Politechnika Warszawska

Wydział Inżynierii Środowiska

Bilans cieplny kotła gazowego.

Wykonali: Marcin Śliwowski, COWiG-4

Adrian Solmiński, COWIG-4

Andrzej Wiktorzak, COWIG-4

Mateusz Zawadzki, COWIG-4

Sprawdzający: dr inż. Wiktor Hibner

1. Wstęp teoretyczny.

Kotły kondensacyjne stanowią obecnie najwyższy standard techniczny w technice grzewczej, wyróżniając się nieosiągalnymi kiedyś sprawnościami pracy. Dzięki wykorzystaniu ciepła kondensacji - zawartego w parze wodnej powstającej przy spalaniu gazu ziemnego. W tradycyjnych kotłach "nie kondensacyjnych", ciepło to jest tracone wraz ze spalinami opuszczającymi kocioł. Stosowane rozwiązania, takie jak powierzchnie grzewcze InoX-Radial ze stali kwasoodpornej z dodatkiem tytanu i molibdenu czy palniki promiennikowe MatriX, nie mają odpowiedników na rynku techniki grzewczej. Kotły gazowe kondensacyjne szczególnie korzystnie współpracują z kolektorami słonecznymi, zapewniając minimalne koszty ogrzewania budynku nowego lub modernizowanego.

Kotły kondensacyjne działają zupełnie odwrotnie. Jednowarstwowe powierzchnie grzewcze wykonane ze stali nierdzewnej pozwalają na głębokie schładzanie spalin i wykraplanie pary wodnej, która oddaje dodatkowe ciepło. Stąd sprawności pracy kotłów kondensacyjnych znacznie przekraczają sprawności osiągane przez tradycyjne kotły, gdzie para wodna nie może być skroplona i musi być usunięta wraz ze spalinami.

Postęp techniczny i wzrost wymagań związanych z ochrona środowiska wymaga

okresowych kontroli urządzeń gazowych pod względem ich sprawności oraz emisji zanieczyszczeń. Podstawowym parametrem określającym stan techniczny kotła jest jego sprawność cieplna określana drogą pomiarów. W momencie, gdy para wodna jest skraplana w kotłach odpornych na działanie kwaśnego kondensatu, sprawność wynosi do 109 %, gdyż nie zmieniła się wartość odniesienia 100% (wartość opałowa), a uzyskuje się dodatkowo ciepło właśnie ze skroplonej pary wodnej. Granicą fizyczną jest tu wartość 111%, a nowoczesne kotły kondensacyjne przy niewielkich stratach osiągają właśnie sprawności rzędu 109%.

2. Schemat stanowiska pomiarowego

3. Obliczenia

4. Wnioski

Na podstawie wyników otrzymanych na ćwiczeniach laboratoryjnych zauważono, iż kotły kondensacyjne są bardziej ekonomiczne niż kotły konwencjonalne. Ciepło kondensacyjne uzyskiwane ze skraplania pary wodnej pozwala na uzyskanie sprawności kotła powyżej 100%. W dzisiejszych czasach, gdy paliwa stają się coraz droższe jest to jeden z najważniejszych kryteriów doboru właściwego kotła. Spalając taką samą ilość paliwa w kotle kondensacyjnym i tradycyjnym otrzymujemy więcej energii w nowoczesnym rozwiązaniu. Dzięki temu energia odzyskana ze skroplenia pary wodnej zostaje przekazana do instalacji centralnego ogrzewania. W kotłach konwencjonalnych energia ta jest bezpowrotnie tracona, ponieważ ciepła para wodna uchodzi wraz ze spalinami przez komin.