Wstp Nowoczesne systemy instalacyjne powinny spenia podstawowe funkcje uytkowe, jak rwnie zapewnia wygod, komfort i optymalne koszty eksploatacji. Urzdzenia musz w peni odpowiada wymaganiom, a jednoczenie jak najmniej angaowa uytkownika w proces obsugi, regulacji i serwisowania. Wybr kota centralnego ogrzewania i sposobu przygotowania ciepej wody uytkowej jest wanym i czsto trudnym zadaniem, jakie stoi przed uytkownikiem. Przed dokonaniem wyboru systemu ogrzewania oraz zakupem odpowiedniego kota grzewczego warto rozpatrzy kwestie takie jak:rodzaj paliwa, jakie bdzie spala kocio, zapotrzebowania na ciepo, zapotrzebowanie na ciep wod uytkow,umiejscowienie kota,wybr typu kota, przewidywane koszty eksploatacji. Niezwykle wanym aspektem uytkowania urzdze grzewczych jest ekologia. Warto zatem zwrci uwag na emisj zanieczyszcze do atmosfery, jakie mog wystpi podczas eksploatacji danego urzdzenia.

CEL I ZAKRES PRACY Celem pracy by przegld niskoemisyjnych i wysokosprawnych urzdze grzewczych maej oraz redniej mocy oraz ich ocena techniczna, ekonomiczna i ekologiczna na wybranych przykadach.

Zakres pracy obejmowa urzdzenia grzewcze opalane paliwem gazowym, olejem opaowym, paliwem staym (w tym ekologicznym) oraz energi elektryczn. W ramach pracy dokonano porwnania poszczeglnych typw kotw pod wzgldem technicznym oraz przeprowadzono ich analiz ekonomiczn i ekologiczn.

Podzia kotw ze wzgldu na moc ciepln W rnych rdach literaturowych granica podziau kotw maej i redniej mocy jest rnie podawana. Najczciej spotykana granica podziau kotw pod wzgldem mocy cieplnej wyglda nastpujco:koty niskotemperaturowe maych mocy 14 67 kW,koty rednich mocy 70 460 kW,koty duych mocy 460 9300 kW.

Podzia urzdze grzewczych ze wzgldu na rodzaj stosowanego paliwaKoty gazowe,Koty olejowe,Koty opalane paliwem staym,Urzdzenia zasilane energi elektryczn.

Koty gazowe

Wrd kotw zasilanych gazem ziemnym bd pynnym mona wyrni nastpujce rodzaje:stojce i wiszce ze wzgldu na usytuowanie;jedno- i dwufunkcyjne ze wzgldu na moliwo podgrzewania wody;koty z otwart i zamknit komor spalania ze wzgldu na sposb pobierania powietrza do spalania i odprowadzania spalin;tradycyjne i kondensacyjne ze wzgldu na skuteczno przekazywania ciepa.

Przykady kotw gazowychRys. 1. Kocio dwufunkcyjny z otwart komor spalania, wiszcy marki VAILLANT, model ATMOmax PLUS VUW200-5 Koty dwufunkcyjne (VUW) su do ogrzewania pomieszcze i podgrzewania wody uytkowej w sposb przepywowy. Kocio z otwart komor spalania, pobierajcy powietrze z pomieszczenia.Sprawno urzdzenia siga 90% ;Nominalna moc cieplna 20 kW;Maksymalne zuycia gazu 2,3 m3/h ;Cena orientacyjna 3900 z.

EMBED CorelPhotoPaint.Image.9

_1244003497.bin

Rys. 2. Kocio jednofunkcyjny stojcy;marki Viessmann, model Vitogas100 Kocio jednofunkcyjny czyli sucy jedynie do ogrzewania pomieszcze. Charakteryzuje si niskim zuyciem energii oraz nisk emisj spalin do atmosfery NOx

Koty olejowe Koty olejowe s obok gazowych jednymi z najpopularniejszych urzdze grzewczych. S stosowane na obszarach nie objtych sieci gazow, a dostawc paliwa mona dowolnie wybiera. Koty na olej opaowy s w peni zautomatyzowane i bezobsugowe, a wic wygodne w eksploatacji. Zgromadzony w zbiorniku zapas paliwa pozwala na dugotrwa i bezawaryjn prac. W prawidowo dziaajcym kotle spalanie jest cakowite, a spaliny s stosunkowo czyste, a wiec niegrone dla rodowiska. Wad kotw olejowych s wysze, w porwnaniu z innymi paliwami, koszty wytworzenia takiej samej porcji energii.

Przykady kotw olejowychRys. 3. Kocio jednofunkcyjny, stojcy marki WOLF, model CHK Kocio eliwny, stojcy o zakresach mocy od 15 do 60 kW. Urzdzenie jednofunkcyjne jednak istnieje moliwo podczenia zasobnika.Maksymalne zuycie paliwa 1,3 1,5 kg/h. Kocio charakteryzuje si wysok sprawnoci wynoszc ok. 95%. Cena orientacyjna 7500 z.

Rys. 4. Kocio dwufunkcyjny marki Ulrich, model Ederlich 41 Niskotemperaturowy kocio olejowy o mocy od 20 do 41kW. Dostpny jest w wersji jednofunkcyjnej (ogrzewanie) oraz dwufunkcyjnej (ogrzewanie i ciepa woda). Maksymalne zuycie oleju 3,8 kg/h.Zawarto CO w spalinach do 12%.Wykazuje sprawno do 94,5%.Cena orientacyjna 6800 z.

Koty opalane paliwem staym Paliwa stae zawsze byy i pewnie zostan najtasze, wic zasilane nimi koty s w dalszym cigu popularne, a na rynku pojawiaj si wci nowi producenci. Koty na wgiel maj rn konstrukcj zalen od sortymentu wgla, jaki ma by w nich spalany. Najwikszym problemem uytkownikw kotw na paliwa stae zawsze bya konieczno czstego uzupeniania paliwa (nawet kilka razy na dob). Obecnie problem ten przynajmniej czciowo rozwizuj automatyczne podajniki paliwa. Dziki nim czas pomidzy kolejnymi zaadunkami paliwa wydua si nawet do kilku dni.

Przykady kotw opalanych paliwem staymRys. 5. Kocio marki DEFRO, model Defro KM Koty typu DEFRO KM stanowi now generacj kotw opalanych miaem wglowym. Stosowane s w instalacjach centralnego ogrzewania i ciepej wody.Urzdzenie dostpne w zakresach mocy od 14 do 46 kW.Jednorazowy zasyp paliwa od 32 do 90 kg.Sprawno cieplna ok. 81,5%.Cena orientacyjna 3900 z.

Koty opalane paliwem ekologicznymUrzdzenia opalane paliwem ekologicznym to nowo na naszym rynku, podobnie jak opa, ktry si w nich spala. S bezpieczne dla rodowiska, ale przede wszystkim pozwalaj znacznie obniy koszty ogrzewania.Koty na pelety zastpuj koty olejowe lub wglowe w domach jednorodzinnych i niewielkich kotowniach. Najprostsze koty przeznaczone do spalania drewna (take wgla), nadaj si do spalania zrbkw, wirw i innych odpadw bioorganicznych.

Przykady kotw na paliwo ekologiczneRys. 6. Kocio marki METALERG, model EKOPAL D Stalowy kocio grzewczy EKOPAL D jest przeznaczony do spalania drewna liciastego oraz iglastego, zrbek drewnianych, trocin oraz wierzby energetycznej. Dostpny w zakresach mocy od 25 do 45 kW.Orientacyjne zuycie drewna na sezon od 15 do 25 m3 . Sprawno ok. 78%.Cena orientacyjna 4500 z.

Koty kondensacyjne

Tradycyjne niekondensacyjne koty nie wykorzystuj caej energii zawartej w spalanym w nich paliwie. Cz, zwana ciepem utajonym, ulatuje z par wodn wraz ze splinami. Aby do ogrzewania wody w kotle zostao wykorzystane take ciepo utajone, para zawarta w spalinach musi si skropli, bo w tym procesie jest uwalniana energia. Skroplenie (kondensacja) pary wodnej nastpi wtedy, gdy spaliny zostan schodzone do odpowiednio niskiej temperatury. Koty tradycyjne s tak skonstruowane, by podczas ich pracy nie dochodzio do kondensacji. Temperatura spalin jest celowo utrzymywana na wysokim poziomie. To powoduje straty energii, bo cz ciepa ze spalin ulatuje przez komin, zamiast ogrza wod.

Koty kondensacyjne posiadaj wiksz sprawno od pracujcych w tych samych warunkach kotw niekondensacyjnych.

Sprawno kota to stosunek iloci ciepa przekazanego wodzie do iloci ciepa wytworzonego w procesie spalania. Sprawno kotw kondensacyjnych przekracza 100%.

Przykady kotw kondensacyjnychRys. 7. Kocio dwufunkcyjny;marki VIESSMANN, model VITOLAPLUS 300 VITOLAPLUS 300 jest stojcym olejowym kotem kondensacyjnym dostpnym w zakresie mocy od 19,4 do 29,4 kW. Kocio przystosowany jest do eksploatacji ze wszystkimi dostpnymi w handlu rodzajami olejw grzewczych. Urzdzenie charakteryzuje si bardzo wysok sprawnoci sigajc 103% oraz nisk emisj zanieczyszcze.Cena orientacyjna 1200 z.

Rys. 8. Kocio dwufunkcyjny; marki IMMERGAS, model Victrix 24 kW Kocio Victrix 24 kW jest przepywowym, wiszcym kotem kondensacyjnym z zamknit komor spalania. Paliwem stosowanym w tym kotle jest gaz ziemny . Zastosowanie technologii kondensacyjnej daje wymierne oszczdnoci w zuyciu gazu oraz powoduje nisk emisj spalin. Sprawno kota siga 107%.Cena orientacyjna 7700 z.

Urzdzenia zasilane energia elektryczn Ogrzewanie elektryczne czsto jest wybierane wtedy, gdy nie mona doprowadzi do domu gazu ziemnego. Cieszy si take popularnoci wrd wacicieli domw letniskowych. Ponadto jest stosowane jako awaryjne lub uzupeniajce w domach ogrzewanych kominkiem, kotem na paliwa stae lub pomp ciepa. Jednym z urzdze zasilanych energi elektryczna jest piec akumulacyjny. Jest to urzdzenie, ktre grzeje cigle, chocia zasilane jest jedynie okresowo. Pracuj ono w dwch kolejno wystpujcych po sobie okresach: adowania i rozadowania. Elektryczne ogrzewacze akumulacyjne oddaj ciepo do pomieszczenia rozadowujc si statycznie lub dynamicznie.

Przykady piecw akumulacyjnychRys. 10. Piec z dynamicznym rozadowaniem mocy;marki DIMPLEX, model VFMi 20. Rys. 11. Piec ze statycznym rozadowaniem mocy;marki DOMGOS, model OAS 3.

Piec z dynamicznym rozadowaniem mocy dostpny w zakresach mocyod 1,3 do 4,0 kW. Moliwo ogrzania pomieszczenia o powierzchni do 60 m2 , orientacyjna cena 2000 z.

Piec ze statycznym rozadowaniem mocy dostpny w zakresach mocy od 1,5 do 3,0 kW. Moliwo ogrzania pomieszczenia o powierzchni do 40 m2 , orientacyjna cena 1300 z.

Analiza ekonomiczna i ekologiczna zastosowania wybranych kotw maej i redniej mocyDokonujc wyboru odpowiedniego systemu grzewczego naley wyliczy szacunkowe zapotrzebowanie budynku na ciepo, co pozwoli okreli przyblion moc urzdzenia. Rys. 12. Zapotrzebowanie ciepa w rnych rodzajach budynkw.

Porwnanie kota kondensacyjnego i tradycyjnegoPorwnujc parametry rnych urzdze naley zwrci uwag dla jakich warunkw s one podane. Chcc dokona porwnania kota kondensacyjnego z tradycyjnym musimy przede wszystkim zwrci uwag na jego sprawno.Zanim pojawiy si koty kondensacyjne, w iloci ciepa wytwarzanego uwzgldniano jedynie warto opaow paliwa, a nie uwzgldniano ciepa skraplania pary wodnej, ktre stanowi okoo 11% caego wytworzonego ciepa. Po dodaniu tych 11% moliwe jest uzyskanie sprawnoci przekraczajcej 100 %.

Rys. 13. Sprawnoci kotw: kondensacyjnego i tradycyjnego.

Teoretycznie moliwa do osignicia sprawno kota wynosi 111% (gaz ziemny), 109% (propan), 106% (olej opaowy). W praktyce nie da si unikn pewnych strat energii, ktre wynosz na og 2-4 %. O tyle mniejsza jest rzeczywista sprawno obecnie produkowanych kotw kondensacyjnych. Natomiast sprawnoci kotw tradycyjnych wynosz : kocio wglowy- 86%, kocio opalany paliwem ekologicznym- 90%, gaz pynny- 92%, gaz ziemny- 95%, olej opalowy- 97%. Dla porwnania naley doda, e sprawno kota gazowego starego typu z lat 70-tych wynosia do 75%. Rys. 14. Porwnanie sprawnoci poszczeglnych kotw.

Wykres2

75

86

90

92

95

97

106

109

111

Sprawno [%]

Arkusz1

XYKocio gazowy starego typu75

Kocio wglowy86

Kociona paliwo ekologiczne90

Kocio tradycyjny na gaz pynny92

Kocio tradycyjny na gaz ziemny95

Kocio tradycyjny olejowy97

Kocio kondensacyjny na gaz pynny106

Kocio kondensacyjny olejowy109

Kocio kondensacyjnyna gaz ziemny111

Arkusz1

0

0

0

0

0

0

0

0

0

Sprawno [%]

Arkusz2

Arkusz3

MBD000BDF40.xls

Arkusz1

XY

A86A-kocio wglowy

B90B-kocio na pelety

C92C-kocio na gaz pynny tradycyjny

D95D-kocio na gaz ziemny tradycyjny

E97E-kocio olejowy tradycyjny

F106F-kocio na gza pynny kondensacyjny

G109G-kocio olejowy kondensacyjny

H111H-kocio na gaz ziemny kondensacyjny

A-

Arkusz1

Arkusz2

Arkusz3

MBD000BE585.xls

Arkusz1

XY

A86A-kocio wglowy

B90B-kocio na pelety

C92C-kocio na gaz pynny tradycyjny

D95D-kocio na gaz ziemny tradycyjny

E97E-kocio olejowy tradycyjny

F106F-kocio na gza pynny kondensacyjny

G109G-kocio olejowy kondensacyjny

H111H-kocio na gaz ziemny kondensacyjny

A-

Arkusz1

Arkusz2

Arkusz3

Koszty eksploatacji przy wyborze systemu ogrzewania

Wybr rodzaju ogrzewania jest zawsze istotnym dylematem z uwagi na koszty inwestycji i eksploatacji. Zanim dokonamy wyboru odpowiedniego systemu ogrzewania dokonujemy kilku szacunkowych porwna.Pierwszym z nich bdzie porwnanie cen poszczeglnych kotw oraz kosztw zwizanych z ich instalacj. Poniszy wykres prezentuje szacunkowe zestawienie cen poszczeglnych typw urzdze grzewczych.Rys. 15. Szacunkowe porwnanie cen poszczeglnych kotw.

Wykres5

7000900060001000016000180006000

Kociol gazowy

Kocio olejowy

Kocio na paliwo stae

Kocio na paliwo ekolog.

Kocio kondensacyjny

Kocio olejowy + zbiornik

Ogrzewanie elektryczne*

RODZAJ KOTA

CENA [z]

Arkusz1

Kociol gazowy7000

Kocio olejowy9000

Kocio na paliwo stae6000

Kocio na paliwo ekolog.10000

Kocio kondensacyjny16000

Kocio olejowy + zbiornik18000

Ogrzewanie elektryczne*6000

Arkusz1

0000000

Kociol gazowy

Kocio olejowy

Kocio na paliwo stae

Kocio na paliwo ekolog.

Kocio kondensacyjny

Kocio olejowy + zbiornik

Ogrzewanie elektryczne*

RODZAJ KOTA

CENA [z]

Arkusz2

Arkusz3

MBD0011A3C6.xls

Wykres1

7000

9000

6000

10000

16000

20000

6000

CENA [z]

Arkusz1

Kociol gazowy7000

Kocio olejowy9000

Kocio na paliwo stae6000

Kocio na paliwo ekloog.10000

Kocio kondensacyjny16000

Kocio olejowy + zbiornik20000

Ogrzewanie elektryczne6000

Arkusz1

0

0

0

0

0

0

0

CENA [z]

Arkusz2

0

0

0

0

0

0

0

CENA [z]

Arkusz3

Kolejnym kryterium decydujcym o wyborze rodzaju ogrzewania jest cena paliwa. Porwnanie kosztw ogrzewania jest tu istotn wskazwk, przy czym naley zaznaczy, e najwiksz stabilnoci cen charakteryzuje si gaz ziemny oraz energia elektryczna. Takie paliwa jak olej opaowy, wgiel kamienny, drewno, gaz pynny podlegaj wahaniom cenowym w zalenoci od okresu roku (zazwyczaj wysze ceny w okresie grzewczym i dystrybutora. Dodatkowymi kosztami mog by ponadto koszty transportu, zbiornika (dla gazu pynnego). Rys. 16. Szacunkowe koszty wytworzenia jednostki ciepa

Wykres2

0.180.150.130.290.260.260.10.080.390.12

Kocio gazowy starego typu (sprawn.75%)

Kocio gazowy nowego typu (sprawn. 92%)

Kocio gazowy kondensac. (sprawn.108%)

Kocio na olej opalowy nowy (sprawn. 104%)*

Kocio olejowy kondensac. (sprawn.104%)*

Kocio na gaz pynny nowy (sprawn. 92%)*

Kocio wglowy starego typu (sprawn. 65%)*

Kocio wglowy nowy (sprawn. 85%)*

Grzejnik elektr. (taryfa zwyka)

Kocio nowy na drewno opaowe (sprawn. 80%)*

RODZAJ OGRZEWANIA

KOSZT [PLN/kWh]

Arkusz1

Kocio gazowy starego typu (sprawn.75%)0.18

Kocio gazowy nowego typu (sprawn. 92%)0.15

Kocio gazowy kondensac. (sprawn.108%)0.13

Kocio na olej opalowy nowy (sprawn. 104%)*0.29

Kocio olejowy kondensac. (sprawn.104%)*0.26

Kocio na gaz pynny nowy (sprawn. 92%)*0.26

Kocio wglowy starego typu (sprawn. 65%)*0.1

Kocio wglowy nowy (sprawn. 85%)*0.08

Grzejnik elektr. (taryfa zwyka)0.39

Kocio nowy na drewno opaowe (sprawn. 80%)*0.12

Arkusz1

0000000000

Kocio gazowy starego typu (sprawn.75%)

Kocio gazowy nowego typu (sprawn. 92%)

Kocio gazowy kondensac. (sprawn.108%)

Kocio na olej opalowy nowy (sprawn. 104%)*

Kocio olejowy kondensac. (sprawn.104%)*

Kocio na gaz pynny nowy (sprawn. 92%)*

Kocio wglowy starego typu (sprawn. 65%)*

Kocio wglowy nowy (sprawn. 85%)*

Grzejnik elektr. (taryfa zwyka)

Kocio nowy na drewno opaowe (sprawn. 80%)*

RODZAJ OGRZEWANIA

KOSZT [PLN/kWh]

Arkusz2

Arkusz3

Wpyw spalania paliw na zanieczyszczenie rodowiska Wybierajc paliwo naley wzi pod uwag rwnie jego wpyw na rodowisko. Modne staj si paliwa (noniki energii), o ktrych mona powiedzie, e nale do ekologicznych. Za ekologiczne mona uzna nowoczesne koty na drewno i biomas. Ilo dwutlenku wgla emitowanego do atmosfery podczas spalania somy nie jest wiksza ni wczeniej pobrana w procesie fotosyntezy przez przeznaczone na opa roliny. Niewiele zanieczyszcze powstaje take przy spalaniu gazu, nieco wicej przy spalaniu oleju. Najwicej zanieczyszcze emituj do rodowiska kotownie wglowe.

Tabela 1. Wpyw spalania paliw na zanieczyszczenie rodowiska

Rys. 17. Charakterystyka emisjiCO2 rnych nonikw energii. Rys. 18. Redukcja emisji substancji szkodliwych z kotw kondensacyjnych .

Stwierdzenia i wnioski

Na podstawie przeprowadzonej analizy porwnawczej wybranych urzdze grzewczych mona wysun nastpujce wnioski:

1. Koty gazowe to urzdzenia kupowane najczciej. Charakteryzuj si wysok sprawnoci. Produkowane s jako jednofunkcyjne i dwufunkcyjne oraz jako tradycyjne i kondensacyjne. Najlepszym wyborem jest kocio kondensacyjny dwufunkcyjny. Jest on do drogi, ale najbardziej wydajny i zarazem najmniej uciliwy dla rodowiska. Opalany gazem ziemnym, ktry jest najchtniej uywanym paliwem, gwarantuje komfort i wygod, ma najmniejsz wrd paliw kopalnych zawarto szkodliwych substancji w spalinach. Jest opacalny pod wzgldem ekonomicznym i ekologicznym, jednak nie zawsze dostpny.

2. Koty olejowe rwnie osigaj wysok sprawno, s jednak drosze od gazowych, wymagaj wikszych nakadw finansowych zwizanych z serwisem. Paliwo, ktrym jest olej opalowy lub gaz pynny wymaga magazynowania w specjalnych zbiornikach. Olej opaowy jest mniej opacalny ni gaz ziemny, jednak emisja zanieczyszcze powstajcych w wyniku jego spalania jest rwnie niska jak gazu ziemnego.

3. Koty na paliwa stale ogrzewanie nimi domu jest stosunkowo nie drogie, ale nieco uciliwe. Nie jest moliwa pena automatyzacja procesu spalania, a poza tym koty opalane wglem emituj do rodowiska najwicej zanieczyszcze. Wgiel jest taszy od pozostaych paliw i atwiej dostpny, ale bardzo szkodliwy dla rodowiska. Biomasa natomiast jest paliwem ekologicznym, ale i droszym do wgla kamiennego. Paliwa stae rwnie wymagaj magazynowania.

4. Urzdzenia elektryczne. Ogrzewanie energi elektryczn niesie za sob wysokie koszty. Uytkownicy, ktrzy s zmuszeni ogrzewa dom prdem, wybieraj grzejniki elektryczne, ogrzewanie podogowe albo piece akumulacyjne. Ogrzewanie energi elektryczn jest rwnie uciliwe dla rodowiska. Wprawdzie urzdzenia grzewcze zasilane energi elektryczn nie emituj zanieczyszcze bezporednio, ale w procesie jej wytwarzania spalany jest wgiel.

Podsumowujc, mona stwierdzi, e najlepszym wyborem, co do systemu ogrzewania, jest kocio gazowy kondensacyjny dwufunkcyjny. Jeli jednak nie ma dostpu do sieci gazowej dobr alternatyw moe by kocio opalany paliwem staym w postaci biomasy.

Dzikuj za uwag.