AUDYT SYSTEMU GRZEWCZEGO

Transkrypt

1 Wytycze do audytu wykoao w ramach projektu Doskoaleie poziomu edukacji w samorządach terytorialych w zakresie zrówoważoego gospodarowaia eergią i ochroy klimatu Ziemi dzięki wsparciu udzieloemu przez Isladię, Liechtestei i Norwegię ze środków Mechaizmu Fiasowego Europejskiego Obszaru Gospodarczego oraz Norweskiego Mechaizmu Fiasowego. AUDYT SYSTEMU GRZEWCZEGO Wytycze

2 O efektywości całego systemu grzewczego w zaczym stopiu decyduje źródło ciepła. Dla kotłów grzewczych efektywość wyrażoa jest sprawością kotła (wymieioa już sprawość wytwarzaia). Możemy ją zapisać jako: η H,g = E ch eergia chemicza paliwa wprowadzaa do paleiska określoa jako iloczy strumieia paliwa i jego wartości opałowej; Q uż ciepło użytecze a wyjściu z kotła; w przypadku kotłów wodych eergia strumieia wody o wymagaej temperaturze. Sprawość kotłów wyzacza się rówież metodą pośredią, poprzez określeie strat w procesie spalaia i przekazywaia ciepła w wymieikach kotła. Wtedy sprawość moża obliczyć jako: Q E uż ch S suma strat w kotle η H,g = S Kotły a paliwa stałe W istalacjach spalaia paliw stałych małej mocy, zajduje zastosowaie główie techologia spalaia w warstwie w złożu stacjoarym. Do dobrych praktyk spalaia w istalacjach produkcji ciepła małej mocy, ależą: właściwy dobór paliwa do paleiska; ilość emitowaych zaieczyszczeń ze spalaia paliwa stałego w warstwie uzależioa jest ie tylko od techiki orgaizacji spalaia, składu chemiczego paliwa, ale także od wielkości ziara; optymala orgaizacja procesu spalaia i dobór parametrów procesowych, takich jak: temperatura spalaia produktów rozkładu paliwa, odpowiedi stosuek ilości powietrza do spalaego paliwa, zapewiającego całkowite jego spaleie; zapewieie homogeiczości mieszaki paliwowej i utleiacza powietrza oraz homogeiczości mieszaiy lotych produktów iezupełego spalaia z utleiaczem/tleem powietrza; zapewieie maksymalej sprawości pozyskaia ciepła użyteczego z wyprodukowaej eergii w czasie spalaia, czyli zapewieie odpowiediej wymiay ciepła. Stosowae w rozproszoym idywidualym i komualym ogrzewictwie istalacje spalaia węgla i biopaliw stałych moża podzielić w sposób ajbardziej ogóly, w zależości od techiki orgaizacji procesu spalaia a astępujące trzy grupy: tradycyje kostrukcje dole spalaie spalaie przeciwprądowe w całej objętości: piece ceramicze, piece grzewcze stałopale, piecokuchie; kotły wode komorowe;

3 owoczese istalacje, kotły komorowe spalaie dole w części złoża (dystrybucja powietrza do spalaia), owoczese kotły węglowe z automatyzacją procesu spalaia góre spalaie: retortowe, podsuwowe, miałowe (palikowe). Kotły komorowe realizujące techikę dolego spalaia w części złoża przezaczoe są do spalaia paliw jedorodych sortymetowo (węgiel w sortymecie orzech lub groszek, brykiety drzewe itp.). Mogą być stosowae do spalaia drewa suchego (kawałkowego lub grubszych zrębków, słomy). Należy pamiętać, że do spalaia drewa, słomy koiecze są odpowiedie kostrukcje kotłowe (o dwóch strefach komorach spalaia). Kotły zgazowujące z wstępym zgazowaiem paliwa (dwustopiowego spalaia) ależą do grupy owoczesych kotłów komorowych opalaych paliwami stałymi, gówie drewem. Ich kostrukcja jest zasadiczo oparta a techice dolego spalaia w części złoża (z dużym admiarem powietrza), która realizowaa jest w komorze zgazowaia (komora góra). Mieszaia gazu słabego i powietrza wtórego z komory zgazowaia dostaje się do komory dolej, w której astępuje jej spaleie. Rozwiązaia kostrukcyje komory dopalaia (dola komora) zabezpieczają wysoką temperaturę, powyżej 00 o C co powoduje, iż kotły te charakteryzują się wysokimi sprawościami eergetyczymi oraz iskimi wskaźikami emisji zaieczyszczeń. Praca kotła sterowaa jest automatyczie, a przy dostateczie dużej pojemości komory zgazowaia paliwo dostarcza się awet raz a dobę. Kotły te zalazły zastosowaie rówież do spalaia węgla. Kotły retortowe zaliczae obecie do ajbardziej owoczesych i ajefektywiejszych kostrukcji kotłów realizujących czystą, węglową techologię spalaia, charakteryzują się ciągłym, automatyczie sterowaym podawaiem paliwa, regulowaą i kotrolowaą ilością powietrza wprowadzaego do komory spalaia oraz wysoką efektywość eergetycza i ekologiczą. To cechy stawiające je a czele owoczesych kotłów małej mocy. Poadto charakteryzują się oe dużymi możliwościami regulacji mocy w szerokim zakresie (30-00% mocy zamioowej), przy rówoczesym iezaczym spadku sprawości cieplej, co skutkuje prawie płaską cieplą charakterystyką pracy kotła. W tym zakresie mocy stabila jest także efektywość ekologicza. Kotły podsuwowe palikowe, przezaczoe do spalaia miału węglowego pojawiły się a ryku kotłów w ostatich latach. Należą oe do tej samej geeracji urządzeń, do której ależą kotły retortowe i charakteryzują się podobą możliwością regulacji mocy w szerokim zakresie i rówie wysoką efektywością eergetyczą i ekologiczą, pod warukiem zastosowaia wysokoeergetyczych miałów węglowych, pozbawioych frakcji droboziaristych. Z uwagi a zmieość właściwości fizyko-chemiczych miałów węglowych, utrzymaie wysokiej efektywości ekologiczej w ciągłej tereowej eksploatacji jest bardzo utrudioe, wskutek czego ierzadko deklarowaa przez produceta wielkość sprawości eergetyczej i efektywości ekologiczej jest truda do utrzymaia. W tych kotłach mogą być współspalae mieszaki miału węglowego ze zrębkami drzewymi, czy awet pocięta słomą.

4 Kotły a biomasę dla których w ostatich latach astąpiło wiele zmia w ich kostrukcji i działaiu, zarówo tych ręczych jak i automatyczych, zmierzających do uzyskaia lepszej wydajości oraz obiżeia emisji zaieczyszczeń z komiów. Ulepszeia te osiągięto główie przez zaprojektowaie komory spalaia, systemu dopływu powietrza oraz automatyczej kotroli procesu spalaia. W stosuku do kotłów sterowaych ręczie, osiągięto wzrost wydajości z poziomu poiżej 50% do poziomu 75-90%. Jeśli chodzi o kotły zautomatyzowae, osiągięto wzrost wydajości z 60% do 85-95%. Dla kotłów a paliwa stałe, małej mocy Istytut Chemiczej Przeróbki Węgla w Zabrzu opracował kryteria podziału tych urządzeń pod względem efektywości eergetyczej i ekologiczej. Klasyfikacja dzieli kotły a dwie grupy: A i B, co pozwala dość precyzyjie dokoywać wyboru kotła c.o. z uwzględieiem oczekiwaej sprawości eergetyczej i wielkości emisji substacji szkodliwych. Kryteria eergetyczo-emisyje a zak bezpieczeństwa ekologiczego dla kotłów małej mocy a paliwa stałe. Typ kotła Klasa kotła Sprawo ść ciepla [% CO NO 2 *2 Wskaźiki emisji * PYŁ TOC 6WW A B(a)P [μg/m 3 Kotły z okresowym B załadukiem paliwa A Kotły z automatyczym B ciągłym załadukiem A paliwa * Dopuszczale ilości zaieczyszczeń w suchych gazach odlotowych w warukach ormalych, przy zawartości tleu 0 %; *2 Tleki azotu w przeliczeiu a NO 2 ; TOC - całkowite zaieczyszczeia orgaicze; WWA - wielopierścieiowe węglowodory aromatycze, 6 WWA wg EPA; B(a)P - bezo(a)pire Kotły gazowe oraz olejowe to urządzeia iezawode, które zazwyczaj ie są kłopotliwe w użytkowaiu. Nie ależy się też obawiać, że zastosowaie techiki kodesacyjej może spowodować jakieś dodatkowe problemy. Motaż i uruchomieie pod warukiem że zadaie powierzy się odpowiedio przeszkoloemu istalatorowi ie powiy sprawiać kłopotu bez względu a rodzaj kotła. W obu przypadkach przebieg prac jest podoby. Rówież ryzyko wystąpieia usterki podczas eksploatacji kotła kodesacyjego ie jest większe iż dla kowecjoalego. Ewetuale kłopoty w większym stopiu zależą od jakości wykoaia i zastosowaych materiałów iż od rodzaju urządzeia.

5 Nowoczese kotły bez kodesacji z palikami modulacyjymi mogą pracować z mocą zmieiającą się automatyczie w pewym zakresie, w zależości od zapotrzebowaia. Ich sprawość średiorocza jest dzięki temu wyższa (do miej więcej 92%). Jedak adal długotrwała praca w warukach iewielkiego zapotrzebowaia a ciepło powoduje spadek sprawości. Tyle tylko, że jest o zaczie miejszy iż w kotłach kowecjoalych starego typu. Zdecydowaie lepiej pod tym względem wypadają kotły kodesacyje. Zakres modulacji ich palików jest większy, więc mogą pracować w dłuższych cyklach, rzadziej włączając się i wyłączając, co korzystie wpływa a ich trwałość. Jedocześie praca przy iewielkim zapotrzebowaiu a ciepło, a więc w warukach, które występują przez większą część sezou grzewczego, powoduje itesywiejszą kodesację (temperatura wody grzewczej schładzającej spaliy jest wtedy iższa), dzięki czemu wzrasta sprawość kotła. Dlatego do małego, dobrze ocieploego budyku kocioł kodesacyjy jest lepszym rozwiązaiem. Sprawość kotłów kodesacyjych przekracza 00% (maksymalie % dla kotłów zasilaych gazem ziemym). Sprawość przewyższająca 00% wyika ze sposobu obliczeia sprawości (w czasach gdy wyzaczao defiicję sprawości ie brao pod uwagę ciepła skraplaia). W praktyce kotły kodesacyje mają ieco iższą sprawość, ale i tak jest oa wyższa o kilkaaście procet od sprawości kotłów kowecjoalych. Kotły kodesacyje mają też jedą wadę są miej więcej o połowę droższe od kotłów kowecjoalych. Wybór optymalego przedsięwzięcia poprawiającego sprawość systemu grzewczego Optymalym wariatem przedsięwzięcia termomoderizacyjego dotyczącego poprawy sprawości systemu grzewczego, a w szczególości poprawy sprawości wytwarzaia ciepła jest wariat, dla którego koszt w cyklu żywotości (LCC) przyjmuje wartość ajiższą. Do określeia wartości LCC ależy korzystać z zależości: = t Kop SV LCC = Kp + = ( + i) ( + i t ) gdzie =... kolejy rok kosztów t = długość cyklu żywotości [lata i = stopa procetowa [%/rok SV końcowa wartość urządzeń systemu (po latach). Obliczeie LCC moża dodatkowo uprościć jeżeli przyjmie się, że rocze koszty operacyje w całym cyklu żywotości t są takie same, czyli Kop = cost. Wtedy: = t LCC = Kp + Kop = ( + i Sumę = t = ( + i ) daje się obliczyć i wyosi oa: )

6 = t = ( + i) ( + i) = i t = CRF Więc wyrażeie CRF wyosi i azywa się ratą rozszerzoej reprodukcji lub współczyikiem odzysku kapitału. Wartość CRF obliczamy komputerowo lub szukamy w tablicach. Korzyść z uproszczeia (Kop = cost) jest taka, że ie ma potrzeby rozpisywaia sumy a człoów (dla każdego roku z lat), lecz koszt w cyklu żywotości liczymy jak: K p - koszty początkowe, K op - koszty operacyje, CRF - współczyik odzysku kapitału, i - stopa dyskota, t - czas eksploatacji wyrażay w latach. Wartość kosztów operacyjych K op wyzacza się z zależości: K op = Q co *O co /η H,tot + q m *O m *2+2*A b Q co zapotrzebowaie budyku a ciepło GJ/rok, obliczoe zgodie z Polską Normą O co opłata zmiea za ciepło wyrażoa w zł/gj: - dla ciepła sieciowego: opłata zmiea za ciepło i usługi przesyłowe odczytaa z taryfy lub faktury w zł/gj, - dla eergii elektryczej: suma stawek za eergię czyą, systemową opłatę przesyłową i zmiey składik stawki sieciowej przeliczoej a zł/gj, - dla własego źródła ciepła (p. kotła): cea eergii zawartej w paliwie w zł/gj obliczoej z zależości: O co = C pal /W d C pal cea paliwa w zł/j.. (j.. jedostka aturala, p. toa, m 3, litr) W d wartość opałowa paliwa w GJ/j.. η H,tot sprawość całkowita systemu grzewczego, q m zapotrzebowaie a moc cieplą budyku - kw, obliczoą zgodie z Polską Normą O m miesięcza opłata stała związaa z przesyłem i dystrybucją eergii cieplej zł/(kw*miesiąc)

7 Ab miesięcza opłata aboametowa lub ia opłata związaa bezpośredio z obsługą źródła ciepła zł/miesiąc Sprawość istalacji grzewczej moża podzielić a 4 główe składiki: sprawość źródła ciepła, sprawość przesyłaia wytworzoego w źródle ciepła do odbiorików (p. grzejiki), sprawość regulacji i wykorzystaia ciepła, sprawość akumulacji (tylko w przypadku stosowaia zbiorików akumulacyjych). Całkowita sprawość istalacji grzewczej budyku to iloczy sprawości składowych, które wymieioo wcześiej: H,tot H,g η H,g sprawość wytwarzaia, η H,d sprawość przesyłu (dystrybucji), η H,s sprawość akumulacji, η H,e sprawość regulacji i wykorzystaia, η H,tot sprawość całkowita. η = η η H,d η H,s η H,e Wartości sprawości ależy przyjmować w oparciu o dokumetacją techiczą budyku i urządzeń, dae katalogowe lub według wartości zryczałtowaych zamieszczoych w Rozporządzeiu Miistra Ifrastruktury z dia 6 listopada 2008 r. w sprawie metodologii obliczaia charakterystyki eergetyczej budyku i lokalu mieszkalego lub części budyku staowiącej samodziela całość techiczo-użytkową oraz sposobu sporządzaia i wzorów świadectw ich charakterystyki eergetyczej, co pokazao poiżej.

8

9