4 ród³a ciep³a

Źródła Ciepła
Mgr inż. Andrzej Jurkiewicz
Podział ze względu na miejsce
zabudowy źródła ciepła
• zdalaczynne: Kotłownia systemowa,
Elektrociepłownia miejska, Kotłownia osiedlowa
• źródło ciepła w budynku i centralne ogrzewanie
(węzeł cieplny, kotłownia „blokowa”)
• źródło ciepła w mieszkaniu (ogrzewanie
miejscowe: kominki, „olejaki”, „kozy”, piece
kaflowe, kaflowe z grzałką elektryczną, etażowe
ogrzewanie, powietrzne, podłogowe, węzły
mieszkaniowe)
• źródła „mieszane” (energia słoneczna,
rekuperacja powietrza, ogrzewanie elektryczne)
Paliwa
• węgiel (miał, węgiel gruby, koks, „flot”)
• biopaliwa (pelet, słoma, zrębki, trociny, rośliny
energetyczne: słonecznik, kukurydza, wierzba,
malwa, zboże, trawa)
• odpady organiczne ze składowisk odpadów (w
zasadzie biopaliwa; system BRAM)
• odpady w oczyszczalniach ścieków (komory
fermentacyjne), fermach (drób, trzoda)
• gorzelnie
• gaz wysypiskowy
• odpady technologiczne z procesów produkcyjnych
Paliwa
• energia słoneczna
• energia geotermii
• pompy ciepła (grunt, woda, powietrze, ścieki,
przemysł, baseny, sieci cieplne)
• gaz ziemny
• propan (butan)
• olej opałowy (mazut)
• energia elektryczna
• inne (spalarnia śmieci, opon, ogniwa paliwowe,
energia jądrowa… inne niewymyślne)
• mieszane
Wykorzystanie paliw
Podział ze względu na czynnik
grzewczy
•
•
•
•
•
•
•
wodne
parowe
powietrzne
olejowe
ogrzewanie promiennikami (słoneczne)
media technologiczne
mieszane
Podział ze względu na temperaturę
czynnika grzewczego
•
•
•
•
•
•
do 30 st.C
30-55 st.C
55-70 st.C
70-90 st.C
powyżej 90 st.C
mieszane
160,0
150,0
140,0
130,0
Tkz - temperatura na
wyjściu z kotła;
Tkp- temperatura na
wejściu do kotła;
Tps - temperatura wody
sieciowej na powrocie;
Tzsr- temperatura wody
sieciowej na zasilaniu;
tśr- średnia temp. w
grzejnikach dla
parametrów instalacji
wewnętrznej 95/70 oC
120,0
Temperatura wody, [C]
110,0
100,0
90,0
80,0
70,0
60,0
50,0
40,0
30,0
20,0
10,0
0,0
-20 -18 -16 -14 -12 -10
-8
-6
-4
-2
0
2
4
6
8
10
Temperatura zewnętrzna [C]
tśr [oC]
Tzsr [oC]
Tps [oC]
Tkp [oC]
Tkz [oC]
12
Podział źródeł ze względu na
funkcje
• centralne ogrzewanie np. wodne
• ogrzewanie powietrza wentylacyjnego (centrale
grzewczo-wentylacyjno-klimatyzacyjne z
rekuperacją)
• promienniki w halach
• ogrzewanie ciepłej wody użytkowej
• media technologiczne
• kogeneracja (trigeneracja)
• mieszane
Przykład
• Zakład regeneracji obudów górniczych
(mieszanka)
• Papiernia (pulpa)
• Ocynkownia (wanny)
• Dachówka bitumiczna i papa (para+ olej)
Sprawność źródła a sprawność
końcowa
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
40%-92% - parowe (3% brudowniki)
40% - kaflowe
60% - węglowe z górnym spalaniem
70-80% - na paliwo stałe (dolne spalanie)
80-98% - energetyka zawodowa na paliwo stałe +
kotłownie gazowe i olejowe
98-100% - elektryczne (?)
95-110% - kondensacyjne
110-200% - rekuperacja + energia słoneczna
Powyżej 200% - pompy ciepła + układy „mieszane”
Elketrociepłownie i Elektrownie
Przykład
• Cwu Metalchem
• Cwu Nieznanice
• Sprawność ogrzewania elektrycznego w
odniesieniu do energii chemicznej paliwa
Podział ze względu na zadania
•
•
•
•
•
•
•
•
•
ogrzewanie mieszkań
biura i urzędy
ogrzewanie szpitali, jednostek wojskowych
ogrzewanie obiektów przemysłowych
ogrzewanie hal sportowych
ogrzewanie basenów
ogrzewanie szkół i przedszkoli
bary i restauracje
magazyny (paliw, amunicji, lekarstw, materiałów
budowlanych)
• technologia (pralnia, kuchnia, cukrownie, papiernie,
stolarnie, walcownie, spawalnie, montownie precyzyjne,
sale operacyjne, inne zakłady z wykorzystaniem energii
cieplnej w procesach technologicznych)
Przykłady
•
•
•
•
WCM Opole (ESCO)
Restauracja Ozimek
Uzdrowisko (baseny borowinowe)
Energoserwis + Lentex
Kotły
•
•
•
•
Żeliwne
Stalowe
Aluminiowe
Nierdzewne
• Płomienica, płomieniówki, płomienicowo-płomieniówkowe
• Wielociągowe
• Punkt rosy w kotłach – układy podmieszania gorącego
• Kocioł kondensacyjny
• Wymiennik pośredni w kotłowniach na paliwo stałe.
Osprzęt kotłów
•
•
•
•
•
•
zawór bezpieczeństwa
regulator temperatury
ogranicznik temperatury maksymalnej
zabezpieczenie przed brakiem wody w kotle
naczynia wzbiorcze (otwarte i zamknięte)
zawory zwrotne, manometry, filtry, uzupełnianie
wody w kotle, pompa mieszająca (kotłowa),
pompy obiegowe, automatyka sygnalizacji awarii,
automatyka wyłączająca przy przekroczeniu
parametrów krytycznych.
Węzły cieplne
•
•
•
•
•
•
Bezpośrednie
Pośrednie
Zmieszania pompowego
Jednofunkcyjne
Dwufunkcyjne
Wielofunkcyjne
Zadania węzła/kotłowni
• zapewnić transformację parametrów termodynamicznych z poziomu sieci
ciepłowniczej do poziomu wymaganego przez odbiorcę,
• zapewnić możliwość pomiaru zużycia ciepła i innych parametrów
koniecznych do bieżącej kontroli działania węzła,
• zapewnić regulację dostarczanej ilości ciepła wg krzywej i potrzeb cwu,
• zapewnić optymalny obieg nośników ciepła w instalacjach odbiorczych
• w przypadku węzłów wielofunkcyjnych (c.o., c.w.u., c.t., wentylacja)
zapewnić prawidłową współpracę wszystkich składowych
• zabezpieczyć instalacje przed wzrostem temperatury i ciśnienia ponad
wartości dopuszczalne,
• zapewnić stabilizację ciśnienia nośnika ciepła na wymaganym poziomie,
• zapewnić zamówiony przepływ nośnika ciepła,
• zapewnić oczyszczanie nośników ciepła w obiegach instalacji
wewnętrznych i w sieci ciepłowniczej.
układy automatyki i sterowania
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
automatyka pogodowa
detektor gazu (CO)
zabezpieczenie podstawowe kotła
sterownie master-slade
dzień/noc, lato/zima, weekend
system ewidencji awarii i monitoring (internet, GSM)
system ewidencji parametrów
liczniki ciepła i rejestr parametrów dostawy energii
kontrola pracy źródła
priorytet cwu i efekt osłabienia
ogrzewanie sekcyjne
sterownie technologią (zawory regulacyjne, pompy, wentylatory, podajniki
paliwa i powietrza)
• uzupełnianie zładu
• bezwładność zładu (układy samouczące się)
• kotłownia jedno, dwu lub wielofuncyjna
Dwufunkcyjny równoległy węzeł cieplny
Schemat technologiczny dwufunkcyjnego węzła cieplnego
Schemat technologiczny węzła cieplnego dwufunkcyjnego szeregowo-równoległego
Q=cp*(Tz-Tp)*M
•
•
•
•
•
•
•
O co walczymy?
Rola podmieszania gorącego
Rola podmieszania zimnego
Priorytet cwu
Regulatory pogodowe
Programy grzewcze
Systemy mieszane (Rybnik)