Styczeń 2007 - Polska Izba Inżynierów Budownictwa

TECHNOLOGIETemperatura [ o C]10080604020Rys. 3. Zależność temperatury od czasu dla pieca owysokiej akumulacyjności00 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24Godziny [h]czenia, w którym stały. Ale i tutaj stosowane były różnerozwiązania idące w kierunku „zcentralizowania ogrzewania”,np. okrągły piec zabudowany w narożu czterechsąsiadujących ze sobą pomieszczeń.Równolegle pojawiły się piece grzewcze żeliwne.W odróżnieniu od pieców ceramicznych miały one niewielkąpojemność cieplną.Kolejny etap w ogrzewnictwie piecowym to próby zastosowaniaelektryczności do pieców ceramicznych, a w efekcieistniejące i stosowane do dziś konstrukcje pieców akumulacyjnych.Niewypałem można nazwać próby zastosowaniaspalania gazów (palniki) do pieców ceramicznych, gdyżw krótkim czasie następowało zniszczenie ścianek pieca.Równolegle do modernizacji pieców ceramicznych postępowałamodernizacja konstrukcji pieców żeliwnych opalanychpaliwem stałym. Zaczęły pojawiać się także coraz to nowszekonstrukcje stalowe.Pojęcie pieca i kotła potocznie jestrównoważne − niemniej warto możerozgraniczać te urządzenia. Piec oddajeciepło bezpośrednio poprzez promieniowaniei konwekcję, a udział promieniowaniajest znaczny. Kocioł zaśoddaje ciepło do pośredniego czynnikapoprzez przenikanie. Promieniowaniei konwekcja z powierzchni kotła jestograniczana do minimum, gdyż są tozbędne straty ciepła.I tak, przeskakując kilka etapów rozwoju ogrzewnictwa,znaleźliśmy się w epoce króla kotła.Brak urządzeń, które ów pośredni czynnik transportowałbydo odbiorników, był przyczynkiem do wynalezieniaogrzewania parowego, a następnie grawitacyjnego,gdzie motorem napędowym była zmiana ciężaru właściwegoczynnika, głównie wody. Wymagało to dosyć precyzyjnegowykonywania instalacji rurowej i dość dużychśrednic rur rozprowadzających nagrzaną wodę. Niemniejwarto zauważyć, iż ogrzewanie to było ciche. Pojawieniesię pomp to era przyspieszonego rozwoju ogrzewania.I jesteśmy już prawie w XIX wieku i w czasach wspomnianegojuż inż. W.E. Recka.Warto wspomnieć co nieco o czynniku, o którym jużniewiele osób pamięta. Królował on w dobie bezpompowej,przed zastosowaniem wody jako nośnika ciepła. Byłato para wodna. Tutaj motorem było ciśnienie pary, a sposobemna oddawanie ciepła jej kondensacja. Koniecznabyła odpowiednia konfiguracja przewodów kondensatu(konieczność zachowania właściwego spadku).Jednak niewielkie możliwości regulacjiogrzewań parowych spowodowały, że wodazwyciężyła.Pora przejść do obecnych czasów. Niewątpliwieprawie każdemu z nas wpadająw ręce różne czasopisma dotyczące budownictwaczy też instalacji i tu widzimy przeważniegalerię, przegląd „doskonałych” kotłówgrzewczych. Są to, co ciekawe, prawiewszystkie kotły tzw. nr 1 w Polsce lub naświecie, i to o „doskonałych parametrach,niezwykle oszczędne, o wysokiej sprawnościitd.”. Podobnie jest z samochodami, wszystkie się piękniebłyszczą i są „doskonałe”, a praktyka jest niestety różna odtych „och” i „ach”.Aby nasz artykuł nie stał się kolejną publikacją reklamującącałą galerię kotłów, postanowiliśmy przedstawić zagadnieniekotłów grzewczych od strony cech istotnych dla użytkownika.Na początek spróbujemy nieco usystematyzowaćkwestie kotłów grzewczych. Po epoce kotłów na paliwa stałenadszedł czas paliw gazowych. Nieco później pojawiły się paliwapłynne, a jeszcze później paliwem dla kotłów stał się gazpłynny (mieszanina propanu i butanu). Potrzeba oszczędnościenergii cieplnej skierowała kroki konstruktorów w stronęrozwiązań takich jak wykorzystanie energii solarnej, pompciepła i... znowu w stronę paliw stałych. Koszty ogrzewaniapaliwami płynnymi czy też gazowymi rosną bowiem dosyćszybko i zaczynają doskwierać użytkownikom. Ogrzewaniedrewnem, węglem okazało sięjednym z najtańszych. Tak zatoczonezostało kolejne koło.Oprócz wymienionychpaliw do ogrzewania znalazły zastosowaniepaliwa ogólnie zwanebiopaliwami. W tej grupie będązarówno: pelety (prasowane trociny),wierzba energetyczna, gazotrzymywany z wysypisk, jaki różne rośliny oraz produktyz nich otrzymane, np. etanol lub metanol otrzymywanyz fermentacji tych roślin.W 2005 r. odbyła się w Wilnie VI MiędzynarodowaKonferencja Naukowo-Techniczna na temat alternatywnychźródeł energii. Naukowcy litewscy przedstawiliswoje badania dotyczące zastosowania roślin jako paliw.Badaniami objęto, oprócz roślin zbożowych i konopi, takżekukurydzę, trawy wieloletnie, chińską trzcinę, wierzbęenergetyczną oraz bliżej nieznany topinambur. I co ciekawe− jedną z roślin posiadających dużą wartość opałowąsą konopie. Jest to opcja interesująca. Ale chyba jednakpozostanie w sferze badań naukowych. Szczególnie jeśliweźmiemy pod uwagę konopie indyjskie. Kolejną roślinąposiadającą znakomite cechy energetyczne jest topinambur.Tu również można połączyć przyjemne z pożytecznym.Część zielona (wysokości 3–4 m) może posłużyć bowiemjako doskonałe paliwo, a z części podziemnej możnauzyskać doskonałej jakości alkohol, który oczywiście teżmożna spalić, ale czy to rozwiązanie byłoby przez użytkownikówuznane za optymalne?Pojęcie pieca i kotła potocznie jestrównoważne − niemniej wartorozgraniczać te urządzenia. Piec bowiemoddaje ciepło bezpośrednio poprzezpromieniowanie i konwekcję, przy czympromieniowanie ma znaczny udział.Kocioł zaś oddaje ciepło do pośredniegoczynnika poprzez przenikanie.54 INŻYNIER BUDOWNICTWA STYCZEŃ 2007