Ocena efektywności energetycznej kotłów. Korzyści ze strat

Kontrola efektywności energetycznej kotłów to konkretne korzyści i działania dążące do rozwiązań technicznych trafiających bezpośrednio w potrzeby klienta, zapewniając przy tym komfort w korzystaniu oraz oszczędności przy eksploatacji. Wykonywanie regularnych przeglądów i kontroli stanu technicznego kotłów z uwzględnieniem przeprowadzenia oceny efektywności energetycznej przyczynia się do zapewnienia optymalnego zużycia energii cieplnej oraz redukcji emisji dwutlenku węgla do otoczenia. Ponadto wiąże się z redukcją kosztów eksploatacyjnych przy zachowaniu wymaganego komfortu cieplnego użytkowników budynku oraz optymalnych charakterystyk środowiskowych. Poniższy artykuł przybliża temat oceny efektywności energetycznej kotłów pod kątem wymogów prawnych oraz metodyki wykonywania pomiarów i obliczeń.

Podstawa prawna

Wdrożenie do polskiego prawa we wrześniu 2007 r. Dyrektywy 2002/91/WE z dnia 16 grudnia 2002 r. w sprawie charakterystyki energetycznej budynków w formie nowelizacji w ustawie Prawo Budowlane (Dz. U. 2007 nr 191 poz. 1373, art. 62) wprowadziło obowiązek okresowych kontroli i pomiarów oceny efektywności energetycznej kotłów. Od stycznia 2009 r. zapis art. 62 Prawa Budowlanego nakazuje właścicielom lub zarządcom obiektów budowlanych przeprowadzanie okresowej kontroli stanu technicznego kotłów z uwzględnieniem ich oceny efektywności energetycznej oraz wielkości w odniesieniu do potrzeb użytkowych:

  • co najmniej raz na 2 lata w przypadku kotłów opalanych nieodnawialnym paliwem ciekłym lub stałym o efektywnej nominalnej wydajności ponad 100 kW,
  • co najmniej raz na 4 lata w przypadku kotłów opalanych nieodnawialnym paliwem ciekłym lub stałym o efektywnej nominalnej wydajności od 20 do 100 kW oraz kotły opalane gazem.

Ponadto instalacje grzewcze z kotłami o efektywnej wydajności powyżej 20 kW, użytkowanymi co najmniej 15 lat (licząc od daty na tabliczce znamionowej kotła) powinny być poddawane jednorazowej kontroli całej instalacji obejmującej ocenę efektywności energetycznej i doboru wielkości kotła, ocenę parametrów instalacji oraz dostosowanie jej do funkcji, jaką ma spełniać. Kontrolę tę przeprowadza się w roku następnym po roku, w którym upłynęło 15 lat użytkowania kotła. Obowiązek jej zapewnienia spoczywa na właścicielu lub zarządcy obiektu budowlanego (poza właścicielami i zarządcami budynków mieszkalnych jednorodzinnych, a także obiektów budownictwa zagrodowego i letniskowego), a brak jego zastosowania podlega karze grzywny. Zakres kontroli obejmuje badanie wraz z opinią dotyczącą stanu technicznego kotła, ocenę jego sprawności i ocenę wielkości kotła w stosunku do potrzeb ogrzewczych budynku. Kontrola zakończona jest sporządzeniem protokołu zawierającego zalecenia i porady dla użytkowników na temat modyfikacji instalacji systemu grzewczego, wymiany kotła na bardziej efektywny lub innych rozwiązań alternatywnych wraz  z oceną ich zasadności ekonomicznej. Należy jednak pamiętać, że kontrolę powinny przeprowadzać osoby posiadające odpowiednie uprawnienia budowlane, a w przypadku kotłów gazowych posiadające również kwalifikacje dozoru nad urządzeniami, instalacjami i sieciami gazowymi.

Metodyka obliczeń…

Sprawność (efektywność) kotłów definiuje się jako stosunek energii użytecznej, czyli mocy cieplnej oddanej wodzie kotłowej do energii dostarczonej do urządzenia wyrażonej przez iloczyn ilości spalonego paliwa i jego wartości opałowej. Zależy ona od kilku czynników: jakości spalanego paliwa konstrukcji i regulacji kotła, zastosowanego wymiennika ciepła, izolacji termicznej urządzenia i czystości komory spalania.

W warunkach eksploatacyjnych nie jest możliwe przeprowadzenie pomiaru strumienia masy spalanego paliwa z dostateczną dokładnością, dlatego do wyznaczenia efektywności energetycznej stosuje się metodę pośrednią. Oszacowanie sprawności kotła polega na określeniu strat w procesie spalania gorących gazów i przekazywania ciepła w wymiennikach kotła. Wtedy sprawność można obliczyć jako:

ηk = 100 – Swylotowa – Sniezupełnego spalania – Sniecałkowitego spalania – Swłasna kotła [%],

gdzie:

  • Strata wylotowa (kominowa) to strata ciepła unoszonego do otoczenia wraz ze spalinami. Jest największa ze wszystkich strat, najczęściej przyjmuje wartości ok. 10% w zależności od temperatury spalin oraz współczynnika nadmiaru powietrza (zawartości tlenu w spalinach) i ma decydujący wpływ na sprawność kotła. Stratę tę określa się, wykorzystując wzór Siegerta na podstawie stężenia tlenu w gazach spalinowych oraz różnicy temperatury spalin i temperatury powietrza biorącego udział w spalaniu.
  • Strata niezupełnego spalania jest wynikiem niedopalenia gazowych składników palnych w spalinach. Strata wywołana jest obecnością w spalinach pewnych ilości produktów niezupełnego utleniania, głównie tlenku węgla oraz niedopalonych węglowodorów. Stratę w łatwy sposób można określić na podstawie wyników z pomiarów wielofunkcyjnym przyrządem pomiarowym przeznaczonym do oceny szczegółowych parametrów spalin, np. stężenia poszczególnych składników gazowych.
  • Strata niecałkowitego spalania powstaje w wyniku niedopalenia stałych substancji palnych w popiele i obecności w odpadach niespalonych cząstek paliwa.
  • Strata własna przez budowę kotła wynika z ciepła oddawanego do otoczenia na zasadzie promieniowania, konwekcji i przewodzenia z obudowy kotła. Strata ta jest zależna od przyjętych rozwiązań konstrukcyjnych i izolacji cieplnej kotła. Dla nowszych kotłów jej wartość jest bardzo mała – poniżej 1% energii dostarczonej, dla starszych z gorszą izolacją termiczną wartość może sięgać kilku procent i mierzy się ją na podstawie temperatury obudowy.

… i pomiarów

Pomiar w metodzie pośredniej oceny efektywności energetycznej ogranicza się do zmierzenia trzech (lub czterech) wielkości:

  • temperatury powietrza użytego w procesie spalania w °C,
  • temperatury spalin wydostających się przez komin w °C,
  • zawartości tlenu (lub dwutlenku węgla) w spalinach w %,
  • ilość skroplin odprowadzonych z kotła (w przypadku kotłów kondensacyjnych).

Wymagane pomiary można wykonać za pomocą jednego wielofunkcyjnego przenośnego przyrządu pomiarowego spełniającego wymagania normy PN-EN 50379 odnośnie budowy, działania i wymaganych wartości parametrów, jakie powinny spełniać analizatory spalin. Nowoczesne urządzenia pomiarowe służą do analizy zarówno paliw olejowych, jak i gazowych, a wyniki analizy pokazywane są na wyświetlaczu i drukowane za pomocą wbudowanej drukarki.

Podsumowanie

Kontrola efektywności energetycznej kotłów to konkretne korzyści i działania dążące do rozwiązań technicznych trafiających bezpośrednio w potrzeby klienta, zapewniając przy tym komfort w korzystaniu oraz oszczędności przy eksploatacji. Dzięki informacjom zawartym w protokole z badania efektywności łatwiej stwierdzić, jakie zmiany są potrzebne, by oszczędzić pieniądze. Ocena możliwości kotła jest punktem wyjściowym do realizacji projektów pozwalających na ograniczenie awaryjności urządzeń i instalacji, a co się z tym wiąże – wydłużenie ich żywotności.

Anna Szczęsna

Podstawa opracowania:

  • Ustawa z dnia 19 września 2007 r. o zmianie ustawy Prawo Budowlane (Dz. U. nr 191 poz. 1373).
  • Dyrektywa 2002/91/WE Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 16 grudnia 2002 r. w sprawie charakterystyki energetycznej budynków.
  • Dyrektywa Rady 92/42/EWG z dnia 21 maja 1992 r. w sprawie efektywności energetycznej nowych wodnych kotłów grzewczych opalanych paliwem ciekłym lub gazowym.

Jedna myśl na temat “Ocena efektywności energetycznej kotłów. Korzyści ze strat

  • 11 listopada 2019 o 18:31
    Permalink

    tutaj też fajny artykuł na ten temat (…)

    Odpowiedz

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