání mobilním telefonem ovládání pomocí PC

Obr. 14 Pyrolytický kotel NP Pyro

Výstupní výkon Kotle se vyrábějí s výstupním výkonem 22 kW, 30 kW, 40 kW a 50 kW

11

Technický popis

3.2.2 Popis funkce kotle NP Pyro Princip funkce kotle Kotel NP Pyro je zplyňovací kotel na kusové dřevo, který využívá principu spodního hoření. Jako palivo je možno použít kusové dřevo délky přibližně 50 cm, které spaluje při jmenovitém výkonu minimálně 3 hodiny. Objem přikládacího prostoru je od 110 l do 133 l podle typu (viz technické údaje). Tloušťka stěn, které jsou v kontaktu s plamenem, je 6 mm a zajišťuje dlouhou životnost kotle při dodržení dalších provozních podmínek. Dřevní plyn se uvolňuje při hoření dřeva v přikládací komoře. Primární vzduch je přiváděn do přikládací komory přes stavitelné vstupy po obou stranách kotle. Dřevní plyn se vede do trysky, kde se smíchá se sekundárním vzduchem. Tato směs prochází do spalovací komory, která je vyložena keramickými cihlami. Zde je díky keramice vysoká teplota a spaliny zde stráví dostatečně dlouhou dobu, aby se spálily všechny hořlavé látky. Spaliny se dále vedou vnitřním spalinovým kanálem pomocí ventilátoru do komína. Jako řídící jednotka je použit regulátor CS-882.

Obr. 15 Pyrolytický kotel NP Pyro – vnitřní uspořádání 1 2 3 4 5 6

12

Řídící jednotka CS-882 Spalinový ventilátor Bezpečnostní výměník tepla Spalinové hrdlo Spalinový trubkový kanál Šamotové cihly spalovacího prostoru

7 Spalovací komora 8 Dvířka spalovacího prostoru 9 Tryska 10 Přikládací komora 11 Přikládací dvířka

Technický popis

3.3 Rozměry a technická data 3.3.1 SP Pyro

Obr. 18 Rozměry pyrolytického kotle SP Pyro Vstup vratné vody (R1 ½“)

RK VK

Výstup otopné vody (R1 ½“)

MV

Měřící bod termostatického pojistného ventilu (R1/2“)

VL-SWT Vstup bezpečnostního výměníku tepla (R1/2“) RL-SWT Výstup bezpečnostního výměníku tepla (R1/2“) Vypouštěcí/napouštěcí ventil (R1/2“)

EL

SP Pyro

Zkratka

Jednotka

-

kW

Hloubka

L

Šířka

B

Výška s regulačním přístrojem Výška bez regulačního přístroje

Typ kotle 18

24

18

24

mm

855

1045

mm

640

640

H

mm

1450

1450

HK

mm

1290

1290

Ø kouřového hrdla

DAA

mm

150

150

Výška kouřového hrdla

H AA

mm

1060

1060

Výška výstupu z kotle

H VK

mm

1250

1250

Výška vstupu do kotle/vypouštění

H RK/EL

mm

82

82

Výška výstupu/výstupu bezp. výměníku tepla

VLSWT

mm

955

955

Výška měřícího bodu term. pojistného ventilu

MV

mm

877

877

Výkon kotle

Výstup bezpečnostního výměníku tepla

VLSWT

G1/2“ vnější

Vstup bezpečnostního výměníku tepla

RLSWT

G1/2“ vnější

MV

G1/2“ vnitřní

Měřící bod termostatického pojistného ventilu Tab.6

Rozměry a přípojky

13

Technický popis

SP Pyro

Jednotka

Výkon kotle

kW

Typ kotle 18

24

18

24

Emisní třída podle ČSN EN 303-5

-

5

Účinnost

%

89

89

Hmotnost

kg

360

435

l

65

90

mm

390x205

l

80

120

mm

330

500

h

>4 2)

Obsah vody Rozměry dvířek přikládacího prostoru (šířka x výška, v půlkruhu Objem přikládacího prostoru Maximální délka polen (+/- 30%, Ø 100 mm) Doba hoření při jmenovitém výkonu1)cca Spotřeba paliva

kg/hod

6

°C

160 - 210

kg/s

0,012

0,017

CO při 13 % O2

mg/m3N

114

185

Prach při 13 % O2

mg/m

11

11

Teplota spalin (v kouřovém hrdle)

3)4)

Hmotnostní tok spalin

3

N

7

Jmenovitý tah komína

Pa

15

18

Maximální tah komína

Pa

20 5)

20 5)

Pracovní přetlak min./max.

bar

1/3

Maximální teplota kotlové vody

°C

90

Minimální teplota vratné vody

°C

65

Minimální tlak chladící vody pro bezp. výměník tepla

bar

2

l/min

11

-

IP 21

Minimální průtok chladící vody pro bezp. výměník tepla Elektrické krytí Elektrický příkon (bez externích spotřebičů) Doporučený objem akumulátoru

1) Jmenovitá doba hoření 2) V závislosti na kvalitě dřeva (uvedené hodnoty platí pro buk) 3) Teplota spalin může být vyšší, závisí na okolní teplotě a znečištění kotle 4) Teplota na ŘJ se může lišit až o 30 K, podle místa měření 5) Při tahu komína přes 20 Pa je nutno nastavit regulátor tahu na 20 Pa Tab.7

Technické údaje pro kotle SP Pyro

Hydraulická tlaková ztráta (odpor) kotle v závislosti na průtoku 3

2,5

2

mbar

1,5

1

0,5

0 0,00

0,50

1,00

1,50

2,00

2,50

3,00

m3

rpH Hydraulická ztráta (odpor) v [mbar] V H Průtok otopné vody v [m3/hod] Obr.19 Graf hydraulické tlakové ztráty (odporu) pro kotle SP Pyro 14

W

72

72

l

1000

1350

Technický popis

3.3.2 NP Pyro

Obr. 20 Rozměry pyrolytického kotle NP Pyro RK Vstup vratné vody (R1 ½“) VK Výstup otopné vody (R1 ½“) MV Měřící bod termostatického pojistného ventilu (R1/2“)

NP Pyro

VL-SWT Vstup bezpečnostního výměníku tepla (R1/2“) RL-SWT Výstup bezpečnostního výměníku tepla (R1/2“) EL Vypouštěcí/napouštěcí ventil (R1/2“)

Zkratka

Jednotka

Výkon kotle

-

Hloubka

Typ kotle 22

30

40

50

kW

20

30

40

50

L

mm

1019

1019

1083

1083

Šířka

B

mm

620

620

699

699

Výška s regulačním přístrojem

H

mm

1136

1136

1257

1257

Ø kouřového hrdla

DAA

mm

150

150

150

150

Výška kouřového hrdla

HAA

mm

600

600

754

754

Výška výstupu z kotle

HVK

mm

1045

1045

1169

1169

Výška vstupdo z kotle

HRK

mm

270

270

293

293

Výška vstupu do kotle/vypouštění

HRK/EL

mm

34

34

34

34

Výstup bezpečnostního výměníku tepla

VLSWT

Vstup bezpečnostního výměníku tepla

RLSWT

G1/2“ vnější

G1/2“ vnější

MV

G1/2“ vnitřní

G1/2“ vnitřní

Měřící bod termostatického pojistného ventilu Tab. 8

G1/2“ vnější

G1/2“ vnější

Rozměry a přípojky

15

Technický popis

NP Pyro

Typ kotle

Jednotka

Výkon kotle

kW

22

30

40

50

20

30

40

50

Emisní třída podle ČSN EN 303-5

-

4

4

4

5

Účinnost

%

87

87

88

89

Hmotnost

kg

362

362

466

466

l

81

81

119

119

mm

430 x 185

514 x 185

l

110

110

133

133

500

500

6

7

Obsah vody Rozměry dvířek přikládacího prostoru (šířka x výška, v půlkruhu) Objem přikládacího prostoru Maximální délka polen (+/- 30%, Ø 100 mm)

mm

500

500

h

>3 2)

>3 2)

kg/hod

6

7

°C

180 - 210

180 - 210

Doba hoření při jmenovitém výkonu1)cca Spotřeba paliva Teplota spalin (v kouřovém hrdle)

3) 4)

Hmotnostní tok spalin

kg/s

0,0157

0,0204

0,0267

0,0328

CO2 při 13 % O2

%

12,6

12,6

12,7

12,7

CO při 13 % O2

mg/m N

525

678

321

613

Prach při 13 % O2

mg/m N

6

10

29

44

25

30

3 3

Jmenovitý tah komína

Pa

18

22

Pracovní přetlak min./max.

bar

1/3

1/3

Maximální teplota kotlové vody

°C

85

85


°C

55

55

Minimální tlak chladící vody pro bezp. výměník tepla Minimální průtok chladící vody pro bezp. výměník tepla

bar

2

2

l/min

11

11

-

IP 21

IP 21

W

50

50

50

50

l

1200

1650

2200

2750

Elektrické krytí Elektrický příkon (bez externích spotřebičů) Doporučený objem akumulátoru

1) Jmenovitá doba hoření 2) V závislosti na kvalitě dřeva (uvedené hodnoty platí pro buk) 3) Teplota spalin může být vyšší, závisí na okolní teplotě a znečištění kotle Tab. 9 Technické údaje pro kotle NP Pyro Hydraulická tlaková ztráta (odpor) kotle v závislosti na průtoku

Obr. 21 Graf hydraulické tlakové ztráty (odporu) pro kotle NP Pyro

16

Předpisy a podmínky provozu

4. Předpisy a podmínky provozu

4.3 Provozní podmínky

4.1 Výtah z předpisů

4.3.1 Požadavek na provozní podmínky

Zde uvedené předpisy a normy platí pro Českou republiku. V legislativě jiných zemí lze nalézt obdobné předpisy, případně normy, které se zabývají podmínkami provozu tepelných zařízení na tuhá paliva.

Provozní podmínky, které jsou uvedeny v tab. 4, 7 a 9 jsou částí záručních podmínek kotlů SP Pyro a NP Pyro

Podle normy ČSN EN 303-5 jsou kotle SP Pyro a NP Pyro kotle s ručním přikládáním. Jsou vhodné pro pracovní tlak 3 bar a do otopných soustav, které vyhovují požadavkům normy ČSN EN 12 828. Soustava má být navržena a provozována s ohledem na:

Tyto provozní podmínky musí být zajištěny prostřednictvím vhodného hydraulického okruhu a řízením kotlového okruhu. Požadavek na kvalitu otopné vody je rovněž součástí záručních podmínek. Provozní podmínky pro zvláštní aplikace musí být projednány s výrobcem. Pro kotel SP Pyro i NP Pyro platí tyto základní podmínky: Minimální teplota otopné vody

70 °C

Technické stavební předpisy a normy


55 °C

Zákonné předpisy

V některých případech (dotačních programech) je požadavek na akumulační zásobník otopné vody s minimálním obsahem 55 l/kW

Místní předpisy Instalace, připojení na komín, napájení, uvedení do provozu, stejně jako údržba a opravy musí být prováděny pouze pracovníky s odpovídající kvalifikací. Oznamovací povinnost V místních předpisech může být zakotvena povinnost oznámit záměr instalace zařízení na tuhá paliva obecnímu úřadu. V každém případě musí být provedena výchozí revize spalinové cesty, jejíž součástí musí být i technický výpočet komína a vzduchových cest. Čištění a údržba Podle Nařízení vlády 91/2010 Sb. musí být prováděno pravidelné čištění a kontrola spalinových cest. Čištění může provádět sám provozovatel 3x do roka, o čištění provádí záznam. Kontrolu spalinové cesty (kouřovodu a komína) a výběr tuhých znečišťujících částic a kondenzátu, musí provést kominík jednou ročně. Doporučujeme uživateli uzavřít smlouvu o údržbě zařízení s místní odbornou firmou. Pravidelná údržba je předpokladem spolehlivého a ekonomického provozu zařízení 4.2 Zákon o ochraně ovzduší Zákon o ochraně ovzduší 201/2012 Sb. se zabývá předcházením znečišťování ovzduší, snižování úrovně znečištění tak, aby byla omezena rizika pro lidské zdraví způsobená znečištěním ovzduší. Tento zákon stanovuje maximální limity znečišťujících látek v průběhu platnosti zákona. Dále nařizuje kontrolu kotlů na pevná paliva jednou za 2 roky, kdy se kontroluje stav zařízení, způsob jeho provozu, používané palivo. Kontrolu provádí technik, vyškolený výrobcem, výstupem je protokol o provedené prohlídce, který potom slouží uživateli jako doklad lokálním úřadům. Kotle SP Pyro i NP Pyro vyhovují tomuto zákonu podle Přílohy 10, část 1. 4.2.1 Připojení k elektrické síti Kotle jsou určen pro instalaci do základního prostředí AA5/AB5 dle ČSN 33 2000-3. Připojují se do zásuvky 230 V/10 A, která musí zůstat přístupná pro nutné odpojení kotle od sítě v případě např. opravy kotle. Zásuvkový okruh musí být chráněn proudovým chráničem s vybavovacím proudem 30 mA.

4.3.2 Palivo Kotle SP Pyro a NP Pyro byly zkoušeny s palivem odpovídající ČSN EN 303-5, tab. 7, sloupec A – Kulatina s obsahem vody do 20%, obsah popela do 1%, s výhřevností nad 14 MJ/kg. Pokud je použito palivo s jinými parametry, nemusí být dosaženo deklarovaných parametrů. Dřevo musí být naštípáno na kusy s průměrem cca 100 mm nebo s hranou 150 mm. Délka dřeva závisí na typu kotle, je uvedena v tab. 4, 7 a 9. Pokud je používáno jako palivo měkké dřevo, musí být upraveno nastavení primárního (více) a sekundárního (méně) vzduchu. 4.4 Ochrana proti korozi v otopné soustavě 4.4.1 Spalovací vzduch Spalovací vzduch nesmí být silně znečištěn prachem a nesmí obsahovat žádné halogenované sloučeniny. V opačném případě hrozí, že spalovací komora a další teplosměnné plochy mohou být poškozeny. Halogenované sloučeniny jsou silně korozivní. Tyto jsou obsaženy ve sprejích, ředidlech, čistících a odmašťovacích prostředcích a rozpouštědlech. Přívod spalovacího vzduchu musí být navržen tak, aby nemohl být nasáván např. z chemických čistíren nebo lakoven. Na rozvod vzduchu přímo v kotelně se vztahují zvláštní požadavky. 4.4.2 Přídavná ochrana proti korozi K poškození otopného zařízení korozí dochází, pokud má kyslík možnost průniku do otopné vody. To je možné, např. při podtlaku v otopné soustavě, kdy je expanzní nádoba příliš malá, nebo jsou v soustavě použity plastové trubky bez kyslíkové bariéry. Pokud otopná soustava nemůže být provedena jako uzavřená, bez trvalého přístupu kyslíku, je nutno provést dodatečná protikorozní ochranná opatření. Vhodná opatření zahrnují změkčenou vodu, chemikálie vázající kyslík nebo chemikálie, které tvoří povlak na povrchu materiálu (např. podlahové vytápění s plastovými trubkami). Aby nedošlo k poškození otopné soustavy, musí mít chemické přísady prohlášení výrobce o vhodnosti jejich požití pro danou aplikaci. Tam, kde se přístupu kyslíku nelze zabránit (např. u podlahového vytápění s potrubím propustným pro kyslík), se doporučuje soustavu oddělit pomocí výměníku tepla.

17

Stanovení velikosti kotle na dřevo

5. Stanovení velikosti kotle na dřevo 5.1 Základní principy Uživatel pokročilého kotle na dřevo očekává spokojenost s provozem otopného systému, s jeho účinností a pohodlí obsluhy. Pro stanovení potřebného výkonu kotle na dřevo je nutno zahrnout mnohem více vlivů, než při obdobném výpočtu kotle na plyn nebo olej. Předně je nutno akceptovat ruční, ne plně automatický provoz. Dále je to nemožnost zastavení hoření a tím nutnost provedení opatření k odvedení přebytečného výkonu. Dále je to v mnoha zemích povinnost nebo doporučení použití akumulačního zásobníku. Proto při návrhu je nutno zahrnout tyto a další specifické vlastnosti kotle na dřevo. Ze strany otopné soustavy má na návrh zásadní vliv požadavek na noční útlum a ranní výkonovou špičku. Navíc, zahrnutí akumulačního zásobníku do otopné soustavy vyžaduje specifické řešení hydrauliky. Ze strany kotle se musí zahrnout potřebná doba náběhu kotle. Kotel je schopen dosáhnout plného výkonu ze studeného stavu až po určité době, není výjimkou i 45 minut. Proto zde jsou následující doporučení: Neautomatický provoz kotle na dřevo vyžaduje jiný přístup k volbě potřebného výkonu, než běžné typy kotlů

5.2 Otopná soustava se dvěma kotly V soustavě se dvěma kotli je kotel na dřevo zálohován druhým automatickým kotlem. Zálohový zdroj může pokrýt spotřebu tepla v době, kdy kotle na dřevo nemá při startu potřebný výkon nebo došlo k dohoření paliva. V tomto případě nemusí být kotel předimenzován, akumulační zásobník o potřebném objemu zajistí optimální provoz kotle. V některých soustavách může být kotel na dřevo použitý jako záložní, používá se pouze při venkovních teplotách nižších než např. -10°C (pouze několik dnů v otopné sezóně) a vypomáhá primárnímu zdroji tepla, např. tepelnému čerpadlu. 5.3 Otopná soustava se samostatným kotlem Pokud je kotel na dřevo jediným zdrojem tepla nebo musí být provozován samostatně (např. v kombinaci s plynovým kotlem na jeden komín), je nutno řešit předimenzování kotle. Nejpřesnější je výpočet projektanta podle stavební dispozice objektu, použitých materiálů a konstrukcí. Ve starších soustavách, které byly již v provozu, je možno využít známou spotřebu paliva v minulých otopných sezónách. V mnoha případech je možno vypočítat minimální spotřebu tepla pomocí metody MINERGIE®.

Zapojení akumulačního zásobníku vyžaduje soustavu s hydraulickým vyvážením a omezením maximálního průtoku Plné nabití akumulačního zásobníku večer zajistí potřebné teplo pro ranní provoz V zásadě jsou možné dva typy návrhu otopné soustavy s kotlem na dřevo: Kotel na dřevo je v zapojení s druhým, automatickým tepelným zdrojem, např. plynovým kotlem nebo elektrokotlem Samostatný kotel na dřevo, jehož provoz není zálohován jiným tepelným zdrojem

Obr. 22 Vzorec pro výpočet požadavku na výkon podle MINERGIE® Výsledný požadovaný výkon kotle je často menší, než je požadavek normy ČSN EN 12 831, ale je v mnoha případech dostatečný. V některých případech se ale odhadovaná spotřeba může výrazně lišit od skutečnosti. Opět je nutno respektovat specifické vlastnosti kotlů na dřevo. Každý kotel je vybaven určitou velikostí přikládací komory, která určuje dobu hoření kotle. Tato doba je určena dobou hoření kotle při jmenovitém výkonu, např. 3 hodiny. Pro získání tepla jmenovitého výkonu kotle po dobu 24 hodin je nutno přikládat 8x za den. Při reálném provozu však není možno takto kotel provozovat (je nutné např. čištění), příslušné potřebné teplo je nutno získat jiným způsobem. Jako možné řešení je předimenzování kotle.

18

Stanovení velikosti kotle na dřevo

60 %

3h

Doba hoření při plném naložení paliva [h]

Zvětšení výkonu kotle [%]

Obr. 23 Stanovení výkonu kotle podle doby hoření a požadovaného přikládání Počet přikládání za den a 2x b 3x c 4x d 5x e 6x

Příklad výpočtu

Potřebné zvýšení výkonu kotle při požadovaném počtu přikládání za den je

Přibližný požadavek na spotřebu objektu podle vzorce

Zadáno Starší dům, spotřeba plynu cca 3750 m3 za rok Maximální počet přikládání za den 5 Výpočet

QK = Qmin x (f + 1) f

Kotel NP Pyro – doba hoření 3 hod.

koeficient navýšení výkonu kotle

Koeficient zvýšení výkonu – (cca 60 %) .... f = 0,6

QK Zvýšený výkon kotle [kW]

Výstupní výkon kotle

Qmin Min. požadovaný výkon kotle [kW]

SP Pyro

Qmin = 3750 m3 / 250 m3/kW = 15 kW

QK = 15 kW x 1,6 = 24 kW

Jednotka

18

24

Výkon kotle

kW

18

24

Doba hoření

hod

4

4

Přikládání 2x za den

kW

6,0

8,0


kW

9,0

12,0


kW

12,0

16,0


kW

15,0

20,0


kW

18,0

24,0

Jednotka

22

30

40

50

Výkon kotle

kW

22

30

40

50

Doba hoření

hod

3

3

3

3


kW

5,5

7,5

10,0

12,5


kW

8,3

11,3

15,0

18,8


kW

11,0

15,0

20,0

25,0


kW

13,8

18,8

25,0

31,3


kW

16,5

22,5

30,0

37,5

NP Pyro

Tab. 10 Očekávaný maximální příkon objektu v závislosti na počtu přikládání za den

19

Akumulační zásobník

6. Akumulační zásobník 6.1 Použití akumulačního zásobníku Akumulační zásobník umožňuje provoz kotle při optimálních podmínkách – energie paliva je získána při nejlepší účinnosti a nejnižších emisích. Teplo, které není spotřebováno na vytápění objektu, je uloženo do akumulačního zásobníku. Po dohoření paliva v kotli je energie, potřebná pro vytápění objektu, vedena ze zásobníku. Kromě technických výhod, použití akumulačního zásobníku také podstatně zlepšuje komfort vytápění, není nutno často přikládat a je možný plně automatický provoz.

Příklad výpočtu Kotel NP Pyro Jmenovitý výkon 22 kW Jmenovitá doba hoření 3 hod Velikost akumulačního zásobníku V PU = 13,5 x 22 kW x 3 hod = 891 l Jako vhodný zásobník může být zvolen např. Storacell P 1000-80/120 S o objemu 1000 l Norma ČSN EN 303-5 uvádí rozšířený vzorec pro výpočet minimální velikosti objemu akumulačního zásobníku

6.2 Určení velikosti akumulačního zásobníku Na výpočet velikosti zásobníku existují různé metody, které doporučují jeho co největší velikost. Jednoduchá metoda pracuje s konstantou ke jmenovitému výkonu kotle, např. 50 l/kW. Tato metoda se většinou používá pro doporučení velikosti zásobníku v různých předpisech a nařízeních, např. BImSchV (Německo). Nicméně se zde uvádí: „(spalovací systémy na dřevo) musí být vybaveny přiměřeně velkým tepelným akumulačním zásobníkem“. Takový to požadavek jasně stanoví potřebu věcného a odborného výpočtu. Uvedené metody právně neomezují jiná technická řešení. Avšak vždy by měl být zvážen prostorový i ekonomický pohled navrhovaného řešení. V dalším jsou uvedeny dvě jednoduché metody pro stanovení velikosti akumulačního zásobníku. Jako minimální velikost akumulátoru by měl být zvolen větší výsledek z obou metod. Větší objem akumulátoru je výhodnější pro soustavy s kotlem na dřevo a přinášejí zejména komfort při jeho provozu. Tato větší velikost akumulačního zásobníku je však dražší, vyžaduje větší prostor pro instalaci apod. Uživatel takovéto soustavy většinou volí kompromis mezi technickou potřebou velkého zásobníku a ekonomickými náklady. Avšak nevhodně zvolený menší zásobník z důvodu vyšších investičních nákladů nemusí vyhovovat provozu otopné soustavy s kotlem na dřevo. Proto je správný technický návrh důležitý. 6.2.1 Statická metoda Statická metoda určuje velikost akumulačního zásobníku, který musí pojmout teplo za určitou dobu. Základem této metody je předpoklad, že teplo plně naloženého kotle musí pojmout akumulační zásobník, kdy otopná soustava nepožaduje žádné teplo. Objem akumulačního zásobníku, který je schopen pojmout teplo z kotle:

V PU Objem zásobníku [l] QK Jmenovitý výkon kotle [kW] TB

Jmenovitá doba hoření [hod]

Tato metoda určení objemu zásobníku dává rychlý odhad (bez znalosti konkrétní otopné soustavy) jejího objemu, který by měl umožnit bezpečný, ekonomický provoz kotle na dřevo. Pokud je zvolen menší zásobník, musí být zajištěn odběr energie do otopné soustavy nebo musí být přiměřeně omezené množství přikládaného paliva do kotle.

20

QH Tepelná spotřeba objektu [kW] QKmin Minimální výkon kotle [kW] Výraz v závorce zavádí do vzorce jistou dynamiku. Zahrnutí je dáno poměrem minimálního výkonu kotle a tepelnou spotřebou objektu. Toto vychází z předpokladu, že pokud je poměr minimálního výkonu kotle a spotřeby tepla objektu nižší než 30%, nemusí být kotel na dřevo v provozu. Pokud není možno dostatečně snížit výkon kotle, musí se použít akumulační zásobník podle minimálního výkonu kotle. V normě ČSN EN 303-5 byl poprvé uveden vzorec pro výpočet minimálního objemu akumulačního zásobníku jako standard. Proto je nutno výsledek výpočtu podle některé jiné metody posoudit rovněž podle uvedené normy. 6.2.2 Dynamická metoda Dynamická metoda určuje velikost akumulačního zásobníku podle požadavku na teplo a chování uživatele. Základem této metody je znalost potřeby tepla v závislosti na venkovní teplotě během topné sezóny. Ve většině topné sezóny je požadavek na teplo pouze částí požadavku na maximální výkon kotle. Průměrná teplota v topné sezóně je pro naše podmínky přibližně 4°C, proto je dnů s tímto částečným požadavkem na teplo nejvíce. Systém se proto navrhuje na tento, nejvíce se vyskytující, pracovní bod. Metoda výpočtu zahrnuje parametry pro typický rodinný dům s typickým uživatelem.


Počet denního přikládání je potom dán vzorcem:

n QK TB QN

ϑA [°C] Návrhový bod, nejčastější pracovní bod – cca 45% běžného požadavku na teplo Obr. 24 Klimatická křivka Gt

oměr dnů s danou venkovní teplotou k počtu dnů P v topné sezóně

ϑA

Venkovní teplota [°C]

Graf na obr. 25 jasně ukazuje, že přebytek výkonu kotle a jeho akumulace musí být dostatečně velký, aby pokryl spotřebu objektu i po dohoření kotle.

Potřebný počet přiložení za den Jmenovitý výkon kotle [kW] Jmenovitá doba hoření kotle [hod] Tepelné ztráty objektu [kW]

Tento jednoduchý vzorec pro výpočet velikosti akumulačního zásobníku zahrnuje pouze parametry na požadavek tepla, výkonu kotle a určené teploty vratné vody. Požadavek tepla a návrhová teplota vratné vody jsou závislé na otopné soustavě. Proto změna velikosti kotle (výstupní výkon, jmenovitá doba hoření) má vliv na velikost akumulačního zásobníku. Jiný přístup k výpočtu, např. uživatel určí maximální dobu provozu kotle, dává vzorec.

b

važovaná denní doba provozu kotle [hod] při u návrhovém bodu dle obr. 24

Výkon kotle podle výše uvedených předpokladů

Příklad výpočtu Zadáno

Kotel NP Pyro

Jmenovitý výkon 22 kW

Jmenovitá doba hoření 3 hod

Návrhová teplota 80/65°C

Spotřeba objektu 20 kW

Objem akumulačního zásobníku V PU = 2246 x (2,5 – (20/22)) / (73- (0,4 x 65)) x 20 = 1523 l Obr. 25 Akumulace energie kotle f Beh Faktor zahrnující potřebnou denní topnou dobu φ Faktor zahrnující návrhový pracovní bod (venkovní teplota 3 – 5 °C, která zahrnuje 45% běžného požadavku na teplo Q Výkon QN Požadavek objektu na teplo (dle ČSN EN 12 831) QK Jmenovitý výkon kotle t Čas T Jmenovitá doba hoření [hod]

Počet přikládání za den n = 6,4 x 20 / 3 / 22 = 1,9 Výsledek Zvolená velikost zásobníku 2 x Storacell P 750-80/120 S, tj. 1500 l Do kotle bude nutno přiložit během dne 2 x plnou dávkou dřeva. Takto může být systém provozován přibližně polovinu topné sezóny, při venkovní teplotě kolem 3 °C 7.2.3 Určení velikosti čerpadla primárního okruhu

Pro výpočet podle dynamické metody platí vzorec:

V PU QK QN ϑR

Objem akumulátoru [l] Jmenovitý výkon kotle [kW] Normované tepelné ztráty objektu [kW] Výpočtová teplota vratné vody [°C]

Pro zajištění plného a rovnoměrného ohřevu zásobníku na nejvyšší teplotu (max. 90°C) musí být primární čerpadlo dostatečně dimenzováno pro potřebný průtok při teplotním spádu mezi otopnou a vratnou vodou 5 až 10 K. Čerpadlo by mělo být instalováno na potrubí vratné vody, výtlak musí pokrýt hydraulickou tlakovou ztrátu v obvodu kotle, zařízení pro zvýšení teploty vratné vody, profilu potrubí, apod.

21


6.2.4 Připojení akumulačního zásobníku

6.2.5 Použití několika akumulačních zásobníků

Při nesprávně připojeném čerpadle akumulačního zásobníku mohou nastat následující problémy:

Pro získání velkého objemu akumulace, je někdy lépe použít několika menších, ať z důvodů prostorových nebo snadné obsluhy. Při zapojení několika nádrží musí být zajištěno jejich rovnoměrné rozložení zatížení, např. zapojení podle Tichelmanna.

Předimenzované čerpadlo (výtlačná výška i průtok) dává ve výsledku vysokou rychlost proudění, nadměrný hluk, zapříčiní špatnou funkci regulačních ventilů, apod. Nežádoucí průtok do otopných okruhů nebo zásobníků TV Nedostatečné využití akumulačního zásobníku Akumulační zásobník jako hydraulický oddělovač Doporučujeme využít akumulační zásobník jako hydraulický oddělovač podle obr. 26. Z tohoto důvodu by měly být akumulační zásobníky vybaveny příslušným připojením. Např. zásobník Storacell P 750-80/120 S umožňuje připojit potrubí vratné vody tak, aby vratná voda do kotle měla požadovanou teplotu. Rovněž působí proti možnému ovlivnění vrstvení vody v zásobníku.

Obr. 26 Zapojení akumulačního zásobníku jako hydraulického oddělovače Připojení akumulačního zásobníku přes T-kus Připojení akumulačního zásobníku bez zvláštního vývodu pro vratnou vodu je možné přes tzv. T-kus na spodním vývodu zásobníku. Toto řešení zabraňuje ovlivnění vrstvení nebo poklesu teploty uvnitř zásobníku vlivem vratné vody. Je důležité, aby T-kus byl připojen co nejblíže zásobníku a aby jeho rozměry zajistily co nejlepší hydraulické oddělení.

Pro paralelní zapojení je nutno dodržet tyto zásady: Paralelní zapojení je doporučeno pro dva stejné zásobníky Navrhované zapojení může být použito pro více zásobníků Teplotní čidlo pro přepínání zdrojů v systémech se zdroji na různá paliva může být zapojeno v jednom nebo ve všech zásobnících, protože teplo je ukládáno ve všech zásobnících rovnoměrně (při zapojení dle Tichelmanna) Vnitřní průměr propojovacího potrubí s částečným průtokem musí být zvoleno podle požadovaného průtoku

Obr. 28 Paralelní zapojení stejných zásobníků VL RL EK

Otopná voda ze zásobníku, kromě hydrauliky: - Otopná otopné okruhy - Vratná olejový/plynový kotel - Vratná hydraulický oddělovač Vratná voda do zásobníku, kromě hydrauliky: - Vratná otopné okruhy - Přepínací ventil Vstup studené vody do bezpečnostního tepelného výměníku

Pro sériové zapojení je nutno dodržet tyto zásady: Sériové zapojení je vhodné pro soustavy s různými zásobníky a různém objemu a typu. Při instalaci se často řeší zapojení zásobníku s kombinovaným typem, s vnitřním integrovaným zásobníkem TV. Tento kombinovaný zásobník má vyšší prioritu, protože je požadován vysoký komfort při dodávce teplé vody. Sériové zapojení dvou stejných akumulačních zásobníků je možné, ale nedoporučuje se z energetických důvodů. Vratná voda z otopné soustavy musí nejdříve projít přes druhý, chladnější zásobník. Proto se doporučuje paralelní zapojení dvou stejných akumulačních zásobníků.

Obr. 27 Připojení akumulátoru pomocí T-kusu 22

Řídící jednotka kotle

6.3 Výběr akumulačního zásobníku V současnosti existuje mnoho výrobců zásobníků, které je možno použít k akumulaci tepelné energie z kotle na dřevo. Tyto zásobníky mohou sloužit pouze k akumulaci nebo mohou být kombinovány s dalšími možnostmi ohřevu z dalšího zdroje tepla, např. solárního systému, nebo mohou ve vnitřním zásobníku ohřívat teplou vodu. Samostatný zásobník pro akumulaci by měl mít možnost vrstvení vody uvnitř zásobníku s odběrem vratné vody do kotle s požadovanou teplotou. Vrstvení vody v zásobníku je takřka podmínkou dobrého akumulátoru, protože teplo se ukládá v horní části zásobníku a nedochází k promíchávání objemu. Teplo je tak možno odebírat i při částečně nabitém zásobníku. Další důležitým kritériem výběru je izolace zásobníku. Dobrá izolace brání úniku tepla, ochlazování vody. Dalším důležitým parametrem výběru je počet, rozmístění a dimenze přípojek k otopné soustavě a zdroji tepla. Akumulační zásobníky jsou vyráběny v různých typech, velikostech a provedeních, které umožňují projektantovi zvolit správný zásobník do otopné soustavy. 6.3.1 Storacell P 500/750/1000-80/120 S Akumulační zásobníky Storacell P se vyrábějí ve velikostech 500 l, 750 l a 1000 l. Jsou vybaveny speciálním společným zpětným kanálem, který umožňuje volit teplotu vratné vody. Tím se dosáhne optimální teplota vratné vody bez vlivu na rozvrstvení uvnitř zásobníku. To přináší výhodu podstatně lepšího využití tepelné energie uložené v akumulované vodě. V nabídce jsou zásobníky s jedním typem izolace, hlavní znaky: 8 0 mm silná pružná izolace potažená bílou fólií, která se nasazuje před instalací hydraulického připojení Solární kolektory mohou být připojeny přes externí výměník. 6.3.2 Storacell P 500/750/1000-80/120 S-solar Tento zásobník zajišťuje rovnoměrný vrstvený ohřev vody shora dolů. Akumulační zásobníky Storacell jsou vyráběny ve velikostech 500 l, 750 l a 1000 l.. Jsou tvořeny ocelovým zásobníkem a solárním výměníkem pro připojení solárního systému. Tepelnou izolaci tvoří PU pěna o síle 100 mm potažená tvrdým materiálem PS, která snižuje tepelné ztráty na minimum. Zásobník je vhodný až pro 16 solárních kolektorů Patentovaný rozvod tepla ve vrstveném zásobníku 6.3.3 Storacell SP 750 solar Tento kombinovaný zásobník je určen pro solární ohřev TV v kombinaci se záložním solárním vytápěním. Kompaktní konstrukce má příznivý poměr mezi vnějším povrchem a objemem, jsou tak minimalizovány ztráty zásobníku. Izolaci zásobníku tvoří 100 mm silná PU pěna, která neobsahuje CFC. Hydraulické připojení je zjednodušeno použitím několika mechanických dílů.

Solární výměník je umístěn v otopné vodě, takže nehrozí tvorba usazenin vodního kamene Podrobné technické údaje, rozměry a schémata zapojení jsou uvedeny v projekčních podkladech v části zásobníků.

7. Řídící jednotka kotle 7.1 CFS 230 pro kotel SP Pyro Pro řízení kotle SP Pyro je určen regulátor CFS 230. Ovládá plynule otáčky spalinového ventilátoru, zásobník otopné vody, oběhové čerpadlo, případně ohřev zásobníku TV pomoci čerpadla nebo trojcestného ventilu. Jednotku je možno propojit s druhým olejovým/plynovým kotlem nebo elektrokotlem. Při provozu kotle na dřevo je druhý kotel zablokován. Ventilátor pyrolitického kotle se automaticky spustí po otevření přikládacích dvířek, což zamezí kouření kotle do prostoru instalace. Po spuštění kotle je kontrolována teplota spalin. Jestliže v určitém čase nedosáhne teplota spalin 80°C, je roztopení kotle neúspěšné. Pokud je teplota vyšší než 80°C, řídící jednotka se přepne do normálního provozu. Teplota kotle je řízena pomocí změny otáček ventilátoru, na základě teploty spalin. Pokud dojde k překročení požadované teploty, ventilátor se vypne a k novému zapnutí dojde po poklesu kotlové teploty o nastavenou hysterezi. Po dohoření paliva se ventilátor vypne. Řídící jednotka může ovládat nabíjení akumulačního zásobníku pomocí čerpadla, které je řízeno rozdílem teplot kotle a teplotou akumulace. Akumulační zásobník je chráněn před zamrznutím, při tomto se zapíná nabíjecí čerpadlo. Akumulační zásobník může být zapojen do hydraulického systému buď jako sériový nebo jako alternativní. Sériové (obtokové) zapojení akumulačního zásobníku je zapojení jednoho akumulačního zásobníku a jednoho standardního zdroje tepla. Je-li akumulační zásobník teplejší než zpátečka soustavy, dojde k přepnutí trojcestného přepínacího ventilu. Otopná voda je akumulačním zásobníkem vedena do vratného potrubí standardního zdroje tepla. Je-li akumulační zásobník chladnější, je otopná voda vedena kolem akumulačního zásobníku (bypassem). Sériové zapojení je energeticky výhodné, protože se spotřebuje všechna energie z akumulátoru. Alternativní zapojení akumulačního zásobníku znamená „alternativní provoz“ mezi jedním akumulačním zásobníkem a jedním standardním zdrojem tepla (buď akumulační zásobník nebo standardní zdroj tepla). Je-li akumulační zásobník teplejší než požadovaná teplota otopné soustavy (přepínací teplota), dojde k přepnutí trojcestného přepínacího ventilu. Otopná voda je namísto k standardnímu zdroji tepla vedena akumulačním zásobníkem do výstupu otopné soustavy.

Kombinovaný zásobník má tyto vlastnosti a funkce: Vnitřní smaltovaný zásobník 160 l s hořčíkovou anodou jako ochranou proti korozi Velký solární výměník, tvořený trubkovým vinutím pro optimální využití sluneční energie Veškeré přípojky TV jsou umístěny shora, všechny přípojky pro solární a otopné okruhy jsou umístěny na boku zásobníku

23

Řídící jednotka kotle

7.2.1 Přídavné moduly pro CS-882 Modul ST-431n – pro řízení směšovaného okruhu Modul ST-431n je určen pro obsluhu směšovacího ventilu (tří nebo čtyřcestného) s možností připojení přídavného čerpadla / ventilu. Po připojení venkovního čidla umožňuje regulovat výstupní teplotu za ventilem podle ekvitermní křivky. Provoz ventilu je možno řídit pomocí prostorového termostatu. Modul umožňuje regulaci teploty výstupní vody týdenním programem s rozlišením jedné hodiny. Při použití čtyřcestného ventilu je možná regulace teploty vratné vody do kotle. Obr. 34 Řídící jednotka CFS 230 7.2 CS-882 pro kotel NP Pyro Elektronický regulátor CS-882 je určen pro řízení kotle NP Pyro. Řídící jednotka je vybavena displejem, který umožňuje nastavení všech potřebných parametrů pro provoz kotle i otopné soustavy. Regulátor řídí spalinový ventilátor na základě teploty otopné vody pomocí algoritmu Sigma. Kromě řízení provozu kotle umožňuje regulátor řídit i další prvky otopné soustavy: čerpadlo pro přípravu TV v zásobníku akumulační zásobník otopné vody čerpadlo otopné soustavy přídavné čerpadlo s možností volby funkce cirkulační čerpadlo pro okruh TV čerpadlo podlahového okruhu čerpadlo by-pass směšovaný otopný okruh při použití přídavného modulu (až 2) řízení pomocí GSM telefonu řízení přes internet řízení pomocí prostorového regulátoru On/Off datový typ RS

Obr. 36 Modul směšovaného okruhu Modul GSM ST-65 pro řízení kotle mobilním telefonem Modul GSM umožňuje dálkově kontrolovat provoz kotle pomocí mobilního telefonu prostřednictvím SMS zpráv. Je možno zjistit aktuální stav otopné soustavy, případné alarmy (poruchy). Je možno měnit nastavení požadovaných teplot otopné soustavy – teploty kotle, TV nebo teploty na směšovacím ventilu. Mimo informací o otopné soustavě a kotli, je možno měřit dvě nezávislé teploty (např. v místnosti), zasílat alarmy, pokud jsou tyto teploty mimo nastavený rozsah. Další možnost je ovládat jedno zařízení (např. záložní zdroj) nebo vysílat informaci o změně stavu samostatného vstupu (např. poplachové zařízení)

Řídící jednotka je vybavena vlastní diagnostikou

Obr. 37 Modul pro řízení GSM telefonem Prostorový termostat ST-290 On/Off

Obr. 35 Řídící jednotka CS-882 1 Rozhraní USB pro aktualizaci SW 2 Displej 3 Otočný spínač 4 Tlačítko Exit 5 Tlačítko pohotovostního režimu

24

Prostorový termostat umožňuje řídit teplotu kotlové vody. Je dostupný i v bezdrátové verzi. Při dosažení teploty v místnosti (rozpojení termostatu) se může snížit teplota kotlové vody o nastavenou hodnotu nebo vypnout oběhové čerpadlo otopné soustavy. Termostat může řídit teplotu v časovém týdenním programu. V principu je možno použít libovolný dvoubodový regulátor s beznapěťovým kontaktem.

Příklady zapojení otopné soustavy

8. Příklady zapojení otopné soustavy 8.1 Informace ke všem uvedeným příkladům Připojení kotle na tuhá paliva do hydraulického systému vyžaduje respektování určitých pravidel. Kromě zákonných požadavků a technických pravidel pro instalaci takového to zařízení, je velmi důležité nejprve konzultovat požadavky uživatele jeho požadavky na provoz otopné soustavy. Obr. 38 Prostorový termostat ST-290 Datový prostorový regulátor ST-280 Prostorový regulátor ST-280 je určen pro řízení a kontrolu teplot v systému topení, teplé vody (TV) a teploty v místnosti. Dodatečně může realizovat program týdenního vytápění nebo spolupracovat se směšovacími ventily (prostřednictvím modulů ST-431). Zařízení je vybavené rodičovským zámkem proti nežádoucím změnám v nastavení, budíkem a množstvím jiných užitečných funkcí. Použití regulátoru umožňuje pohodlné ovládání teploty v domě (oběh ÚT) a teploty teplé vody (TV) přímo z bytu, bez nutnosti vstupu do kotelny. Velký, snadno čitelný, barevný grafický displej s podsvětlenou dotykovou obrazovkou zjednodušuje čtení a nastavování změn parametrů regulátoru. Datový regulátor RS může být v systému zapojen pouze jeden.

Kotel na tuhá paliva je možno provozovat samostatně nebo v kombinaci s dalším zdrojem tepla, od toho se odvíjí vybavení otopné soustavy provozními prvky, bezpečnostním zařízením, případně řídicím systémem. Kotel smí být připojen do samostatného komína odpovídající třídy – pro mokrý provoz a teploty nad 250°C – dle normy ČSN 73 4201 Uvedená hydraulická zapojení jsou doporučená pro zajištění spolehlivého provozu otopné soustavy. Pro všechny příklady systému otopné soustavy platí: uspořádání otopné soustavy je nutno chápat pouze jako doporučení uvedená zapojení nemusí být úplná při návrhu otopné soustavy musí být dodrženy všechny místně platné předpisy a pokyny / směrnice týkající se instalace otopné soustavy a dimenzování jednotlivých prvků soustavy 8.1.1 Hydraulické zapojení Směšovací ventily otopných okruhů Otopné soustavy s kotlem na tuhá paliva, s akumulačním nebo kombinovaným zásobníkem by měly být vybaveny regulací otopného okruhu se směšovačem. Tyto směšovací ventily jsou nabízeny v různém provedení s pohony pro rychlou instalaci. Optimální využití akumulačního zásobníku je možné pouze s regulací směšovačem na straně otopné vody. Čerpadla otopných okruhů

Obr. 39 Prostorový regulátor ST-280

Nařízení komise ES č. 641/2009 upravuje použití čerpadel pro otopné soustavy. Od 1. ledna 2013 musí mít bezucpávková samostatná oběhová čerpadla, s výjimkou čerpadel výslovně navržených pro primární okruhy tepelných solárních systémů a tepelných čerpadel, hodnotu indexu energetické účinnosti EEI nejvýše 0,27. Od 1. srpna 2015 musí mít samostatná bezucpávková oběhová čerpadla a bezucpávková oběhová čerpadla vestavěná ve výrobcích hodnotu indexu energetické účinnosti EEI nejvýše 0,23. Tento požadavek splní většinou čerpadla s elektronickým řízením výkonu podle tlakové ztráty. U otopných soustav s konstantním průtokem (např. oběhové čerpadlo primárního okruhu nebo soustavy s nízkou tlakovou ztrátou) se nevyžadují čerpadla s elektronickým řízením. Expanzní nádoby Pro návrh otopné soustavy musí být vypočtena expanzní nádoba pro maximální teplotu soustavy (obecně 90° C – maximální teplota kotlové vody) a celkový objem vody v otopné soustavě. Tento požadavek je důležitý při použití jednoho nebo více akumulačních zásobníků s velkým objemem. Expanzní nádoba bude mít rovněž velký objem. Proto může být výhodnější a cenově přístupnější použití několika menších expanzních nádob, než použití, např. jen jedné velké expanzní nádoby. Ve schématech je umístění a počet expanzních nádob pouze informativní. Konkrétní umístění expanzních nádob může mít zásadní vliv na funkci celé otopné soustavy. 25


Využití solární energie Použití solárního ohřevu v kombinaci s kotlem na dřevo je výhodné z hlediska ekologického i ekonomického. Zde uvedené příklady je možno využít jak pro vytápění, tak i pro přípravu TV. V principu jsou vhodné všechny typy zapojení, které používají akumulační zásobník, s výhodou i kombinovaný zásobník s přípravou TV nebo v sériovém zapojení. 8.2 Bezpečnostní vybavení otopné soustavy 8.2.1 Požadavky Spalování tuhých paliv je klasifikováno jako mnohem obtížnější, než spalování plynu nebo oleje. Kotle na dřevo jsou provozovány přednostně v uzavřených soustavách s membránovou expanzní nádobou. Proti přehřátí je kotel chráněn bezpečnostním tepelným výměníkem, napojeným na chladící vodu. Tato voda je přivedena do bezpečnostního výměníku přes termostatický pojistný ventil, který se otevírá po překročení limitní teploty kotlové vody. Výkon kotle na tuhá paliva je zásadně závislý na předepsaném tahu komína. Proto je doporučen výpočet komína podle skutečné instalace kotle. Dále je doporučen regulátor/stabilizátor komínového tahu, kterým lze snížit tah komína na požadovanou hodnotu. Bezpečnostní zařízení otopné soustavy musí odpovídat ČSN EN 12 828. Použití otevřené otopné soustavy je v zásadě možné, ale není doporučené. Vybavení kotle, uvedené na obrázku, ukazuje nejdůležitější bezpečnostní prvky otopné soustavy, nemusí být však úplné. Praktická realizace musí odpovídat platným technickým předpisům 8.2.2 Použití bezpečnostních prvků kotle podle ČSN EN 12828 Bezpečnostní vybavení pro kotle na tuhá paliva do 100 kW a bezpečnostním omezovačem teploty do 110 °C

26

Obr. 40 Vybavení kotle bezpečnostním zařízením RK Vratná voda VK Otopná voda 1 Kotel 2 Bezpečnostní výměník – chladící smyčka 3 Uzavírací ventil topné/vratné vody 4 Tepelný regulátor výkonu kotle - TRV 5 Termostatický ventil chladící smyčky jako omezovač teploty STB 6 Teploměr vody v kotli 7 Pojistný přetlakový ventil 8 Odpad od pojistného ventilu 9 Tlakoměr vody v kotli 10 Kontrola množství vody v kotli (stavoznak) 11 Napouštěcí ventil se zpětnou klapkou 12 Vypouštěcí ventil 13 Potrubí pro připojení expanzní nádoby 14 Uzavírací ventil s pojistkou proti uzavření 15 Vypouštěcí ventil expanzní nádoby 16 Tlaková expanzní nádoba 17 Vstup chladící vody 18 Regulátor tahu komína 19 Komín


8.3 Tabulka použitých zkratek Zkratka

Popis

AW

Výstup TV

DA

Membránová expanzní nádoba

E

Odvzdušnění

EK

Vstup studené vody

EZ

Vstup cirkulace

FA

Venkovní čidlo

FAG

Čidlo teploty spalin

FB

Čidlo TV

FE

Plnící/vypouštěcí kohout

FK

Kotlové čidlo

FSS

Čidlo kolektoru

FV

Čidlo teploty otopného okruhu

FWR

Čidlo teploty zpátečky kotle

HK

Otopný okruh

HP

Elektrické topné těleso

KR

Zpětná klapka

PH

Čerpadlo otopného okruhu

PS

Nabíjecí čerpadlo TV

PSS

Čerpadlo solárního okruhu

PT

Prostorový termostat Tech

PV

Přepouštěcí ventil

PWE

Kotlové čerpadlo

PZ

Cirkulační čerpadlo

REG

Regulátor

SA

Uzavírací ventil

SH

Směšovací ventil

SMF

Filtr

SP1

Ochrana proti přepětí

ST-61

Modul pro řízení směšovacího okruhu

SV

Pojistný ventil

SWR

Trojcestný směšovací ventil

THV

Termostatický ventil otopného tělesa

WWM

Termostatický směšovač TV

Z

Zásobník TV

Tab. 12 Popis nejčastěji používaných prvků ve schématech otopných soustav

27


8.4 Příklady zapojení kotle SP Pyro do otopné soustavy 8.4.1 Zapojení samostatného kotle s akumulačním zásobníkem, dvěma otopnými okruhy a ohřevem TV

Obr. 51 Čerpadlo PP nabíjí akumulační zásobník teplem z kotle, toto nabíjení je řízeno čidly FPO a FPU řídící jednotkou kotle. Termostatický ventil SWR zajišťuje minimální teplotu vratné vody. Akumulační zásobník odděluje obvod zdroje tepla od okruhu spotřeby.

28

Regulace otopných okruhů je řízena nadřazenou regulací. Protimrazová ochrana musí být zajištěna např. elektrickým ohřevem nebo nemrznoucí směsí v otopné soustavě.


8.4.2 Zapojení kotle s plynovým kotlem, akumulačním zásobníkem, dvěma otopnými okruhy a ohřevem TV

Obr. 52 Čerpadlo PP nabíjí akumulační zásobník teplem z kotle, toto nabíjení je řízeno čidly FPO a FPU řídící jednotkou kotle. Termostatický ventil SWR zajišťuje minimální teplotu vratné vody. Akumulační zásobník odděluje obvod zdroje tepla od okruhu spotřeby.

Po dosažení požadované teploty v akumulační nádrži se přepne ventil SU, který odpojí obvod plynového kotle a přepne akumulační zásobník jako zdroj tepla. Zároveň se zablokuje provoz plynového kotle. Po dohoření kotle na pevná paliva a spotřebování energie z akumulačního zásobníku (snížení teploty v akumulátoru) se ventil SU přepne do obvodu plynového kotle a tento kotel se odblokuje. Regulace otopných okruhů je řízena nadřazenou regulací.

29


8.5 Příklady zapojení kotle na dřevo NP Pyro do otopné soustavy 8.5.1 Zapojení samostatného kotle s termostatickým trojcestným ventilem

Obr. 53 Základní zapojení kotle do otopné soustavy s nuceným oběhem. Kotel je chráněn proti nízké teplotě vratné vody trojcestným ventilem SWR, který se otevírá do otopné soustavy po dosažení otevírací teploty (55 – 60°C). Oběhové čerpadlo je spínáno ŘJ po dosažení minimální

30

teploty otopné vody 50°C. Ventilem ve zkratu se nastavuje požadovaný průtok pro cirkulaci vody v kotli při roztápění kotle. Expanzní nádoba je tlaková. Prostorový termostat snižuje teplotu otopné vody nebo vypíná čerpadlo PWE


8.5.2 Zapojení samostatného kotle s čerpadlem by-pass

Obr. 54 Základní zapojení kotle do otopné soustavy s nuceným oběhem. Kotel je chráněn proti nízké teplotě vratné vody přídavným čerpadlem, které je nastaveno na funkci By-pass. Toto čerpadlo spíná při nastavené teplotě otopné vody a vypíná po dosažení teploty pro zapnutí oběhového čerpadla PWE. Oběhové čerpadlo je spínáno

ŘJ po dosažení minimální teploty otopné vody (50°C). Ventilem ve zkratu se nastavuje požadovaný průtok pro cirkulaci vody v kotli při roztápění kotle. Expanzní nádoba je tlaková. Prostorový termostat snižuje teplotu otopné vody nebo vypíná čerpadlo PWE

31


8.5.3 Zapojení samostatného kotle se zásobníkem TV

Obr. 55 Zapojení otopné soustavy, která využívá plně možnosti ŘJ bez přídavných modulů. Jednotka ovládá čerpadlo systému PWE, nabíjecí čerpadlo zásobníku TV (PS)

32

a cirkulační čerpadlo TV (PZ). Řízení čerpadel je s prioritou zásobníku TV. Prostorový termostat snižuje teplotu otopné vody nebo vypíná čerpadlo PWE.


8.5.4 Zapojení kotle s akumulačním zásobníkem, zásobníkem TV a směšovaným okruhem

Obr. 56 Zásadně doporučované zapojení otopné soustavy s akumulačním zásobníkem otopné vody. ŘJ je doplněna o modul ST-431, který řídí směšovaný okruh na straně spotřeby tepla. Čidlo otopné vody modulu ST-431 je vloženo na výstup otopné vody z akumulačního zásobníku. Čidlo horní teploty v akumulačním zásobníku (BT) řídí volný kontakt ŘJ, kdy sepne po dosažení požadované teploty v zásobníku. Tuto informaci je možno použít pro řízení záložního zdroje tepla. Čidlo spodní teploty v zásobníku (BB) vypíná čerpadlo PWE po dosažení nastavené teploty (akumulátor je plně nabitý).

Prostorový termostat: typ On/Off (snižuje teplotu na vody za ventilem) datový typ RS, kdy je možno řídit teplotu vody na ventilu snížení teploty o nastavenou hodnotu podle ekvitermní křivky podle teploty v místnosti a ekvitermní křivky proporcionální řízení teploty na ventilu Termostat typu RS může být instalován v řídícím systému pouze jeden

33


8.5.5 Zapojení kotle s akumulačním zásobníkem, druhým záložním zdrojem, zásobníkem TV a směšovaným okruhem

Obr. 57 Zapojení otopné soustavy s akumulačním zásobníkem otopné vody a záložním plynovým/olejovým kotlem nebo elektrokotlem. ŘJ je doplněna o modul ST-431, který řídí směšovaný okruh na straně spotřeby tepla. Čidlo otopné vody modulu ST-431 je vloženo na výstup otopné vody z akumulačního zásobníku. Čidlo horní teploty v akumulačním zásobníku(BT) řídí volný kontakt ŘJ, který sepne po dosažení požadované teploty v zásobníku. Tato informace je použita pro řízení záložního zdroje tepla. Kontakt ovládá pomocný obvod, který blokuje záložní zdroj tepla a přepínací ventil okruhu s kotlem na pevná paliva a plynovým/olejovým kotlem nebo elektrokotlem. Čidlo spodní teploty v zásobníku (BB) vypíná čerpadlo PWE po dosažení nastavené teploty (akumulační zásobník je plně nabitý).

34

Prostorový termostat: typ On/Off (snižuje teplotu vody za ventilem) datový typ RS, kterým je možno řídit teplotu vody na ventilu snížení teploty o nastavenou hodnotu podle ekvitermní křivky podle teploty v místnosti a ekvitermní křivky proporcionální řízení teploty na ventilu Termostat typu RS může být instalován v řídícím systému pouze jeden

Instalace

9. Instalace 9.1 Doprava a manipulace

Kotel na tuhá paliva nesmí být instalován těchto prostorách: obytné prostory, schodiště

9.1.1 Dodávka zařízení

únikové cesty (chodby)

Dodávka kotle je popsána v konkrétním návodu k instalaci kotle. Dodávka obsahuje kotel/kotlové těleso na paletě, včetně opláštění a potřebných dílů a příslušenství.

garáže, skladiště potravin, WC

9.2 Požadavky na umístění kotle Při instalaci otopného systému je třeba dodržovat tyto předpisy: stavební předpisy a normy pro instalaci zařízení ustanovení místních stavebních předpisů o zajištění přívodu spalovacího vzduchu a vedení odtahu spalin předpisy a normy upravující bezpečnostně technické vybavení otopného systému Místnost instalace musí splňovat následující podmínky: Místo instalace musí být vhodné pro bezpečný provoz Místnost instalace musí být chráněná před mrazem Kotel se smí instalovat a provozovat pouze v místnostech s nepřetržitým účinným větráním.

v prostorách s nebezpečím požáru nebo výbuchu Kotel na tuhá paliva musí být umístěn v dostatečné vzdálenosti od hořlavých součástí / stavebních konstrukcí a vestavěného nábytku tak, aby při jmenovitém výkonu kotle nepřesáhla teplota těchto povrchů 85 °C. Jinak je nutno dodržet minimální vzdálenost 40 cm. Pokud je kotel postaven na hořlavou (dřevěnou) podlahu, je nutno použít nehořlavou podložku, která přesahuje obrys kotle po stranách min. 10 cm a v přední (obslužné) části o min. 30 cm. 9.2.1 Umístění kotle Kotel umístěte při dodržení uvedené vzdálenosti od stěn na nehořlavou plochu. Nehořlavá plocha pro umístění nebo základna musí být vodorovná, kotel případně podložte klíny z nehořlavého materiálu. Základová deska musí být větší než půdorysná plocha kotle, na přední straně nejméně o 300 mm a na ostatních stranách o cca 100 mm.

Musí být zajištěn dostatečný přívod čerstvého vzduchu Plocha pro instalaci musí míst dostatečnou nosnost, musí být rovná a vodorovná Kotel se smí instalovat pouze na nehořlavý podklad

Obr. 58 Umístění kotle SP Pyro a NP Pyro

35

Instalace

9.3 Přívod spalovacího vzduchu Místo instalace musí splňovat podmínky pro přívod spalovacího vzduchu stanovené příslušnými vnitrostátními, regionálními nebo místními předpisy pro kotelny a musí být v souladu s příslušnými požadavky norem. Pro Českou republiku je nutno dodržet ČSN 73 4201:2010 Kotel na tuhá paliva (spotřebič typu B) se smí instalovat: do místnosti, která je alespoň nepřímo větratelná s minimálním objemem 4 m3 na 1 kW příkonu kotle v prostoru instalace nesmí být vytvářen podtlak vlivem větracích zařízení (ventilátor, digestoř) pro bezpečný a spolehlivý provoz je třeba zajistit přívod vzduchu pro spalování podle výkonu kotle a použitého paliva Instalace propojení větracími otvory s venkovním prostorem o průřezu nejméně 100 cm2 na 1 kW příkonu zdroje Propojení přívodu spalovacího vzduchu mezi místnostmi instalace kotle a prostorem propojeným s venkovním prostorem musí být otvorem s minimálním průřezem 150 cm2 9.4 Komín a spalinová cesta Komín s dobrým tahem je jedním ze základních předpokladů správné funkce kotle. Zásadně ovlivňuje výkon a hospodárnost kotle a celého celé otopné soustavy. Kotel smí být připojen pouze na komín s dostatečným tahem. Při výpočtu je třeba brát v úvahu velikost hmotnostního toku spalin při celkovém jmenovitém tepelném výkonu. Účinná výška komína se počítá od zaústění spalin do komína. Potřebný tah komína je nutno dodržet s tolerancí ±3 Pa. Tah komína je možno snížit na požadovanou hodnotu pomocí regulátoru tahu komína. Komín musí splňovat následující podmínky: Komín a připojení odtahu spalin musí splňovat platné předpisy (ČSN 73 4201) Komín musí být odolný vůči vlhkosti. Připojení odtahu spalin musí být vybaveno 0010005631-001 kontrolním a čistícím otvorem. Obr. Příklad nastavení vzduchové klapky a od kotle ke komínu 16 Kouřovod by měl být co nejkratší s náklonem vzhůru s úhlem 10 – 40°, 7.6.2směřovat Připojení odtahu spalin s vyloučením kolen 90° Kouřovod delší než 2 m vyžaduje dodatečné upevnění NEBEZPEČĺ: Všechny součásti potrubí odtahu spalin musejí být Ohrožení života v důsledku chybného připojení odtahu spalin! vyrobeny z nehořlavých materiálů. Při neodborném připojení odtahu spalin se do okolního vzduchu mohou Protože komín je jednou z nejdůležitějších částí otopné dostávat topné plyny a spaliny. soustavy s kotlem na dřevo, doporučujeme nechat provést ▶ Dbejte na to, aby výpočet spalinovýchprojektantem. cest a připojení spalinového potřebný výpočet autorizovaným systému provedli pouze kvalifikovaní odborníci.

UPOZORNĚNĺ: Poškození zařízení v důsledku nedostatečného tahu spalinového systému! ▶ Dodržte potřebný tah systému odvodu spalin, který je uveden v technických údajích. ▶ Pro omezení maximálního tahu systému odvodu spalin instalujte regulátor.

9.4.1 Tlakové poměry při napojení jednoho kotle na komín Informativní potřebné dimenze komína

1

▶ Kouřovod veďte nejkratší cestou se stoupáním do spalinového systému. Vyvarujte se změn směru, především v úhlu 90°. Změny směru by měly být zachovány mezi 10 ° a 2 45 °. ▶ Spojovací díly dostatečně připevněte šrouby nebo nýty a případně podepřete. Údaje v následující tabulce jsou pouze orientační. Skutečný tah komína Obr. Připojení odtahu spalin závisí59 na mnoha faktorech (např. průměr, výška, odpor, drsnost vnitřního povrchu komína, teplotní spád mezi spalinami a venkovním [1] Připojení na komín vzduchem). [2] Regulátor tahu (volitelně dle potřeby) Výkon kotle [kW] 22

30

40

50

Ø Komín [mm] 160 180 200 160 180 200 220 160 180 200 220 180 200 220

Tab. 9 Doporučená minimální výška komína 9.4.2 Regulátor tahu komína Regulátor tahu dokáže automaticky regulovat (snižovat) tah komína. Může být instalován do komínového tělesa nebo do kouřovodu. Pro zajištění potřebných podmínek pro činnost kotle (teplota spalin, sazení) regulátor by měl být montován před vstupem spalin do komína. (Rozměry regulátoru tahu ZUK150) Obr. 60 Regulátor tahu komína

Dostatečný tah spalinového systému je základním předpokladem správné funkce kotle. Významně to ovlivňuje výkon a hospodárnost. Při připojení spalinového systému proto vezměte na vědomí, že: ▶ Připojení kotle musí být v souladu s příslušnými místními stavebními předpisy a provedeno musí být po konzultaci s příslušným schvalovacím úřadem. ▶ Kotel smí být připojen pouze na spalinové zařízení s řádným tahem ( tab. 21, str. 38). ▶ 36 Při výpočtu rozměrů spalinové cesty se musí dosadit provozní podmínky (spotřeba vzduchu, účinnost) a hmotnostní tok spalin při celkovém jmenovitém tepelném výkonu (účinná výška komínu se

Minimální výška [m] 8 8 7 9 9 8 8 12 10 9 9 11 10 10

1 2

0010004657-001

Obr. 17 připojení odtahu spalin [1]

připojení odtahu spalin

Komponenty vybavení otopné soustavy

9.5 Termostatický pojistný ventil a bezpečnostní tepelný výměník Zdroje tepla na tuhá paliva musí být vybaveny tepelným bezpečnostním výměníkem, který slouží k odvedení přebytečného tepla ze zdroje. Do tohoto výměníku se přivádí přes termostatický pojistný ventil studená voda. Tento ventil působí jako pojistný termostat, jeho čidlo je umístěno v kotli, kde snímá teplotu kotlové vody. Při překročení maximální povolené teploty (95°C) se ventil otevře a pustí studenou vodu do bezpečnostního tepelného výměníku. Takto se kotlová voda ochladí, bez nebezpečí přehřátí kotle. Pojistný termostatický ventil je umístěn na vstupu výměníku, ohřátá voda z výměníku se odvádí do odpadu. Doporučujeme vést odpadní vodu přes trychtýř, aby bylo možno kontrolovat případnou netěsnost pojistného ventilu.

pojistného ventilu je nutno provést nové seřízení (výměnu) Montáž a seřízení pojistného ventilu, montáž s přezkoušením a úpravou tlaku plynu v tlakové expanzní nádobě smí provádět jen firma k tomu oprávněná. Před napuštěním otopné soustavy vodou je zapotřebí ověřit tlak plynu v tlakové expanzní nádobě, je-li vyšší než hydrostatická výška v soustavě Zdroj tepla musí být vybaven zabezpečovacím zařízením podle ČSN 06 0830. Nejvyšší pracovní teplota je omezena na 95°C. Tlaková expanzní nádoba a její přívodní potrubí musí být chráněny proti zamrznutí vody. Přetlak plynu v expanzní nádobě lze upravit odpuštěním na hodnotu hydraulického tlaku soustavy za studena. Odpuštění se provádí přes ventilek na tlakové nádobě. Vnější kontrola tlakové expanzní nádoby a kontrola plnicího tlaku musí být provedena nejméně 1x za rok. Při správně zvolené tlakové expanzní nádobě nesmí dojít k většímu skutečnému tlakovému rozdílu než 0,6 bar při teplotách vody v soustavě od 10 do 90 °C. Tento tlakový rozdíl lze vyzkoušet při topné zkoušce, kdy se voda v otopné soustavě zahřívá ze studeného stavu. Pokud dojde k většímu tlakovému rozdílu než 0,6 bar, jde nejspíš o nesprávnou volbu tlakové expanzní nádoby a vzniká nebezpečí poškození kotlového tělesa. 10.1.1 Výpočet objemu tlakové expanzní nádoby: Objem tlakové expanzní nádoby: O = 1,3 * V * (P1+B)/B B tlakový rozdíl, stanoven pro ocelové kotle na hodnotu 0,5 bar

Obr. 61 Princip funkce bezpečnostního výměníku tepla

10. Komponenty vybavení otopné soustavy

P1 hydrostatický tlak v absolutní hodnotě (bar) V

zvětšený objem vody v celé soustavě V = G * Δv

1,3 koeficient bezpečnosti

10.1 Tlaková expanzní nádoba

G hmotnost vody v otopné soustavě

Použití tlakových expanzních nádob v otopných soustavách má mnoho výhod, z nichž hlavní je zabránění přístupu vzduchu do otopné soustavy. U některých soustav s tlakovou expanzní nádobou docházelo k vyšším nárůstům tlaku vlivem nesprávně provedeného výpočtu. Po dlouhodobých zkouškách kotlových těles je navržen způsob výpočtu velikosti tlakové expanzní nádoby s ohledem na maximální tlakový rozdíl, který nemůže při dynamickém namáhání poškodit kotlové těleso. Tento tlakový rozdíl se pro ocelové kotle stanovil na 0,50 bar.

Δv zvětšení měrného objemu vody při určitém teplotním rozdílu Δt, např. z 10°C na 90°C (dm3/kg)

Při montáži tlakových expanzních nádob k ocelovým kotlům do 50 kW musí být respektovány níže uvedené zásady: Přívodní potrubí k tlakové expanzní nádobě musí být co nejkratší, bez uzavírek a s možností dilatace. Expanzní nádoba musí být umístěna tak, aby nemohlo dojít k ohřátí nádoby sálavým teplem. Každá otopná soustava musí být opatřena nejméně jedním spolehlivým pojistným ventilem, umístěným na výstupním potrubí na kotli, a manometrem. Umístění, montáž a světlost pojistných ventilů musí odpovídat ČSN 06 0830 Při montáži pojistného ventilu je zapotřebí překontrolovat správnost jeho seřízení maximálním provozním přetlakem, při kterém se musí pojistný ventil otevřít. V případě vyššího otevíracího tlaku

Δt

°C

60

80

90

Δv

dm3/kg

0,0224

0,0355

0,0431

Tab. 13 Změna hustoty vody při změně teploty Skutečný tlakový rozdíl může být vyšší než vypočtený maximálně o 0,1 bar v případě mezních výpočtových hodnot a v důsledku zvýšení tlaku plynu v tlakové expanzní nádobě tlakem vody. Příklad Hmotnost vody v otopné soustavě

G = 180 kg

Hydrostatická výška vody v soustavě

9,5 m

Absolutní hodnota hydrostatického tlaku Rozdíl teplot otopné vody (z 10°C na 90°C) Objemová změna pro Δt 80°C Otevírací přetlak pojistného ventilu Tlakový rozdíl B

P1 = 1,95 bar Δt = 80°C

v = 0,0355 dm3/kg 1,80 bar 0,5 bar

Zvětšení objemu vody v celé soustavě V = G * Δv = 180 * 0,0355 = 6,39 dm3 Minimální potřebný objem expanzní nádoby O = 1,3 * 6,39 * (1,95 + 0,5)/0,5 = 40,7 dm3 37


Dle vypočteného objemu tlakové expanzní nádoby stanovíme skutečný objem podle nejblíže vyráběné velikosti expanzní nádoby: O = 50 dm

3

Typ směšovače

L [mm]

H [mm]

H1 [mm] SW [mm]

DN25

90

91

50

46

DN40

115

106

64

66

Tab. 15 Rozměry směšovacího trojcestného ventilu

Upozornění Pokud má tlaková expanzní nádoba prodloužit životnost kotle, musí se odstranit nízkoteplotní koroze spalinových cest udržením teploty v kotli nad rosným bodem (asi na 65°C), např. pomocí směšovacího zařízení. Pokud není zabráněno nízkoteplotní korozi, pak kotel zkoroduje ze strany spalin a tlaková expanzní nádoba ve většině případů zkrátí životnost kotle působením tlaku a dynamickým namáháním stěn kotle.

Tlaková ztráta trojcestného ventilu může být vypočtena podle vzorce Δp – tlaková ztráta V – průtok ventilem

Otevřená expanzní nádoba Otevřené expanzní nádoby se v současnosti téměř neprojektují. Příčinou je možnost jejího zamrznutí tepelně - izolačně nechráněném půdním prostoru, otevřená hladina vody, která umožňuje odpar otopné vody a tudíž nutnost jejího doplňování v průběhu otopného období stejně jako sycení otopné vody kyslíkem. Nárůst podílu kyslíku ve vzduchu, který je v otopné vodě, je dán dvakrát větším součinitelem rozpustnosti tohoto plynu ve vodě oproti součiniteli rozpustnosti dusíku. Při reakci kyslíku s kovovými materiály otopné soustavy pak vznikají korozní produkty ohrožující další prvky otopné soustavy či působící provozní potíže. 10.1.2 Výpočet objemu otevřené expanzní nádoby Objem otevřené expanzní nádoby: O = 1,6 * G * Δv G hmotnost vody v otopné soustavě Δv zvětšení měrného objemu vody při teplotním rozdílu Δt, např. z 10°C na 90°C (dm3/kg) 10.2 Zařízení pro zvýšení teploty vratné vody Při provozu otopné soustavy může delší dobu do kotle proudit chladná voda. To platí pro otopné soustavy s velkým obsahem vody (> 15 l / kW). Takovéto ochlazování kotle v prostoru spalinových cest vede k větší tvorbě dehtu a horším provozním parametrům. Ochlazením spalin pod jejich rosný bod vodní páry obsažené ve spalinách zkondenzují a kondenzát způsobuje korozi těchto ploch.

Obr. 62 Směšovací skupina Oventrop RTA

Pro zabránění tohoto problému je nutno instalovat ke kotli zařízení pro zvýšení teploty vratné vody. Jako nejvhodnější je systémová skupina pro rychlou montáž Oventrop Regumat RTA (až do cca. 30 kW). Další možností je použití trojcestného nebo čtyřcestného směšovacího ventilu v zapojení podle systémových schémat nebo instalace oběhového čerpadla s vazbou na teplotu otopné vody. 10.2.1 Trojcestný směšovací ventil má dva vstupy a jeden výstup. Médium je směšované podle polohy disku ventilu. S rostoucí teplotou na senzoru se přímý průchod (A) otevírá a boční průchod (B) se uzavírá. Rozsah regulace je 50 ° C až 80 ° C, podle citlivosti termočlenu Typ směšovače

kVS

Zeta

DN25

6,5

21

DN40

9,5

52

Tab. 14 Specifikace směšovacího trojcestného ventilu

38

Obr. 63 Zapojení termostatického směšovače


RH RK VH VK

vratná voda z otopné soustavy vratná voda do kotle otopná voda do otopné soustavy otopná voda z kotle

Obr. 64 Termostatický trojcestný směšovač 10.2.2 Systémová skupina Oventrop Regumat RT Oventrop Regumat RTA světlost

mm

DN25

max. tlak

bar

10

max. teplota

°C

120

kSV

m3/hod

3,9

otevírací teplota

°C

65

otevírací tlak ventilu

mbar

20

stavební výška

mm

365

stavební šířka

mm

250

vzdálenost os

mm

125

Obr. 65 Nákres skupiny Oventrop Regumat RTA Tlaková ztráta systémové skupiny Oventrop Regumat RTA

Tab. 16 Specifikace skupiny Oventrop Regumat RTA

Obr. 66 Tlaková ztráta směšovače RTA Δp – tlaková ztráta V – průtok skupinou

39


10.3 Termostaticky směšovač TV Ochrana proti opaření Pokud je maximální teplota v zásobníku nastavena nad 60°C, je nutno přijmout vhodné opatření pro ochranu uživatelů před opařením. Možné volby jsou: Instalace jednoho termostatického směšovacího ventilu na výstup zásobníku TV, nebo Omezení teploty TV na všech odběrných místech, např. s termostatickou směšovací baterií nebo pákovou vodovodní baterií, která umožňuje omezit maximální teplotu odběru vody (v obytných budovách jsou považovány za vhodné maximální teploty teplé vody 45°C až 60°C) Nastavení výstupní teploty TV je možné v rozsahu 35 až 60°C Směšovací jednotka TV s cirkulačním čerpadlem Termostatická směšovací jednotka s cirkulačním čerpadlem je vhodná pro použití ve vícegeneračních domech se zásobníkem o teplotě do 90°C. Je navržena tak, aby se zabránilo opaření, především v solárních systémech. Směšovací jednotka TV se skládá z termostatického směšovacího ventilu s možností nastavení teploty teplé vody v rozsahu 35 až 60°C, cirkulačního čerpadla, teploměru vstupní vody (zásobníku) a TV. Dále obsahuje zpětné klapky a uzavírací kulové ventily, pro snadnou montáž a údržbu. Směšovací jednotka TV

Jednotka

Max. pracovní přetlak

bar

10

Max. teplota vody

°C

90

°C

35 - 65

m3/h

1,6

Rozsah nastavení teploty TV Kvs Oběhové čerpadlo

Obr. 67 Rozměry a specifikace směšovací jednotky TV, zbytkový výtlak cirkulačního čerpadla

Jednotka

Napájení

V

230

Spotřeba stupně 1

W

27

Spotřeba stupně 2

W

39

Spotřeba stupně 3

W

56

Tab. 17 Specifikace cirkulačního čerpadla

40

H V a b c

Zbytkový výtlak Průtok Stupeň 3 Stupeň 2 Stupeň 1

Poznámky

41

Bosch Termotechnika s.r.o. Závod Krnov Ve Vrbině 588/3 794 01 Krnov - Pod Cvilínem Tel. +420 554 694 111 Fax +420 554 694 333 e-mail: [email protected] www.dakon.cz

Dakon SP Pyro Dakon NP Pyro

Recommend Documents