znowelizowane warunki techniczne - Polska Izba Inżynierów ...

dawno, dawno technologie temudza spaliny, jest woda powracająca do kotła z instalacji. Parawodna nieskroplona na powierzchni wymiany ciepła w obrębiekotła może częściowo wykraplać się w kominie, a także trafiaćprzez komin do atmosfery. W tym przypadku jest to strata ciepłautajonego.Ciepło utajone (zwane ciepłem parowania lub ciepłem skraplania)wynosi w temperaturze 100 o C i przy ciśnieniu atmosferycznym2257 kJ/kg. Oznacza to, że tyle energii musimy doprowadzićw sposób bezstratny do kilograma wrzącej wody, byją odparować. Dla porównania podgrzanie 1 kg wody od 0 o Cdo 100 o C wymaga dostarczenia (nie licząc strat) około 419 kJenergii (przyjmując ciepło właściwe wody równe 4,19 kJ/(kgK)).Natomiast: spalając 1 kg lekkiego oleju opałowego, otrzymujemy42 600 kJ energii. Taka ilość ciepła pozwala (pomijającstraty) podgrzać około 100 kg wody od 0 o C do 100 o C lub odparować18,8 kg wody wrzącej. A zatem skraplając 18,8 kg parywodnej, uzyskujemy ciepło odpowiadające spaleniu 1 kg olejuopałowego (lub 1,2 m 3 gazu ziemnego o wartości opałowej35 000 kJ/m 3 ).Zawartość pary wodnej w spalinachIlość pary wodnej, jaką zawierają gazy spalinowe powstającew kotle, zależy w znacznej mierze od rodzaju paliwa. Para wodna(H 2O) jest wynikiem reakcji utleniania wodoru. Paliwa, w którychjest większy udział wodoru, wytwarzają więcej pary wodnejjako produktu spalania. Do kotłów kondensacyjnych stosuje siępowszechnie trzy paliwa: gaz ziemny (98% CH 4), który zawieraokoło 25% wodoru, propan techniczny (95% C 3H 8) – około 18%wodoru, i olej opałowy – 10–14% wodoru. Z każdego kilogramawodoru w paliwie powstaje 9 kg pary wodnej, z której po skropleniuw obrębie kotła można odzyskać ciepło utajone. W tabelipokazano wartości ciepła utajonego, jakie niesie para wodnaw spalinach. Obliczenia wykonano dla przykładowych parametrówpaliw.Odzyskanie ciepła utajonegoPara wodna schłodzona do temperatury punkty rosy zmieniaswój stan skupienia. Im większa jest wilgotność względnaspalin, tym wyższa jest temperatura punktu rosy, czyli szybciejrozpocznie się kondensacja pary wodnej w trakcieschładzania spalin. Ponadto niższa temperatura powierzchniwymiany ciepła oznacza intensywniejszą kondensację parywodnej i skuteczniejszy odzysk ciepła utajonego. Ponieważ wobrębie kotła najniższą temperaturę ma woda powracająca zinstalacji, najlepszy efekt uzyskuje się, jeśli kocioł kondensacyjnywspółpracuje z niskotemperaturową instalacją grzewczą, np.ogrzewania podłogowego.Skropliny, czyli ściekiW następstwie wykraplania się pary wodnej ze spalin napowierzchni wymienników ciepła powstają kropelki wody,w których rozpuszcza się część dwutlenku węgla, tlenkówsiarki i tlenków azotu, zawartych w spalinach. A zatem wprzypadku kotłów kondensacyjnych spaliny opuszczającekocioł są nie tylko lepiej schłodzone, lecz również bardziejsuche i mniej zanieczyszczone niż spaliny z kotłów niekondensacyjnych.Równocześnie jednak wykroplona para wodnai rozpuszczone w niej zanieczyszczenia muszą zostaćodprowadzone z kotła w postaci kwaśnego kondensatu(skroplin) będącego mieszaniną kwasów: węglowego, azotowegoi siarkowego. Skropliny są mniej agresywne, jeśliw paliwie jest mało siarki. Ponadto duża zawartość pary wodnejw spalinach i jej intensywne wykraplanie oznacza lepszerozcieńczenie rozpuszczonych w wodzie zanieczyszczeń.Strumień skroplin odprowadzanych z kotłów kondensacyjnychzależy od rodzaju paliwa. Rośnie wraz ze wzrostem mocy cieplnejkotła.W przybliżeniu strumień skroplin można określić wskaźnikowo wzależności od energii w paliwie: gaz ziemny – 0,16 dm 3 /kWh; gazpłynny – 0,13 dm 3 /kWh; olej opałowy – 0,08 dm 3 /kWh.Skropliny odprowadzane do kanalizacji w budownictwie mieszkaniowymstanowią kilka procent odprowadzanych ściekówbytowych i nie obniżają w istotny sposób wartości pH ściekówodprowadzanych do kanalizacji. Dodatkowo ścieki z gospodarstwdomowych są lekko zasadowe, co w pewnymstopniu neutralizuje skropliny z kotłów kondensacyjnych.Jednak, przy innym sposobie użytkowania obiektu niż mieszkalnictwolub przy przewidzianej dłuższej nieobecności użytkownikóww sezonie grzewczym, neutralizacja skroplin może okazaćsię konieczna.Wartość opałowaUdział masowy wodoruw paliwieIlość pary wodnejze spalenia1 kg paliwaCiepło utajonew parze wodnej zespalenia 1 kg paliwaCiepło utajone(wartość opałowa= 100)Gaz ziemny44 900 kJ/kg(35 000 kJ/m 3 )25% 2,25 kg 5 175 kJ 11Propan techniczny 46 000 kJ/kg 18% 1,62 kg 3 726 kJ 8Olej opałowy lekki 42 600 kJ/kg 12% 1,08 kg 2 484 kJ 6Tab. | Ciepło utajone w parze wodnej przy spalaniu wybranych paliwluty 10 [70]67