Megújuló energiaforrások alkalmazása korszerű fűtési rendszerekben (II. rész) A fa, mint megújuló energiaforrás 1
A Fa, mint megújuló energiaforrás Nagy megújuló energia potenciál Természetes, újra termelődő energiaforrás Térségi gazdasági erő CO 2 -semleges égés Térségi munkahely Magas hatásfok, akár 94%-ig Nagy piaci potenciál Nagy lehetőségeket rejtő energiaforrás a jövő számára 2
A Fa, mint megújuló energiaforrás Fizikai alapok Fotoszintézis: A napfény kémiai energiává alakul Az átalakulási folyamat során O 2 szabadul fel Oxigén (O 2 ) Szén-dioxid (CO 2 ) CO 2 raktározódik a fában Szén-dioxid (CO 2 ) 3
A Fa, mint megújuló energiaforrás Kémiai alapok Mindegy, hogy a fa természetes úton korhad el vagy elég, akkor is azonos mennyiségű CO 2 szabadul fel. Korhadás Szén-dioxid (CO 2 ) Égés Szén-dioxid (CO 2 ) Szén (C) Szén (C) 4
Biomassza előfordulások Szilárd (erdei fa, apró- és maradék fa, pellet, fa apríték, szalma, gabona, szennyvíz iszap,...) Gáznemű (Állati trágya gázosodás, energia növények, mezőgazdasági hulladék, zöld hulladék, biológiai hulladék, szennyvizek gázai,...) Folyékony (bio diesel, repce olaj,...) 5
A Fa, mint megújuló energiaforrás A fűtőérték A fát szárítani kell az égetéshez A frissen vágott fa nagy nedvesség tartalmú A fűtőérték függ a nedvesség tartalomtól 6
A Fa, mint megújuló energiaforrás A fa nedvesség tartalmának és fűtőértékének kapcsolata Átlagosan 47% különbség van a száraz és nedves fa fűtőértékében. Nedvesség tartalom % 60 50 40 30 20 10 0 Friss vágás 50 % víztart. 2,3 kwh/kg Levegő-száraz 15 % víztart. 4,3 kwh/kg 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 Fűtőérték kwh/kg 7
A Fa, mint megújuló energiaforrás A megfelelő tüzelőanyag nagyon fontos! Maximum víztartalom (w) 20% = nedvesség (u) 25%! nedvesség % Maximum víztartalom % 8
A Fa, mint tüzelőanyag A nedves fa égése: Alacsony fűtőérték Alacsony égési hőmérséklet Tökéletlen égés Erős korom, kátrány és füst képződés Kémény lerakódás kémény tűz Kellemetlen szag 9
A Fa, mint tüzelőanyag Tüzelőanyagok: Hasáb fa Faapríték Pellet 10
Technológia Fűtőérték összehasonlítás: fahasáb Fa apríték Pellet Fűtő olaj Földgáz H kb. 4 4,5 kwh/kg kb. 4 kwh/kg kb. 5 kwh/kg kb. 11 kwh/l kb. 10 kwh/m3 11
Technológia Égési levegő igény: Égési levegő igény kb. 4 m³/fa kg! Égési levegőigény kandallóban, 6 m³/kw névleges hőteljesítményen, Égési teljesítménynél 2,0 m³/kw 12
Égési módozatok Alsó égés hasábfa leghatékonyabb égési módja Felső égésű Tömegében égő Alsó égésű P = primer levegő S = szekunder lev. A = égéstermék Hatékonyság 13
Biomassza Fatüzelés Hagyományos kazánok: Tüzelőanyag: fahasáb (helyigény, szemét, munkaigényes) Rendszer kialakítás helyigényes (puffer tároló) Faelgázosító kazánok: Tüzelőanyag: fahasáb (helyigény, szemét, munkaigényes) Rendszer kialakítás helyigényes (puffer tároló) Speciális kazánt igényel, viszont jó hatásfok érhető el 14
Biomassza Faapríték és pellet Faapríték kazánok: Tüzelőanyag: speciális, előkészített faapríték Rendszer kialakítás helyigényes (puffer tároló) Speciális kazánt igényel Pellet kazánok: Tüzelőanyag: speciálisan előkészített pellet Rendszer kialakítás helyigényes (puffer tároló, pellet tároló) Speciális kazánt igényel 15
Faelgázosító kazán felépítése Egyfokozatú füstgáz ventilátor Tüzelőanyag tároló Primer levegő Szekunder levegő Égéslevegő Samott fúvóka Samottbélés Füstgáz 16
Pellet kazánok típusai és felépítése Felső adagolású Előnyök: Magas utánégés biztonság Homogén, laza tűzágy Könnyen lekapcsolható Kopás-tűrő Hátrányok: Bonyolult töltési szint ellenőrzés magas tisztítási igény Bonyolult a folyamatos tisztítás Primer levegő ellátás Hamu tálca Szekunder levegő ellátás 17
Pellet kazánok típusai és felépítése Vízszintes adagolású Előnyök: Könnyű töltöttségi szint ellenőrzés Könnyű szabályzohatóság Egyszerű hamu eltávolítás Folyamatos tisztítás lehetséges Csigás adagoló Szekunder levegő Hátrányok: A pellet közvetlen kapcsolatban van a tűzággyal Rosszabb emissziós értékek a tökéletlen utóégés miatt kikapcsolásnál Az adagoló csiga összenyomja a pelletet Inhomogén tűzágy Hamu tálca Primer levegő 18
Pellet kazánok típusai és felépítése Alsó adagolású: Előnyök: Könnyű töltési szint ellenőrzés Könnyű szabályozás Egyszerű hamu eltávolítás Folyamatos tisztítás lehetséges Hátrányok: A pellet közvetlen kapcsolatban van a tűzággyal Rosszabb emissziós értékek a tökéletlen utóégés miatt kikapcsolásnál Csigás adagoló Hamu tálca Szekunder levegő Primer levegő 19
Közös jellemzőjük, hogy magas üzemi hőmérsékleten működnek, ami a mai rendszerméretezési hőmérsékleteket figyelembe véve, különös tekintettel az alacsony hőmérsékletű fűtési rendszerekre (fal-, padló-, mennyezetfűtés) a rendszer számára közvetlenül nem felhasználható. A komoly méretű tüzelőanyag tároló helyiséget és adagolórendszert igénylő pellet és apríték tüzelésű kazánok kivételével a berendezések emberi beavatkozást igényelnek. A korszerű fűtési rendszerekhez komfortfokozata és üzemeltetési paraméterei nem teszik alkalmassá (külső hőmérsékletfüggő szabályozás, napi-heti programóra, kis vízterű dinamikus rendszer, termosztatikus radiátorszelepek) Hogyan lehet ezeket a hátrányokat kiküszöbölni? 20
Rendszer kialakítás Puffer tároló Tároló méretezés biztonságra: Tartály térfogata liter Kazán névleges teljesítménye kw Névleges leégési idő Épület hőigénye kw Minimum beállítható kazán teljesítmény Példa: Kazán teljesítmény 20kW; leégési idő 4h kw V PU = 13,5 * 20 kw * 4 h = 1080 21
Ökölszabály alapján: Minimum 30-50 liter/kw 22
Kapcsolási példák A tároló töltőszivattyú vezérelhető: 1. Füstgázhőmérsékletről 2. Kazánvíz hőmérsékletről 3. Kazánvíz és a tároló alsó hőmérsékletéről (hőmérsékletkülönbség-szabályozás) 23
Kapcsolási példák soros kapcsolás Hőmérséklet különbség kapcsoló Amikor a pufferhőmérséklet alacsonyabb, mint a rendszer viszatérő hőmérséklete, akkor a hőmérsékletkülönbség kapcsoló kizárja a puffert. Ellenkező esetben a visszatérő víz átfolyik a pufferen. A gázkazán külső szabályozása vagy tiltása szükségtelen. 24
Kapcsolási példák párhuzamos kapcsolás Amikor a pufferhőmérséklet eléri a megfelelő szintet, a szabályozás átkapcsol a pufferre, mint hőforrásra. A gázkazánt ekkor le kell tiltani. 25
26
Köszönöm a figyelmet! Gróman Attila attila.groman@hu.bosch.com 20/983-13-30 27