LABORATORIJ ZA ZGOREVANJE IN OKOLJSKO INŽENIRSTVO SMETANOVA UL. 17, P.P. 224, 2000 MARIBOR, SLOVENIJA

Maribor, 18. 11. 2013

Izjava o obratovalnih karakteristikah male kurilne naprave

TOPLOVODNI KOTEL NA PELETE

TIP: Eragon – VJTERM - 27

Za naročnika:

BIOMASA Trstenik d.o.o.

Trstenik 15

4204 Golnik

2/19

OPIS PREIZKUŠENE MALE KURILNE NAPRAVE

Preizkušena mala kurilna naprava tip Eragon-VJTERM-27 je proizvod podjetja Biomasa

Trstenik d.o.o. in podjetja Sistemi Eragon d.o.o. in ima nazivno moč 27 kW. Na kotel je

prigrajen peletni gorilnik podjetja Sistemi Eragon d.o.o.

Kotel na pelete Eragon-VJTERM-27 se uporablja za centralno ogrevanje stanovanjskih in

poslovnih prostorov s toplo vodo temperature 70 – 90°C. Je plod lastnega razvoja in izdelave.

Toplovodni kotel Eragon-VJTERM-27 je izdelan iz kvalitetne kotlovske pločevine debeline

od 3 do 5 milimetrov.

Kotel je sestavljen iz zunanjega in notranjega ohišja, zgornjih in spodnjih vrat, dimnega

kanala, izolacije in identifikacijske tablice.

Notranje ohišje kotla je izdelano iz kotlovske pločevine debeline 5 mm in služi kot nosilec

vseh ostalih delov kotla. Spodnji del kotla je namenjen odlaganju pepela, zgornji del pa je

kurišče. V zgornjem delu kurišča je izdelana horizontalna zaslonka v obliki črke V,

napolnjena z vodo, ki je sestavni del kotla, preko le te dimni plini potujejo v cevni

izmenjevalec v katerem so nameščeni turbolatorji v obliki spirale s katerimi se zagotavlja

učinkovit izkoristek kotla.

Zunanje ohišje kotla je izdelano iz kotlovske pločevine debeline 3 milimetre in od višine 150

mm od spodnjega roba obdaja notranje ohišje kotla z vseh strani. Med ohišjema je 30 mm

širok medprostor, ki je napolnjen z vodo. Zunanje ohišje kotla je opremljeno s priključki za

priklop na cevno instalacijo centralnega ogrevanja ter za montažo potrebne opreme

(varovalne, nadzorne in regulacijske).

Vrata so sestavljena iz obrobe, ki povezuje notranje in zunanje ohišje in služi kot nosilec

litoželeznih vrat, pločevinaste zaščite, vrtišča in zapiralnega mehanizma.

Zgornja vrata so namenjena za kontrolo in čiščenje kotla.

3/19

Spodnja vrata so poleg kontrole in čiščenja namenjena tudi kot nosilec peletnega gorilnika.

Zadnji del notranjega ohišja kotla je narejen v obliki dvodelnega dimnega kanala oziroma iz

okroglih dimnih cevi v katerih so nameščeni turbolatorji v obliki spirale, ki so obdane z vodo.

Na zgornji strani in spodaj ob straneh na zadnjem delu notranjega ohišja kotla so odprtine s

pokrovi za čiščenje dimnih cevi in dimne komore.

Toplotna izolacija je sestavljena iz ustreznih izolacijskih materialov in zaščitne pločevine,

debele 1 milimeter, ki je s samoreznimi vijaki pritrjena na nosilce in med seboj. Z izolacijo so

obložene vse površine zunanjega ohišja kotla razen zadnje, kjer se nahaja dimni kanal.

Pri vgradnji kotla v sistem centralnega ogrevanja je obvezna pripadajoča oprema:

oprema za varovanje tlaka,

oprema za nadzor tlaka,

oprema za varovanje temperature,

oprema za nadzor temperature,

oprema za odvajanje toplote.

Priključki na kotlu so:

priključek za polnjenje in praznjenje kotla (ogrevalnega sistema) z vodo (R 1/2", 2

kosa),

priključek za odvod tople vode (R 5/4", 1 kos),

priključek za povratek vode (R 5/4", 2 kosa),

priključek opreme za nastavitev in vzdrževanje nastavljene temperature vode v kotlu

(R 1/2", 1 kos),

priključek merilnega tlaka vode v kotlu (R 1/2", 1 kos).

Vodno hlajeni gorilnik tipa Eragon je razvit in proizveden v podjetju Sistemi Eragon d.o.o.

Gorilnik je nameščen na spodnjem delu kotla in je opremljen z avtomatiko, ki nadzira proces

izgorevanja pelet, iz gorilnika plamen prehaja v kurišče kotla, ki v nadaljevanju služi kot

prenosnik toplote oziroma se v kurišču odlaga tudi pepel.

Gorilnik je robustne konstrukcije saj je njegov najvitalnejši del, to je kurišče, izdelano iz

brezšivne jeklene cevi debeline 8mm, kar mu zagotavlja zelo dolgo življenjsko dobo. Pri tem

je treba poudariti, da je kurišče dvoplaščno in vodno hlajeno, kar še dodatno povečuje

vzdržljivost naprave in predvsem izkoristek goriva – lesnih pelet.

Proces zgorevanja v gorilniku deluje po patentiranem principu vrtinčastega zgorevanja v več

fazah. Najprej se pri temperaturah nad 100 stopinj Celzija izloči voda, naslednja faza poteka

med 100 in 500 stopinj Celzija, ko v področju plamenišča razpade del lesne mase v toplotno

energijo, del pa se pretvori v neizgorele pline, ti pa nato zgorijo pri 1200 stopinj Celzija. Pri

takem načinu zgorevanja dosežemo popolno zgorevanje lesne mase in najnižjo vrednost

škodljivih emisij dimnih plinov. Zrak potreben za zgorevanje vpihuje v kurišče ventilator

preko zračnega kanala, v katerega pa je vgrajen tudi električni patronski grelec, ki v fazi vžiga

segreje vpihovani zrak za zgorevanje do temperature, pri kateri se vžgejo peleti. Ko

temperatura po vžigu goriva v kurišču gorilnika naraste na delovno temperaturo se električni

patronski grelec samodejno izključi.

4/19

Za dotok goriva v kurišče gorilnika skrbi fleksibilni polžasti transporter, ki iz zalogovnika

transportira pelete do izpusta, od tod pa po povezovalni cevi padajo v kurišče gorilnika.

Polžasti transporter je vezan na krmilno elektroniko, ki na podlagi programa v časovnih

presledkih, odvisno od faze delovanja in ostalih parametrov, dozira potrebno količino goriva.

5/19

PODATKI NA TABLICI

SISTEMI ERAGON D.O.O. SLOVENSKA C. 39

5281 SP. IDRIJA

TOPLOVODNI KOTEL NA PELETE TIP: Eragon – VJTERM – 27 Količina vode v kotlu (L): --- 80

Tov. št. izdelka: --------- ….. Razred kotla: ----- 3

Leto izdelave: ----------- 2013 Oznaka goriva: C1

Nazivna max. moč kotla (kW): --- 27 Napajanje: 220 - 240V~ AC, 50Hz

Min. moč kotla (kW): ---- 8,1 Priključna moč: 500 W

Dovoljen obr. tlak (bar): ----- 2,5 Nazivna moč: 232 W

Preizkusni tlak kotla (bar): ---- 4,6 Moč dovodne varovalke: 10 A

Maks. temp. vode (C˚): --- 90 Serijska številka izdelka: ……

MADE IN SLOVENIA

6/19

SHEMATSKI PREREZ IN TEHNIŠKI PODATKI

MALE KURILNE NAPRAVE

A

[mm]

B

[mm]

C

[mm]

D

[mm]

Dimna cev

[mm]

Vlek – vodni

stolpec [mm]

Prostornina

[l]

1100 460 660 900 160 2,0 80

7/19

MERITVE OBRATOVALNIH KARAKTERISTIK KOTLA

Merili smo moč kurilne naprave, izkoristek kurilne naprave (direktna metoda), sestavo dimnih

plinov, temperatura dimnih plinov, podtlak (vlek) in temperature kurilne naprave.

Meritve so bile izvedene v kotlovnici podjetja Janez Vreček s.p., Zg. Brnik 143, Cerklje.

Merilni rezultati, predstavljeni v tem poročilu, so bili pridobljeni skladno s priporočili

standarda SIST EN 303-5:2012, SIST EN 304:1997, SIST EN 304:1997/A1:1999 in SIST EN

304:1997/A2:2004.

OPIS MERILNIH NAPRAV IN METOD

Preizkuševališče je opremljeno s toplotnim prenosnikom, s pomočjo katerega se odvaja

proizvedena toplota zgorevanja v kurilni napravi. Moč smo izmerili na podlagi merjenja

pretoka vode in temperaturne razlike. Pretok vode in odvedeno količino toplote smo merili s

kalorimetrom ENERKON CF Echo II QP 6.0, temperaturo na dvižnem in povratnem vodu pa

s temperaturnimi sondami.

Odvod dimnih plinov iz kurilne naprave je izveden preko dimnika premera 200 mm in višine

11 m. Vleka dimnika ni bilo mogoče omejevati z loputo.

Koncentracije posameznih snovi v dimnih plinih smo merili z analizatorjem dimnih plinov

proizvajalca rbr-ecom, model KD. Merili smo koncentracije ogljikovega monoksida,

dušikovih oksidov in kisika. Istočasno smo z napravo merili še temperaturo dimnih plinov in

presežek zraka.

Za kontinuirano beleženje merilnih rezultatov smo na analizator dimnih plinov priključili

prenosni računalnik in s pomočjo programskega paketa "daten_logger" sprejemali in beležili

rezultate meritev. Na ta način smo lahko nato izmerjene podatke ustrezno obdelali in

izmerjene vrednosti podali skladno s predpisi. Interval zajemanja podatkov je 2 sekundi.

Za merjenje sestave in koncentracije dimnih plinov so uporabljeni elektro kemijski senzorji.

Princip delovanja teh senzorjev je, da je poznan relativni vpliv, ki ga ima merjena

komponenta plina na senzor. Za vsako merjeno komponento plina je v merilnem inštrumentu

svoj senzor, ki s svojo elektrokemijsko reakcijo reagira na merjeno komponento plina.

Velikost izhodnega signala iz senzorja odgovarja koncentraciji plina.

Za merjenje koncentracije kisika v dimnih plinih se uporablja t.i. kovinska zračna baterija.

Kovinski substrat na senzorju se oksidira s kisikom, ki je v zraku. V fazi dovoda svežega

zraka (kalibriranje in spiranje) se senzor umeri na maksimalno koncentracijo 21% kisika. Pri

merjenju koncentracije kisika v dimnih plinih je ta koncentracija nižja in temu primerno je

tudi nižja oksidacija in signal senzorja.

Senzorji ki merijo koncentracije škodljivih plinov (CO; NO; NO2) so 3 ali 4 elektrodni

senzorji, ki omogočajo merilno reakcijo (oksidacijo) in nasprotno reakcijo (redukcijo).

Referenčna elektroda zagotavlja konstantne pogoje reakcije na senzorju. Dodatna elektroda pa

zagotavlja kompenzacijski signal, ki odpravlja merilno napako pri prečni občutljivosti

senzorja (npr. občutljivost CO senzorja na vodik).

8/19

Tabela 1: Tovarniško podana natančnost merjenja posameznih komponent dimnih plinov:

Komponenta Merilno

območje

Enota Natančnost

(celotna skala)

Enota Natančnost (20 %

celotne skale)

Enota Absolutna vrednost

natančnosti (20% skale)

O2 0 – 21 % 5 % 0,1 %

CO 0 – 4.000 ppm 5 % 2 % 16 ppm /

NO 0 – 2.000 ppm 5 % 2 % 8 ppm /

NO2 0 – 200 ppm 5 % - - 10 ppm /

Z inštrumentom rbr-ecom-KD lahko merimo 6 temperatur v različnih temperaturnih

območjih. Moč je meriti temperaturo dimnih plinov, temperaturo okolice, temperaturo

dvižnega in povratnega voda vode, temperaturo zraka za zgorevanje in zunanjo temperaturo.

Senzor za merjenje temperature dimnih plinov se nahaja v konici cevne sonde, ki se vstavi v

dimni kanal. Ostale senzorje je moč na različne načine pritrditi (potopiti, položiti,...) na

merjenec.

Tabela 2: Tovarniško podana natančnost merjenja temperatur:

Merjena temperatura Senzor Merilno območje [°C] Natančnost

dimni plini NiCr/Ni 0 – 999 2 %

temperatura okolice PTC -20 – +99 2 %

vsi ostali PTC -20 – +99 2 %

V merilnem inštrumentu se nahaja še en temperaturni senzor, ki kompenzira vpliv

temperature na elektrokemične senzorje.

Za določitev koncentracije skupnega prahu smo ročno zajeli vzorec odpadnih plinov. Le-te

smo filtrirali na SiO2 filtru, kjer se je odložil skupni prah. Nato smo izvedli gravimetrijsko

določitev skupne mase na filtru zadržanega prahu, ki je razlika mas filtra pred in po

vzorčenju.

Komponenta Enota Merilno območje

[mg/m3n]

Natančnost

skupni prah mg/m3

n 0,5 - 500 10 % merjene vrednosti

9/19

POTEK MERITEV

Nazivna in minimalna moč kurilne naprave sta bili merjeni po standardu SIST EN 303-

5:2012. Oba posamezna merilna intervala sta trajala dobrih šest ur. Prav tako je bila za

izračun izkoristka upoštevana akumulirana količina vode pred začetkom merjenja.

Koncentracije merjenih snovi v dimnih plinih iz kurilne naprave so bile merjene v skladu s

standardom SIST EN 303-5:2012.

Vse meritve so bile izvajane konstantno celotni čas poizkusa oziroma kurjenja. Meritve

skupnega prahu v dimnih plinih so bile opravljene v enakomerno razporejenih štirih meritvah

po trideset minut v vsakem merilnem intervalu.

Ustrezne nastavitve male kurilne naprave za optimalno obratovanje so bile dosežene s

predhodnim kurjenjem in nastavitvijo vseh komponent s strani proizvajalca. Pri tem so sledili

želji, da ob čim večji vsebnosti ogljikovega dioksida v dimnih plinih dosežejo zelo nizko

vrednost ogljikovega monoksida v dimnih plinih.

Kot gorivo so bili uporabljeni peleti.

Preizkus na maksimalni moči

Številka preizkusa: 151-1/2013

Oznaka kotla: Eragon – VJTERM – 27

Toplotna moč: 27 kW

Začetek meritev: 23.10.2013 ob 16:22 h

Konec meritev 23.10.2013 ob 22:27 h

Trajanje meritev 6 ur 5 minut

Atmosferski pogoji: minimalna srednja maksimalna

Temperatura okolja [°C]: 23 24,0 24

Zunanja temperatura [°C]: 12

Zračni tlak [mbar]: 970

Gorivo, dovedena toplota

Opis goriva: peleti

Delež vode[kg/kg lesa] 0,06

Delež pepela [kg/kg lesa] < 0,01

Kurilna vrednost goriva[MJ/kg] 16,8

Dovedena količina goriva[kg] 39,9

Na uro dovedena količina goriva [kg/h] 6,6

Toplotna moč goriva [kW] 30,6

10/19

Toplotna moč in izkoristek

Parameter: minimalna srednja maksimalna

Pretok vode na uro [kg/h] 1986,6

Temperatura vode dvižnega voda [°C] 54 60,4 62

Temperatura vode povratnega voda [°C] 68 72,4 74

Temperaturna diferenca [°C] 12,1

Toplotna moč [kW] 27,9

Obremenjenost [%] 103,3

Izkoristek kotla [%] 91,1

Izmerjene koncentracije plinastih snovi v dimnih plinih

Parameter: minimalna srednja maksimalna

Temperatura dimnih plinov [°C] 109 122,4 129

Vlek dimnika [Pa] 16

Vsebnost ogljikovega dioksida [%] 13,8 14,4 15,1

Vsebnost ogljikovega monoksida

[mg/m3]

87,0 125,7 179,5

Dušikovi oksidi [mg/m3] 214,6 234,6 252,6

Izmerjene koncentracije skupnega prahu v dimnih plinih

Skupni prah

Izmerjena koncentracija

Datum in čas odvzema vzorca (mg/m3

n)

Vzorec 23.10.2013

1 16:45 17:15 25,0

2 17:50 18:20 23,6

3 19:10 19:40 22,6

4 20:30 21:00 22,6

Povprečna vrednost 23,5

Povzetek meritev na maksimalni moči

Parameter Izmerjena

vrednost

Enota Opomba:

Moč kotla 27 kW Temperatura dimnih plinov 122,4 ºC Izkoristek 91,1 % Ogljikov dioksid 14,4 % Ogljikov monoksid 125,7 mg/m

3 pri 13 % O2, T=273 K, p=101,3 kPa

Dušikovi oksidi 234,6 mg/m3 pri 13 % O2, T=273 K, p=101,3 kPa

Prah 23,5 mg/mn3 pri 13 % O2, T=273 K, p=101,3 kPa

11/19

Preizkus na minimalni moči

Številka preizkusa: 151-2/2013

Oznaka kotla: Eragon – VJTERM – 27

Toplotna moč: 8,1 kW

Začetek meritev: 23.10.2013 ob 08:50 h

Konec meritev 23.10.2013 ob 14:53 h

Trajanje meritev 6 ur 3 minute

Atmosferski pogoji: minimalna srednja maksimalna

Temperatura okolja [°C]: 24 24,5 26

Zunanja temperatura [°C]: 15

Zračni tlak [mbar]: 977

Gorivo, dovedena toplota

Opis goriva: peleti

Delež vode[kg/kg lesa] 0,06

Delež pepela [kg/kg lesa] < 0,01

Kurilna vrednost goriva[MJ/kg] 16,8

Dovedena količina goriva[kg] 12,0

Na uro dovedena količina goriva [kg/h] 2,0

Toplotna moč goriva [kW] 9,2

Toplotna moč in izkoristek

Parameter: minimalna srednja maksimalna

Pretok vode na uro [kg/h] 583,6

Temperatura vode dvižnega voda [°C] 54 57,5 61

Temperatura vode povratnega voda [°C] 66 70,1 74

Temperaturna diferenca [°C] 12,7

Toplotna moč [kW] 8,6

Obremenjenost [%] 106,2

Izkoristek kotla [%] 93,2

Izmerjene koncentracije plinastih snovi v dimnih plinih

Parameter: minimalna srednja maksimalna

Temperatura dimnih plinov [°C] 81 85,8 89

Vlek dimnika [Pa] 7

Vsebnost ogljikovega dioksida [%] 10,8 11,6 13,1

Vsebnost ogljikovega monoksida

[mg/m3]

330,7 496,6 1136,2

Dušikovi oksidi [mg/m3] 164,2 184,6 207,2

12/19

Izmerjene koncentracije skupnega prahu v dimnih plinih

Skupni prah

Izmerjena koncentracija

Datum in čas odvzema vzorca (mg/m3

n)

Vzorec 23.10.2013 1 09:45 10:15 31,2

2 10:45 11:15 29,9

3 12:00 12:30 32,1

4 13:30 14:00 32,9

Povprečna vrednost 31,5

Povzetek meritev na minimalni moči

Parameter Izmerjena

vrednost

Enota Opomba:

Moč kotla 8,1 kW Temperatura dimnih plinov 85,8 ºC Izkoristek 93,2 % Ogljikov dioksid 11,6 % Ogljikov monoksid 496,6 mg/m

3 pri 13 % O2, T=273 K, p=101,3 kPa

Dušikovi oksidi 184,6 mg/m3 pri 13 % O2, T=273 K, p=101,3 kPa

Prah 31,5 mg/mn3 pri 13 % O2, T=273 K, p=101,3 kPa

14/19

Priloga 1 – Maksimalna moč: Temperatura dimnih plinov, dvižne in povratne vode

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

16:0

4:4

81

7:1

6:4

81

8:2

8:4

81

9:4

0:4

82

0:5

2:4

82

2:0

4:4

8

Čas

Temperatura [°C]

Te

mp

era

tura

dim

nih

plin

ov [

°C]

Te

mp

era

tura

dviž

neg

a v

oda

[°C

]

Te

mp

era

tura

povra

tne

ga

vo

da

[°C

]

15/19

Priloga 1 – Maksimalna moč: Koncentracija ogljikovega monoksida (CO) in dušikovih

oksidov (NOx), izraženih kot NO2 v dimnih plinih (pri 13 % O2, T=273 K, p=101,3 kPa)

0

40

0

80

0

12

00

16

00

20

00

24

00

28

00

32

00

36

00

40

00

16

:04

:48

17

:16

:48

18

:28

:48

19

:40

:48

20

:52

:48

22

:04

:48

Čas

Koncentracija CO [mg/m3]

040

80

120

160

200

240

280

320

360

400

Koncentracija NOx [mg/m3]

CO

NO

x

16/19

Priloga 1 – Maksimalna moč: Koncentracija ogljikovega dioksida (CO2) in kisika (O2) v

dimnih plinih

02468

10

12

14

16

18

20

16

:04

:48

17

:16

:48

18

:28

:48

19

:40

:48

20

:52

:48

22

:04

:48

Čas

Koncentracija [%]

CO

2O

2

17/19

Priloga 2 – Minimalna moč: Temperatura dimnih plinov, dvižne in povratne vode

0

20

40

60

80

100

120

140

160 8:3

1:1

29

:43

:12

10:5

5:1

21

2:0

7:1

21

3:1

9:1

21

4:3

1:1

2

Čas

Temperatura [°C]

Te

mp

era

tura

dim

nih

plin

ov [

°C]

Te

mp

era

tura

dviž

neg

a v

oda

[°C

]

Te

mp

era

tura

povra

tne

ga

vo

da

[°C

]

18/19

Priloga 2 – Minimalna moč: Koncentracija ogljikovega monoksida (CO) in dušikovih

oksidov (NOx), izraženih kot NO2 v dimnih plinih (pri 13 % O2, T=273 K, p=101,3 kPa)

0

50

0

10

00

15

00

20

00

25

00

30

00

35

00

40

00 8:3

1:1

29

:43

:12

10

:55

:12

12

:07

:12

13

:19

:12

14

:31

:12

Čas

Koncentracija CO [mg/m3]

050

100

150

200

250

300

350

400

Koncentracija NOx [mg/m3]

CO

NO

x

19/19

Priloga 2 – Minimalna moč: Koncentracija ogljikovega dioksida (CO2) in kisika (O2) v

dimnih plinih

02468

10

12

14

16

18

20 8:3

1:1

29

:43

:12

10

:55

:12

12

:07

:12

13

:19

:12

14

:31

:12

Čas

Koncentracija [%]

CO

2O

2