Kotel za ogrevanje na drva (polena) s postopkom pirolize
Kotel za ogrevanje na drva (polena) s postopkom pirolize
Kotel za ogrevanje na drva (polena) s postopkom pirolize
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
»Mladi <strong>za</strong> <strong>na</strong>predek Maribora 2009«<br />
26. srečanje<br />
<strong>Kotel</strong> <strong>za</strong> <strong>ogrevanje</strong> <strong>na</strong> <strong>drva</strong> (pole<strong>na</strong>) s <strong>postopkom</strong> <strong>pirolize</strong><br />
Raziskovalno področje: Strojništvo<br />
Inovacijski predlog<br />
Vinko Bračič Su<strong>za</strong><strong>na</strong> Bračič, 2.e
»Mladi <strong>za</strong> <strong>na</strong>predek Maribora 2009«<br />
26. srečanje<br />
<strong>Kotel</strong> <strong>za</strong> <strong>ogrevanje</strong> <strong>na</strong> <strong>drva</strong> (pole<strong>na</strong>) s <strong>postopkom</strong> <strong>pirolize</strong><br />
Raziskovalno področje: Strojništvo<br />
Inovacijski predlog<br />
II
KAZALO VSEBINE<br />
1 POVZETEK ................................................................................................................................. 1<br />
2 OPREDELITEV PROBLEMA .................................................................................................... 1<br />
3 POSTOPEK DELA ...................................................................................................................... 2<br />
4 PREGLED OBJAV ...................................................................................................................... 2<br />
4.1 OSNOVE ZGOREVANJA LESNE BIOMASE ................................................................... 2<br />
4.1.1 Pole<strong>na</strong>, lesni sekanci in lesni peleti. ............................................................................... 3<br />
4.1.2 Faze zgorevanja .............................................................................................................. 4<br />
4.1.3 Velikost goriva ............................................................................................................... 7<br />
4.1.4 Vsebnost vlage ............................................................................................................... 7<br />
4.1.5 Vsebnost pepela ............................................................................................................. 8<br />
4.1.6 Hlapljive snovi ............................................................................................................... 8<br />
4.1.7 Presežek zraka ................................................................................................................ 9<br />
4.1.8 Emisije - vpliv <strong>na</strong> okolje ................................................................................................ 9<br />
5 OPIS MODELA ......................................................................................................................... 10<br />
6 REZULTATI TESTIRANJA ..................................................................................................... 13<br />
7 PRILOGE ................................................................................................................................... 14<br />
8 LITERATURA........................................................................................................................... 15<br />
KAZALO SLIK<br />
Slika 1: Krožni tok lesne biomase (povzeto po Hrovatin, Šubic, 2000, str. 1) .................................... 3<br />
Slika 2: Raba primarne energije v svetu leta 1990 (povzeto po Butala, Turk, 1998, str. 4) ................ 3<br />
Slika 3: Pole<strong>na</strong>, lesni sekanci, lesni peleti (povzeto po Hrovatin, Šubic, 2000, str. 1) ........................ 4<br />
Slika 4: Sistem uplinjanja (povzeto po Vindišar, 2008, str. 7) ............................................................ 5<br />
Slika 5: Proces uplinjanja (povzeto po Vindišar, 2008, str. 5)............................................................. 6<br />
Slika 6: Dvostopenjski plinifikator (povzeto po Vindišar, 2008, str.11) ............................................. 7<br />
Slika 7: Plamen v izgorevalni komori (povzeto po Hrovatin, Šubic, 2000, str. 2) ............................ 10<br />
III
Slika 8: Primerjava emisijskih vrednosti pri uporabi različnih goriv in tehnologij (povzeto po<br />
Butala, Turk, 1998, str. 11) ................................................................................................................ 13<br />
KAZALO TABEL<br />
Tabela 1: Kurilnost lesa (povzeto po Butala, Turk, 1998, str. 8) ......................................................... 8<br />
IV
1 POVZETEK<br />
Več kot 54 % površine Slovenije pokriva gozd. Izkoriščanje lesne biomase omogoča hkratno<br />
negovanje gozda, prispeva k uravnoteženosti CO2 bilance in s tem k zmanjševanju učinka tople<br />
grede in vpliva <strong>na</strong> ekološko nenevaren transport <strong>na</strong> kratkih razdaljah. Doda<strong>na</strong> vrednost pri pripravi<br />
goriva ostane doma, domači vir energije predstavlja neobčutljivost <strong>na</strong> svetovne energetske krize.<br />
Spopadla sem se s problemom, kako zmanjšati količino ogljikovega dioksida ob pirolizi. Takoj pa<br />
se pojavi problem izkoristka lesne biomase. Le-tega pa želim še izboljšati, saj se ob tem razreši<br />
fi<strong>na</strong>nčni problem (<strong>za</strong> več energije porabimo manj lesne biomase).<br />
Osnovni cilj je iz že razvitega kotla, ki ima veliko pomanjkljivosti, teoretično in praktično izdelati<br />
ter s kvalitativnimi metodami doka<strong>za</strong>ti, da je takšen kotel cenejši, enostavnejši <strong>za</strong> uporabo, izloča se<br />
manj ogljikovega dioksida in ima večji izkoristek biomase. Prav tako pa poka<strong>za</strong>ti, kako bi se tak<br />
kotel obnesel v praksi – od proizvodnje do uporabnika.<br />
2 OPREDELITEV PROBLEMA<br />
Naše okolje potrebuje vedno večjo pozornost, <strong>za</strong>to moramo <strong>za</strong>nj vedno bolje skrbeti. Največkrat<br />
slišimo, da je glavni problem prevelika količi<strong>na</strong> ogljikovega dioksida izločenega iz <strong>na</strong>prav, ki <strong>na</strong>m<br />
omogočajo boljše življenje. Zato sem se spopadla s problemom, kako zmanjšati količino<br />
ogljikovega dioksida ob pirolizi. Takoj pa se pojavi problem izkoristka lesne biomase. Le-tega pa<br />
želim še izboljšati, saj se ob tem razreši fi<strong>na</strong>nčni problem (<strong>za</strong> več energije porabimo manj lesne<br />
biomase). Tak kotel predstavlja uporabniku lažjo <strong>na</strong>stavitev dovoda kisika (ročno), ki <strong>za</strong>nj ne<br />
predstavlja nevarnosti, in s tem moč gorenja, kotel pa je <strong>za</strong>radi tega cenejši ter dostopnejši širši<br />
populaciji ljudi. Prav tako pa je to zelo ugod<strong>na</strong> rešitev <strong>za</strong> podjetja, saj imajo manjše stroške.<br />
Uporabnikovo pozornost <strong>za</strong>hteva samo spodnji del, pod rešetko, kjer se odstranjuje pepel, kar pa ne<br />
ogroža njegove varnosti.<br />
Osnovni cilj je iz že razvitega kotla, ki ima veliko pomanjkljivosti, teoretično in praktično izdelati<br />
ter z kvalitativnimi metodami doka<strong>za</strong>ti, da je takšen kotel cenejši (dovod kisika urav<strong>na</strong>vamo sami,<br />
<strong>za</strong> energijo se uporabljajo obnovljivi <strong>na</strong>ravni viri), enostavnejši <strong>za</strong> uporabo, izloča se manj<br />
ogljikovega dioksida in ima večji izkoristek biomase. Prav tako pa poka<strong>za</strong>ti, kako bi se tak kotel<br />
obnesel v praksi – od proizvodnje do uporabnika.<br />
1
3 POSTOPEK DELA<br />
Razvijanje inovacijskega predloga sem <strong>za</strong>čela z iskanjem že izdelanih kotlov in s pridom ugotovila,<br />
da tašnega (ročno dovajanje kisika) <strong>na</strong> trgu še ni. Pravtako pa ga nisem <strong>na</strong>šla v nobeni bazi<br />
podatkov inovacijskih predlogov. Teoretično sem <strong>za</strong>čela razvijati kotel, ki je temeljil <strong>na</strong> boljšem<br />
izkoristku energije in izloča se manj emisij. Sledile so priprave <strong>na</strong>črtov kotla, ki sem jih povzela po<br />
že izdelanih kotlih, vendar sem jih spremenila v skladu s svojimi idejami in želenim končnim<br />
rezultatom. V podjetju Lentherm – Invest so bili pripravljeni preizkusiti nov model kotla, saj jim je<br />
dajal nov prostor <strong>na</strong> trgu. Testiranje v avstrijskem Federal Institute of Agricultural Engineering je<br />
poka<strong>za</strong>lo, da je kotel izpolnil pričakovane <strong>za</strong>hteve. To pa ne bi bilo dovolj, saj je moral, v<br />
primerjavi z drugimi kotli, poka<strong>za</strong>ti boljši odstotek energije in pa izločenih manj emisij. Ker so vsi<br />
rezltati ka<strong>za</strong>li <strong>na</strong> izjemno učinkovitost kotla, se je <strong>za</strong>čela njegova izdelava <strong>za</strong> trg.<br />
4 PREGLED OBJAV<br />
4.1 OSNOVE ZGOREVANJA LESNE BIOMASE<br />
Učinkovito in popolno zgorevanje je predpogoj <strong>za</strong> uporabo lesne biomase kot okoljsko <strong>za</strong>želenega<br />
goriva. Poleg visokega izkoristka mora proces zgorevanja <strong>za</strong>gotavljati popolno odgorevanje lesne<br />
biomase, pri katerem ne <strong>na</strong>stajajo okolju nevarne spojine. Za kakovostno zgorevanje mora biti<br />
<strong>za</strong>gotovlje<strong>na</strong> ustrez<strong>na</strong> mešanica goriva in zraka (kisika), z možnostjo <strong>na</strong>dzora, hkrati pa mora<br />
zgorevalni proces (plamen) v kurišču del svoje toplote prenesti <strong>na</strong> gorivo, <strong>za</strong>radi <strong>za</strong>gotavljanja<br />
neprekinjenega zgorevanja. Pri tem je pomembno vedeti, da hlapljive substance goriva zgorevajo v<br />
obliki plame<strong>na</strong>, koksni preostanki (trdni delci) pa žarijo. Pri zgorevanju lesne biomase se okrog<br />
80 % energije sprosti, z zgorevanjem hlapljivih substanc goriva, preostali delež pa z žarenjem oglja.<br />
V zgorevalnem prostoru je potrebno <strong>za</strong>gotoviti kakovostno mešanje kisika z gorljivimi substancami<br />
goriva. Boljše, kot je mešanje goriva in zraka, hitrejše in popolnejše je zgorevanje. Če je gorivo v<br />
obliki pli<strong>na</strong>, kot npr. zemeljski plin, lahko pripravimo optimalno mešanico, saj imamo dve pli<strong>na</strong>sti<br />
sestavini, ki ju lahko mešamo med seboj v točno določenem razmerju. Zgorevanje je <strong>za</strong>to zelo<br />
dobro, z dodajanjem ali odvzemanjem goriva pa je mogoče tudi spreminjati intenzivnost gorenja<br />
(Hrovatin, Šubic, 2000, str. 1).<br />
2
Slika 1: Krožni tok lesne biomase (povzeto po Hrovatin, Šubic, 2000, str. 1)<br />
Slika 2: Raba primarne energije v svetu leta 1990 (povzeto po Butala, Turk, 1998, str. 4)<br />
4.1.1 Pole<strong>na</strong>, lesni sekanci in lesni peleti.<br />
Za približno e<strong>na</strong>ko zgorevanje lesne biomase, bi morali le-to zmleti v prah, ki bi sledil toku zraka,<br />
kar bi <strong>za</strong>gotavljalo dobro mešanje in s tem zgorevanje, podobno zgorevanju pli<strong>na</strong>stih goriv ali<br />
kurilnega olja. Proizvodnja lesnega prahu je, <strong>za</strong>radi posebnih tehničnih <strong>za</strong>htev (suhost, čistost lesne<br />
biomase, idr.), relativno draga, kar omejuje uporabo takega <strong>na</strong>či<strong>na</strong> zgorevanja lesne biomase. V<br />
praksi se les<strong>na</strong> biomasa trži v različnih velikostih in oblikah, <strong>na</strong>jpogosteje v obliki polen, sekancev,<br />
briketov in peletov. Zaradi vsega <strong>na</strong>vedenega je tehnologija zgorevanja lesne biomase bolj<br />
<strong>za</strong>plete<strong>na</strong> kot npr. tehnologija zgorevanja zemeljskega pli<strong>na</strong> ali kurilnega olja (Hrovatin, Šubic,<br />
2000, str. 1).<br />
3
Slika 3: Pole<strong>na</strong>, lesni sekanci, lesni peleti (povzeto po Hrovatin, Šubic, 2000, str. 1)<br />
4.1.2 Faze zgorevanja<br />
Pri procesu zgorevanja lesne biomase poz<strong>na</strong>mo tri faze: sušenje, uplinjanje in gorenje ter<br />
dogorevanje oglja (Hrovatin, Šubic, 2000, str. 1). Sušenje je proces izlocanja vode iz biomase s<br />
toploto pridobljeno pri zgorevanju. Temperatura zraka <strong>za</strong> sušenje je približno 150°C. Uplinjanje je<br />
proces pretvorbe kemične energije lesne biomase (trdno gorivo, nizko kakovost<strong>na</strong> energija) v<br />
kakovostnejšo obliko energije (pli<strong>na</strong>sta goriva) – plini<strong>za</strong>tor (Vindišar, 2008, str. 3, 5). Ko se les<strong>na</strong><br />
biomasa segreva, <strong>za</strong>čne vod<strong>na</strong> vlaga izparevati iz goriva. Sledi druga fa<strong>za</strong> procesa zgorevanja,<br />
uplinjanje <strong>na</strong> površini – piroli<strong>za</strong>. To je postopek razkroja snovi pri visoki temperaturi (od 200 do<br />
600°C) brez prisotnosti kisika. Produkti <strong>pirolize</strong> biomase so sintezni plini in oglje (Vindišar, 2008,<br />
str. 5). V notranjosti se temperatura goriva postopoma dviguje, kar povzroči izhlapevanje notranje<br />
vlage iz goriva. Ko se izparevanje vlage konča, se piroli<strong>za</strong> razširi v notranjost goriva. Proces<br />
zgorevanja je neprekinjen. To je proces popolne oksidacije goriva. V fazi zgorevanja se oksidira del<br />
produktov iz <strong>pirolize</strong>. Oksidacijski medij je lahko zrak, para ali zmes obeh. Proces je močno<br />
eksotermen (Vindišar, 2008, str. 6). Ostanek po uplinjanju imenujemo žareče oglje, ki zgori v pepel<br />
(Hrovatin, Šubic, 2000, str. 2). Po zgorevanju sledi še redukcija. V fazo redukcije vstopa lesno<br />
oglje, ki je <strong>na</strong>stalo s pirolizo in se ni vnelo. Procesi potekajo brez kisika pri temperaturah <strong>na</strong>d 900°C<br />
(Vindišar, 2008, str. 6).<br />
4
Slika 4: Sistem uplinjanja (povzeto po Vindišar, 2008, str. 7)<br />
5
Slika 5: Proces uplinjanja (povzeto po Vindišar, 2008, str. 5)<br />
6
Slika 6: Dvostopenjski plinifikator (povzeto po Vindišar, 2008, str.11)<br />
4.1.3 Velikost goriva<br />
Večji je kos goriva, daljši je proces zgorevanja. Pri žagovini je stik med gorivom in zrakom zelo<br />
dober. Ker je žagovi<strong>na</strong> drob<strong>na</strong>, potekajo faze zgorevanja hitreje in so med seboj težko ločljive<br />
(manjši delci se hitreje osušijo, oddajo hlapljive sestavine in razpadejo), kar se odraža v večji<br />
intenzivnosti gorenja. Pri večjih kosih (pole<strong>na</strong>) je potreben daljši čas <strong>za</strong> proces zgorevanja. To<br />
pomeni, da velikost goriva pomembno vpliva <strong>na</strong> čas in intenziteto gorenja (Hrovatin, Šubic, 2000,<br />
str. 2).<br />
4.1.4 Vsebnost vlage<br />
Vsebnost vlage v gorivu zmanjšuje njegovo energijsko vrednost, ki jo izražamo z zgorevalno<br />
toploto in kurilnostjo. Izraže<strong>na</strong> je kot delež (v odstotkih) mase vode v skupni masi lesa in vode.<br />
Vsebnost vlage v gorivu pomembno vpliva <strong>na</strong> energijsko vrednost lesne biomase.<br />
Suh les ima <strong>na</strong>jvišjo kurilnost, vlažen pa nižjo kurilnost <strong>na</strong> enoto teže. Glede <strong>na</strong> to, se zgorevalne<br />
komore <strong>na</strong>črtujejo in izdelujejo tako, da ustre<strong>za</strong>jo določeni vlažnosti goriva. Gorivo z vsebnostjo<br />
vlage <strong>na</strong>d 55-60 % ni primerno <strong>za</strong> kurjenje, saj z njim ne moremo <strong>za</strong>gotoviti neprekinjenega<br />
procesa zgorevanja. Včasih se <strong>na</strong>mesto vsebnosti vlage uporablja tudi vlažnost goriva (poda<strong>na</strong> v<br />
7
%), ki je definira<strong>na</strong> kot razmerje med maso vode in maso (absolutno) suhe snovi (Hrovatin, Šubic,<br />
2000, str. 2).<br />
Tabela 1: Kurilnost lesa (povzeto po Butala, Turk, 1998, str. 8)<br />
4.1.5 Vsebnost pepela<br />
Pepel je produkt zgorevanja, <strong>na</strong>stala količi<strong>na</strong> pa je odvis<strong>na</strong> od vrste kurjene lesne biomase. Pri<br />
kurjenju v kurilnih <strong>na</strong>pravah to <strong>za</strong>hteva čiščenje letečih delcev iz dimnih plinov ter čiščenje sten<br />
kotla. Pepel vsebuje tudi manjše količine soli in težkih kovin, ki jih rastli<strong>na</strong> absorbira med rastjo,<br />
vendar pa so količine manjše kot pri drugih trdnih gorivih. Ugod<strong>na</strong> lastnost pepela je zmožnost<br />
hranjenja toplote. V pečeh <strong>na</strong> lesno biomaso ustvari plast pepela <strong>na</strong> dnu grelno površino, ki<br />
vzdržuje toploto <strong>za</strong> končno izgorevanje oglja. Pri kotlih z rešetko je pepel pomemben tudi <strong>za</strong>to, ker<br />
varuje rešetko pred toploto plame<strong>na</strong>. Gorivo vsebuje tudi razne ne<strong>za</strong>želene nečistoče, v obliki<br />
negorljivih snovi, ki so v lesni biomasi prisotne <strong>za</strong>radi prsti in peska, ki ostaneta ob spravilu lesa v<br />
lubju. Te snovi po gorenju ostanejo v pepelu in povečujejo njegovo skupno količino (Hrovatin,<br />
Šubic, 2000, str. 2).<br />
4.1.6 Hlapljive snovi<br />
Drva in druga les<strong>na</strong> biomasa vsebuje okrog 80 % (delež suhe snovi) hlapljivih snovi. To pomeni, da<br />
bo iz lesne biomase <strong>na</strong>stalo pri gorenju, iz njene teže, do 80 % plinov, preostanek pa se bo<br />
spremenil v oglje. To je razlog, <strong>za</strong>kaj se vreča oglja zdi lahka <strong>na</strong>sproti njeni prostornini. Oglje bolj<br />
8
ali manj ohrani prvotno prostornino sveže lesne biomase, izgubi pa 80 % njene teže. Višja vsebnost<br />
hlapljivih snovi pomeni, da moramo dovesti več (primarnega) zraka v zgorevalno cono in tudi več<br />
(sekundarnega) zraka v cono dogorevanja plinov (Hrovatin, Šubic, 2000, str. 1).<br />
4.1.7 Presežek zraka<br />
Teoretično <strong>za</strong>hteva popolno zgorevanje neke količine goriva (t. i. stehiometrično zgorevanje)<br />
dovajanje ustrezne količine zraka (kisika). To razmerje opisujemo s t. i. razmernikom zraka λ<br />
(lambda), ki ima vrednost 1. Če dovedemo več kisika, kot ga določa razmernik zraka λ = 1, bo kisik<br />
prisoten tudi v dimnih plinih. V praksi bo zgorevanje vedno potekalo pri λ večjem od 1, ker je<br />
skoraj nemogoče doseči popolno zgorevanje pri stehiometrični količini zraka. Na potrebni<br />
razmernik zraka vpliva predvsem vrsta goriva in konstrukcija kurišča. Presežek zraka v procesih<br />
zgorevanja lahko merimo s posebno <strong>na</strong>pravo, t. i. "lambda" sondo (Hrovatin, Šubic, 2000, str. 3).<br />
4.1.8 Emisije - vpliv <strong>na</strong> okolje<br />
Kemič<strong>na</strong> sestava lesne biomase vpliva <strong>na</strong> količino hlapljivih snovi, energijsko vsebnost in <strong>na</strong><br />
kemične reakcije pri zgorevanju, fizikalne lastnosti pa <strong>na</strong> samo energijsko učinkovitost in potek<br />
zgorevanja. Pri zgorevanju lesne biomase <strong>na</strong>staneta ogljikov dioksid (CO2) in voda, v obliki pare,<br />
ter drugi produkti, kot so npr. ogljikov monoksid (CO), ogljikovodiki (CH), poliaromatični<br />
ogljikovodiki, NOx (predvsem kot NO2), idr. V dimnih plinih je <strong>za</strong>radi razmernika zraka večjega od<br />
1 prisoten tudi zrak. Neprava kombi<strong>na</strong>cija goriva, vrste kotla in dovoda zraka povzroči nepopolno<br />
zgorevanje in posledično ne<strong>za</strong>želene učinke <strong>na</strong> okolje (Hrovatin, Šubic, 2000, str. 3).<br />
9
Slika 7: Plamen v izgorevalni komori (povzeto po Hrovatin, Šubic, 2000, str. 2)<br />
5 OPIS MODELA<br />
Podobni kotli so že bili razviti in jih tudi <strong>na</strong>jdemo <strong>na</strong> trgu, vendar imajo več slabosti, kot pa ta<br />
kotel. Na tržišču se z<strong>na</strong>jdejo predvsem taki, ki dosegajo 92% izkoristek gorenja. Omogočajo<br />
prav tako kurjenje <strong>na</strong> pole<strong>na</strong> dolžine 0,5 m. Narejeni so po principu odgorevanja zgornjega dela<br />
gorišča, kar pa pomeni, da uporabljajo samo primarni zrak, ne pa tudi sekundarnega, pri<br />
postopku <strong>pirolize</strong>. Imajo avtomatsko <strong>na</strong>stavljanje dovoda kisika (posledično avtomatska<br />
<strong>na</strong>stavitev koliko lesne mase bo zgorelo). Izpust emisij in predvsem ogljikovega dioksida pa je<br />
večji.<br />
<strong>Kotel</strong> je <strong>na</strong>menjen zgorevanju lesne biomase relativne vlažnosti do 25%, dolžine polen 500<br />
mm. Konstrukcija kotla <strong>za</strong>ključuje vse <strong>za</strong>hteve in prednosti modernih kotlov, ki delujejo <strong>na</strong><br />
principu <strong>pirolize</strong>, dovajanju primarnega in sekundarnega zraka s pomočjo sesalnega<br />
ventilatorja. Pri zgorevanju dosega visoke izkoristke. Je jeklene varjene konstrukcije. Notranji<br />
deli so iz kvalitetne konstrukcijske pločevine, katera <strong>za</strong>gotavlja, da pri stiku ne pride do<br />
plastičnih deformacij (debeli<strong>na</strong> 4 in 5 mm). E<strong>na</strong>ko velja tudi <strong>za</strong> zu<strong>na</strong>nje dele, ki niso v stiku s<br />
plamenom in so obremenjeni samo z tlakom (<strong>na</strong>jvečji obratovalni tlak je 2,5 bar) debeline 3 in<br />
4 mm. <strong>Kotel</strong> sestavljajo in dopolnjujejo:<br />
10
1. ZALOGOVNIK, ki je odvisen od toplotne kapacitete. Vanj <strong>na</strong>ložimo pole<strong>na</strong> v skupni<br />
masi 31 kg, kar pri minimalnih temperaturah, razlikah med okolico in bivalnim<br />
prostorom, <strong>za</strong>gotavlja dovolj toplotne energije <strong>za</strong> celi dan. Les se <strong>na</strong>jprej posuši, iz<br />
njega se izloči vsa vlaga pri temperaturi ≅ 150℃. Temperatura <strong>na</strong>rašča in <strong>za</strong>čne se<br />
izločati plinska substanca, ki pri zdravem lesu <strong>za</strong>seda do 85%. To se dogaja pri<br />
temperaturi ok. 400℃. Pri temperaturi 500℃ se <strong>na</strong>d ognje odporno rešetko pojavi pred<br />
gorenje.<br />
2. OGNJE ODPORNA REŠETKA, robust<strong>na</strong> konstrukcija, velika vstrajnost<strong>na</strong> masa<br />
beto<strong>na</strong>. Temperatur<strong>na</strong> obstojnost je do ok. 1400℃. Sekundarni zrak se v obroč dovaja<br />
skozi radialno <strong>na</strong>meščene ka<strong>na</strong>le in jeklenega zgornjega vložka, kar <strong>za</strong>gotavlja, da je<br />
zgorevanje popolno.<br />
3. ZGOREVALNA KOMORA, <strong>na</strong>let<strong>na</strong> hitrost in abrazivnost plame<strong>na</strong> in visoke<br />
temperature so izjemne <strong>za</strong>hteve, ki jih mora prevzeti komora. Zato je <strong>na</strong>jprej oblože<strong>na</strong> s<br />
ognjeodpornim betonom (debeli<strong>na</strong> 50 mm). Debela plast omogoča konstantno<br />
temperaturo in počasno ohlajanje. Dodatno turbolenco <strong>za</strong>gotavlja krater <strong>na</strong> spodnji<br />
plošči, kajti daljši je čas <strong>za</strong>drževanja pleme<strong>na</strong> v zgorevalni coni, nižje so emisijske<br />
vrednosti CO.<br />
4. VERTIKALNI CEVNI IZMENJEVALEC s svojo obliko in več<strong>na</strong>menskimi<br />
vstavljenimi turbolatorji <strong>za</strong>gotavlja optimalne transmisijske pogoje in s tem učinkovit<br />
prehod toplote iz strani dimnih plinov <strong>na</strong> vodno stran. Turbolatorji pa imajo poleg<br />
prenosnih učinkovitosti tudi čistilno funkcijo, saj z medsebojno pove<strong>za</strong>vo preko zu<strong>na</strong>nje<br />
ročice omogočajo stranki enostavno čiščenje brez poseganja v notranjost z nekajkratnim<br />
vertikalnim premikom. Površi<strong>na</strong> cevi in volumen dajeta stehiometrične izhodne<br />
temperature dimnih plinov.<br />
5. SESALNI VENTILATOR, ki je <strong>na</strong>meščen po dimnem priključku, <strong>za</strong>gotavlja<br />
kontinuirano izplakovanje <strong>na</strong>stalih dimnih plinov oziroma preko loput <strong>za</strong> primarni in<br />
sekundarni zrak <strong>za</strong> stehiometrično količino svežega zraka. Poleg radialnega sesalnega<br />
rotorja ima ventilator tudi hladilni rotor, ki skrbi, da kljub povišani temperaturi<br />
11
normalno obratuje. Omarica ventilatorja je tako izdela<strong>na</strong>, da dimni priključek lahko<br />
<strong>za</strong>vrtimo <strong>za</strong> 270˚.<br />
6. KRMILNA PLOŠČA je lahko a<strong>na</strong>log<strong>na</strong> ali digital<strong>na</strong>. Poskrbi, da se kotel in njegova<br />
funkcija povežeta v celoto in s tem tvorita agregat v katerem z optimalnimi pogoji zgori<br />
les<strong>na</strong> bio masa in <strong>za</strong>greje čim večjo količino tople vode, ki jo potrebujemo <strong>za</strong> <strong>ogrevanje</strong><br />
prostorov. Procesor poskrbi, da potem, ko temperatura pade pod <strong>na</strong>stavljeno in poteče<br />
20 minut, trajno izklopi ventilator in prepreči ohlajanje kotla ter nepotrebne toplotne<br />
izgube.<br />
7. HRANILNIK OGREVALNE VODE, ki ni sestavni del kotla, je pa nujno potreben<br />
pripomoček <strong>za</strong> optimalno delovanje kotla. Hranilnik različnih volumnov prev<strong>za</strong>me <strong>na</strong>se<br />
višek energije, ki se pojavi pri KUNTI gorenja oziroma takrat, ko imamo dovolj<br />
energije <strong>za</strong> <strong>ogrevanje</strong> prostorov. Samo <strong>na</strong> tak <strong>na</strong>čin skozi celoten proces gorenja<br />
<strong>za</strong>gotovimo nizke emisije in visoke izkoristke. Poleg <strong>na</strong>vedenega pa s hranilnikom<br />
dosežemo obratovalno in akumulacijsko vrednost takrat, ko <strong>na</strong>s ni doma in kljub temu,<br />
da v kotlu ne gori, črpamo toplotno energijo (toplo vodo) iz hranilnika in <strong>za</strong>gotavljamo<br />
<strong>ogrevanje</strong> prostorov.<br />
8. OBLOGA KOTLA s svojo izolacijo prepreči toplotne izuge v okolico. Na njej so tudi<br />
lopute <strong>za</strong> dovod primarnega in sekundarnega zraka. Nad <strong>na</strong>lagalnimi, čistilnimi vrati,<br />
vrati zgorevalne komore z opazovalnim okencem je pritrje<strong>na</strong> krmil<strong>na</strong> plošča in<br />
<strong>na</strong>meščen revizijski pokrov.<br />
9. POVRŠINSKA ZAŠČITA s prašno barvo, strukturnega vide<strong>za</strong>, <strong>za</strong>ključuje kotel v<br />
funkcio<strong>na</strong>lno in ergonomsko celoto, ki poleg dobrih termičnih in ekoloških rezultatov,<br />
daje uporabniku vtis prijaznega izdelka.<br />
Novost je podjetniško zelo dobro podkova<strong>na</strong>, saj je izdelava cenejša – ima ročno <strong>na</strong>stavljiv<br />
dovod kisika. Podjetje lahko tako prodaja kotel z <strong>na</strong>jvečjim izkoristkom zgorele lesne biomase<br />
<strong>za</strong> manjšo vsoto de<strong>na</strong>rja. Za uporabnika je tak kotel bistveno cenejši, saj nima dražje regulacije,<br />
koračnih motorjev in lambda sonde, hkrati pa ga lahko uporablja v kombi<strong>na</strong>ciji z drugimi kotli<br />
in se mu tako ni potrebno striktno odločiti, s čim bo ogreval prostore. <strong>Kotel</strong>, <strong>za</strong>radi vgrajenega<br />
ventilatorja, ohranja čistočo in ne <strong>za</strong>kadi prostora, ko odpremo vrata. Zaradi testiranja, ki je bil<br />
12
opravljen v tujini, ima kotel tudi lepe možnosti izvažanja v tujino, kjer se vedno odpirajo novi<br />
prodajni trgi.<br />
6 REZULTATI TESTIRANJA<br />
Rezultati testiranja <strong>na</strong> avstrijskem inštitutu so poka<strong>za</strong>li, da je nomi<strong>na</strong>lni izkoristek 88,2%,<br />
izkoristek gorenja do 94%. Izpust letečega pepela je ≤ 1%, ogljikovega dioksida pa 11,95%.<br />
Slika 8 <strong>na</strong>m kaže, emisijske vrednosti, ki se izločijo ob uporabi različnih goriv. Rezulati kažejo,<br />
da ima nov kotel nizko vrednost izpuščenih emisij.<br />
Slika 8: Primerjava emisijskih vrednosti pri uporabi različnih goriv in tehnologij (povzeto po Butala, Turk,<br />
1998, str. 11)<br />
13
7 PRILOGE<br />
Priloga 1: Sprednja stran kurišča<br />
Priloga 2: Izmenjevalec<br />
Priloga 3: Stranica peči<br />
Priloga 4: Notranjost peči<br />
Priloga 5: Zu<strong>na</strong>nji del peči s priključki<br />
14
8 LITERATURA<br />
Butala, V., Turk, J. 1998. Les<strong>na</strong> biomasa – neizkoriščeni domači vir energije. Ljublja<strong>na</strong>: Femopet,<br />
str. 4, 11.<br />
Hrovatin, D., Šubic, L. 2000. Kotli <strong>na</strong> lesno biomaso <strong>za</strong> centralno <strong>ogrevanje</strong>. Ljublja<strong>na</strong>: Agencija <strong>za</strong><br />
prestrukturiranje energetike, str. 1-3.<br />
Vindišar, J. 2008. Uplinjanje lesne biomase. Ljublja<strong>na</strong>: Študentska <strong>za</strong>ložba, str. 3, 5, 6, 7, 11.<br />
15