Vytápění rodinných domů kotlem na pelety
Ing. Silvie Petránková Ševčíková 3.11. – 4.11.2010 hotel Skalní mlýn, Blansko
-1-
VŠB - Technická univerzita Ostrava, Výzkumné energetické centrum
Výběr vhodného topidla
Potřebný tepelný výkon Investiční náklady na zařízení a cena paliva Dostupnost paliva (zdroje energie) Požadovaný komfort a nároky na obsluhu
-2-
VŠB - Technická univerzita Ostrava, Výzkumné energetické centrum
Zdroje biomasy využitelné pro vytápění Obsah vody v%
Výhřevnost v MJ/kg
Listnaté dřevo
15
14,6
Jehličnaté dřevo
15
15,6
Dřevní štěpka
30
12,2
Sláma obilovin
10
15,5
Sláma kukuřice
10
14,4
Lněné stonky
10
16,9
Sláma řepky
10
16,0
Druh paliva
-3-
VŠB - Technická univerzita Ostrava, Výzkumné energetické centrum
Topidla na biomasu
Krby (klasický otevřený, uzavřené krby)
Kachlová kamna
Krbová kamna
Kotle pro ústřední vytápění
Kamna na pelety
Kotle na pelety
Kotle na štěpku a piliny
-4-
VŠB - Technická univerzita Ostrava, Výzkumné energetické centrum
Topidla na biomasu Účinnost [%]
Výkon [kW]
Krb - otevřený
10
<5
Krb - uzavřený
70
< 14
Kachlová kamna
80
4 – 14
Krbová kamna
80
7
Kamna na pelety
85
>1
Kotle na pelety
85
3 - 25
Kotle na štěpku
80
> 50
Kotle na piliny
80
12 - 120
Kotle na ústřední vytápění
85
8 - 100
Druh topidla
-5-
VŠB - Technická univerzita Ostrava, Výzkumné energetické centrum
Náklady na vytápění Kč / rok
Cena paliva v Kč
Spalovací zařízení (Průměrná účinnost v %)
Cena tepla Kč / kWh
Spotřeba paliva / rok
Hnědé uhlí (18 MJ/kg)
2,90 / kg
klasický kotel na uhlí (55%)
1,05
6566 kg
19040,-
Černé uhlí (23,1 MJ/kg)
4,80 / kg
klasický kotel na uhlí (55%)
1,36
5116 kg
24557,-
Koks (27,5 MJ/kg)
8,50 / kg
klasický kotel na koks (62%)
1,79
3812 kg
32405,-
Dřevo (14,6 MJ/kg)
3,0 / kg
kotel na zplyňování dřeva (75%)
0,99
5936 kg
17808,-
Dřevěné brikety (17,5 MJ/kg)
4,80 / kg
kotel na zplyňování dřeva (75%)
1,32
4952 kg
23771,-
Dřevěné pelety (18,5 MJ/kg)
4,70 / kg
kotel na dřevěné pelety (85%)
1,08
4134 kg
19428,-
Štěpka (12,5 MJ/kg)
2,00 / kg
kotel na štěpku (80%)
0,72
6500 kg
13000,-
Rostlinné pelety (16 MJ/kg)
3,65 / kg
kotel na rostlinné pelety (90%)
0,91
4514 kg
16476,-
Obilí (18 MJ/kg)
3,20 / kg
automatický kotel (85%)
0,75
4248 kg
13595,-
1,1538 / kWh
běžný kotel (89%)
1,64
22524 kWh 2145 m3
29678,-
Propan (46,4 MJ/kg)
21,00 / kg
běžný kotel (89%)
1,83
1574 kg
33054,-
Lehký topný olej ELTO (42 MJ/kg)
18,50 / kg
kotel na lehký topný olej (89%)
1,78
1739 kg
32170,-
Elektřina akumulace
393,6 Kč/měsíc + NT 1,655528 /kWh
s akumulační nádrží (93%)
2,04
19415 kWh
36860,-
Elektřina přímotop
390 kč/měsíc + NT 2,19408 / kWh
přímotopné panely (98%)
2,5
18424 kWh
45104,-
Tepelné čerpadlo
321,6 Kč/měsíc + NT 2,19888 /kWh
průměrný roční topný faktor - 3
0,95
6019 kWh
17093,-
66 GJ
26531,-
Druh paliva (Výhřevnost)
Zemní plyn (spalné teplo 37,82 MJ/m3)
-6VŠB - Technick á univerzita Ostrava,účinnost Výzkumn Centrální zásobování teplem 400 / GJ (98%)é energetické centrum 1,47
Zdroj tzb-info -7-
VŠB - Technická univerzita Ostrava, Výzkumné energetické centrum
Kotle na domácí vytápění
Peletovací kotle Kotle na dřevo s akumulační nádrží Kotle na dřevo bez akumulační nádrže Kotle na topný olej
když je PM10 CO NOx spalování [g/GJ] [g/GJ] [g/GJ] 25 150 50
dobré špatné
30
750
75
75 1500 5
4000 15000 3
30 60 25
Zdroj: Swedish Environmental Protection Agency
-8-
VŠB - Technická univerzita Ostrava, Výzkumné energetické centrum
Kotle na pelety Systémy přívodu paliva
Ze spodu: výhody: • vysoký výkon • pro dřevní štěpku a pelety nevýhody: • spalování není úplné • chybí zabezpečení proti zpětnému hoření • nepřesná kontrola hoření -9-
VŠB - Technická univerzita Ostrava, Výzkumné energetické centrum
Ze strany : výhody: • vysoký výkon • pro dřevní štěpku a pelety • také pro vlhká paliva nevýhody: • spalování není úplné • chybí zabezpečení proti zpětnému hoření • nepřesná kontrola hoření
- 10 -
VŠB - Technická univerzita Ostrava, Výzkumné energetické centrum
Shazovací systém: výhody: • zabezpečení proti zpětnému hoření • vysoká účinnost spalování • přesná kontrola spalování nevýhody: • čištění • určeno pouze pro pelety
- 11 -
VŠB - Technická univerzita Ostrava, Výzkumné energetické centrum
Výhody shazovacího systému dodávky pelet
•
pelety nejsou v kontaktu se spalovací oblastí
•
homogenní, nestlačená spalovací oblast
•
žádné opotřebení konstrukce
•
přímé spalování
•
dlouhodobě nejlepší spalovací výsledky
•
poměrně nízký obsah popele
•
automatické čištění roštu od popele
- 12 -
VŠB - Technická univerzita Ostrava, Výzkumné energetické centrum
Kotel na pelety vhodných parametrů Kotel firmy Windhager (www.windhager.com) výstup 2,9 – 25,9 kW 4 velikosti: BW_100: 2,9 – 10 kW BW_150: 5,0 – 15 kW BW_210: 6,5 – 21 kW BW_260: 8,0 – 25,9 kW
- 13 -
VŠB - Technická univerzita Ostrava, Výzkumné energetické centrum
Detail kotle Plně automatický systém dávkování pelet Bezúdržbový systém
Ústředna InfoWIN S celotextovým displejem
Spalovací nádoba Zásobník na pelety Přibližně na ~ 150 kg pelet
Z vysoce tepelně odolné oceli
Plně automatický hořák-rošt-popel Uzavřený šnekový dopravník Pro úpravu výkonu
Ze zahřívaného povrchu
Plně automatický vykladač popele
Popelník Integrovaný popelník
- 14 -
vykladač
Spalovací komora a zahřívaný povrch
VŠB - Technická univerzita Ostrava, Výzkumné energetické centrum
Proces hoření Dodávka pelet
Dodávka paliva ze zásobníku
- 15 -
Proces hoření
Automatické zapalování
VŠB - Technická univerzita Ostrava, Výzkumné energetické centrum
Čištění
čistící štětec zadní krycí víko stěrka přední krycí víko
Čistící nástroje nástroj na kuželový odběr
- 16 -
VŠB - Technická univerzita Ostrava, Výzkumné energetické centrum
Popelník
Kapacita průměrně na 2 měsíce
- 17 -
VŠB - Technická univerzita Ostrava, Výzkumné energetické centrum
Různé možnosti zásobníků na pelety
„klasická“ zásobovací místnost
Textilní zásobník - 18 -
Zásobník s ocelového plech
Plastový zásobník
VŠB - Technická univerzita Ostrava, Výzkumné energetické centrum
Zásobovací systém
Dávkovací jednotka: • sací turbína • cyklon • zásobník
Tři sací hlavice Zásobovací jednotka Přepínací jednotka
- 19 -
VŠB - Technická univerzita Ostrava, Výzkumné energetické centrum
Zásobovací systém optimální odolnost, díky 3 sacím hlavicím v zásobovací místnosti pozice zásobovací místnosti je nezávislá na kotelně bezúdržbový systém plně automatická kontrola funkčnosti vyplachování – v případě blokace z důvodu cizího tělesa je hlavice vypláchnuta zpětným proudem přepnutí – v případě, že vypláchnutí problém nevyřeší, systém automaticky zapne další hlavici
- 20 -
VŠB - Technická univerzita Ostrava, Výzkumné energetické centrum
Princip zásobníku 1.
Zásobník je prázdný – řídící jednotka vydá pokyn ke startu
2.
Sací turbína nastartuje a nasaje pelety
3.
Pelety padají přes cyklon do zásobníku
4.
Zpětný vzduch se vrací do sondy (uzavřená cirkulace – bezprašné prostředí v zásobníku)
5.
Sací turbína ukončí činnost po uplynutí naprogramovaného časového intervalu
- 21 -
VŠB - Technická univerzita Ostrava, Výzkumné energetické centrum
Požadavky na čištění
Retorta je automaticky čistěna prostřednictvím retortového profuku, topné plochy jsou také automaticky čištěny a dva šnekové dopravníky dopravují veškerý popel automaticky do integrovaného popelníku
- 22 -
VŠB - Technická univerzita Ostrava, Výzkumné energetické centrum
Výhody peletových kotlů a pelet
Dřevní pelety jsou ekologickým palivem Malá náročnost na skladovací prostory Jednoduchá regulace výkonu kotle Vysoká účinnost Automatický provoz Automatické vybírání popela Nízké emise škodlivin Aktuální provozní náklady srovnatelné s hnědým uhlím
VŠB - Technická univerzita Ostrava, Výzkumné energetické centrum
Děkuji za pozornost. Inovační centrum pro zdroje tepla
Inovačné centrum zdrojov tepla
Vysoká škola bánská – Technická univerzita Ostrava 17. listopadu 15/2172 708 33 Ostrava – Poruba Česká republika Tel.: +420 59 732 3857 Fax: +420 59 732 4295 E-mail:
[email protected], www.iczt.cz
Katedra energetickej techniky Strojnícka fakulta Žilinská univerzita v Žiline Univerzitná 8215/1 010 26 Žilina Slovenská republika Tel.: +421 915 997 250 e-mail:
[email protected] e-mail:
[email protected] www.iczt.sk
- 24 -
VŠB - Technická univerzita Ostrava, Výzkumné energetické centrum