Dziś na ringu „Magazynu Instalatora”: niezwykła „koza” o parametrach pracy kotła kondensacyjnego. Stropuva.

Cechą charakterystyczną kotłów Stropuva jest odgórny cienkowarstwowy system spalania z modulacją mocy oraz czas pracy na jednym wsadzie: do trzech dni na drewnie i ośmiu na węglu (w warunkach pracy z modulacją mocy). Kotły produkowane są w typoszeregu: 7, 10, 20, 40 kW w wersjach na drewno lub uniwersalnej na węgiel i drewno. Kocioł zbudowany jest z dwóch współosiowych stalowych cylindrów stanowiących ścianki płaszcza wodnego kotła (rys.). Wewnętrzny cylinder, wykonany z blachy o grubości 4 mm, stanowi jednocześnie: komorę spalania, zasobnik paliwa oraz wymiennik ciepła. W wersji uniwersalnej kocioł jest dodatkowo wyposażony w wymienny ruszt (15), wentylator nadmuchowy, zawór przełączania rodzaju spalanego paliwa (4) oraz kanał powietrzny, którego zadaniem jest doprowadzenie dodatkowego powietrza z rekuperatora (2) na spód rusztu przy spalaniu węgla kamiennego. W celu obniżenia emisji zanieczyszczeń (NOx, CO) oraz podniesienia sprawności kotła zamontowano w górnej części paleniska deflektor spalin (14) oraz rekuperator (komorę wstępnego podgrzewania powietrza dostarczanego do procesu zgazowania paliwa i reakcji utlenienia produktów zgazowania). Podgrzane powietrze doprowadzane jest dalej rurą teleskopową (5), z zamontowanym na jej końcu rozdzielaczem powietrza (7), bezpośrednio do warstwy spalanego paliwa.
Ponieważ teleskop przechodzi przez całą wysokość komory spalania, następuje dalsze podgrzanie powietrza do temperatury 800-1200oC. Rozdzielacz służy do prawidłowego dozowania powietrza w strefie spalania. Rozdziela w odpowiednich proporcjach główny strumień na powietrze pierwotne i wtórne. W kierunku równoległym do osi teleskopu przepływa przez rozdzielacz składowa powietrza pierwotnego odpowiedzialna za podtrzymanie procesu zgazowania paliwa, zaś w kierunku prostopadłym, poprzez poziomo ułożone ramiona rozdzielacza, składowa powietrza wtórnego odpowiedzialna za przebieg reakcji utleniania produktów zgazowania paliwa. Dzięki takiemu rozwiązaniu wysokoenergetyczne cząsteczki tlenu częściej wchodzą w reakcję z węglem, w znaczący sposób obniżając emisję CO oraz podnosząc sprawność reakcji utleniania i tym samym sprawność kotła. Rozdzielacz z teleskopem wspiera się bezpośrednio na górnej warstwie paliwa, w której zachodzi proces zgazowania. W miarę wypalania się paliwa, rozdzielacz opuszcza się w ślad za nim pod wpływem siły grawitacji, zapewniając jednakowe warunki przebiegu procesu spalania w trakcie całej pracy kotła. Nad górną częścią rekuperatora znajduje się zawór klapowy (1), którego zadaniem jest dozowanie ilości powietrza dostarczanego do procesu spalania i tym samym, poprzez wpływ na szybkość jego przebiegu, chwilowej mocy kotła (modulacja mocy). Pochodną funkcją regulatora jest ograniczenie górnej temperatury wody w kotle, którą ustawia się pokrętłem regulatora w zakresie 75-85oC. * Zasada działania W tradycyjnych kotłach stałopalnych załadowane do komory spalania paliwo pali się całą swoją objętością, przez co proces spalania jest trudny do kontrolowania. Duża część wyprodukowanego w takich kotłach ciepła jest niemożliwa do odebrania, a jego nadmiar ucieka przez komin wraz ze spalinami (strata kominowa). Taki sposób spalania ma niekorzystny wpływ na sprawność kotła, koszty ogrzewania, emisję zanieczyszczeń i wymaga częstych wizyt w kotłowni w celu uzupełniania wsadu paliwa. Wyżej opisane mankamenty zostały wyeliminowane w kotłach Stropuva, w których spalanie paliwa odbywa się tylko w cienkiej warstwie o grubości 15-20 cm, w kierunku od góry do dołu.
Dzięki temu możliwe jest jego kontrolowanie. W oparciu o nowatorskie, proste rozwiązanie układu dozowania powietrza, chronione patentem europejskim, uzyskano funkcję modulacji mocy kotła w zakresie 10-100%, funkcję ogranicznika maksymalnej temperatury w płaszczu wodnym, wysoką sprawność na poziomie 97% i porównywalną z kotłami kondensacyjnymi emisję zanieczyszczeń. Wraz z pogłębianiem się modulacji mocy temperatura spalin na wylocie z czopucha obniża się do poziomu temperatury wody na wyjściu z kotła, zmniejszając tym samym stratę kominową. Dzięki efektywnemu i kontrolowanemu przebiegowi procesu spalania osiągany czas pracy kotła na jednym wsadzie paliwa dochodzi, w budynkach dobrze izolowanych, w warunkach małych i średnich rozbiorów ciepła (praca z modulacją mocy), w przypadku drewna do trzech dni, zaś węgla do ośmiu dni. Przy większych rozbiorach ciepła podany czas odpowiednio się skraca, ale nie więcej niż do poziomu 1/3 maksymalnego czasu pracy. W kotłach stałopalnych, pracujących z układami pompowymi, nagły zanik odbioru ciepła, np. na skutek przerwy w dostawie energii elektrycznej, powoduje szybki wzrost temperatury wody w kotle, ponieważ nie ma możliwości zatrzymania raz uruchomionego procesu spalania paliwa. Do tego potrzebny jest czas oraz mechanizm, który zapobiegnie zagotowaniu się wody w kotle. W takiej sytuacji w kotłach Stropuva automatycznie uruchamia się funkcja wygaszania paleniska. Na skutek wzrostu temperatury w płaszczu wodnym zostaje zamknięta klapa regulatora ciągu i odcięty dopływ powietrza do paleniska oraz komory spalania. Dzięki systemowi cienkowarstwowego spalania, mechanizmowi modulacji mocy oraz zapewnieniu jej minimalnego rozbioru na poziomie 2-4 kW z wykorzystaniem pompy grawitacyjnej uzyskujemy czas potrzebny na wyhamowanie kotła i jego przejście w tryb pracy grawitacyjnej, do momentu przywrócenia zasilania elektrycznego. Takie działanie kotła umożliwia jego bezpieczną pracę w układach zamkniętych z naczyniem przeponowym zgodnie z obowiązującymi od 2009 r. przepisami.
* Ograniczenia Jak każde urządzenie, również kotły Stropuva mają pewne ograniczenia wynikające z ich konstrukcji. W kotłach tych nie ma możliwości uzupełniania paliwa w trakcie pracy kotła, ponieważ spowoduje to zaburzenie systemu cienkowarstwowego spalania i wygaszenie kotła. Z uwagi na to, że są to kotły długobieżne, wymagające zapewnienia stałego minimalnego rozbioru mocy, nie nadają się one do pracy na potrzeby przygotowania c.w.u. w sezonie letnim. Odmiennie niż w przypadku kotłów stałopalnych większości producentów, dla kotłów Stropuva określony jest maksymalny dopuszczalny przepływ przez kocioł, przy którym nawet podczas rozruchu na zimnej instalacji nie występuje zjawisko kondensacji. Na przykład dla kotła 40 kW przepływ maksymalny wynosi 1 m3/h. Jak nietrudno policzyć, ΔT kotła wynosi 34,4oC.
Przy typowych parametrach pracy instalacji c.o., dla których ΔT wynosi 20oC, aby zapewnić pełną transmisję mocy, przepływ po stronie instalacyjnej musi wynosić 1,72 m3/h. Zatem jest on blisko dwukrotnie wyższy od maksymalnego dopuszczalnego przepływu dla tego kotła. W większości powszechnie polecanych, typowych rozwiązań sprzężenia kotła stałopalnego z instalacją zaworem czterodrogowym, w chwili rozruchu kotła na zimnej instalacji, zawór jest w pełni otwarty. Zatem przepływ przez kocioł jest równy przepływowi w instalacji, a stąd prosta droga do wprowadzenia go w stan kondensacji. Z tego powodu w kotłach Stropuva nie zaleca się stosowania zaworów czterodrogowych. I stąd moje pytanie do konkurencji: „Panowie, dlaczego nie podajecie najważniejszego parametru pracy kotła?”. Podobnie jak w kotłach kondensacyjnych prawidłowym rozwiązaniem podłączenia kotła Stropuva do instalacji jest zastosowanie sprzęgła hydraulicznego lub wymiennika płytowego w połączeniu z odpowiednim układem napędowym obiegu kotłowego.
Zbigniew Krystosik
Pytanie do… Jakie parametry pracy kotła podawane są przez innych producentów?
Zobacz artykuł w wersji pdf pdfpdf

Prenumerata Magazynu Instalatora

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *

Ta strona korzysta z ciasteczek (cookies) Więcej informacji

Ustawienia plików cookie na tej stronie są włączone na "zezwalaj na pliki cookie", aby umożliwić najlepszy z możliwych sposób przeglądania. Jeśli w dalszym ciągu chcesz korzystać z tej strony, bez zmiany ustawienia plików cookie lub kliknięciu przycisku "Akceptuję", a następnie użytkownik wyraża zgodę na to.

Zamknij