Budowa i automatyka kotłów małej mocy na pelet drzewny

Wpływ paliw na konstrukcję kotłów

Nowoczesne kotły na biopaliwa stałe to zazwyczaj urządzenia jednopaliwowe, w których nie przewiduje się spalania paliwa zastępczego. Jedynie w przypadku niektórych kotłów na zrębkę drzewną możliwe jest alternatywne spalanie peletu drzewnego. Natomiast zamiana paliwa w kotłach przeznaczonych do spalania peletu na zrębkę drzewną nie jest możliwa z powodów technicznych, tj. stosowanych systemów doprowadzenia paliwa. W kotłach na pelet podajniki ślimakowe zaprojektowane są wyłącznie do transportowania peletu i będą ulegały blokowaniu przy transporcie zrębki drzewnej. Kawałki drewna stanowiącego zrębkę mają bowiem większe wymiary i większą sztywność niż pelet. Z kolei transport zrębki za pomocą pneumatycznego systemu przeznaczonego do peletu powoduje zapychanie się rur systemu.

Wysokie wymagania stawiane kotłom na biopaliwa stałe w zakresie efektywności energetycznej [1, 2] oraz emisji produktów spalania [2] powodują optymalizowanie ich konstrukcji, oraz dopasowanie do konkretnego rodzaju paliwa. Dotyczy to przede wszystkim budowy komory spalania, konstrukcji palnika, geometrii wymiennika ciepła oraz wyposażenia i uzbrojenia, które mają bezpośredni wpływ na kontrolę procesu spalania i efektywność przekazywania ciepła oraz skuteczność oczyszczania spalin. Ważne jest ponadto dopasowanie geometrii elementów systemu doprowadzenia paliwa do gęstości nasypowej, stopnia rozdrobnienia i sztywności transportowanego paliwa. Systemy pobierania paliwa muszą także uwzględniać naturalny kąt zsypu i zawiesistość biopaliwa stałego. Pobór peletu z magazynu jest możliwy za pomocą otwartego podajnika ślimakowego, a do poboru zrębki konieczny jest dodatkowo nagarniacz sprężynowy. Właściwości fizyczne, chemiczne i energetyczne paliwa mają także wpływ na pozostałe elementy, kontrolę procesu spalania oraz parametry pracy kotła.

Typowe kotły małej mocy na pelety drzewne lub zrębkę to kotły stalowe o budowie kompaktowej, gdzie komora spalania oraz wymiennik ciepła stanowią osobną, nierozłączną całość. Z kolei żeliwne kotły do spalania peletu drzewnego stanowią najczęściej adaptację kotłów do zabudowy palników nadmuchowych, w których zamiast palnika na gaz i/lub olej stosuje się palnik na pelety. Kocioł taki składa się z członów żeliwnych zakończonych płaskimi dennicami, w środku znajduje się komora spalania.

Kotły stalowe na pelet lub zrębkę drzewną małej mocy mają najczęściej wspólny płaszcz wodny komory spalania i wymiennika ciepła. W komorze spalania znajduje się palnik, który stanowi jej część wraz ze zintegrowanym systemem podawania paliwa. Dla zapewnienia efektywnego spalania, zbliżonego do spalania całkowitego i zupełnego, proces rozdzielony jest na dwa etapy. Pierwszy etap obejmuje spalanie pierwotne na ruszcie, drugi zaś to spalanie wtórne, tzw. dopalenie w górnej części palnika. Dla zapewnienia wysokiej sprawności energetycznej kotła proces przekazywania ciepła do czynnika roboczego realizowany jest przeponowo do płaszcza wodnego chłodzącego komorę spalania oraz wymiennik płaszczowo-rurowy o dużej powierzchni wymiany ciepła. Spotykane są także rozwiązania z wymiennikiem ciepła spaliny-woda o konstrukcji płytowej, gdzie spaliny oraz czynnik roboczy przepływają prostopadłościennymi kanałami, a przeponę stanowią zespawane ze sobą płaskie blachy ze stali węglowej. Przepływ spalin przez wymiennik ciepła oraz indukowany ruch powietrza w palniku wywoływany jest najczęściej przez wentylator wyciągowy zabudowany na czopuchu kotła. Doprowadzenie paliwa do komory spalania jest zmechanizowane i realizowane za pomocą podajnika ślimakowego wznośnego. Podajnik pobiera paliwo z zasobnika pośredniego i podnosi je do rynny zsypowej, po czym grawitacyjnie opada ono do komory spalania. Proces podawania paliwa i powietrza do komory spalania jest kontrolowany i realizowany za pomocą sterownika swobodnie programowalnego. Powietrze doprowadzane jest w sposób płynny, a paliwo w sposób quasi-płynny. Sterowanie procesem spalania realizowane jest przez program sterujący (algorytm) na podstawie informacji od czujników temperatury zlokalizowanych w komorze spalania oraz w króćcu wylotowym spalin i w płaszczu wodnym, a także z sondy lambda zabudowanej w czopuchu kotła. Dla zapewnienia odpowiednich warunków spalania oraz wymiany ciepła kocioł wyposażony jest w zmechanizowany system czyszczenia palnika i wymiennika ciepła.

Budowa kotła i podstawowe komponenty na przykładzie PelletStar BioControl 10

Kocioł ma budowę kompaktową i jest zintegrowany z zasobnikiem paliwa o pojemności 300 l załadowywanym ręcznie (rys. 1). Jest to kocioł jednopaliwowy o typoszeregu mocy nominalnych 10, 20, 30, 45 i 60 kW. Kotły te występują w wersjach:

• z podajnikiem ślimakowym elastycznym i zasobnikiem pośrednim,
• z pneumatycznym systemem podawania paliwa i zasobnikiem buforowym,
• z ręcznym załadunkiem paliwa i zasobnikiem magazynującym.

Pobierz bezpłatnie poradnik: Bezpłatny e-book Kotły na pellet i drewno kawałkowe | RynekInstalacyjny.pl

Tworzą rodzinę kotłów wodnych niskotemperaturowych, opalanych peletem drzewnym HP1 wg austriackiej normy dotyczącej jakości peletów [4] lub peletem równoważnym o średnicy 6 mm wg norm [5–8]. W kotłach tych spalany był także pelet drzewny o średnicy 8 mm, przy zachowaniu wysokich walorów energetycznych i bez szkody dla urządzenia. Mogą one pracować z maksymalną temperaturą wody 90°C i przy ciśnieniu 3 barów w układzie zamkniętym.

Nominalna moc kotła PelletStar BioControl 10 wynosi 10 kW i ma on zasobnik paliwa o pojemności 300 l. Korpus kotła wykonany jest ze stali jako konstrukcja spawana. Pracą kotła steruje sterownik swobodnie programowalny BioControl 3000 o otwartej architekturze. Sterownik ten jest prosty i intuicyjny w obsłudze, a wszystkie czynności związane z pracą kotła realizowane są w sposób automatyczny. Jedyne czynności manualne to załadunek paliwa do zasobnika przy kotle i usuwanie popiołu oraz serwis. Automatycznie realizowane są m.in. następujące funkcje: włączenie kotła, rozruch, regulacja wydajności, sterowanie peryferiami kotła, sterowanie obiegami grzewczymi, czyszczenie palnika, czyszczenie wymiennika ciepła, optymalizacja pracy, dopasowywanie spalania do parametrów paliwa, wygaszanie, wyłączenie kotła, czynności diagnostyczne, magazynowanie i zrzut parametrów pracy, działanie systemów bezpieczeństwa, wyświetlanie bieżących parametrów pracy kotła itd.

Sterownik kontroluje wszystkie funkcje wewnętrzne kotła związane z jego pracą, a także funkcje zewnętrzne wiążące się z jego peryferiami – steruje pracą obiegów grzewczych oraz koordynuje pracę dodatkowych źródeł ciepła. Może bowiem sterować dwoma obiegami grzewczymi, przygotowaniem c.w.u. i buforem ciepła. Po rozszerzeniu o odpowiednie karty sterujące może sterować sześcioma obiegami grzewczymi, systemem solarnym, dodatkowym kotłem lub innym asekuracyjnym źródłem ciepła. Kocioł i jego automatyka mogą stanowić centrum systemu grzewczego w budynku. Podstawowe parametry pracy mogą być odczytywane lub zmieniane na odległość po rozbudowie o dodatkowy moduł komunikacyjny. Nad optymalizacją procesu spalania czuwa zabudowana na ciągu spalinowym sonda lambda, która zmienia ilość wprowadzanego paliwa i/lub powietrza do komory spalania w zależności od zawartości tlenu w spalinach. Wartość mierzona sondą lambda jest porównywalna z macierzą referencyjną dla danego rodzaju paliwa przy danej mocy chwilowej. Algorytm sterowania posiada także macierz referencyjną strumienia paliwa oraz strumienia powietrza dla mocy nominalnej kotła, oraz mocy chwilowej. Zawartość macierzy referencyjnej w zakresie ilości tlenu w spalinach oraz strumienia wprowadzanego paliwa i powietrza do komory spalania można zmieniać w oparciu o rzeczywiste parametry paliwa na etapie rozruchu. Może to być korygowane przez serwisanta lub przez użytkownika.

Korpus kotła wykonany jest ze stali węglowej konstrukcyjnej S235JRG2 wg EN 10025 o grubości 4 mm, na zewnątrz znajduje się izolacja cieplna z prasowanej wełny mineralnej o grubości 50 mm (rys. 2). Z kolei na zewnątrz wełny mineralnej znajduje się płaszcz ochronny z malowanych proszkowo płyt z blachy stalowej. Wełna mineralna na elementach zdejmowanych obudów ma dodatkowo z zewnątrz folię aluminiową. Płaszczowo-rurowy wymiennik ciepła ma kształt prostopadłościanu, wewnątrz którego wspawane są rury stalowe bez szwu walcowane ø 48,3×3,25 wykonane ze stali St33-2 wg DIN 2440 o długości 450 mm. Wymiennik ciepła jest dwuciągowy, pierwszy ciąg tworzy jeden rząd trzech rur, przez które przepływają spaliny z komory spalania z góry do dołu. Drugi ciąg stanowią dwa rzędy po trzy rury, przez które przepływają spaliny z dołu do góry do czopucha kotła. Palnik kotła wyposażony jest w ruchomy ruszt z górnym zasypem paliwa. Paliwo do komory spalania precyzyjnie dozowane jest za pomocą podajnika ślimakowego z zasobnika paliwa przy kotle. Kocioł wyposażony jest w czujnik temperatury paliwa na ścieżce paliwowej w zasobniku oraz system awaryjnego wyłączenia urządzenia na wypadek cofania się płomienia do zbiornika paliwa.

Kocioł ma dwa popielniki, jeden poniżej palnika, drugi poniżej wymiennika ciepła. Konstrukcja kotła umożliwia otwarcie przedniej pokrywy i po odkręceniu dwóch nakrętek (zalanych tworzywem) opróżnienie zbiorników popiołu. Zasobniki popiołu są połączone ze sobą za pomocą rantu w taki sposób, że wyciągając jeden popielnik, wyciąga się jednocześnie drugi. Ich duża pojemność ogranicza do minimum częstość opróżniana. Popielniki należy opróżniać nie częściej niż raz na dwa lub trzy tygodnie w zależności od rzeczywistego obciążenia kotła. Zasobnik paliwa należy uzupełniać co 5–14 dni, zależnie od zapotrzebowania na strumień ciepła.

Ruch powietrza i spalin wymuszony jest przez wentylator zabudowany na ciągu spalin na czopuchu kotła. W kotle panuje podciśnienie, co chroni pomieszczenie kotłowni przed przypadkowym i niekontrolowanym wydostawaniem się spalin do pomieszczenia. Pomimo szczelnego wykonania kotła w trakcie rozpalania odrobina spalin może się wydostać do pomieszczenia. Praca kotła przy podciśnieniu pozwala ponadto na swobodne kształtowanie strumieni powierza zasilającego palenisko.

Zapewnia to odpowiednia konstrukcja palnika kotła. Zabudowany wentylator ma płynną regulację wydajności w zakresie od ok. 10 do 100% w szerokim zakresie mocy grzewczej, wynoszącym według danych katalogowych od 4,8 do 16 kW.
Elementy kotła szczególnie narażone na wysoką temperaturę wykonane są z żeliwa, co gwarantuje ich wysoką trwałość. Liczbę czynności serwisowych ogranicza się do minimum i wykonuje łatwo dzięki ergonomicznej budowie kotłów. Kocioł ma ruchomy ruszt, na który od góry mechaniczne wprowadzane jest paliwo, a powietrze do spalania doprowadzane jest dwiema drogami (rys. 3). Powietrze pierwotne wprowadzane jest od dołu, pod ruszt, analogicznie jak w prostych kotłach z nieruchomym rusztem. Powietrze to służy do wstępnego spalania (namiastka pirolizy) i zgazowania paliwa, tzw. spalania pierwotnego. Powietrze wtórne wprowadzane jest nad rusztem specjalnymi dyszami do spalania wtórnego i dopalenia lotnych części palnych ze zgazowania paliwa.

Ze względu na możliwość spalania różnych gatunków peletów, modyfikacji uległa nie tylko konstrukcja komory spalania, ale także sposób wprowadzania powietrza oraz regulacja strumienia powietrza. Z powodu zmiennego zapotrzebowania na strumień ciepła oraz zróżnicowanej jakości paliwa (przy spalaniu innych pelet niż zalecane) nieodzowna stała się płynna regulacja wydajności powietrza wprowadzanego do komory spalania. Zmienne zapotrzebowanie na czynnik grzewczy automatycznie wymusiło zmienny i regulowany precyzyjnie strumień objętości paliwa wprowadzanego do komory spalania. Ze względu na objętościowe wprowadzanie paliwa do komory spalania należy na bieżąco dokonywać korekty parametrów spalania. Zmiana gęstości nasypowej paliwa przy jego objętościowym wprowadzaniu powoduje zmianę strumienia masy dostarczanej do palnika, co istotnie wpływa na parametry procesu spalania. Paliwo doprowadzane jest w trybie on/off (włącz/wyłącz podajnik paliwa), odstępy pomiędzy kolejnymi fazami stanu od „on” do „off” są znacznie krótsze od czasu potrzebnego do spalenia najmniejszej porcji wprowadzonego paliwa. Ze względu na znaczną inercję w spalaniu paliwa efekt wprowadzania paliwa do komory spalania w trybie on/off jest taki jak przy regulacji ciągłej, np. przez płynną zmianę prędkości obrotowej ślimaka w podajniku. Regulacja wydajności wprowadzania paliwa jest „quasi-ciągła”, a strumień objętościowy wprowadzonego paliwa jest średnią arytmetyczną stanu „on” do czasu stanu „on” plus „off” w stosunku do maksymalnej wydajności podajnika paliwa. Maksymalna wydajność podajnika palnika osiągana jest wtedy, gdy nie występują przerwy – brak stanu „off”.

Konstrukcja palnika

Ruszt palnika wykonany jest z żeliwnej płyty z podłużnymi otworami, którymi od dołu przepływa powietrze pierwotne (rys. 4). Dla zwiększenia odporności na wysoką temperaturę, poprawy właściwości mechanicznych oraz odporności na korozję żeliwo zawiera 16% chromu. Ruszt palnika jest jednostronnie podparty za pomocą stalowego walcowego trzpienia w sposób obrotowy. Taka konstrukcja mocowania pozwala na wykonanie ćwierć obrotu dla oczyszczenia palnika z zanieczyszczeń zbierających się na jego powierzchni podczas pracy.

W trakcie normalnej pracy ruszt ustawiony jest poziomo, na jego powierzchni odbywa się spalanie paliwa, a drobne cząstki popiołu zsypują się w dół szczelinowymi otworami do popielnika poniżej. Cząstki popiołu o wymiarach większych niż wymiar szczeliny pozostają na jego powierzchni. W trakcie czyszczenia palnika ruszt wykonuje ruch obrotowy względem osi trzpienia i przechodzi do pozycji pionowej (rys. 5), co powoduje opadanie resztek popiołu do popielnika.

Dla skutecznego usunięcia szlaki i zapieczonego popiołu poniżej mocowania rusztu zabudowane są blachy stalowe tworzące tzw. grzebień czyszczący ruszt (rys. 6). W pozycji pionowej blachy grzebienia czyszczącego wypełniają podłużne otwory rusztu. W trakcie ruchu obrotowego rusztu z pozycji poziomej (normalnej pracy) do pionowej (czyszczenia) blachy grzebienia wypychają od dołu zanieczyszczenia w szczelinach oraz na górnej powierzchni paleniska.

Paliwo na ruszt w komorze spalania dozowane jest przez podajnik ślimakowy. Prędkość obrotowa ślimaka jest stała. Precyzyjne dostarczanie odpowiedniego strumienia masowego paliwa realizowane jest przez odpowiednią kombinację czasu trwania „taktu” i „pauzy”, czyli stanu on/off. Ze względu na bezwładność procesu spalania ciała stałego ten sposób regulacji ilości dostarczanego paliwa jest wystarczający. Paliwo pobierane jest z zasobnika przy kotle za pomocą podajnika ślimakowego i podnoszone do górnej części kotła, po czym osypuje się grawitacyjnie do komory spalania za pomocą rynny zsypowej (rys. 7). Takie rozwiązanie skutecznie chroni zasobnik paliwa przed ewentualnym cofaniem się płomienia z komory spalania ścieżką paliwową.

Zsypujące się rynną paliwo zbiera się na ruszcie (rys. 8) w dolnej części palnika. Od dołu, podłużnymi otworami w ruszcie, przepływa powietrze pierwotne do wstępnego spalenia paliwa. Powyżej rusztu, w części cylindrycznej palnika, znajdują się dysze powietrza wtórnego do dopalenia palnych składników w spalinach. W dolnej części palnika znajduje się dysza gorącego powietrza zasilana z zapalarki. Zapłon paliwa jest realizowany za pomocą zapalarki elektrycznej, która nawiewa podgrzane powietrze wprost na paliwo znajdujące się na ruszcie, powodując jego samozapłon w początkowej fazie pracy kotła.

Istotną zaletą analizowanego kotła z rusztem jest możliwość spalania peletu innego niż drzewny. Wynika to z prostego systemu zasilania oraz szerokich możliwości kształtowania warunków spalania przez automatykę kotła i jest to wyjątek od reguły kotła jednopaliwowego. Zastosowany sterownik BioControl 3000 pozwala na swobodne ustawianie w szerokim zakresie strumienia masowego paliwa, strumienia objętościowego powietrza dostarczanego do komory spalania, warunków temperaturowych w komorze spalania oraz zawartości tlenu w spalinach. Ograniczeniem są wymiary cząstek paliwa. Paliwo musi mieć formę rozdrobnioną, dopuszcza się pelet o średnicy innej niż 6 mm. Spalany pelet nie powinien mieć średnicy większej niż 8 mm i mniejszej niż prześwity w ruszcie palnika.

Sprawność i efektywność energetyczna

Wysoka sprawność kotła wynika nie tylko z zastosowania nowoczesnego i wysokoefektywnego palnika oraz wymiennika ciepła o dużej powierzchni wymiany ciepła. Zwiększenie sprawności jest wynikiem wprowadzenia m.in. mechanicznego czyszczenia wymiennika ciepła (rys. 9). Realizowane jest ono poprzez ruchome (wahliwe) mocowanie turbulatorów spalin w płomienicach wymiennika ciepła, napędzanych mechanizmem posuwisto-zwrotnym. Automatyka kotła cyklicznie uruchamia silnik napędzający mechanizm korbowy połączony z turbulatorami, powodując ich ruch góra-dół. Poruszające się turbulatory ściągają osadzający się popiół lotny na wewnętrznej powierzchni płomienic. Podstawową rolą turbulatorów jest wydłużenie drogi spalin w płomienicach wymiennika ciepła przez nadanie im ruchu po linii śrubowej, zgodnie z krzywizną ich skręcenia. Takie rozwiązanie zwiększa także prędkość przepływu spalin, poprawia warunki wymiany ciepła oraz redukuje warstwę graniczną (izolacyjną) Prandtla spalin tuż przy ściance wewnętrznej rury.

Kolejnym rozwiązaniem stosowanym dla zwiększenia sprawności kotła oraz ograniczenia emisji zanieczyszczeń związanych ze spalaniem jest zastosowanie sondy lambda. Sonda ta zabudowywana jest na ciągu spalinowym za wymiennikiem ciepła na czopuchu (rys. 10).

Sonda lambda pozwala na procentowe określenie zawartości tlenu w spalinach. Przy założeniu upraszczającym, że cały ubytek tlenu w spalinach został zmieniony w dwutlenek węgla i parę wodną, możliwe jest oszacowanie zawartości podstawowych składników spalin. Znajomość przybliżonego składu procentowego spalin w połączeniu ze znajomością temperatury w komorze spalania i temperatury na wylocie spalin pozwala na optymalne sterowanie procesem spalania, przy znajomości charakterystyk cieplno-przepływowych kotła. Kontrolowane spalanie poprawia sprawność energetyczną kotła i redukuje do minimum zanieczyszczenie środowiska produktami spalania. Dla zmniejszenia strat postojowych wywołanych ciągiem grawitacyjnym na przewodzie spalinowym można zabudować klapę dławiącą uruchamianą z automatyki kotła. W czasie postoju klapa dławiąca na ciągu spalinowym jest zamykana, co znacząco ogranicza przepływ powietrza w wyniku ciągu kominowego i redukuje wychłodzenie kotła. Ze względów bezpieczeństwa klapa dławiąca nie jest całkowicie szczelna – dla ochrony przed wydostaniem się spalin resztkowych do pomieszczenia ciągiem powietrza świeżego do spalania.

Praca i automatyzacja kotła

Najnowszą generację kotłów na biopaliwa stałe należy rozpatrywać w aspekcie automatyki, sterowania, wysokiej sprawności i efektywności energetycznej, różnorodności systemów doprowadzenia paliwa, optymalizacji i nowoczesnego designu. W nowoczesnych kotłach stosuje się sterowniki swobodnie programowalne, realizujące wszystkie funkcje związane z automatyką, sterowaniem i komunikacją jednostki z otoczeniem. Pozwala to na wygodne użytkowanie, niezawodność i wysoką funkcjonalność. Jednostka centralna steruje wszystkimi procesami wewnętrznymi w kotle związanymi ze spalaniem, tj. doprowadzeniem paliwa, doprowadzeniem powietrza w sposób płynny, odprowadzeniem spalin, automatycznym oczyszczaniem wymienników oraz palnika, pomiarami temperatury, pomiarami składu spalin z wykorzystaniem sondy lambda, regulacją, optymalizacją procesu spalania, automatycznym zapłonem oraz zabezpieczeniami.

Regulacja pracy kotła polega na doprowadzeniu paliwa w odpowiedniej ilości za pomocą podajnika ślimakowego napędzanego precyzyjnym silnikiem elektrycznym oraz sterowaniem ilością powietrza doprowadzonego do komory spalania w zależności od zapotrzebowania na ciepło. Optymalizacja realizowana jest przez indywidualne sterowanie pracą wentylatora przy ustaleniu proporcji powietrza pierwotnego i wtórnego, w zależności od mocy chwilowej, temperatury i składu spalin. W przypadku kotła małej mocy PelletStar BioControl 10 jest to jeden wentylator na wywiewie, zabudowany na czopuchu kotła. Specjalną przesłoną ustala się na sztywno proporcje powietrza pierwotnego i wtórnego w trakcie pierwszego uruchomienia przez serwis.

Nowoczesna architektura sterownika BioControl 3000 (rys. 11) pozwala na swobodną rozbudowę o dodatkowe moduły, np. sterowanie wieloma obiegami z mieszaczami, regulacja w układzie pogodowym, możliwość sterowania obiegiem ciepłej wody użytkowej, obiegiem solarnym, układem do podnoszenia temperatury powrotu, układem z buforem ciepła, dodatkowym źródłem ciepła (kocioł gazowy, olejowy, grzałka elektryczna, odzysk ciepła itp.) czy układem z wymiennikiem ciepła dla ciepłej wody użytkowej. Ponadto sterownik kotła może kontrolować poziom paliwa za pomocą czujników na podczerwień, sterować klapą na przewodzie spalinowym, komunikować się z użytkownikiem za pomocą modemu w telefonii sieciowej lub SMS-ów w sieci komórkowej GSM. Do komunikacji bezpośredniej z użytkownikiem służy zintegrowany graficzny ekran ciekłokrystaliczny z klawiaturą. W nowszych konstrukcjach kotłów są to wyświetlacze dotykowe.

Płynna regulacja wydajności wentylatora powietrza oraz szeroki zakres i doskonałe stopniowanie mocy kotłów pozwalają na ich optymalne dopasowanie do indywidualnych potrzeb użytkownika. Kocioł pracuje płynnie w zakresie mocy od ok. 30 do 100% i charakteryzuje się wysoką sprawnością (przekraczającą 92%) oraz niską emisyjnością substancji szkodliwych i pyłów, potwierdzoną atestami. Wysoka sprawność uzyskiwana jest przez zastosowanie nowoczesnych sterowników i skomplikowanych algorytmów sterujących pracą podzespołów. Dla poprawienia sprawności optymalizowana jest geometria wewnętrznych elementów kotła, przez które przepływają spaliny. W celu zmniejszenia strat postojowych stosuje się izolację termiczną kotła o grubości nawet do 80 mm w miejscach o wysokiej temperaturze. Zastosowany sterownik umożliwia regulację pogodową z krzywą grzewczą, która w połączeniu z indywidualną regulacją obiegów grzewczych poprawia efektywność energetyczną całego systemu grzewczego. Każdy obieg grzewczy ma programowalny czas pracy oraz czas tzw. osłabienia nocnego. Sterowanie obiegiem grzewczym może się odbywać z zadajnika w ogrzewanym pomieszczeniu.

Wysoką funkcjonalność kotła uzyskuje się przez zautomatyzowanie wszystkich procesów, począwszy od doprowadzenia paliwa, przez automatyczny rozruch, wyłączenie, oczyszczanie wymiennika i palnika, po automatyczne odprowadzenie popiołu. Duże ułatwienie może stanowić czytelny ekran oraz przejrzyście (intuicyjnie) zaprojektowane menu ekranowe dla użytkownika.

* * *

W kolejnym artykule przedstawione zostaną: stanowisko badawcze, system akwizycji danych pomiarowych oraz system zrzutu ciepła wraz z wynikami pomiarów i wnioskami.

Literatura

1. Rozporządzenie Komisji (UE) 2015/1189 z dnia 28 kwietnia 2015 r. w sprawie wykonania dyrektywy Parlamentu Europejskiego i Rady 2009/125/WE w odniesieniu do wymogów dotyczących ekoprojektu dla kotłów na paliwo stałe (Dz.Urz. UE L 193/100).
2. PN-EN 303-5: 2012E Kotły grzewcze. Cześć 5. Kotły grzewcze na paliwa stałe z ręcznym i automatycznym zasypem paliwa o mocy nominalnej do 500kW. Terminologia, wymagania, badania i oznakowanie.
3. Materiały firmy Herz.
4. ÖNORM M 7135:2000 Presslinge aus naturbelassenem Holz oder naturbelassener Rinde. Pellets und Briketts. Anforderungen und Prüfbestimmungen.
5. PN-EN 14961-2 Biopaliwa stałe. Specyfikacje paliw i klasy. Część 2: Pelety drzewne do zastosowań nieprzemysłowych.
6. DIN 51731 Prüfung fester Brennstoffe. Preßlinge aus naturbelassenem Holz. Anforderungen und Prüfung.
7. SS 18 71 20.1998 Biobränslen och torv-Bränslepellets-Klassificering (Biofuels and peatFuel pellets-Classification).
8. CTI–R04/5 Caratterizzazione del pellet a fini energetici, 2004.