ABC Techniki grzewczej

Lambda Pro Control to jedyne na rynku rozwiązanie tego typu, dzięki któremu parametry spalania gazu w kotłach kondensacyjnych Vitodens, podlegają stałemu nadzorowi. Jednocześnie nastawy pracy palnika są na bieżąco korygowane, aby zapewnić maksymalną sprawność pracy przy jak najniższych emisjach zanieczyszczeń.
Funkcjonowanie układu Lambda Pro Control oparte jest o stały pomiar prądu jonizacji przepływającego z elektrody jonizacyjnej. Nie wykorzystywane są przy tym żadne dodatkowe sondy, czy też czujniki obecności zanieczyszczeń w spalinach, co ogranicza do minimum koszty związane z ich wymianą czy konserwacją. Wartość prądu jonizacji świadczy o temperaturze płomienia przy siatce palnika promiennikowego MatriX.
Zbyt duża ilość powietrza do spalania oznacza zaniżanie sprawności kotła, spadek temperatury spalania i spadek prądu jonizacji. Zbyt mała ilość powietrza do spalania może z kolei powodować wzrost emisji zanieczyszczeń (CO, NOx) i zanieczyszczanie powierzchni grzewczych kotła. Stąd też regulator kotła Vitotronic utrzymuje optymalną wartość nadmiaru powietrza (tzw. współczynnik Lambda) na poziomie 1,3. Układ Lambda Pro Control wpływa bezpośrednio na ilości i proporcje zmieszania gazu z powietrzem do spalania.

Zalety układu Lambda Pro Control

• Uniezależnienie się od wahań jakości gazu ziemnego lub płynnego
• Proste czynności uruchomieniowe - samoczynna adaptacja kotła do rodzaju gazu
• Stała optymalizacja procesu spalania dla uzyskiwania wysokich sprawności pracy kotła
• Ochrona kotła przed zanieczyszczaniem powierzchni grzewczych
• Brak dodatkowych elementów - sond, czujników. Wykorzystanie pomiaru prądu jonizacyjnego ze standardowej elektrody jonizacyjnej palnika.

Kogeneracja (ang. CHP - Combined Heat and Power, niem. BHKW - Blockheizkraftwerken) to proces technologiczny w którym jednocześnie wytwarza się w sposób tzw. skojarzony - energię elektryczną oraz ciepło. Tak zwana mała kogeneracja to lokalne elektrociepłownie zwane miniblokami elektrociepłowniczymi lub agregatami kogeneracyjnymi - zdolne samodzielnie zapewnić zasilanie w energię elektryczną i ciepło dla obiektów mieszkalnych i niemieszkalnych.Czym jest kogeneracja - skojarzone wytwarzanie ciepła i energii elektrycznej?
Energia elektryczna wytwarzana jest w elektrowniach - w przypadku nowoczesnych technologii - w elektrowniach kondensacyjnych. Oznacza to, że energia elektryczna wytwarzana jest poprzez turbinę parową. Przeciętna sprawność tego typu elektrowni wynosi około 38-42 % co oznacza, że 60 % ciepła jest tracone do otoczenia.

Elektrociepłownia charakteryzuje się tym, że dzięki wykorzystaniu powstającego ciepła, ogólna sprawność systemu ulega znacznemu podwyższeniu. Jednak duże elektrociepłownie wymagają dużych odbiorców ciepła położonych w bliskiej odległości, gdyż straty ciepła w sieci ciepłowniczej znacząco obniżają ogólną sprawność wykorzystania ciepła. W ten sposób tzw. mała kogeneracja - lokalne wytwarzanie ciepła i energii elektrycznej - pozwala na decentralizację dostaw tych mediów zarówno dla pojedynczych obiektów, jak i skupisk budynków. Ciepło i energia elektryczna produkowane są na miejscu, a straty przesyłowe minimalne.

Jak jest w budynku podłączany agregat kogeneracyjny?
Po stronie cieplnej, agregat kogeneracyjny (miniblok ciepłowniczy) jest równolegle połączony z kotłem grzewczym. Obydwa źródła ciepła są włączone w układ dostarczania ciepła dla celów grzewczych, podgrzewu ciepłej wody użytkowej czy też technologii, itp.. W zależności od profilu zapotrzebowania ciepła, może być dodatkowo stosowany bufor ciepła, aby zapewnić jak najdłuższe cykle pracy agregatu. Priorytetem jest dostawa energii elektrycznej dla potrzeb budynku, a jeżeli potrzeby są ograniczone, możliwa jest jej odsprzedaż do sieci elektrycznej.

Jak jest dobierany agregat kogeneracyjny? Aby zapewnić maksymalną efektywność przy wykorzystaniu minibloku elektrociepłowniczego, należy zapewnić maksymalnie wydłużone czasy jego pracy. Im dłużej urządzenie będzie mogło oddawać potrzebne ciepło i energię elektryczną, tym szybciej nastąpi zwrot kosztów inwestycyjnych. Przy doborze wielkości agregatu, pierwszoplanową wartością jest zapotrzebowanie ciepła (zapewnienie jego odbioru), za wyjątkiem jego przeznaczenia jako zasilania awaryjnego w energię elektryczną.

Widoczne zawyczaj zróżnicowanie zapotrzebowania ciepła w ciągu roku wskazuje na to, że agregat kogeneracyjny nie może być zbyt duży (przewymiarowany) pod względem mocy cieplnej. Dla uzyskania 4000 godzin pracy rocznie, dla agregatu przeznaczonego na cele grzewcze budynku, można orientacyjnie przyjąć, że jego moc cieplna powinna wynosić 10 % maksymalnej mocy kotła grzewczego przewidzianego dla tego budynku. Ponieważ minibloki elektrociepłownicze stosuje się przede wszystkim dla zmniejszenia kosztów zakupu energii elektrycznej, to też należy uwzględnić w dobrze ich wielkości, zapotrzebowanie budynku na tą energię.
Aby ocenić wstępnie zasadność zastosowania skojarzonej produkcji energii elektrycznej i ciepła, należy odpowiedzieć na 3 podstawowe pytania:

1. Czy moc cieplna kotła grzewczego wynosi minimum 250 kW lub też roczne zapotrzebowanie gazu ziemnego jest wyższe niż 415.000 kWh (ok. 41.500 m3)?
2. Czy roczne zapotrzebowanie na energię elektryczną jest wyższe niż 120.000 kWh?
3. Czy energia elektryczna i ciepło są zużywane w budynku jednocześnie?

Pozytywna odpowiedź na powyższe pytania oznacza, że warto jest dokonać dokładnej oceny ekonomicznej i technicznej zastosowania agregatu kogeneracyjnego.

Kolektory słoneczne oferowane są w dwóch podstawowych typach - jako płaskie lub próżniowe. Izolacją cieplną w kolektorach płaskich jest wełna mineralna, natomiast w próżniowych - próżnia otaczająca absorber. Próżnia stanowi znacznie skuteczniejszą izolację cieplną niż jakikolwiek materiał. Eliminowany jest dzięki niej ruch powietrza, w kolektorze słonecznym konwekcja czyli unoszenie ciepła przez powietrze omywające absorber stanowi znaczny udział strat ciepła. Dlatego też próżniowe kolektory słoneczne charakeryzować się powinny wyższą sprawnością pracy niż kolektory płaskie.

Czy każdy kolektor próżniowy jest bardziej wydajny od płaskiego?
Jak się jednak okazuje, nie każdy typ kolektora próżniowego będzie pracował ze sprawnością wyższą od kolektora płaskiego. Decyduje o tym budowa rury szklanej. Standardowe na rynku konstrukcje ze względów technologicznych budowane są jako 2-ścienne rury próżniowe ("rura w rurze"). To ogranicza znacząco dostęp promieniowania słonecznego do wnętrza kolektora i tym samym zmniejsza jego uzyski ciepła.

Technika kondensacyjna pozwala na uzyskiwanie najwyższych sprawności pracy kotłów grzewczych gazowych lub olejowych. Polega ona na wykorzystywaniu ciepła zawartego w parze wodnej jaka zawarta jest w spalinach i w normalnych kotłach jest usuwana wraz ze spalinami do atmosfery.

Technika kondensacyjna stanowiła w latach 80/90-tych przyszłościowe rozwiązanie techniczne i nie miała aż tak dużego znaczenia ekonomicznego z uwagi na niskie ceny paliw. Obecnie technika kondensacyjna to standard w energooszczędnym budownictwie, zapewniający jedne z najniższych kosztów ogrzewania.

Kondensacyjny kocioł grzewczy zapewnia najwyższą sprawność pracy wśród kotłów gazowych lub olejowych, dzięki wykorzystasniu ciepła kondensacji pary wodnej. W procesie spalania paliwa tworzy się para wodna, która w tradycyjnych kotłach musiała być usuwana wraz ze spalinami, aby chronić nieprzystosowany do takiej pracy kocioł przed powstawaniem kwaśnego kondensatu (skroplin). Dla tradycyjnych kotłów kondensat stanowi zagrożenie dla ich trwałości, powodując korozję powierzchni stalowych czy żeliwnych.

Koszty ogrzewania domu wraz z podgrzewaniem ciepłej wody użytkowej stanowią przeciętnie od 70 do 80% rocznych kosztów eksploatacji domu. Tak więc od zastosowanego rozwiązania grzewczego zależeć będzie większość stałych wydatków ponoszonych na utrzymanie domu.
Koszty ogrzewania domu zależą od wielu czynników, w pierwszym rzędzie od jego standardu izolacyjności cieplnej, a następnie od rodzaju paliwa i sprawności systemu grzewczego. W zależności od wyboru paliwa czy nośnika energii, można porównać z dużym przybliżeniem koszty wytworzenia 1 kWh ciepła i tym samym ogrzewania budynku.

Komentarz do porównania kosztów ogrzewania
Przyjęte do porównania kosztów ogrzewania sprawności źródeł ciepła wynikają z szacunków. Szczególnie w przypadku kotłów na paliwo stałe (węgiel, drewno) zachodzi znaczne obniżenie sprawności w okresie letnim i przejściowych, mające wpływ na sprawność średnioroczną. Obniżenie sprawności kotłów na paliwo stałe następuje wówczas w trybie podgrzewania ciepłej wody użytkowej, gdzie zapotrzebowanie na ciepłoa występuje sporadycznie w ciągu dnia. Duża pojemność wodna kotłów na paliwo stałe wymusza podgrzanie schłodzonej wody kotłowej (straty rozruchowe), a następnie oddawanie zbędnego ciepła do otoczenia (straty postojowe).