ENERGETICKÉ VLASTNOSTI PALIVOVÉHO DREVA A POŹIADAVKY NA ZDROJE TEPLA PRE VYKUROVANIE RODINNÝCH DOMOV. Ladislav DZURENDA

Transcript

1 ENERGETICKÉ VLASTNOSTI PALIVOVÉHO DREVA A POŹIADAVKY NA ZDROJE TEPLA PRE VYKUROVANIE RODINNÝCH DOMOV Ladislav DZURENDA

2 Abstrakt V príspevku je vykonaná analýza vplyvu používania nových stavebných hmôt a materiálov pre výstavbu obvodových plášťov RD na tepelný výkon kotla pre ústredné kúrenie v RD a špecifikované sú požiadavky pre kotle na pevné palivo (dendromasu) pre efektívnu prevádzku týchto kotlov zapojených do UK vykurovania RD.

3 Palivo Vyhláš áška MŽP M P SR č.. 338/2009 Z. z., Príloha č.. 4, časť I. odst a časť V. odst písm. p b, body 1 aža 5 definuje palivo ako látky, l ktoré sa smú spaľova ovať v zariadeniach na spaľovanie palív. Patria sem hnedé a čierne uhlie, lignit, rašelina, koks, brikety, nafta, vykurovacie oleje, zemný plyn naftový, biomasa, bioplyn. Biomasou sús označovan ované produkty pochádzaj dzajúce z poľnohospod nohospodár- stva alebo lesného hospodárstva a možno ich využiť na výrobu ener- gie.. Drevný odpad a rastlinný odpad sús tiež palivom, ak v dôsledku ošetrenia konzervačnými nými látkami l alebo ochrannými nátermi n neobsa- hujú halogénovan nované zlúčeniny alebo ťažké kovy.

4 Dendromasa Suchá dendromasa,, ako palivo je charakterizovaná stredne vysokou výh- revnosťou ou Qn = 18,5 MJ.kg-1, vysokým podielom prchavej horľaviny Vd = 85 [ %] a nízkym obsahom popola Ad = 0,5 1,5 [%]. Palivo Drevo Kôra Chemické zloženie horľaviny dreva [%] C H O S N 50,7 6,3 42,9-0,1 48,5 7,1 43,4-1,0 1 rel. Vlhkosť 2 absolútna vlhkosť Palivové drevo na trhu je vo forme:. - kusového dreva. - štiepky. - brikiet. - peliet

5 Kusové palivové drevo Kusovým palivovým drevom sú polená dĺžky 33 cm vytvorené pílením a štiepaním časti stromu. Negatívnou energetickou vlastnosťou palivového dreva je skutočnosť, že dendromasa nemá stálu hustotu a je hygroskopická. Hustota suchého dreva ihlič. drevín je σo = kg/m3 a tvrdých list. drevín σo = kg/m3. Relatívna vlhkosť dreva, po spílení stromu, je Wr = %. Na vlhkosť dreva má vplyv doba ťažby dreva. Drevo stromov spílených v zime má nižšiu vlhkosť než drevo stromov spílených vo vegetačnom období. Čas potrebný na preschnutie dreva poštiepaných polien na relatívnu vlhkosť Wr = % (vzduchosuchý stav) uložených v prekrytom sklade je od 3 do 6 mesiacov. Pokiaľ je palivové drevo tenké a neštiepa sa, odporúča zbaviť kôry.

6 Štiepka Lesná štiepka sú 2 4 cm dlhé kúsky dreva, ktoré sa vyrábajú sekaním z drevných odpadov vzniknutých pri ťažbe dreva v lese napr. z vrcholcov stromov, konárov a vetiev, tenčiny z prerieďovania porastov. Energetická štiepka sú 2 4 cm dlhé kúsky dreva vyrobené sekaním drevných odpadov z niektorých techno-lógii mechanického spracovania dreva (výroba reziva, preglejok, podlahovín a pod.). Výhodou štiepky v porovnaní s kusovým drevom je skutočnosť, že rýchlejšie schne a mechanická doprava štiepky zo zásobníka umožňujú automatickú prevádzku kotla

7 Brikety Brikety sú valcovité telesá s dĺžkou asi cm vyrobené z odpadovej dendromasy drtením, sušením a lisovaním bez akýchkoľvek chemických prísad. Lisovaním sa dosahuje hustota (lisovanie za studena σ = 800 kg/m3, resp. lisovanie za tepla σ = 1300 kg/m3), čím je odstránená závislosť hustoty paliva na drevine. Výhrevnosti brikiet je konštantná Qn = 18,5 MJ/kg. Nízka popolnatosť (A = 0,5 %), neobmedzená skladovateľnosť, bezprašnosť a jednoduchá manipulácia sú vlastnosti, ktoré tomuto palivu dávajú špičkové parametre.

8 Pelety Pelety sú relatívne novou formou palivového dreva, ktoré umožnilo kotlom spaľujúcim dendromasu ich úplnú automatizáciu prevádzky. Peleta je názov pre granulu kruhového prierezu s priemerom 6 8 mm a dĺžkou mm. Pelety sú vyrobené výhradne zo sypkého drevného materiálu akým sú piliny, alebo jemné triesky bez akýchkoľvek chemických prísad. Lisovaním za tepla sa dosahuje vysoká hustota paliva (σ = 1300 kg/m3). Výhrevnosť peliet z dreva je garantovaná na úrovni Qn = 18,5 MJ/kg. Týmito parametrami a možnosťou automatickej regulácie dávkovania do kúreniska v intervale % sa pelety stávajú konkurencie schopným pevným palivom tzv. ušľachtilým palivám akým je napr. ZPN. Teplo uvoľnené spálením 2 kg peliet je rovné teplu zo spálenia 1 m3 ZPN.

9 Tepelná pohoda je definovaná,, ako pocit človeka v obytnom priestore, kedy nepociťuje. nadmerné teplo, ani chlad. STN STN Vestník MZV SR č. 7/78 ISO Tepelnotechnické vlastnosti staveb. konštrukcií a Výpočet budov tepelných strát budov pri ústrednom Hygienické vykurovaní požiadavky na pracovné prostredie Hodnotenie tepelnej pohody

10 Tepelné straty budov Technická univerzita vo Zvolene ako základ pre dimenzovanie zdroja tepla na vykurovanie objektu po-. pisuje: STN :1995 Výpočet tepelných strát budov pri ús-. rednom vykurovaní, ktorá stanovuje postup výpočtu tepelných strát. prechodom tepla cez stavebné konštrukcie a tepelné straty infiltrá-. ciou, ako korektný predpoklad na dimenzovanie všetkých súčastí na-. vrhovania vykurovacej sústavy počnúc vykurovacími telesami, cez. rozvody až po zdroj tepla. Qc = Qp + Qv Qz [W] Qp = ki. Si. (ti te). (1 + p1 + p2 + p3) [W] Qv = Vvz. (ti -te) [W] Q z trvalé tepelné zisky interieru [W]

11 Tepelno-technické požiadavky na stavebné konštrukcie objekty postavené pred rokom 1997 (rekonštrukcie) a po roku 1997 (nové stavby). Zasklené steny Druh stavebnej konštrukcie Okná a dvere do priestoru s trvalým pobytom ľudí Dvere do ostatných priestorov - bez následného zádveria - s následným zádverím Hodnoty súčiniteľa prechodu tepla [W.m- 2.K -1 ] rekonštrukcie 2,7 4,3 5,5 bez požiadavky nové stavby 2,0 3,0 4,0 2,0 Vonkajšia stena 0,46 0,32 Strecha plochá a šikmá ,32 0,19 Strop pod nevykurovaným priestorom Stena vykurovaného priestoru priľahlá k zemine pri hĺbke: - do 0,5 m - nad 0,5 do 2,0 m Podlaha vykurovaného priestoru na teréne - v úrovni do 0,5 m pod vonkajším terénom - ostatné prípady 0,34 0,62 0,89 0,6 0,86 0,21 0,47 0,62 0,41 0,60

12 Aplikácia tepelno-technických požiadaviek na stavebné konštrukcie aplikácie normy STN :1995 na objekty RD so zastavanou plochou 120 m2 nachádzajúcich sa v lokalitách horských a podhorských oblastí Slovenska s najnižšou vonkajšou teplotou vzduchu te = 18 C, priemernou vonkajšou teplotou vzduchu počas vykurovacej sezóny tep = + 2,1 C s priemerným počtom vykurovaných dní počas vykurovacej sezóny d = 250 dní vyplýva, že tepelný výkon kotla v systéme UK rodinného domu a ročná spotreba tepla vo vykurovacej sezóne sú: Stavba RD do roku 1997 po roku 1997 tepelný výkon kotla 15,5 kw 7,8 kw ročná spotreba tepla 157,7 GJ/rok 80,4 GJ/rok

13 Spotreba paliva na vykurovaciu sezónu pre vykurovanie RD Rok kolaudácie RD Palivo Qn paliva Teplovodný kotol Tepelná účinnosť kotla Ročná spotreba paliva pre vykurovanie RD Cena za palivo do roku 1997 Drevo ZP 14,5 MJ.kg -1 33,9 MJ.m -3 n s roštovým kúreniskom s atmosfer. horákom 0,75 0, kg rok m n Sk 484 EUR Sk UR Drevo 14,5 MJ.kg -1 s roštovým kúreniskom 0, kg rok Sk 247 EUR po roku 1997 Pelety ZP 17,5 MJ.kg -1 33,9 MJ.m -3 n s pyrolitic. kúreniskom nízko-emis. s horákom kondenzačný 0,85 0,92 1, kg rok m n m n Sk 807 EUR Sk 1 169EUR Sk 1 023EUR

14 Produkcia vlhkých spalín z kotla RD za rok Rok kolaudácie RD Palivo Qn paliva Teplovodný kotol Tepelná účinnosť kotla Ročná produkcia vlhkých spalín Teplota spalín do roku 1997 Drevo ZP 14,5 MJ.kg -1 33,9 MJ.m n -3 s roštovým kúreniskom s atmosfer. horákom 0,75 0, m n m n3 250 C 135 C Drevo 14,5 MJ.kg -1 s roštovým kúreniskom 0, m n3 250 C po roku 1997 ZP 33,9 MJ.m n -3 nízko-emis. horákom kondenzačný 0,92 1, m n m n3 135 C 50 C

15 Produkcia emisií z kotla RD za rok Rok kolaudácie RD Palivo Teplovodný kotol Ročná spotreba paliva pre vykurovanie RD TZL CO NO x kg C do roku 1997 Drevo ZP s roštovým kúreniskom s atmosferic. horákom kg rok m n3 17,7 0,3 185,2 5,5 24,1 11,1 19,5 - po roku 1997 Drevo ZP s roštovým kúreniskom s nízkoemisným horákom 7393 kg rok m n3 9,0 0,1 94,5 2,5 12,2 4,94 9,96 -

16 Kotle pre UK v RD na trhu OPOP, s.r.o., Valašské Meziříčí ATMOS, Bělá pod Bezdězem TRACTANT FABRI, Kolín JAKOS, s.r.o., Huštěnovice VIGAS s.r.o. Slovenská Lupča, BME o.z, Nováky, AGROMECHANIKA, v.o.s., Lhenice STS, Jindřichův Hradec ŽDB, a.s., Bohumín, VIADRUS DAKON, s.r.o., Krnov EKOEFEKT, s.r.o., Litvínov Attack s,r,o Vrútky Musil Drahomír, Kroměříž H412, H418, H424, H430, H635, H650 DC15, DC20, DC18S, DC25S, DC32S, DC25GS, DC50S, C18S, C30S, C40S, C20, C30, C40 TF-UNI 15, TF-UNI 25, FTB-30 ETKA LS-31 VIGAS-25, VIGAS-40 HAGER-BME 23, 40 DC 18 TURBO, DC 23 TURBO, DC 23 TURBO S, DC 29 RAPID, AM 29 PYROS-20, 28, 40, PYROS-PRIMA 32 U22, LING 25, LING 50 DOR 12, 16, 20, 24, 32, DOR32D, DOR45D, EKOEFEKT E24,E29,E48 ATTACK DP, ATTACK PELLET Musil 15, 20, 25, 30, 35, 40, 50 od 12 do 50 kw od 18 do 50 kw od 15 do 35 kw 31,5 kw od 25 do 40kW od 23 do 40 kw od 18 do 29 kw od 20 do 40 kw od 12 do 58 kw od 12 do 45 kw od 24 do 48 kw od 15 do 50 kw od 15 do 50 kw

17 Požiadavky na kotle UK v rodinných domoch Na trhu absentuje ponuka malých kotlov s tepelným príkonom 5 8 kw na spaľovanie dreva, pre ústredné kúrenie v RD stavaných v súčasnosti. Uvedené kotle pre spaľovanie garantovaného paliva vo forme suchej štiepky, resp. peliet by mali spĺňať nasledovne požiadavky: - pomer hmotnosti k výkonu: 30 kg.kw-1, - reguláciu výkonu v rozpätí %, - zásobník paliva min. na 8 hodín plynulej prevádzky kotla, - tepelná účinnosť kotla %, - kotle s štandardne zabudovanou akumulačnou nádržou.

18 Ďakujem za pozornosť