Konference Vykurovanie 2020 – část 2.

Stručně z 28. ročníku mezinárodní vědecko-odborné konference Vykurovanie 10. až 14. února 2020, kterou pořádá Slovenská společnost pro techniku prostředí ve spolupráci se Stavební fakultou STU Bratislava, Katedra TZB a Slovenskou komorou stavebních inženýrů.

Odborný program konference se skládal z těchto bloků:

1. ENERGETICKÁ LEGISLATÍVA
2. ENERGETICKÁ HOSPODÁRNOSŤ BUDOV
3. ZDROJE TEPLA
4. KOGENERAČNÉ ZDROJE ENERGIE
5. SÚSTAVY CZT A OST
6. ZDROJE TEPLA NA BÁZE BIOMASY
7. TEPELNÉ ČERPADLÁ
8. SLNEČNÁ ENERGIA
9. MERANIE A ROZPOČÍTAVANIE TEPLA
10. REGULÁCIA A RIADENIE VYKUROVACÍCH SÚSTAV
11. HYDRAULICKÉ VYREGULOVANIE VYKUROVACÍCH SÚSTAV
12. ENERGETICKÝ MANAŽMENT
13. PROGRESÍVNE VYKUROVACIE SÚSTAVY

V pokračujícím textu jsou zachyceny citace z přednášek, stručná shrnutí autora, a nejde o komplexní informaci. V neposlední řadě jsou zachyceny jen některé komentáře přednášejících mimo oficiální znění přednášek. Cílem textu je naznačit, na co se přednášející zaměřili a nasměrovat zájem o komplexní informace tam, kde jsou.

Den druhý, 11. února 2020

3. Zdroje tepla

Vedoucí sekce: prof. Ing. František Urban, CSc.

Zlepšenie environmentálnych parametrov tepelného zdroja spaľujúceho hnedé uhlie

Ing. Pavol Kosa

Jednou zo znečisťujúcich zložiek pri spaľovaní pevných palív sú tuhé znečisťujúce látky (TZL), ktoré podľa odborníkov môžu výrazne negatívne vplývať na zdravie ľudí. Práve z tohto dôvodu sa v poslednej dobe výrazne sprísňujú požiadavky na koncentrácie týchto v spalinách vypúšťaných do ovzdušia. V príspevku je rámcovo vyhodnotené jedinečné využitie tkanivového filtra v posledním väčšom čisto tepelnom zdroji spaľujúcom primárne nízkosírnaté hnedé uhlie (HU). Vo výhrevni sú teda v súčasnosti nainštalované dva horúcovodné kotly (K1 a K2) ČKD Dukla typu R11 s posuvným roštovým kúreniskom, s mechanickým pohadzovačom paliva a menovitým tepelným príkonom 2 × 15,1 MW.

Prínosy som zdokumentoval na základe výsledkov meraní koncentrácie ZL pre preukázanie dodržania určeného emisného limitu pre TZL, SO₂, NO_X a CO zo spaľovacieho zariadenia podľa § 9 ods. 5 písm. b) bod 2 vyhlášky MŽP SR č. 411/2012 Z. z. v znení vyhlášky č. 316/2017 Z. z.

V súčasnosti si prevádzkovateľ dal vypracovať odborný posudok na možnosť spaľovania vyššieho podielu biomasy, až do 100 %. Na základe posudku vypracovaného odborne spôsobilou osobou prof. Mgr. Jurajom Ladomerským, CSc., vydal OÚ Čadca, odbor starostlivosti o životné prostredie rozhodnutie o súhlase podľa § 17 ods. 1 písm. c) zákona č. 137/2010 Z. z. o ovzduší s takouto prevádzkou tepelného zdroja. Dodržanie stanovených limitov vypúšťaných ZL bude potrebné preukázať oprávnenými meraniami v rozsahu stanovenom v posudku v priebehu tohto roka.

Jedná sa o jedinečný prípad použitia tkanivového filtra na zníženie vypúšťania TZL v tepelnom zdroji na spaľovanie HU v rámci SR. Taktiež je zrejmé, že jeho použitie prinieslo podstatné zníženie, resp. skoro úplnú elimináciu TZL. Pri podstatnom zvýšení využívania biomasy je predpoklad aj na podstatné zníženie koncentrácie SO₂.

Znižovanie radiačnej zložky tepla z krbových vložiek pomocou loop HP

Prof. RNDr. Milan Malcho, CSc., Ing. Patrik Nemec, PhD., Ing. Stanislav Gavlas, PhD., Ing. Mária Polačiková

V súčasnosti sa stáva trendom využívanie plynových krbových vložiek na vykurovanie domácností.

• Problémem je výkon vložek okolo 10 kW oproti mnohem nižší tepelné ztrátě a tedy přetápění.
• Přetápění se potlačuje přídavnými teplovodními vložkami a ukládáním tepla v akumulační nádobě, ale to vyžaduje relativně složitý okruh s cirkulačním čerpadlem, pojistným zařízením aj.
• Snížení sálavého toku tepla lze dosáhnout snížením teploty pomocí tepelných trubic odvádějícího teplo do akumulační nádoby bez potřeby cirkulačního čerpadla. Jedná se o vložení Loop HP do topeniště plynové krbové vložky, respektive výparníku pracovní látky, přičemž kondenzátor pracovní látky je vložen do akumulačního výměníku.

Odvodem části tepla se podařilo se snížit tepelný výkon vložky přenášený do místnosti z cca 6,5 kW na 3,6 kW, a to včetně samoregulace, samočinnosti.

Uplatnenie lineárnych charakteristík energetických strojov a zariadení na optimalizáciu prevádzky zdroja tepla

Prof. Ing. František Urban, CSc., doc. Ing. František Ridzoň, CSc., Ing. František Világi, PhD.

Vstupnými zložkami pre optimalizáciu prevádzky zdroja tepla sú [1]:

• zjednodušená tepelná schéma zdroja tepla,
• energetické a ekonomické charakteristiky energetických strojov a zariadení, ktoré sú inštalované v zdroji tepla,
• definovanie cieľovej funkcie – optimalizačného kritéria,
• voľba metódy delenia palivových nákladov na teplo a elektrinu pri kombinovanej výrobe elektriny a tepla (KVET).

Pre optimalizáciu prevádzky teplárne bol vybraný denný diagram zaťaženia (DDZ), ktorý určuje potrebu tepla SCZT na prahu teplárne v hodinových intervaloch Δτ = 1 h v čase τ <0 h, 24 h> počas dňa vykurovacieho obdobia s priemernou dennou teplotou vonkajšieho vzduchu −7,7 °C. Denná dodávka tepla do SCZT na prahu teplárne bola 1 707 MWh, pričom tepelné výkony sa pohybovali v rozmedzí 53,4 ÷ 84,8 MW.

Kombinácia radenia K1, KJ1, KJ2, VS a TG – denné palivové náklady na teplo podľa energetickej, Kadrnožkovej a rozdielovej metódy delenia pri použití ekonomických charakteristík lineárnych a kvadratických

Záver: Pri použití lineárnych ekonomických charakteristík energetických strojov a zariadení sa denné palivové náklady na teplo navýšia o 0,1 % až 0,3 % v porovnaní s aplikáciou kvadratických charakteristík pri optimalizačných výpočtoch prevádzky teplárne. Z týchto analýz vyplýva, že je možné uplatniť lineárne ekonomické charakteristiky a metódy lineárneho programovania pre výpočty optimalizácie prevádzky zdrojov tepla.

Zdroj tepla a chladu pre zrekonštruovanú administratívnu budovu spoločnosti Robert Bosch, spol. s r. o.

Ing. Peter Muškát, PhD., Ing. Martin Fábry

Kompletná rekonštrukcia objektu je naplánovaná na niekoľko krokov. Objekt administratívy bol navrhnutý a zrealizovaný v deväťdesiatych rokoch minulého storočia.

Tepelná strata administratívnej budovy po rekonštrukcii predstavuje 58 kW. Požiadavka na chladiaci výkon je 52,5 kW.

Ako zdroj tepla a chladu pre objekt bude slúžiť vonkajšia jednotka VRF systému Bosch VRF AF5300A 90 C-3 s vykurovacím a chladiacim výkonom 90 kW. V budúcnosti sa plánuje rozšíriť vykurovací systém aj v objekte skladu a příslušných kancelárii. V objekte sú inštalované vnútorné jednotky fancoil Bosch VRF AF-DL P s tepelným výkonom v rozsahu od 2 do 5 kW a chladiacim výkonom v rozsahu od 1,5 do 4,5 kW. Celkový počet vnútorných jednotiek je 31 kusov.

Práve používaním systému VRF na kombinovanú výrobu tepla a chladu sa dosahujú finančné úspory pri prevádzke budov. V popisovanom objekte sa po celkovej rekonštrukcii dosiahlo nielen zníženie potreby tepla a chladu, ale aj zníženie závislosti na primárnych zdrojoch energie. Celková potreba energie pred rekonštrukciou bola 146 kWh/(m².a) – kategória budovy C, po rekonštrukcii a výmene zdroja tepla a chladu je 70 kWh/(m².a).

• Rekonstrukce se skládá z několika opatření. Například samostatně hodnocená stavební úprava fasády má návratnost 48 let, přičemž nejrychlejší samostatnou návratnost 1 rok má zavedení nočního útlumu.

Úsporné vytápění velkoprostorových objektů
Porovnání ztrát tepla sdílením dle ČSN EN 15316-2:2018 u prostorů s vysokým stropem

Ing. Ondřej Hojer, PhD.

Oblast hodnocení energetické náročnosti budov prošla v poslední době velmi hektickým obdobím. Dá se říci, že byly změněny téměř všechny normy, které se energetické náročnosti týkají.

• Základem příspěvku je porovnávání ztrát tepla sdílením. Vychází se z normy ČSN EN 15316-2:2018 pro stanovení dodatečných tepelných ztrát při sdílení tepla v režimu vytápění u prostorů s vysokým stropem (h ≥ 4 m).
• Na základě definic typických provozních profilů jednotlivých způsobů vytápění (kotel, různá paliva, tepelná čerpadla aj., různé distribuční prvky pro teplo) zmíněných v normě.
• Každý ze způsobů má různé ztráty (účinnosti).
• Pro zvolené profily byly odečteny vstupní parametry a byla vypočtena dodatečná tepelná ztráta sdílení tepla pro pět různých výšek objektu 4, 8, 12, 16 a 20 m.
• Výsledky jednotlivých způsobů vytápění byly mezi sebou odečteny a byly vytvořeny srovnávací tabulky.
• Na normě je zajímavé, že poprvé bere v úvahu různou účinnost v rámci jednoho výrobku, takže je možné najít typické vstupní hodnoty jak pro způsob vytápění s výrobky vysoké účinnosti (v obr. 1 a 2 označené higheff), tak výrobky s nízkou účinnosti (označené loweff). Účinnost výrobku se může měnit podle provozních podmínek, teplot!
• Použití normy však není jednoduché. Závisí na velkých osobních znalostech a zkušenostech, pokud mají být dosahovány porovnatelné výsledky. Proto by o způsobu využití normy měla být vedena diskuze.