Plynový kondenzační kotel, který vyplňuje mezeru na trhu
Plynový zdroj tepla patří mezi osvědčené standardy. Průzkum trhu ukazuje, že v oblasti zdrojů tepla s výkonem až přibližně 500 kW se lze setkat se dvěma odlišnými koncepcemi.
Jednou z nich je použití stacionárních kotlů, které bývají robustnější, a tak naznačují větší provozní odolnost a stabilitu. Druhá koncepce vychází z kotlů závěsných, které jsou již z principu jejich umístění materiálově odlehčené a z velké části využívají stejných konstrukčních prvků, jako kotle určené pro domácnosti, rodinné domy. I z výkonově relativně malých kotlů na úrovni 24 kW lze poskládat kotelnu s výkonem do 500 kW, neboť současné elektronické řídicí jednotky kotlů a k nim nadřazené, často rozšiřitelné, kaskádové regulace dokáží i tak velký počet kotlů spolehlivě řídit. S počtem takto pospojovaných kotlových jednotek však roste pravděpodobnost poruchy, a proto se obvyklá praxe ustálila na hodnotě do 4 kotlů v kaskádě.
Závěsný kotel, robustnější než ostatní
Na jedné straně nabídky tak stojí provozně nejstabilnější stacionární plynové kondenzační kotle, z nichž ty nejpokrokovější se dvěma zpátečkami nabízí možnost nesměšovat různě teplé zpátečky před vstupem do kotle do společné a ztrácet tak energeticky úsporný potenciál kondenzace. Na druhé straně stojí závěsné kotle, které k pořízení motivují nižší cenou a úsporou místa, ale s negativem kratší životnosti a někdy i provozních problémů, které vyvolá použití více různých kovových konstrukčních materiálů v otopné soustavě.
Obr. Plynový závěsný kondenzační kotel THISION® L EVO vykrývá prostor mezi závěsnými kotli na bázi kotlů pro rodinné domy a kotli stacionárními pro těžší provoz.
Plynový závěsný kondenzační kotel THISION L EVO, který začala nabízet společnost BRILON a.s., vykrývá prostor mezi oběma výše popsanými kategoriemi. Tyto kotle vyrábí ELCO, nyní součást nadnárodního koncernu. ELCO bylo založeno v roce 1928 a tato značka patří k vedoucím producentům tepelné techniky především pro komerční objekty, bytové domy, velké průmyslové areály atp. Do vývoje tepelné techniky se ELCO významně zapsalo v roce 1975, kdy uvedlo na trh první trubicový vakuový solární kolektor nebo například v roce 2003 zásadně novou, tzv. bezplamenovou, konstrukcí olejového hořáku. Nadále se soustředí především do oblasti průmyslového vytápění, které vyžaduje zařízení s dlouhodobou životností a velkou odolností vůči nejrůznějším i okrajovým provozním stavům. Neboť finanční ztráty z výpadku vytápění v průmyslu jsou mnohonásobně vyšší než z výpadku vytápění s sektoru bydlení.
Unikátní konstrukce kotle THISION® L EVO
Plynový závěsný kondenzační kotel THISION® L EVO má unikátní konstrukci. Jen krátce k minulosti. Jak začala historie tepelné techniky? Lidé při vaření pokrmů na otevřeném ohni používali nádoby. Pro větší z nich se vžil název kotel. Přechod od přípravy jídla k výrobě tepla se uskutečnil tím, že byl do kotle vložen vlnovec stočený z trubky. Pohled na vnější tvar kotlového tělesa kotle THISION L EVO může někomu historii připomínat. Vše ostatní je však zcela jiné. THISION® L EVO není, jak naznačuje EVO v názvu kotle, revoluční novinkou. Jde o kotel, který prošel evolučním vývojem, během kterého byly postupně odstraněny příčiny závad, které se v těžkém, téměř průmyslovém provozu kotle po čase projevily. Jde tedy o kotel, který prošel skutečnou prověrkou času, nikoliv jen urychlenými testy v laboratoři.
Obr. 1 Pohled pod plášť kotle odhaluje kotlové těleso a teplosměnný výměník, který je v celé délce od vstupu otopné vody do kotle až po její výstup jen z jednoho materiálu, ušlechtilé oceli s vysokou odolností proti korozi.
Na obrázku 1, řezu kotlem, je vidět, že kotlové těleso tvoří plášť z ušlechtilé oceli s vysokou odolností vůči korozi a víky ze speciální hliníkové litiny. Pod horním víkem je plochý diskový hořák, který zabírá celou spodní plochu víka. Vodní výměník kotle tvoří do dvojité spirály stočená, žebrovaná trubka rovněž z ušlechtilé oceli s vysokou odolností vůči korozi, která plynule navazuje na hladkou trubku procházejí litinovými víky až k přípojům, kde opouští plášť kotle.
Otopná voda při průtoku kotlem THISION® L EVO protéká jen rovnoměrně kruhovým potrubím z ušlechtilé korozivzdorné oceli. Tím se již dopředu odstraňuje řada problémů, které mohou být spojeny s provozem jiných kotlů, tedy těch, kde dochází ke styku otopné vody a hliníkových slitin. Že tyto problémy vyplývající materiálové nejednotnosti nejsou ojedinělé, potvrzují časté diskuze na nejrůznějších odborných fórech a především důrazné lpění výrobců takových kotlů na aplikace nejrůznějších chemických příměsí do otopné vody včetně zařízení, která mají otopnou vodu zbavit všech v ní přítomných solí, včetně těch, které netvoří nerozpustný vodní kámen.
Výměník
Výhodou výměníku stočeného z kruhové trubky je to, že v tomto výměníku nejsou úzká místa, která jsou náchylná na ukládání usazenin. Otopná voda protéká výměníkem postupně odspoda nahoru. Nikoliv, jak se to vyskytuje v některých typech kotlů s vodorovnou osou výměníku, kde v jednotlivých částech spirály teče voda nahoru a pak zase dolů, kde se mohou ukládat usazeniny a po čase může dojít až k propálení výměnku. Další výhodou výměníku je jeho velmi nízká hydraulická ztráta. I v době energeticky velice úsporných čerpadel jde o bonus, neboť cena elektrické energie není zanedbatelná a roste. Například provoz 140 kW kotle na plný výkon je zapotřebí elektrický příkon menší než 150 W.
Hořák
Druhým prvkem, který se podílí na nadstandardních vlastnostech kotle THISION® L EVO mezi závěsnými kotli je plochý, diskový, nízkoteplotní hořák. Funkcí hořáku je spálit zemní plyn s nejvyšším využitím energie a s co nejnižšími emisemi. Oxidy uhlíku řeší elektronika řízení spalovacího procesu. Současné emisní požadavky jsou však stále přísnější i v oblasti emisí oxidů dusíku NOx. Vlivem optimálně řízeného teplotního pole u hořáku, kde je jinak pro vznik emisí NOx nepříznivá jak vysoká teplota, tak doba setrvání spalin na vysoké teplotě, se u kotlů THISION® L EVO podařilo snížit emise NOx na extrémně nízkou hodnotu 30 mg/kWh, která se rezervou splňuje současné i budoucí požadavky na Ekodesign výrobků.
Obr. Plochý, diskový hořák kotle THISION® L EVO
Elektronika
Z pohledu elektronického řízení chodu kotle THISION® L EVO, případně jeho připravenosti na zapojení do kaskády, nejde o řešení individuální, vyvinuté výrobcem. Použit je dnes standardní systém založený na platformě Siemens LMS 14.
Obr. Elektronický systém Siemens LMS 14, umístěný na zadní straně spodního odklopného panelu, řídí chod kotle. Současně je však připraven na regulaci více kotlů, pokud jsou pospojovány do kaskády.
Obr. Výkon kotlů THISION® L EVO lze regulovat od 15 kW jednoho výkonově nejmenšího kotle až po doporučených 4 kotlů největší řady, tedy celkového výkonu 550 kW.
Energetická efektivnost kotlů THISION® L EVO
Stupeň kondenzace závisí na teplotě zpátečky a vlastnostech tepelného výměníku. Kotel umožňuje provoz při rozdílu teplot mezi zpátečkou a přívodem až 30 K. Tato hodnota není mezi závěsnými kotli obvyklá. Rozšiřuje se možnost využít pro zvýšení stupně kondenzace při souběžné přípravě teplé vody příznivou nízkou teplotu zpátečky. S menším povoleným rozdílem teplot by bylo nutné řešit ochranu kotlového tělesa kotle před jeho destrukcí vlivem různých teplotních dilatací konstrukčních prvků, a tedy snížit stupeň kondenzace, aneb využití energie v zemním plynu.
Důkazem velmi výkonné a účinné teplosměnné plochy výměníku je schopnost provozu kotle na plný výkon při minimálním rozdílu mezi teplotou zpátečky otopné vody a teplotou spalin jen 2 K. I při takto malém teplotním rozdílu, který umožňuje posun provozních teplot co nejníže z pohledu maximální kondenzace, lze využít plný výkon tohoto nástěnného kotle.
Tlak 8 bar
Když se hovoří o tom, že kotel THISION® L EVO vykrývá prostor mezi obvyklými závěsnými kotli a kotli stacionárními svou zvýšenou robustností, tak důkazem tvrzení je i jeho zvýšená tlaková provozní odolnost 8 bar. Zcela běžná provozní tlaková odolnost u robustnějších kotlů určených pro větší objekty, než jsou rodinné domy, je 4 až 6 bar. Jsou i kotle, například Wessex Modumax, u kterých je nejvyšší přípustný provozní tlak až 10 bar. Hodnota 8 bar je v segmentu závěsných kotlů velmi zajímavá.
Příslušenství
Společnost Brilon a.s. jako systémový dodavatel tepelné techniky má ve svém sortimentu ke kotli THISION® L EVO příslušenství, jako jsou spalinové systémy, zásobníkové ohřívače vody atp. Projektantům a realizačním firmám poskytuje plnou technickou podporu.
PROJEKČNÍ PODKLADY + VÝKRESY (DWG)
Společnost Brilon nabízí špičkovou techniku pro vytápění a ohřev teplé vody pro český a slovenský trh. Přehled sortimentu: tepelná čerpadla, kondenzační kotle pro rodinné a bytové domy, zásobníky TV, plastové systémy odvodů spalin, ventilační systémy ...