8<strong>Februar</strong> <strong>2010</strong>Oljna kondenZACijskaTEHnika: STAnje TEHnike inPERSPEktive za bodočnostAvtorski članek:Avtor: Dipl.-Ing. (FH) Wolfgang RogattyViessmann Werke GmbH, AllendorfPrevod: Pia Jakobič Kukovič1. Koristkondenzacijske tehnikepri kurilnem oljuPo definiciji uredbe o varčevanju zenergijo (EnEV) je kondenzacijski kotel»ogrevalni kotel«, ki je konstruiranza kondenzacijo večjega dela vodnepare, ki jo vsebujejo dimni plini. V tanamen je pri koriščenju EL kurilnegaolja potrebno temperaturo zgorevalnihplinov v prenosniku toplote znižatipod temperaturo rosišča vodne pare,t.j. približno 47 °C, da se doseže obsežnakondenzacija. Iz te kondenzacije jemožno pri kurilnem olju, v primerjavi znizkotemperaturno tehniko, kjer kondenzacijani zaželena, teoretično pridobitimaksimalno 6 % toplote. To pomeni,da se lahko normiran izkoristek,ki se nanaša na kurilno vrednost (poDIN 4702-8) pri popolni kondenzacijiv oljnih kondenzacijskih kotlih dvignena 102 %, v primerjavi s pribl. 96 % prinizkotemperaturnih kotlih.Dodatno se temperature dimnihplinov, v primerjavi z nizkotemperaturnotehniko, občutno znižajo. Prinizkotemperaturnih kotlih se morakondenzacija na ogrevalnih površinahin v dimovodnem sistemu preprečiti zustrezno visokim temperaturnim nivojemdimnih plinov. Pri kondenzacijskitehniki pa je kondenziranje dimnihplinov zaželeno. Zato znašajo temperaturedimnih plinov le še približno40 °C, namesto kot pri nizkotemperaturnitehniki okoli 160 °C. S tem sezelo znižajo izgube z dimnimi plini,kar dodatni h kondenzacijski toplotivodi k nadaljnjemu dobitku toplote vvišini pribl. 4 %. Iz tega skupno izhajaza oljne kondenzacijske kotle teoretičnodosegljiv normiran izkoristek pribl.Slika 1: Oljni ogrevalni kotli s kondenzacijsko tehniko dosegajo normiran izkoristekdo 104% s tem, ko pridobivajododatno toploto iz dimnih plinov.106 %. Praktično dosegljiv dodatenenergijski dobiček znaša pri zelo učinkovitiholjnih kondenzacijskih kotlih,ki so konstruirani ugodno za kondenzacijo,v primerjavi z oljno nizkotemperaturnotehniko okoli 6 do 8 %, karpomeni normirane izkoristke v višini102 do 104 % (slika 1).Vendar tudi za oljne kondenzacijskekotle velja, da ni možno pridobitiveč toplote, kot je bilo prej vnesenoz gorivom. Toplote, ki se sprosti skondenzacijo vodne pare, prej ni bilomožno koristiti, ker tehnične možnostiza to še niso obstajale. Za ugotavljanjenormiranih izkoristkov, se je zatokot referenčna veličina vzela kurilnavrednost H i(i za angleško inferior =nižje, prej H u= spodnja kurilna vrednost)goriva in se zapisala v normo.V nasprotju s kurilno vrednostjo H s(sza angleško superior = višje, prej H o= zgornja kurilna vrednost), pa kurilnavrednost ne upošteva kondenzacijsketoplote. Z dodatnim koriščenjem kondenzacijsketoplote v kondenzacijskihkotlih in s koriščenjem v normi še vednopredpisane referenčne vrednostiH i ,lahko dobimo izkoristke nad 100odstotkov.V referenci normiranih izkoristkovna kurilno vrednost najdemo tudirazlago za razliko med izkoristki plinskihin oljih kondenzacijskih kotlov.Zemeljski plin ima nekoliko višji deležvodika kot kurilno olje. Pri zgorevanjuzemeljskega plina zato nastanemnogo več vodne pare (pribl. 140 g/kWh), kot pri kurilnem olju (pribl. 80g/kWh). Tako so možni kondenzacij-
<strong>Februar</strong> <strong>2010</strong>9Slika 3: Sodobni modroplamenski gorilniki breztežav dosegajo emisijske vrednosti, ki so nižjeod strogih mejnih vrednosti znaka zaščite okolja»Modri angel«Slika 2: Primerjava izkoriščenosti energije z referenco na kurilno vrednost Hi in kurilnost Hs.ski dobitki pri olju nižji, kot pri plinu.Vendar to ne pomeni, da je tudi energijskaučinkovitost oljnih, v primerjavis plinskimi kondenzacijskimi kotli,nižja. Za učinkovitost šteje le, kolikšendelež v gorivu vsebovane energije sekoristi kot ogrevalna toplota. Pri temje vseeno, ali prihaja koristna toplotaiz občutnega deleža z ohlajanjem, aliiz latentnega deleža s kondenzacijovodne pare. Z referenco na kurilnovrednost Hs se pokaže, da je kondenzacijskatehnika za obe gorivi enakoučinkovita (slika 2).2. Zahteve, ki sepostavljajo sodobnimoljnim kondenzacijskimkotlomDa se lahko potencial oljne kondenzacijketehnike koristi okolju prijazno,zanesljivo in gospodarno, se prisodobnih oljnih kondenzacijskih kotlihpostavlja vrsta zahtev: nizke emisije, visoka učinkovitost, zanesljivo obratovanje, dolga življenjska doba, preprosto vzdrževanje, kompaktne dimenzije.2.1 Nizke emisijeSodobni modroplamenski gorilnikiskrbijo za učinkovito zgorevanjebrez saj in z malo škodljivih snovi (slika3). Razen tega zagotavljajo zadostentransportni tlak za odvajanje dimnihplinov, s sodobnim sistemomza dovajanje zraka/odvajanje dimnihplinov. Večstopenjski ali moduliranimodroplamenski gorilniki pomagajoprilagoditi moč dejanski potrebi potoploti.Pomembno je, da se izvedejo ukrepiza zmanjšanje hrupa, da se zgorevalnihrup ohranja kolikor možno nizek,npr. z uporabo dušilnika hrupadimnih plinov ali popolno zaprtostjokotla. Ponuja se integracija dušilnikahrupa v kotel tako, da za kotlom ni potrebendodaten prostor.2.2 Visoka učinkovitostVisoka učinkovitost se doseže vprvi vrsti s konstrukcijo kotla, ki je primernaza kondenzacijo. Dimni plinimorajo v kotlu kolikor možno popolnomakondenzirati in svojo toplotoprenesti na ogrevalno vodo. Zato morajobiti ogrevalni plini karseda intenzivnoin popolno v stiku s površinamiprenosa toplote. To se lahko doseže nadva načina:Turbulenten tokOgrevalne površine so oblikovanetako, da se ogrevalni plini stalno vrtinčijo,da ne morejo nastati jedrni tokoviz višjimi temperaturami (slika 4). S preusmeritvamise proizvaja turbulententok, ki je tako močno zvrtinčen, da lahkoogrevalni plini enakomerno in trajnooddajajo toploto površinam prenosatoplote. Za izdelavo učinkovitihogrevalnih površin je posebej primernoplemenito, nerjavno jeklo.Laminaren tokDruga možnost je laminaren principprenosa toplote. V tem primeru sekoristi konstrukcija prenosnika toplote,pri katerem so izstopne odprtinena strani ogrevalnih plinov oblikovaneSlika 4: Preusmeritve pri ogrevalni površini Inox-Crossal zagotavljajo intenziven stik ogrevalnih plinov zogrevalno površino.