časopis podnikatelů v teplárenství

Transkript

časopis podnikatelů v teplárenství
1/2004
Obsah
Elektrárna Kolín, a.s.
Mgr. Pavel Kaufmann, Ing. Michal Říha
2
Dimenzování a řízení trubkových parních
výměníků tepla
Ing. Vladimír Valenta
5
Sledování nákladů na energii v domácnosti
Ing. Peter Schuster
12
Měření spotřeby tepla na ohřev TUV
a kontrola dodávek TUV u odběratele
Václav Edr
15
„Škody exhalacemi“ ve světle současných
názorů na příčiny chřadnutí a hynutí lesa
Prof. Ing. Radomír Mrkva, Csc.
17
Energetické využití biopaliva na bázi kalů
z čistíren odpadních vod
Prof. Ing. Pavel Kolat, DrSc.,
Doc. Ing. Dagmar Juchelková, Ph.D.,
Ing. Petr Šušák, Ing. Anna Cemerková
22
Aktuality
27
CONTENS − INHALT
28
Vydavatel:
Teplárenské sdružení České republiky
Ředitel výkonného pracoviště: Ing. Miroslav Krejčů, MBA
Bělehradská 458, 530 09 Pardubice 9
tel.: 466 414 440
fax: 466 412 737
e−mail: [email protected]
URL: http://www.tscr.cz
IČ: 42940974, neplátci DPH
bankovní spojení: KB Pardubice č.ú.: 35932−561/0100
Registrace: OŽU Pardubice č. j. 00/08001/S−133
Redakce a inzerce:
Teplárenské sdružení České republiky
Kontaktní osoba: Olga Stará
Bělehradská 458, 530 09 Pardubice 9
tel.: 466 414 444
fax: 466 412 737
Redakční rada:
Ing. Michal Říha − předseda, Mgr. Pavel Kaufmann − místopředseda,
Prof. Ing. Jaroslav Kadrnožka, CSc. − čestný člen, Ing. Jiří Bartoň, CSc.,
Ing. Josef Bubeník, Doc. Ing. Karel Brož, CSc., Ing. Jiří Cikhart, DrSc.,
Prof. Ing. Bedřich Duchoň, CSc., Ing. Vladimír Kohout, Ing. Vojtěch Kvasnička,
Olga Stará, Ing. Miroslav Vincent, Ing. Vilibald Zunt
Výroba a distribuce:
Grafická úprava, sazba: Anna Benešová
Tisk: Garamon, s.r.o. Hradec Králové
Distribuce: Ferda Česká reklamní počta Hradec Králové
Zaregistrováno:
Ministerstvo kultury ČR, ev. číslo MK ČR − E − 6736 ze dne 10. 1. 1994
ISSN 1210 − 6003
Časopis vychází s podporou České energetické agentury. Vychází jako dvou−
měsíčník v nákladu 1500 ks a toto číslo vyšlo 27. 2. 2004.
Cena předplatného je 480 Kč a 780 Kč pro zahraničí.
1
2004
ročník 14
Na obálce: Elektrárna Kolín, a.s.
Veškerá autorská práva k časopisu 3T −Teplo, technika, teplárenství vykoná−
vá vydavatel. Jakékoli užití časopisu nebo jeho části, zejména šíření jeho
rozmnoženin, přepracování, přetisk, překlad, zařazení do jiného díla, ať již
v tištěné nebo elektronické podobě, je bez souhlasu vydavatele zakázáno.
Za obsah inzerce ručí zadavatel. Za původnost a obsahovou správnost jednot−
livých příspěvků ručí autor. Rukopisy redakce nevrací. V případě přijetí díla
k uveřejnění redakce autora o této skutečnosti uvědomí. Právní režim vydání
nabídnutých autorských děl se řídí autorským zákonem v platném znění a dal−
šími navazujícími právními předpisy. Zasláním příspěvku autor uděluje pro
případ jeho vydání vydavateli svolení vydat jej v tištěné podobě v časopise 3T,
jakož i v jeho elektronické podobě na internetových stránkách TS ČR, popř.
CD − ROM nebo v jiné formě, jiným způsobem v elektronické podobě. Autor−
ská odměna je poskytnuta jednorázově do 1 měsíce po uveřejnění příspěvku
ve výši dle ceníku vydavatele.
1
1/2004
Elektrárna Kolín je výrobce elektrické energie a výrobce a dodavatel tepelné energie pro
průmysl a obyvatele města Kolín. Společnost navazuje na dlouholetou tradici výroby elek−
trické energie započatou firmou Křižík roku 1911 a Elektrárenským svazem středolab−
ských okresů (ESSO), založeným roku 1916. Kolínskou elektrárnu jako stavbu pro ESSO
Kolín projektoval v letech 1929 až 1930 významný architekt Jaroslav Fragner. Montáž
kotlů, dvou turbogenerátorů Českomoravské Kolben Daněk a ostatního příslušenství byla
zahájena v roce 1931 a o rok později byla první etapa stavebního díla uvedena do provozu.
Druhá etapa se bohužel vzhledem k začátku druhé světové války nerealizovala. Kolínská
elektrárna zajišťovala na svém počátku dodávku elektrické energie pro 535 obcí a 193 osad a páru k topným
a výrobním účelům města a zde sídlících podniků. Energetickou koncepci a rozvoj společnosti ESSO nejvíce
ovlivnili Ing. Budil a Ing. Smola. Fotogenické a odbornými publikacemi často uváděné stylově čisté funkciona−
listické stavbě dodnes dominuje 117 metrů vysoký komín. V předválečném období to byl nejvyšší komín ve střední
Evropě, dodnes je nejvyšším komínem z cihel v ČR a podle některých pramenů nadále i ve střední Evropě.
Architektonická perspektiva má symbolizovat význam elektřiny pro styl moderní doby 30. let. Do roku 1956
byla elektrárna Kolín jako systémová elektrárna zapojená do základního zatížení elektrické soustavy. Roku
1992 vzniká při privatizaci akciová společnost Elektrárna Kolín a zahájena byla rozsáhlá modernizace společ−
nosti. V polovině 90. let se počítalo s celkovou plynofikací elektrárny v rámci ekologizace její výroby. Nepřízni−
vý vývoj, který se projevil zvyšováním ceny zemního plynu na jedné straně a nízkou výkupní cenou elektřiny
na druhé straně, vedl ke změně strategie společnosti. V roce 1997 byl ukončen náročný ekologický program,
který zachoval uhelné kotle a podle něhož společnost splňuje veškeré přísné emisní limity. V roce 1999 byla
zprovozněna kondenzační odběrová turbína o výkonu 12 MW.
Představujeme . . .
O minulosti i budouc−
nosti nejbližší jsme si při−
jeli do Kolína popovídat
s generálním ředitelem
společnosti Elektrárna Ko−
lín, a.s., Mgr. Ing. Alešem
Doležalem:
2
„V minulém roce 2003
byla pro nás klíčovou inves−
ticí výstavba nového práško−
vého hnědouhelného kotle K8
o výkonu 80 MW, tedy 100 tun
páry za hodinu při paramet− Mgr. Ing. Aleš Doležal
rech teploty 440 °C a tlaku generální ředitel
4,3 MPa. Projektová dokumentace byla zahájena v září 2002.
Procedura EIA o vlivu na životní prostředí proběhla v pro−
sinci 2002. V lednu 2003 bylo vydáno stavební povolení,
v březnu jsme vybrali zhotovitele, tedy společnost ČKD DIZ
Praha, která vyhrála výběrové řízení. V dubnu byly pode−
psány smlouvy o dílo a započaly první práce na výstavbě
nového kotle. V listopadu 2003 se nám jako jedné z prvních
teplárenských společností u nás podařilo získat integrované
povolení v rámci IPPC, které platí do konce roku 2007,
a následně byl v listopadu 2003 zahájen zkušební provoz,
takže pro náš zdroj platí ještě příznivější emisní limity.“
Vedle výstavby nového hnědouhelného kotle se toho ale
v Elektrárně Kolín, a.s., změnilo v minulém roce více…
„Vedle výstavby kotle se nám na sklonku minulého roku
podařilo rozdělit rozvodny mezi Středočeskou energetickou
a Elektrárnou Kolín, takže můžeme prodávat elektřinu z naší
hydroelektrárny za výhodnější výkupní ceny pro elektřinu
z obnovitelných zdrojů. A jak sami vidíte z oken elektrárny,
vody je v Labi na začátku roku dost, takže hydroelektrárna,
která prodělala generální opravu některých částí, jede dnes
až s výkonem tři čtvrtě megawatty.
Dalším loňským úspěchem bylo zajištění nízkosirného
paliva se stabilním cenovým vzorcem do roku 2007, kdy nám
končí integrované povolení IPPC a počítáme s rozjezdem
odsíření. Nový kotel bude splacen a nás s odsířením čeká další
investice zhruba za 150 miliónů korun. Když jsme u uhlí,
musíme se ještě pochlubit dalším zlepšením, které nastalo
v průběhu letošního roku. Upravovali jsme zauhlovací ces−
ty, aby byla snížena především jejich hlučnost a prašnost.
Ač to vypadá, že elektrárna leží na kraji města, zasahuje
do obydleného území a bylo potřeba nepříznivé vlivy co nejví−
ce utlumit. Úpravy na zauhlování nás přišly asi na 15 milió−
nů korun. Prašnost byla eliminována nejen zakrytím zauhlo−
vacích cest, ale především skrápěcím systémem, který zvlh−
čuje uložené palivo. Novinkou na skládce paliva je i rukáv
s cylindrem, kterým dopadá palivo z pásu na dno skládky,
ale díky cylindru na konci rukávu už nedochází k rozprášení
jemnějších částí uhelného paliva po okolí. Zajímavostí je také
využití vlnovce na boku šikmého pásu, který již není kovový,
ale z materiálu, který je pružný a odstranil se tak nejen skří−
pot kovu, ale i skřípot vznikající třením uhlí o kov.“
Vraťme se ještě k uhelnému kotli, proč jste tento pro−
jekt přihlásili do soutěže Projekt roku?
„Ano, tento projekt jsme přihlásili do soutěže Projekt roku
v systémech dálkového vytápění a chlazení, které vyhlásilo
Teplárenské sdružení České republiky. Předmětem projektu
byla rekonstrukce a modernizace tepelného zdroje Elektrár−
ny Kolín, spočívající v odstavení starého černouhelného kotle
K4 a následně ve výstavbě již zmíněného nového parního
Zastavme se na chvíli u tepla a elektřiny. Jaký byl
vývoj jejich produkce v minulých letech?
„V roce 1994 dodala elektrárna svým zákazníkům zhruba
1400 TJ tepla. V roce 1997 nastal výraznější propad na
1217 TJ, o rok později jsme dodali odběratelům 1118 TJ tep−
la. Pokles nadále pokračoval, a ač jsme se snažili připojovat
nové zákazníky, úspory stávajících byly vyšší. Dnes se do−
dávka pohybuje kolem 1000 TJ. Počítáme však s tím, že dále
už by klesat neměla, naopak. Rozvíjejí se projekty, které by
mohly dodávku tepla zvýšit nebo minimálně stabilizovat
na současné úrovni.
U elektřiny byla výroba v letech 1992 až 1998 poměrně
bez výkyvů 13 až 15 GWh ročně. Mírně se zvýšila v roce 1999
Skládka paliva
1/2004
Odlučovač popílku
se zahájením provozu nové 12MW turbíny na 18 GWh.
Nejlepší byl doposud rok 2000, kdy se nám podařilo prodat
dokonce 41 GWh elektřiny. V následujících letech to bylo 25,
respektive necelých 18 GWh v roce 2002. Vzhledem ke zkva−
litnění technologických částí, které nám umožní dodávat elek−
třinu podle diagramu, však počítáme, že opět zvýšíme pro−
dukci kvalitnější elektřiny za zajímavější ceny.
Výrobu tepla na kotlích chceme nyní v elektrárně zvýšit
z 1300 TJ na více než 1600 TJ. Jak už jsem řekl, dodávka
tepla našim odběratelům se i přes napojení nových odběra−
telů zvýší jen málo, o to více ale chystáme vyrobit elektřiny.
Předpokládáme navýšení až na 22 GWh při celoročním vyu−
žití technologie.
Přičteme−li k našemu základnímu zdroji ještě čtyři špič−
kové plynové kotelny ve městě s celkovým výkonem 61,4 MWt ,
pak disponuje společnost instalovaným tepelným výkonem
230,5 MWt .“
To už se pomalu dostáváme za hranice elektrárny. Jaká
a jak dlouhá je vaše tepelná síť?
„Z elektrárny je vyvedena po městě pára v rozvodné síti
o celkové délce 41,4 km. Do průmyslových podniků dodává−
me přímo páru. Do obytných oblastí je to různé. Snahou je
postupně ve spolupráci s Městským tepelným hospodářstvím
Kolín ukončit dodávku páry na okrajích obytných zón a přes
výměníkové stanice pára/voda by MTH Kolín dále distribuo−
valo horkou či teplou vodu. Nabízí se otázka, zda celou síť
nepřevést rovnou na horkou či teplou vodu. Vysoký poměr
nebytových odběratelů, z nichž řada využívá především tech−
nologickou páru, zatím tomuto záměru příliš nenahrává. Na−
víc nyní splácíme nový kotel a po roce 2007 budeme splácet
odsíření. Proto další velká investice, kterou by si jistě pře−
chod z páry na vodu vyžádal, přichází nejdříve v úvahu
až někdy po roce 2012, což je i dostatečný časový horizont,
aby se situace s odběry tepla a páry ve městě Kolín stabili−
zovala a abychom na ni mohli adekvátně reagovat.
Ještě bych se konkrétněji vrátil ke struktuře odběratelů. Ta
je poměrně vyrovnaná, 309 TJ spotřebují byty pro vytápění
a přípravu teplé užitkové vody, 419 TJ odebere kategorie neby−
ty, tedy služby a vybavenost, a 259 TJ je určeno pro průmyslo−
vé podniky. Dohromady je to 987 TJ, takže podíly jednotlivých
kategorií jsou 31,3 % byty, 42,4 % nebyty a 26,3 % průmysl.“
granulačního kotle v co nejkratší možné době s cílem zkrátit
i dobu uvádění do provozu na minimum. To byl důvod, pro
který jsme se přihlásili do soutěže, tedy rychlost výstavby kotle
a rychlost uvedení do provozu.
Výstavba ovšem nebyla jednoduchá. Objekt kotelny je za−
členěn do komplexu objektů sloužících pro provoz technolo−
gického vybavení tepelného zdroje. Komplex je tvořen objek−
ty vlastní kotelny osazené uhelnými kotli a jedním plynovým
kotlem. Dále chemickou úpravnou vody, strojovnou a rozvod−
nou 22 kV. Kotelna na východní straně sousedí se strojovnou,
na západní částečně s objektem chemické úpravny vody
a jednopodlažním přístavkem laboratoří. Stavbou nevznikly
nároky na zabrání nových ploch. Umíte si asi představit, v jak
stísněných podmínkách se tu pracovalo a jaké nároky to klad−
lo na organizaci prací tak, aby všechno tady bylo včas
a na místě, kam to patří.
Před modernizací byl tepelný výkon tří našich kotlů
141,06 MWt , po této modernizaci bude o něco vyšší, celkem
165,15 MWt , opět pro tři kotle. Jak vidíte, nárůst neodpoví−
dá výkonu nového kotle, jelikož, jak vyplývá i z integrovaného
povolení, černouhelný kotel K4 budeme muset odstavit.
Instalovaný elektrický výkon tepelné elektrárny zůstává stejný,
tj. 16,5 MWe . Ovšem připravujeme k montáži další turbínu.
Není sice úplně nová, ale více než zachovalá, její původní
majitel ji používal pouze sezónně. Pro nás je zajímavá
především dvěma vstupy na tlakových úrovních 4,3 MPa
a 1,1 MPa, což přesně odpovídá tlakovým parametrům na−
šeho nového kotle a menšího kotle, který využíváme zejmé−
na v létě při nižších odběrech tepla.“
3
1/2004
Emoce vyvolávají i ceny tepla, jak je to ve vašem případě?
„U bytů nejsme ve většině případů přímými dodavateli
tepla. Tím je již zmiňované Městské tepelné hospodářství
Kolín. Cenu tepla i v letošním roce 2004 udržíme pod hrani−
cí regulace, tedy 240 Kč/GJ. V rámci vyrovnávání cen pro
byty a nebyty počítáme v letošním roce s maximálním nárůs−
tem ceny pro domácnosti do 4,5 %.“
V poslední době se hodně hovoří o využití obnovitelných
zdrojů, jak se v tomto ohledu daří Elektrárně Kolín?
„Současné možnosti využití biomasy u nás zatím zkoumá−
me. Z hlediska technologie by sice bylo možné přidávat
do kotle biomasu, ale ta je jako palivo nyní drahá a navíc
v naší oblasti jí mnoho není.
Vlastně už obnovitelný zdroj využíváme. Hovořili jsme
o něm na začátku. Jako třešinku na dortu si chováme vodní
elektrárnu v nedalekém mostě přes Labe spojujícím starý
Kolín s částí Zálabí. Několik desítek metrů po proudu pod
dnešním mostem na začátku 20. století byly provozovány dva
mlýny. Mlynářská konkurence si tu však nešla po krku, ale
spojila se, aby byla ještě silnější a mohla vybudovat v mostě
na začátku 30. let 20. století hydroelektrárnu. Její elektrická
energie pak posloužila nejen k pohonu obou mlýnů, ale další
elektrifikaci regionu. Čtyři Francisovy turbíny dokážou při
dostatku vody dodat výkon 0,6 MW. Ročně vyprodukuje hyd−
roelektrárna zhruba 3500 MWh čisté elektřiny.“
4
Řada technických vylepšení, které se vám podařilo
uskutečnit v minulém roce, je bohatá, jak vypadala ostatní
činnost?
„Podařilo se nám samozřejmě v rámci obchodních akti−
vit připojit v uplynulém roce další nové odběratele. Napří−
klad v souvislosti s bytovou výstavbou pro projekt automo−
bilky TPCA v průmyslové zóně Ovčáry. Úspěšní jsme byli
i při postupném zaplňování tak zvané malé průmyslové zóny
v Kolíně. Tady se nám dnes velice dobře spolupracuje
s městem, které na základě závazné územní dokumentace
prosazuje přednostní napojení na síť dálkového zásobování
teplem, samozřejmě je−li to ekonomicky výhodnější a tech−
nicky proveditelné. Zákazníkům také začínáme nabízet
absorpční chlazení. Aby však bylo konkurenceschopné
s jinými způsoby chlazení, mělo by být provozováno celo−
ročně. Dalším možným příkladem chlazení je využití chladu
v obilných silech ZZN, která jsou nedaleko teplárny.
Chladné prostředí pod 8 stupňů má totiž podobný efekt jako
chemická ochrana zrna, která zabraňuje šíření chorob
a množení škůdců. Teď bude důležité, jak takto využité
chlazení vyjde po ekonomické stránce, a je samozřejmé, že tu
svoji sehraje i šetrnější způsob ochrany chladem, než je
použití chemických prostředků.
V minulém roce se rovněž výrazně zlepšila komunikace
mezi státními orgány, městem a elektrárnou. Elektrárna
se obrazně řečeno vrací zpět do života města. Tomu všemu
napomohlo například sponzorování akcí, ale i cílená medi−
ální práce s veřejností. Jako příklad můžeme uvést nepří−
jemné profuky při uvádění nového kotle do provozu. Ač se protáhly o další dva dny, emoce veřejnosti se podařilo uklid−
nit a celou situaci komunikačně úspěšně zvládnout.“
Centrum města je na dohled
Vedle výroby elektřiny má kolínská hydroelektrárna
další ekologický dopad. Při parném létě, kdy je nedosta−
tek vody, tedy přesně jako v minulém roce, byla elektrárna
jedním z mála míst, kde se pořádně prokysličovala voda,
proto se sem stahovaly ryby. Ty dokonce přitáhly i dravé
ryby, takže pod elektrárnou nebyla nouze ani o kapitální
úlovky štik. Tradují se zvěsti, že minulé léto se Kolín za−
halil do vůně smažených ryb, která trumfla i nedalekou
rafinerii Koramo. Při zářijové prohlídce ještě odstroje−
ného kotle v elektrárně jsme skutečně na vlastní oči vidě−
li pod elektrárnou u labských břehu hejna pstruhů.
Za rozhovor poděkovali
Mgr. Pavel Kaufmann a Ing. Michal Říha
Dimenzování a řízení
trubkových parních výměníků tepla
1/2004
V příspěvku je pojednáno o páře ve výměnících tepla, o škrcení při proudění páry a o stavech páry při předávání
tepla ve výměníku. Rovněž je zmíněn způsob dimenzování teplosměnné plochy, dimenzování regulačních venti−
lů a uvedena závislost změny tepelného výkonu na zdvihu regulačního ventilu včetně příkladu. Způsob řízení
tepelného výkonu výměníku je popsán pro otevřené i pro uzavřené parokondenzátní soustavy. Jedna poznámka
se týká změn tepelných výkonů výměníků a druhá možného odparu vody na teplosměnné ploše výměníku.
1. ÚVOD
V současné době se pro předávání tepla z primární teplo−
nosné látky, páry, do sekundární teplonosné látky, vody, pou−
žívají pro vyšší tlaky páry protiproudé svislé výměníky tepla
s přímými nebo do šroubovice vinutými trubkami. Tyto výmě−
níky mají vzhledem ke svým výkonům poměrně malé objemy
a jejich použití umožňuje projektantům navrhovat jednoduchá,
kompaktní a ekonomická provedení předávacích zařízení.
2. PÁRA VE VÝMĚNÍCÍCH TEPLA
ku její přehřátí rychle mizí a pára se stává opět sytou, ale již
při teplotě T2. Tuto změnu stavu postihuje výseč BC (obr. 1).
Rozdíl entalpií takto přehřáté páry (bod B) a páry syté
(bod C) je za stálého tlaku vzhledem k měrnému výparné−
mu, resp. ke kondenzačnímu teplu velice malý. Např. při
škrcení z počátečního tlaku 1 na tlak 0,9 MPa je rozdíl ental−
pií (tab.1) pouze 2778 − 2774 = 4 kJ.kg−1 a poměrný rozdíl
jen 0,14 %. Při velkém škrcení z počátečního tlaku 1 na tlak
0,1 MPa je rozdíl entalpií 2778 − 2675 = 103 kJ.kg−1 a poměrný
rozdíl entalpií je 3,7 %. Takto nízké odchylky je možno v to−
penářské praxi zanedbat.
Při proudění páry, např. regulačním ventilem, dochází
ke ztrátě tlaku škrcením. Nejvhodnější pomůckou pro zná−
zornění změn stavu páry je diagram h−s (entalpie−entropie)
(obr. 1). V diagramu je uvedena horní mezní křivka
se suchostí x = 1. Nad touto křivkou je pára ve stavu přehřá−
tém, na křivce ve stavu sytém a pod křivkou je pára ve stavu
mokrém, kdy je hodnota suchosti x < 1.
Pokud do regulačního ventilu vstupuje pára sytá, po sní−
žení tlaku za regulačním ventilem se vlivem škrcení pára
mírně přehřeje a její teplota klesne. Při škrcení se totiž ental−
pie páry nemění, takže změna stavu páry probíhá po přímce
mezi body A a B (obr. 1). V diagramu i v tomto příspěvku
se u pojmu tlak rozumí vždy absolutní tlak, ne přetlak.
2.2 Stavy páry při předávání tepla
ve výměníku
Obr. 1 Škrcení tlaku páry v diagramu h−s
Primární teplonosná látka (pára a kondenzát) může za při−
bližně stálého tlaku procházet ve výměníku tepla vlivem ode−
bírání tepla sekundární teplonosnou látkou obecně těmito stavy:
ö sycením páry,
ö kondenzací páry,
ö ochlazováním kondenzátu.
Sycení páry
Vlivem škrcení tlaku syté páry o teplotě T0 a tlaku p0
v regulačním ventilu na straně páry, který je určen pro řízení
tepelného výkonu výměníku, vstupuje do výměníku tepla pára
přehřátá o teplotě T1 a o tlaku p1 (obr. 2). Ochlazováním páry
sekundární teplonosnou látkou ve výměníku za stálého tla−
Tab. 1 Některé vlastnosti vodní páry na mezi sytosti
Teplo, technika, teplárenství
2.1 Škrcení při proudění páry
5
1/2004
Obr. 2 Výměník tepla v otevřené parokondenzátní soustavě
s volným výtokem kondenzátu
Kondenzace páry
Dalším odebíráním tepla páře sekundární teplonosnou lát−
kou se sytá pára vlivem kondenzace přeměňuje v páru mok−
rou, a to za stálé kondenzační teploty T2 při konstantním kon−
denzačním tlaku p1 (obr. 1). Změna probíhá po polopřímce
z bodu C již v oblasti mokré páry. Veškerá pára zkondenzuje,
když je jí odebráno teplo rovné teplu kondenzačnímu. Na konci
tohoto procesu existuje pouze kondenzát, který má teplotu T2.
Ochlazování kondenzátu
Dalším odebíráním tepla kondenzátu sekundární teplonos−
nou látkou se kondenzát ochlazuje opět za stálého tlaku p1
na teplotu T3, která může být blízká vstupní teplotě sekun−
dární teplonosné látky t 1 . Při ochlazení kondenzátu
z kondenzační teploty 100 na 75 °C se pro sekundární teplo−
nosnou látku získá entalpický rozdíl ve výši 105 kJ.kg−1, což
představuje poměrný rozdíl entalpií vztažený k měrnému
kondenzačnímu teplu 4,6 %. Při ochlazení kondenzátu
ze 180 na 75 °C je poměrný rozdíl entalpií 22 %.
Potíž pro použití uvedeného vztahu je v tom, že v projekční
praxi nelze snadno stanovit součinitel prostupu tepla teplo−
směnnou plochou, resp. jeho složku, tj. součinitel přestupu
tepla v trubkách na straně kondenzující páry. Proto výrobci
výměníků tepla pára−voda uvádějí pro dimenzování návrho−
vé diagramy (obr. 3). Jsou to většinou grafické závislosti tepel−
ných výkonů výměníků o určitých teplosměnných plochách
a pro určité vstupní a výstupní teploty oběhové vody
na kondenzačním absolutním tlaku páry a na teplotě výstup−
ního kondenzátu.
Vidíme, že tepelné výkony jsou silně závislé na konden−
začním absolutním tlaku páry, kdy s rostoucím tlakem roste
tepelný výkon. Růst výkonů je dán také růstem teploty
výstupního kondenzátu. Teplota výstupního kondenzátu je
vymezena na dolní úrovni vstupní teplotou oběhové vody,
na horní úrovni kondenzační teplotou páry.
Doporučená výpočtová teplota výstupního kondenzátu
by měla být o 5 K vyšší než výpočtová vstupní teplota obě−
hové vody. Pro výměník se sekundární tepelnou soustavou
90/70 °C by měla být teplota výstupního kondenzátu 75 °C.
Toto doporučení je kompromisem mezi přijatelnou velikostí
teplosměnné plochy a přijatelným ochlazením kondenzátu.
Větší ochlazení by znamenalo větší teplosměnnou plochu
a naopak. Použití kondenzátu s výstupními teplotami nad
100 °C by sice vedlo k menším teplosměnným plochám vý−
měníků, ale přehřátý kondenzát, zejména u otevřených paro−
kondenzátních soustav, by představoval zvýšené ztráty tepla
a vody na kondenzátní straně soustav.
Poměrný hmotnostní úbytek páry odparem z přehřátého
kondenzátu (před expanzí), jehož tlak se sníží expanzí na tlak
atmosférický, lze stanovit ze vztahu
u = (tk − 100) / 539,
(2)
kde
u − poměrný hmotnostní úbytek páry odparem
tk − teplota kondenzátu před expanzí
(−)
(°C)
3. DIMENZOVÁNÍ ZAŘÍZENÍ
6
3.1 Dimenzování teplosměnné plochy
Dimenzování velikosti teplosměnné plochy výměníku tep−
la pára−voda se může formálně provádět pomocí vztahu
A = Qn / {k. (Tk − ts)},
(1)
kde
A − teplosměnná plocha výměníku
(m2)
Qn − výpočtový tepelný výkon výměníku
(kW)
k − součinitel prostupu tepla teplosměnnou
plochou
(kW.m−2.K−1)
Tk − kondenzační teplota páry
(°C)
ts − střední teplota oběhové vody = 0,5. (t1 + t2)
(°C)
t1 − teplota vstupní oběhové vody
(°C)
t2 − teplota výstupní oběhové vody
(°C)
Obr. 3 Tepelná charakteristika určitého výměníku pára−voda
pro soustavu 90/70 °C
Vztah je odvozen z předpokladu rovnosti entalpií konden−
zátu před expanzí a kondenzátu a páry po expanzi. Při teplo−
tě kondenzátu před expanzí 180 °C bude hodnota poměrného
hmotnostního úbytku páry odparem u = 0,148, což je při−
bližně 15 %, při teplotě 120 °C potom u = 0,037, což jsou
přibližně 4 %.
3. 2 Dimenzování regulačních ventilů
Nejprve se musí stanovit výpočtový průtok páry, resp.
kondenzátu výměníkem ze vztahu
kde
mn − výpočtový hmotnostní průtok
(kg.h−1)
Qn − výpočtový tepelný výkon výměníku
(kW)
hp − entalpie vstupní páry
(kWh.kg−1)
hf − entalpie výstupního kondenzátu
(kWh.kg−1)
rk − měrné výparné teplo při kondenzační
teplotě
(kWh.kg−1)
c − měrná tepel. kapacita vody=1,163.10−3 (kWh.kg−1.K−1)
tk − teplota kondenzace
(°C)
tf − teplota výstupního kondenzátu
(°C)
Entalpii výstupního kondenzátu stanovíme ze vztahu
hf = c. tf.
kde
kv − jmenovitý průtok odvaděčem
(m3.h−1)
mn − výpočtový hmotnostní průtok kondenzátu (kg.h−1)
∆pon− výpočtový tlakový rozdíl na odvaděči
(kPa)
Dimenzování regulačních kondenzátních ventilů se pro−
vádí také pomocí jmenovitého průtoku
(3)
(4)
kv = 0,01. mn / ∆pvn0,5,
kv −jmenovitý průtok reg. ventilem
(m3.h−1)
mn −výpočtový hmotnostní průtok kondenzátu (kg.h−1)
∆pvn− výpočtový tlakový rozdíl na reg. ventilu
(kPa)
3.3 Závislost změny tepelného výkonu na zdvihu
regulačního ventilu
Tato závislost je důležitá pro posouzení možnosti řízení
tepelného výkonu výměníku. Pro posouzení nám poslouží
dva vztahy. Prvým vztahem je závislost poměrného průtoku
na poměrném zdvihu regulačního ventilu s lineární charak−
teristikou čili
(5)
V diagramu h−s (obr. 1) se pro entalpii používá samozřej−
mě jednotka kJ.kg−1. Při provádění topenářských výpočtů
je jednodušší používat pro entalpii jednotku kWh.kg−1. Pře−
vod hodnot entalpie vyjádřené jednou z obou jednotek je:
hw (kWh.kg−1) = hj (kJ.kg−1) / 3600.
Z praktického hlediska je zajímavé, že rozdíl entalpií (hp − hf)
má pro výpočtovou teplotu výstupního kondenzátu 75 °C té−
měř stálou hodnotu 0,67 kWh.kg−1, slabě závislou na teplotě
vstupní páry. Tím se výpočet zjednodušuje.
Dimenzování regulačních parních ventilů se provádí po−
mocí jmenovitého průtoku kv, což je objemový průtok arma−
turou při dohodnutém tlakovém rozdílu 100 kPa. Jeho hod−
nota se stanoví ze vztahu
(6)
kde
kv
mn
∆pvn
ρ
(8)
kde
m = z. kv. (10. r. ∆pvn)0,5,
kv = mn. {0,1/ (∆pvn . ρ)}0,5,
1/2004
(7)
− jmenovitý průtok reg. ventilem
(m3.h−1)
− výpočtový hmotnostní průtok páry
(kg.h−1)
− výpočtový tlakový rozdíl na reg. ventilu
(kPa)
− hustota páry na výstupu z reg. ventilu
(kg.m−3)
Pokud má být na regulačním ventilu zpracován tlakový
rozdíl větší než 0,5. p1 (absolutní tlak), musí se do vztahu
dosadit za ∆ρvn hodnota 0,5. p1 a za ρ hustota při vstupní tep−
lotě t1 a tlaku 0,5. p1.
Dimenzování plovákových odvaděčů kondenzátu se pro−
vádí pomocí jmenovitého průtoku
(9)
kde
m − je poměrný průtok = M / Mn
M − hmotnostní průtok regulačním ventilem
Mn − výpočtový hmotnostní průtok regulačním
ventilem
z − poměrný zdvih ventilu = Z / Zn
Z − zdvih ventilu
Zn − plný zdvih ventilu
kv − jmenovitý průtok regulačním ventilem
ρ − hustota páry nebo kondenzátu
∆pvn− výpočtový tlakový rozdíl na regulačním
ventilu
(−)
(kg.h−1)
(kg.h−1)
(−)
(mm)
(mm)
(m3.h−1)
(kg.m−3)
(kPa)
Z této závislosti vyplývá, že poměrný průtok regulačním
ventilem je závislý pouze na poměrném zdvihu ventilu, resp.
je přímo úměrný, neboť ostatní veličiny mají konstantní hod−
noty. Druhým vztahem je
q = m. (hp − hf),
(10)
kde
q −
Q −
Qn −
m−
hp −
hf −
poměrný tepelný výkon výměníku = Q / Qn
(−)
tepelný výkon výměníku
(kW)
výpočtový tepelný výkon výměníku
(kW)
poměrný průtok dle vztahu (9)
(−)
entalpie vstupní páry
(kWh.kg−1)
entalpie výstupního kondenzátu
(kWh.kg−1).
mn = Qn / (hp − hf),
případně ze vztahu
mn = Qn / {rk + c. (tk − tf)},
kv = 0,01. mn / ∆pon0,5,
7
1/2004
Při snižování tepelného výkonu výměníku na minimální
hodnoty kolem 20 % se samozřejmě rozdíl entalpií (hp − hv)
nepatrně zvyšuje, max. o 7 %, a to vlivem nižší hodnoty ental−
pie výstupního kondenzátu. Ta je dána nižší teplotou výstupní−
ho kondenzátu, protože ji sníží nízká teplota vstupní sekundár−
ní vody. Také tuto závislost můžeme prakticky považovat
za přímo úměrnou. Potom lze z obou vztahů vyvodit, že tepelný
výkon výměníku je přímo úměrný poměrnému zdvihu regu−
lačního ventilu. Znamená to, že řízení tepelného výkonu vý−
měníku může probíhat ustáleně v plném rozsahu výkonů.
3.4 Způsob řízení tepelného výkonu výměníku
Způsob je jednoduchý. Řídicí systém udržuje teplotu vý−
stupní vody t2 na požadované hodnotě ovládáním průtoku
páry regulačním ventilem. Požadovaná teplota výstupní vody
může být stálá nebo proměnná v závisloti na vnější teplotě.
Informaci o teplotě výstupní vody dodává řídicímu systému
snímač teploty.
4. OTEVŘENÉ PAROKONDENZÁTNÍ
SOUSTAVY
Tyto soustavy se vyznačují tím, že kondenzát z výměníku
tepla natéká přímo do kotle přivzdušněným potrubím nebo
do kondenzátní nádrže otevřeného provedení. Odtud je
dopravován kondenzátním čerpadlem ke zdroji tepla. Kon−
denzát je v potrubí i v nádrži v kontaktu se vzduchem. Re−
gulační ventil je zpravidla umístěn na straně páry.
Obr. 5 Průtočné charakteristiky regul. ventilu a odvaděče
kondenzátu a) při plném průtoku b) při polovičním průtoku
4.1 S volným výtokem
Toto provedení (obr. 2) se dvěma tlakovými úrovněmi bylo
již částečně popsáno v obecné kap. 2.2. První tlaková úro−
veň je před regulačním ventilem, druhá ve výměníku. Důle−
žitým znakem provedení je kondenzace páry za nízkého tla−
ku, blízkému shora i zdola atmosférického tlaku čili při tep−
lotě 100 °C, neboť parokondenzátní část je buď zavzdušněná,
nebo zaplavená (viz kap. 7). Při nižších tepelných výkonech
výměníku se pásmo kondenzace zužuje a naopak pásmo vy−
chlazování se rozšiřuje. Současně se snižuje kondenzační
teplota vlivem zavzdušnění kondenzačního pásma. Konden−
zační teplota páry, např. 60 °C, je způsobena parciálním ne−
boli částečným tlakem páry 20 kPa ve směsi pára−vzduch
o celkovém tlaku 100 kPa. Vlivem nízké výpočtové konden−
zační teploty vychází velikost teplosměnné plochy výmění−
ku podstatně vyšší než u ostatních provedení.
4.2 S plovákovým odvaděčem kondenzátu
8
Toto provedení (obr. 4) se třemi tlakovými úrovněmi
se vyznačuje plovákovým odvaděčem na výstupu kondenzátu
z výměníku. První tlaková úroveň je před regulačním ventilem,
druhá ve výměníku, třetí za odvaděčem kondenzátu. Důležitým
znakem provedení je možnost kondenzace páry za vyššího tla−
ku, který je udržován odvaděčem kondenzátu a je pouze
o tlakovou ztrátu regulačního ventilu nižší než počáteční tlak páry.
Výpočtový dispoziční tlakový rozdíl primární strany
se musí rozdělit na složku příslušnou regulačnímu ventilu
a na složku příslušnou odvaděči kondenzátu tak, aby byl
zajištěn nejvyšší kondenzační tlak a tím také teplota páry.
Proto výpočtová tlaková ztráta regulačního ventilu musí být
podstatně menší než tlaková ztráta odvaděče kondenzátu.
Přitom platí, že
Obr. 4 Výměník tepla v otevřené parokondenzátní soustavě
s plovákovým odvaděčem kondenzátu
∆ppn = p0n − p2n = ∆pvn + ∆pon,
(11)
∆ppn −výpočtový dispoziční tlakový rozdíl primární
strany
(kPa)
p0n −výpočtový tlak páry vstupující do reg. ventilu (kPa)
p2n −výpočtový tlak kondenzátu vystupujícího
z odvaděče
(kPa)
∆pvn −výpočtový tlakový rozdíl na reg. ventilu
(kPa)
∆pon −výpočtový tlakový rozdíl na odvaděči
(kPa)
Z výpočtových tlakových rozdílů na regulačním ventilu
a na odvaděči kondenzátu se potom stanoví jmenovité průtoky.
Rozdělení dispozičního tlakového rozdílu primární strany
na dvě složky, pro regulační ventil a pro odvaděč kondenzátu,
je patrné i na diagramu (obr. 5), kde jsou zakresleny průtočné
charakteristiky obou armatur. První v prvním kvadrantu, druhá
ve druhém kvadrantu proto, aby se obě tlakové ztráty mohly
sčítat při totožném průtoku. Průtočnou charakteristikou se rozu−
mí závislost tlakové ztráty na hmotnostním průtoku při urči−
tém poměrném zdvihu armatury. U plovákového odvaděče kon−
denzátu se předpokládá, podobně jako u regulačního ventilu,
lineární závislost poměrného průtoku na poměrném zdvihu.
Základní charakteristiky jsou dány křivkami při plném
zdvihu (obr. 5 a), kdy jsou poměrné zdvihy armatur z = 1.
Výpočtový stav je dán průtokem mn, při kterém je tlaková
ztráta ventilu dána pořadnicí AN a tlaková ztráta odvaděče
pořadnicí BN. Výpočtový dispoziční tlakový rozdíl primární
strany je dán úsečkou AB. Pokud by se při výpočtu dispozič−
ní tlakový rozdíl primární strany rozdělil na obě složky špat−
ně, např. v poměru 1:1, posunul by se rozdělovací bod N
do polohy N’. Kondenzační tlak by se tak snížil na hodnotu
p1n’, čímž by se snížil výpočtový tepelný výkon výměníku.
Potřebné snižování tepelného výkonu výměníku zajišťuje
regulační ventil tím, že snižuje zdvih kuželky např. na 50 %.
Průtočná charakteristika je dána křivkou zv = 0,5 (obr. 5 b).
Tím se sníží na polovinu i průtok, přičemž tlakovou ztrátu
ventilu představuje zvětšená pořadnice CN a tlakovou ztrátu
odvaděče zmenšená pořadnice DN. Ta je dána křivkou
zo = 1, neboť kuželka či destička odvaděče kondenzátu je při
této činnosti plně otevřena vlivem plováku, který reaguje
na zaplavení výměníku tepla, což je popsáno dále. Při polo−
vičním průtoku vyplývá z křivky zo = 1 nová poloha provoz−
ního kondenzačního tlaku ve výši p1, který je podstatně nižší
než výpočtový kondenzační tlak p1n.
Pára kondenzuje ve svislých trubkách tak, že po vnitřních
stěnách trubek stéká kondenzát nejčastěji ve formě blány.
Jakmile všechna pára zkondenzuje, musí přejít blána kon−
denzátu v trubkách malých průměrů do spojité hladiny. Zna−
mená to, že místo vytvoření hladiny kondenzátu je závislé
na průtoku páry. Při nízkých průtocích se hladina přibližuje
vstupu páry a naopak.
Regulační ventil musí zpracovat plný dispoziční tlakový
rozdíl primární strany ∆pp = p0 − p2. Z tohoto tlakového roz−
dílu se stanoví jmenovitý průtok regulačním kondenzátním
ventilem. Pohon ventilu je také vybaven havarijní nadstav−
bou pro bezpečné odstavování výměníku.
Při nižších tepelných výkonech výměníku se pásmo kon−
denzace zužuje a naopak pásmo vychlazování se vlivem za−
plavení kondenzátem rozšiřuje.
Toto provedení přináší oproti předešlým následující výho−
dy, které podstatně snižují investiční a také provozní náklady:
ö odpadá zcela kondenzátní hospodářství (kondenzátní ná−
drž, kondenzátní čerpadlo),
ö kondenzát může být dopravován do zdroje tepla zdarma
tlakem páry,
ö kondenzát může být dopravován do zdroje tepla spojitě,
ö únik páry a kondenzátu je vyloučen, stejně jako okysličo−
vání kondenzátu,
ö dimenze kondenzátního regulačního ventilu je podstatně
menší.
6. PŘÍKLAD
6.1 Zadání
Pro parokondenzátní soustavu se sytou párou o tlaku 1 MPa
se má určit typ výměníku tepla o výpočtovém tepelném vý−
konu 300 kW, regulační parní ventil a plovákový odvaděč
kondenzátu, případně regulační kondenzátní ventil. Výmě−
níkem se bude předávat teplo do sekundární vodní vytápěcí
soustavy o výpočtových teplotách vody 90/70 °C. Při odbě−
rových špičkách klesá tlak páry až na 0,9 MPa. Maximální
protitlak v kondenzátním potrubí je 0,3 MPa. Výpočtová tep−
lota výstupního kondenzátu má být 75 °C. Řešení má být
provedeno jednak pro otevřenou, jednak pro uzavřenou pa−
rokondenzátní soustavu.
6.2 Řešení
Pro určení typu výměníku tepla pára−voda použijeme návr−
hový diagram určitého typu výměníku. Tento typ výměníku
5. UZAVŘENÉ PAROKONDENZÁTNÍ SOUSTAVY
Toto provedení (obr. 6) se dvěma tlakovými úrovněmi
se vyznačuje regulačním ventilem na výstupu kondenzátu
z výměníku. První tlaková úroveň je před, druhá za regulač−
ním kondenzátním ventilem. Důležitým znakem provedení
je možnost kondenzace páry za plného vstupního tlaku.
1/2004
Obr. 6 Výměník tepla v uzavřené parokondenzátní soustavě
kde
9
1/2004
vyhovuje minimálnímu vstupnímu tlaku páry 900 kPa
a teplotě výstupního kondenzátu 75 °C, kdy vykazuje poža−
dovaný tepelný výkon 300 kW.
Výpočtový průtok páry, resp. kondenzátu, výměníkem bude
podle (3)
mn = 300 / 0,67 = 448 kg.h−1.
Provedení otevřené
Dispoziční tlakový rozdíl primární strany bude podle (11)
∆pp = 900 − 100 = 800 kPa,
protože výtok kondenzátu se děje do prostředí o atmosféric−
kém tlaku. Tento rozdíl se rozdělí tak, aby tlakový rozdíl
∆pvn = 20 kPa připadl na regulační parní ventil a tlakový roz−
díl ∆pon = 780 kPa na odvaděč kondenzátu.
Jmenovitý průtok regulačního parního ventilu bude podle (6)
kv = 448. {0,1/ (20. 4,16)}0,5 = 15,5 m3.h−1.
Tomu odpovídá ventil DN 40, kv = 16 m3.h−1.
Jmenovitý průtok odvaděče kondenzátu bude podle (7)
kv = 0,01. 448 / 7800,5 = 0,16 m3.h−1.
Tomu odpovídá odvaděč DN 15, kv = 0,16 m3.h−1.
Provedení uzavřené
Dispoziční tlakový rozdíl primární strany bude podle (11)
∆pp = 900 − 300 = 600 kPa,
protože výtok kondenzátu se děje do kondenzátního potrubí
s protitlakem 300 kPa.
Jmenovitý průtok regulačního kondenzátního ventilu bude
podle (8)
kv = 0,01. 448 / 6000,5 = 0,18 m3.h−1.
Tomu odpovídá ventil DN 15, kv = 0,16 m3.h−1.
7. POZNÁMKA KE ZMĚNÁM TEPELNÝCH
VÝKONŮ VÝMĚNÍKŮ
Při řízení tepelných výkonů výměníků je třeba snižovat
výkon z maximální, tj. výpočtové hodnoty, na hodnoty mi−
nimální, které jsou u vytápění na úrovni 20 %. Pokud se změ−
na výkonu děje škrcením průtoku páry, dochází ke změně
kondenzačního tlaku, resp. teploty.
U výměníků s volným výtokem s trubkami o malém prů−
měru (kolem 10 mm) následuje zaplavení části teplosměnné
plochy, přičemž kondenzační tlak může klesnout i pod tlak
10
atmosférický. U výměníků s trubkami o větších průměrech
se trubky zavzdušní, takže vznikne směs pára−vzduch. Při−
tom je parciální (částečný) kondenzační tlak samozřejmě niž−
ší, než je tlak atmosférický.
U výměníků s plovákovým odvaděčem kondenzátu násle−
duje zaplavení části teplosměnné plochy.
Relace mezi kondenzačním tlakem, resp. teplotou, výš−
kou zaplavení plochy kondenzátem a průtokem páry popisu−
jí tyto vztahy:
pk + ph = ∆pz + pa,
m = (1 − b). (Tk − ts) / (Tkn − tsn),
pk = 110. Tk0,24 − 10,
(12)
(13)
(14)
kde
pk
ph
h
ρ
g
∆pz
pa
m
M
Mn
b
H
Tk
Tkn
ts
tsn
− kondenzační tlak
− tlak sloupce kondenzátu = 10−3. h. r. g
− výška zaplavení
− hustota kondenzátu
− zemské zrychlení
− tlaková ztráta kondenzátní části
− atmosférický tlak
− poměrný průtok páry = M / Mn
− průtok páry
− výpočtový průtok páry
− poměrná výška zaplavení = h / H
− maximální výška zaplavení
− kondenzační teplota páry
− výpočtová kondenzační teplota páry
− střední teplota oběhové vody
− výpočtová střední teplota oběhové vody
(kPa)
(kPa)
(m)
(kg.m−3)
(m.s−2)
(kPa)
(kPa)
(−)
(kg.h−1)
(kg.h−1)
(−)
(m)
(°C)
(°C)
(°C)
(°C).
Do vztahu (12) se za tlakovou ztrátu kondenzátní části
dosazuje:
ö u volného výtoku tlaková ztráta třením v trubkách,
ö u výtoku s plovákovým odvaděčem kondenzátu tlaková
ztráta odvaděče.
Postup řešení spočívá ve volbě poměrného průtoku páry
a následném výpočtu kondenzačního tlaku a výšky zaplave−
ní výměníku.
8. POZNÁMKA K MOŽNÉMU ODPARU VODY
NA TEPLOSMĚNNÉ PLOŠE VÝMĚNÍKU
Při návrhu výměníku tepla je třeba zkontrolovat, zda při
provozu nedojde k odpařování oběhové vody na vnějším
povrchu teplosměnné plochy výměníku. Při odpařování by
docházelo jednak ke vzniku hluku, jednak ke snižování ži−
votnosti teplosměnné plochy.
K odpařování vody dochází v případě, když je teplota vněj−
šího povrchu teplosměnné plochy vyšší, než je teplota vody
na mezi sytosti při nejvyšším dovoleném přetlaku tepelné sou−
stavy. Ten bývá roven otevíracímu přetlaku pojistného ventilu.
Teplota vnějšího povrchu teplosměnné plochy je dána jed−
noduchým vztahem
Obr. 7 Závislost teploty vnějšího povrchu trubky (te) na teplotě
páry (Tp) a na podílu přestupních součinitelů (a) při teplotě vody
90 °C; potřebný minimální přetlak sekundární vody (pmin)
te = (Tp + a. tv) / (a + 1),
(15)
Vztah je odvozen ze základních vztahů, které popisují pro−
stup a přestup tepla teplosměnnou plochou výměníku s nu−
lovým tepelným odporem při vedení tepla plochou. Je patr−
né, že teplota vnějšího povrchu teplosměnné plochy klesá
s klesajícími teplotami vstupní páry a výstupní oběhové vody
a s rostoucím podílem přestupních součinitelů.
K odpařování oběhové vody může docházet v případech,
kdy je současně:
ö vysoká teplota páry,
ö vysoká teplota vody a její nízký přetlak,
ö nízký podíl přestupních součinitelů.
Vztah (15), doplněný o závislost teploty vody na mezi
sytosti na přetlaku vody, je pro přehlednost převeden do gra−
fické formy (obr. 7). Představuje závislost teploty vnějšího
povrchu trubky na teplotě páry a na podílu přestupních sou−
činitelů při teplotě vody 90 °C. V grafu je uveden i potřebný
minimální přetlak sekundární vody.
Např. při teplotě páry Tp = 170 °C a při podílu přestupních
součinitelů a = 1 je teplota vnějšího povrchu trubky te = 130 °C.
Odpovídající potřebný minimální přetlak sekundární vody
pmin = 180 kPa. Při teplotě páry Tp = 180 °C a při podílu pře−
stupních součinitelů a = 0,5 je teplota vnějšího povrchu trub−
ky te = 150 °C, čemuž odpovídá potřebný minimální přetlak
sekundární vody pmin = 380 kPa.
Abychom mohli kontrolovat, zda nedochází k odpařování
vody na teplosměnné ploše výměníku, musí být k dispozici hod−
noty podílu přestupních součinitelů pro několik průtoků vody.
Ty zatím dodavatelé výměníků v podkladech neuvádějí. Měli
by je stanovit z výsledků měření výměníku a z výpočtu souči−
nitele přestupu tepla na vnějším povrchu teplosměnné plochy.
U výměníků s vysokou teplotou páry a s vysokou teplo−
tou oběhové vody při jejím nízkém přetlaku je třeba zajistit
konstantní průtok oběhové vody přepouštěním vody z pří−
vodu do zpátečky. Při klesajícím průtoku vody vlivem
činnosti regulačních armatur by docházelo ke snižování hod−
noty součinitele přestupu tepla na vnějším povrchu teplo−
směnné plochy a následně i ke snižování hodnoty podílu pře−
stupních součinitelů. Potom by mohlo docházet k odparu
vody a ke vzniku hluku.
9. POZNÁMKA K MOŽNÝM PORUCHOVÝM
STAVŮM PŘI PROVOZOVÁNÍ VÝMĚNÍKŮ
TEPLA
Při provozování výměníků tepla je nutno počítat s tím,
že mohou nastat stavy, které by narušily jejich řádný provoz.
Proto ČSN 06 0830 „Zabezpečovací zařízení pro ústřední
vytápění a ohřívání vody“ předepisuje povinnou výbavu vý−
měníků tepla, která při poruchových stavech zajistí odstave−
ní výměníku. V některých případech je nutné použít i dopo−
ručenou výbavu.
1/2004
Doporučená výbava
Za výstupní armaturu umístěnou na primárním výstupním
potrubí, kterou je buď regulační kondenzátní ventil, nebo
odvaděč kondenzátu, je vhodné osadit snímač teploty pro
odstavování výměníku při překročení nejvyšší dovolené tep−
loty kondenzátu. Rovněž tento snímač je součástí porucho−
vého systému. Výbava je požadována v případech, kdy má
být zaručeno předepsané vychlazení kondenzátu, což je např.
při použití plastových trubek na kondenzátním potrubí. Dále
se doporučuje umístit do neutrálního bodu sekundární sou−
stavy snímač přetlaku pro odstavování výměníku při pod−
kročení nejnižšího dovoleného přetlaku. Také tento snímač
je součástí poruchového systému.
Poruchové stavy
Poruchové stavy nastávají tehdy, když je sekundární strana:
ö bez vody (např. po vypuštění výměníku),
ö bez průtoku (např. při výpadku oběhového čerpadla),
ö bez přetlaku (např. při velké perforaci některého zařízení
tepelné soustavy a následném úniku oběhové vody).
V prvém případě pára vstupující do výměníku není vů−
bec chlazena a vystupuje z výměníku tepla téměř o stejné
teplotě s teplotou vstupní. Tzn., že prorazí až na počátek kon−
denzátního potrubí. Přitom snímač teploty výstupní vody
obklopený vzduchem nereaguje vůbec nebo pozdě, což ne−
vede k odstavení výměníku. Proto je vhodné použít doporu−
čenou výbavu.
Ve druhém případě pára vstupující do výměníku způsobí
rychlé zvyšování teploty vody a zvětšování jejího objemu.
Pokud teplota vody v pojistném místě překročí nejvyšší do−
volenou teplotu výstupní oběhové vody, zareaguje snímač
teploty výstupní vody, což povede k odstavení výměníku.
Kdyby mezitím přetlak vody překročil hodnotu nejvyššího
dovoleného přetlaku, otevře pojistný ventil. Do pojistného
ventilu bude vstupovat voda, když teplota páry je nižší než
teplota oběhové vody na mezi sytosti při otevíracím přetlaku
pojistného ventilu. V opačném případě bude do pojistného
ventilu vstupovat pára.
Ve třetím případě pára vstupující do výměníku způsobí
okamžité odpařování oběhové vody při teplotě 100 °C a také
rychlé zvyšování její teploty. Když teplota vody v pojistném
místě překročí nejvyšší dovolenou teplotu výstupní oběhové
vody, nastavenou na nejvýše 95 °C, zareaguje snímač teplo−
ty výstupní vody, což povede k odstavení výměníku. Perfo−
race samozřejmě musí odvádět jak nárůst objemu vody, tak
vzniklou páru.
Cech topenářů a instalatérů ČR
Jílová 38, 639 00 Brno
tel.: 323 603 219, fax: 543 234 746
e−mail: cti@sou−jilova.cz
te − teplota vnějšího povrchu teplosměnné plochy (°C)
Tp − teplota vstupní páry
(°C)
a − podíl součinitelů přestupů tepla na vnější a na vnitřní
straně teplosměnné plochy
(−)
tv − teplota výstupní oběhové vody
(°C).
Povinná výbava
Do pojistného místa na výstupu oběhové vody z výměníku
tepla se osazuje pojistné zařízení (nejčastěji pojistný ventil)
a snímač teploty pro její řízení a pro odstavování výměníku
při překročení nejvyšší dovolené teploty výstupní oběhové
vody. Snímač je součástí poruchového systému.
kontakt
kde
11
1/2004
Sledování nákladů na energii v domácnosti
Ing. Peter Schuster
V článku je uvedena jednoduchá metodika provedení tepelně ekonomické analýzy panelového bytu, který je
zásobován teplem z plynové kotelny. Dále je zde uveden postup, jak lze spotřebu energií racionálně snižovat.
Poměr nákladů na energii k ostatním nákladům na bydlení
byl před dvanácti léty minimální a takový byl i vztah spotře−
bitelů k jejímu šetření. V zimním období jsme byli svědky
častého větrání pokojů otevíráním oken, celoroční plýtvání
teplou vodou a elektřinou bylo běžné. V současné době činí
náklady na energii čtyřčlenné rodiny bydlící v panelovém
bytě kolem 11 % z celkových spotřebních vydání domácnosti.
MĚRNÉ SPOTŘEBY
Vytápění
Zdroj tepla
měrné náklady
2
tuhá paliva
0,7 GJ/m
ostatní
(elektřina, plyn, TO, aj.)
0,55 GJ/m2
měrné náklady
0,206 MJ/m2.D°
0,162 MJ/m2.D°
Měrné údaje jsou uvedeny za otopné období. Není žádna
chyba, když je vztáhneme stejně jako vyúčtování tepelné
energie na jeden zúčtovací rok. Údaje jsou vztaženy na prů−
měrnou výšku stropu 2,7 m. Pokud je výška místnosti napří−
klad 2,56 m, pak stanovíme korekční koeficient jako podíl
2,56/2,7 m, tj. 0,948. Tímto korekčním koeficientem násobí−
me tabulkové hodnoty a dostáváme příslušné měrné nákla−
dy. V tomto případě je to místo 0,55 pouze 0,521 GJ/m2.rok.
Příprava TUV
Příprava TUV měrné náklady na m2 měrné náklady na m3
12
v budově
0,2 GJ/m2 . rok
0,3 GJ/m3. rok
mimo budovu
0,25 GJ/m2 . rok
0,35 GJ/m3. rok
Měrné ukazatele spotřeby tepelné energie na vytápění
a přípravu TUV jsou uvedeny ve vyhlášce Ministerstva prů−
myslu a obchodu č. 152/2001 Sb.
patrné, že náklady na bydlení reálně stouply o více než 6 %
z celkových spotřebních výdajů. Náklady na bydlení a služby
se od roku 1999 postupně snižují (končí anuita, byt byl dán
do užívání roku 1975) a také snížení nákladů na teplo
na vytápění v roce 2002 mělo za následek snížení celkových
nákladů na bydlení.
Když celkové náklady na energii rozdělíme podle jejich
jednotlivých druhů, dostáváme jejich složení uvedené v grafu
č. 1. Náklady na vytápění (34,1 %) se téměř nezměnily a jsou
podobné jako v minulém otopném období (33,4 %). Zde se vliv
toho, že radiátory byly od března 2002 osazeny termostatic−
kými ventily s termostatickou hlavicí (TRV) a poměrovými
měřiči tepla, v podstatě neprojevil. Rok 2001 byl z hlediska
vytápění pro naši budovu atypický (velký únik tepla). Ná−
klady na tepelnou energii na vytápění jsou 341 Kč/GJ
a na ohřev TUV 345 Kč/GJ.
Podíl na vydáních domácnosti v %
rok
teplo
a TUV
elektřina
a plyn
voda
(surovina)
bydlení
celkem
%
%
%
%
%
1987
4,5
3,6
1,2
0,4
9,6
1997
4,7
6,8
3,1
2,8
17,4
1998
4,4
7,8
3,2
2,2
17,7
1999
5,1
6,2
4,9
1,9
18,2
2000
5,0
6,5
5,6
1,8
18,9
2001
4,6
7,4
5,4
2,0
19,4
2002
4,1
6,1
4,9
1,1
16,1
Podíl na vydáních domácnosti v Kč
rok
nájem
a služby
teplo
a TUV
Kč
Kč
1987
3 120
2 500
825
250
1997
8 050
11 698
5 418
4 748
29 914 172 000
1998
8 030
14 179
5 864
4 060
32 133 181 200
1999
10 070
12 135
9 680
3 801
35 686 196 600
2000
10 270
13 329
11 453
3 792
38 844 205 800
2001
10 056
16 108
11 817
4 475
42 456 218 900
2002
9 330
14 017
11 208
2 553
37 108 230 000
VÝDAJE NA BYDLENÍ
Sestávají z výdajů na spotřebu energií, na nájem a služby
(+fond oprav), elektřinu a plyn a náklady na vodu (surovi−
nu). Náklady na energii počítáme ze spotřeb elektřiny, zem−
ního plynu, tepelné energie potřebné k vytápění bytu a tepelné
energie potřebné k ohřevu TUV. V následující tabulce jsou
uvedeny peněžní výdaje na bydlení v procentech z celkových
výdajů jedné čtyřčlenné rodiny (2 dospělí + 2 děti nad
15 let). Pro ilustraci je zde uveden i rok 1987. I když meto−
dika stanovování nájmu a služeb byla tehdy odlišná, je
nájem
a služby
elektřina náklady bydlení
a plyn na vodu celkem
Kč
Kč
Kč
6 695
vydání
celkem
Kč
70 000
Graf č. 1
Spotřeba energie domácnosti v roce 2002 [%]
15,5
23,1
14,3
47,1
Graf č. 2
Na grafu č. 2 jsou uvedeny spotřeby jednotlivých druhů
energie. Spotřeba tepla bytu na vytápění za rok je 27,5 GJ/rok
(47,1 %), oproti loňské hodnotě 38 GJ/rok (54,4 %) se pod−
statně snížila. Zde se projevil jednoznačně vliv zlepšení
regulace tepla v budově a poměrového měření tepla jednot−
livých radiátorů. TRV společně s rozdělovači topných nákladů
byly dány do provozu až dne 19. března 2002. To znamená,
že se zde nepromítla spotřeba tepla za poměrně významné
měsíce leden, únor a polovinu března. Je možné, že spotřeba
tepla na vytápění může klesnout se zavedením jeho poměro−
vého měření i přes 35 %.
Pro dvoupokojový byt o ploše 55,162 m2 a výšce stropu
2,56 m vychází korigovaná měrná spotřeba 0,521 GJ/m2.rok
a vypočtená za rok 2002 byla 0,48 GJ/m2.rok, což je oproti
roku 2001, kdy byla 0,68 GJ/m2.rok, zna−
telný pokles. Zavedením poměrového Tabulka č. 3
měření tepla v místnostech se snížila spo−
třeba tepla na vytápění o 28 % (a to první
tři měsíce v roce 2002 nebyla spotřeba
tepla na vytápění měřena).
Poznámka k instalaci TRV: Jde o ventily
typu Oventrop a termostatické hlavice typu
Sontex 501 s kapalinovým snímačem
a teplotu v místnosti lze přibližně nastavit:
stupeň 2 − 16 °C; stupeň 3 − 20 °C;
stupeň 3,5 − 21 °C; stupeň 4 − 22 °C;
stupeň 4,5 − 23 °C; stupeň 5 − 24 °C.
Větrání místnosti při instalovaných TRV vyžaduje zvláštní
postup. Při větrání by neměl studený vzduch proudit přímo
na hlavici. Když je například hlavice nastavena na stupeň 2,
tj. teplotu 16 °C, a nad ní otevřeným oknem proudí studený
vzduch kolem 5 °C přímo na hlavici, ta pochopitelně otevírá
ventil naplno. Proto je vhodné větrat ventilačními okny inten−
zivně a krátce. Při odchodu z bytu je vhodné TRV přivřít, čímž
se dá snížit spotřeba tepla. Dále snímač má reagovat na teplotu
v místnosti, ale pokud je umístěn za závěsy (nábytkem, kryty
apod.), reaguje především na teplotu vzduchu, která je za zá−
věsem, a ta není reprezentativní (je obvykle vyšší než teplota
v místnosti). Proto se stává, že i při stupni 5, kdy by měla být
v místnosti teplota vzduchu 24 °C, hlavice s čidlem uzavírá ventil
a teplota v místnosti klesá. Podmínkou správné funkce TRV je,
aby měl proudící vzduch v místnosti k hlavici volný přístup.
Další ovlivnitelnou položkou jsou náklady na teplo po−
třebné na ohřev TUV (16,9 %). Roční náklady na ohřev TUV
průměrné domácnosti o čtyřech členech jsou cca 4700 Kč
při její spotřebě kolem 60 m3. Jeden GJ reprezentuje ohřev
cca 5,6 m3 vody z 12 °C na 55 °C bez zápočtu ztrát z cirkulace.
Ve vyhlášce 152/2001 Sb. je uvedena položka za spotřebu
tepla na přípravu TUV 0,3 GJ/m3.rok. Když si provedeme
výpočet tepelná energie na ohřev TUV z vyúčtování, které
dostáváme od BD, zjistíme, že nás přijde 1 GJ na cca 350 Kč
a pak pro 13,4 GJ/rok vychází měrná spotřeba 0,24 GJ/m3.rok.
Z analýzy spotřeby tepla na vytápění plyne, že pro danou
spotřebu je potřeba tepla na ohřev TUV 11,39 GJ/rok a cca
tepelná energie cca 2 GJ/rok jsou ztráty způsobené přede−
vším cirkulací. Náš komfort, kdy máme po celý den k dispo−
zici teplou vodu, je draze zaplacen. V průměru dochází při
ohřevu teplé užitkové vody k 15% ztrátě tepelné energie.
Pokud měrná spotřeba stoupne na 0,363 GJ/m3.rok, pak jsou
ztráty při ohřevu teplé užitkové vody dokonce dvojnásobné,
až 30 %. V tabulce č. 3 jsou uvedeny orientačně ceny jedno−
ho litru teplé vody včetně suroviny:
Jediným možným a to radikálním způsobem, jak uvedené
ztráty snížit, je omezení až zastavení odběru TUV ze sítě
na dobu například od 22 až do 5 hodin. To je ovšem pro ně−
které citelný zásah do jejich práv. Takže všeobecný souhlas
s takovým režimem se dá očekávat jen málokde. Tímto způ−
sobem by se podstatně snížily náklady na ohřev teplé vody
z plynové kotelny. Uvedená řešení jsou podmíněna souhla−
sem spolubydlících a musí se pochopitelně projednat
i s vedením BD.
Při celkových nákladech na energii, které jsou kolem
28 000 Kč za rok, je její 10 % snížení reálné a současně
i významnou hodnotou.
1/2004
Náklady na energii a vodu v domácnosti − 2002 (%)
(při celkové spotřebě energie 16 193 kWh)
13
1/2004
Náklady na energii a vodu za rok v Kč
Graf č. 3
Spotřeba energie za rok v kWh
Indonésie a jaderný program
Energetická krize v Indonésii by mohla nastartovat ožive−
ní jaderného programu. Světová banka varovala, že pokud
Indonésie nebude investovat do nové elektrárny, lze již za−
čátkem roku 2004 očekávat energetickou krizi. Současně
uvedla, že by krize mohla být odvrácena, pokud by se zlep−
šily finanční podmínky státní elektrárenské společnosti PLN
na podporu nové výstavby. Odhaduje se, že do roku 2010
bude třeba investovat 28,5 miliardy USD. Společnost PLN
má problémy od roku 1997 v důsledku regionální recese,
kdy utrpěla ztrátu 5 miliard USD. Ztrátu se snaží řešit zvy−
šováním tarifů za elektřinu o 6 % za čtvrtletí a cílem je zvý−
šit do roku 2005 cenu na 7 c/kWh. Podle ministerstva tech−
nologie je jednou z cest k dlouhodobému řešení situace vý−
stavba jaderné elektrárny, neboť Indonésie má nezbytné
znalosti, které by mohla využít. Diskutuje se o možnosti
zahájit v roce 2010 výstavbu jaderné elektrárny. Indonéští
inženýři zpracovávají studii proveditelnosti této elektrárny
a do roku 2006 by měl být vypracován jaderný program,
který by navazoval na projekty z 90. let, které byly vypraco−
vány za vlády prezidenta Suharta a později opuštěny.
(Modern Power Systems, 2003, č. 2, s. 12)
Podzemní kabel
z Norska do Spojeného království
Graf č. 4
Náklady a spotřeba energie v %
14
Je výborné, když má stejný názor na šetření s energií vět−
šina obyvatel bytového domu. Již dnes je reálná možnost
zpracování tzv. energetického průkazu budovy (i rodinného
domku), které dělají renomované firmy. Tím lze odkrýt mož−
nosti šetření jak s tepelnou energií na vytápění a ohřev TUV
a spotřebu vody (suroviny), tak i v rozvodech a provést kal−
kulaci jejich energetické účinnosti.
Na grafech č. 3 a 4 jsou uvedeny náklady a spotřeby
na energii v jednotlivých letech a na závěr je uveden graf č. 5,
který znázorňuje průběh celkových nákladů a spotřeb ener−
gií za jednotlivá léta.
Z posledního grafu (graf č. 5) je patrné, že rok 2001 byl
atypický (značný únik tepelné energie v budově) a reálná
hodnota nákladů se pohybuje kolem 135 % a spotřeby ener−
gie kolem 90 %. Trend nákladů na energii měl optimum
v roce 2001, pak začal klesat (vyregulovaná soustava + TRV)
a trend spotřeby energie má od začátku roku 1997 sestup−
nou charakteristiku od 100 % do 83 %.
kontakt
Graf č. 5
Ing. Peter Schuster
ORGREZ, a.s.
Hudcova 76, 657 97 Brno
tel.: 541 613 313, fax: 541 613 299
Norský státní operátor elektrické sítě Statnett požádal
ministerstvo naftového a energetického průmyslu o po−
volení vybudovat elektrický kabel o výkonu 1200 MW pod
Severním mořem do Spojeného království. Kabel by měl
být uveden do provozu v roce 2007 a umožnit obchodo−
vání na britském trhu. Kabel za 1,15 miliardy USD má
pomoci snížit dopady výkyvů vodních srážek na norskou
elektrizační soustavu, která je převážně závislá na vod−
ních elektrárnách. Kabel bude 750 km dlouhý a nejdelší
na světě. O náklady se podělí Statnett a britský operátor
sítě National Grid Transco (NGT). Kabel budou vyrábět
četné světové firmy 4 roky. Propojení se bude skládat
ze dvou paralelních kabelů a spojí Suldal v Norsku
s Easingtonem v hrabství Durham.
První nadkritický kotel
s cirkulujícím fluidním ložem
Polsky poludniowy koncern energetyczny (PEE) potvrdil
kontrakt na vybudování elektrárny o výkonu 460 MWe
v Lagisza v jižním Polsku za 150 miliónů EUR. Elektrárna
bude využívat superkritickou technologii s cirkulujícím fluid−
ním ložem. Po jejím dokončení se bude jednat o největší
elektrárnu s touto technologií na světě. Elektrárnu má
postavit společnost Foster Wheeler Energia Oy a podle
předsedy jejího představenstva by mělo být při provozu
dosaženo dosud nejvyšší úrovně účinnosti a palivové eko−
nomiky s velmi nízkými emisemi, splňujícími požadavky
direktivy EU pro velká spalovací zařízení. Elektrárna spo−
třebuje o 5 % méně paliva na vyrobenou jednotku než sou−
časné kotle na pevná paliva. Díky modulovému uspořá−
dání bude možno nabízet i větší bloky stejného typu.
Projekt bude realizován společně s polskou pobočkou
Foster Wheeler Energia Polska Sp. Zahájení provozu
se plánuje na podzim 2006.
Měření spotřeby tepla na ohřev TUV
a kontrola dodávek TUV u odběratele
1/2004
Václav Edr
Přesné změření TUV a tepla spotřebovaného k její přípravě je především u rozsáhlých „čtyřtrubkových“ systé−
mů předmětem mnoha diskusí. Skutečné provozní parametry při dodávkách TUV jsou poměrně málo známé.
Provedená měření s trvalým záznamem dat mohou přispět k přesnějšímu změření skutečných dodávek. Dále
jsou uvedeny základní požadavky na dodávku a kontrolu parametrů TUV.
a tím se použití relativně laciných měřidel prodražuje.
Do cirkulační smyčky TUV je vsazen samostatný deskový vý−
měník, který oddělí cirkulační smyčku TUV v centrálním roz−
vodu. Tím je vytvořen samostatný cirkulační okruh (většinou
se samostatným cirkulačním čerpadlem) pro daný objekt. Tyto
technologické úpravy umožňují osazení měřidel tak, že je
možné samostatně měřit spotřebu TUV v daném objektu.
Vlastní měření odpovídá požadavkům na stanovené měřidlo
dle zákona o metrologii číslo 505/1990 Sb. v platném znění.
Další z mnoha způsobů je osazení takzvaných „párova−
ných“ průtokoměrů do cirkulační smyčky TUV s použitím
„logického členu“. Takto složené měřidlo používá jako své jed−
notlivé členy stanovená měřidla (s výjimkou logického členu
a v jedné kombinaci přesného odporu nahrazujícího snímač
teploty). Rozbor této metody by si vyžádal samostatné pojed−
nání především ve vztahu k provozním podmínkám, které
však není předmětem tohoto příspěvku. Je však zřejmé, že takto
složené měřidlo nesplňuje základní požadavky na stanovené
měřidlo dle zákona o metrologii číslo 505/1990 Sb. v platném
znění a tím ani požadavky na měření podle energetického zá−
kona číslo 458/200 Sb. a předpisů souvisejících.
Vlastní měření tepla spotřebovaného k ohřevu TUV je mnoh−
dy velmi složité. V loňském roce se mi podařilo ve spolupráci
s Teplárnou Strakonice a.s., které nejsou její odběratelé lhos−
tejní, provést rozsáhlá měření směřující k prokazatelnému sta−
novení tepla spotřebovaného k ohřevu TUV. Tato měření pro−
bíhají ještě v současné době. Jejich cílem je nejen stanovení
skutečně spotřebovaného tepla k přípravě TUV, vyloučení
možných nepřesností v měření na problematických místech
v letním období, ale i stanovení podmínek pro možné využití
tepla obsaženého v kondenzátu z odvodnění přípojky a definice
optimálního provozu při dodávkách TUV.
Ke stanovení skutečně spotřebovaného tepla se v tomto
případě používá ultrazvukových měřičů tepla s výstupem
M−bus. Veškeré signály z měřidel jsou přenášeny do infor−
mačního systému TOTRON firmy Tronic Control. V tomto
systému jsou náměry archivovány a následně přenášeny
do počítače s využitím běžného mobilního telefonu. Tímto
způsobem je možné získat velké množství dat odečítaných
v jeden čas dle nastavení s obrovskou vypovídací schopností
a dále je vyhodnocovat. Celkové náklady na provoz tohoto
systému jsou velice příznivé i při přenosu velkého množství
dat. Pro potřeby získání maximálního množství informací
bylo použito netradiční zapojení měřidel. Již první měření
prokázala, že tento způsob zapojení bude schopen změřit teplo
Měření tepla spotřebovaného k ohřevu TUV se provádí
mnoha způsoby. Nejjednodušší způsob je změření tepla
na vstupu do ohřívače. Tento způsob je velice přesný
a jednoduše použitelný za předpokladu, že TUV je připra−
vována bez použití předehřevu, způsob regulace ohřevu
umožní správnou funkci měřiče tepla a jako teplonosné
médium je použita voda.
V praxi se nejčastěji stanovuje teplo spotřebované
k centrální přípravě TUV na základě měřidla tepla osazené−
ho na vstupu do výměníkové stanice a měřidla osazeného
na výstupu topné vody ze stanice. V zimním období je teplo
spotřebované pro ohřev TUV stanoveno jako rozdíl těchto
měřidel. Tím jsou veškeré ztráty tepla na výměníkové stani−
ci započteny do tepla spotřebovaného na přípravu TUV.
V letním období je na stanici většinou připravována pouze
TUV a dodané teplo je měřeno měřidlem na vstupu do VS –
většinou se jedná o shodné měřidlo se zimním obdobím.
V těchto případech může docházet k provozním stavům, kdy
skutečné parametry měřeného média jsou na spodním rozsa−
hu (někdy i mimo rozsah) měření vstupního měřidla.
Při použití páry jako teplonosného média na vstupu do VS
jsou provozní podmínky sítí v zimním a letním období dia−
metrálně rozdílné. Dodržení parametrů páry nad mezí sytosti
je v letním období na mnohých místech v rozsáhlých parních
soustavách téměř technicky neproveditelné. K měření
se v těchto případech používá nepřímá a náhradní metoda.
Tato metoda je však poměrně náročná na montáž (i když ji
mnozí výrobci a montážní organizace prodávají prakticky
„přes pult“ jako velice jednoduchou). Prvým předpokladem
k použití metody je odvodnění přípojky mimo měření. To
však většinou ve své podstatě znamená vracení nemalého
množství kondenzátu o vysoké teplotě bez využití na VS zpět
na zdroj. Dokonalé odvodnění parní přípojky mnohdy při
použití regulace vstupu páry do ohřívače systémem ON OF
je přinejmenším do diskuse. V případě, že se k těmto fakto−
rům přidá ještě nepříznivý výškový vliv polohy stanice, je
celkové změření tepla velmi problematické.
Teplo spotřebované pro ohřev TUV, především u čtyřtrub−
kových systémů, je předmětem mnoha diskusí a sporů. Proto
je i ze strany státních orgánů řešeno různými nepřekročitelný−
mi limity nebo stanovováním náhradních způsobů rozúčto−
vání v případech, kdy jsou náměry měřidel nevěrohodné.
Mnozí výrobci měřidel doporučují různé způsoby měření.
Jeden z nich je například měření „COOPTHERM“ podle pa−
tentu číslo 281807. Toto měření vyžaduje úpravu technologie
15
spotřebované k ohřevu TUV (bez vlastních ztrát tepla ve sta−
nici), ale že bude poměrně náročný na vlastní návrh a montáž
jednotlivých členů složeného měřiče. Vzhledem k tomu, že tento
způsob zapojení měřidel a možného měření TUV, vyplývající
z tohoto zapojení, nebyl dosud užíván a jeho úspěšné rozší−
ření záleží i na jeho dobrém návrhu a montáži, je v současné
době předmětem užitného vzoru − číslo zápisu 12918.
Vlastní schéma zapojení vyplývá z jednoduché úvahy.
Změřit teplo potřebné k ohřátí TUV a změřit teplo ztracené
cirkulací TUV. Součet takto naměřeného tepla je pak teplo
spotřebované pro přípravu TUV bez ztrát zařízení (VS včet−
ně ohřívače). K zodpovědnému změření je nutné použít či−
dla odpovídajících rozsahů pro měření příslušné veličiny.
Především rozsah průtokoměrů musí odpovídat skutečným
provozním průtokům. Dále je třeba správně umístit snímače
teploty, a to především na vstupu vody do ohřívače.
Tato metoda zatím není používána k měření tepla spotře−
bovaného pro přípravu TUV, výsledky z měření však ukazu−
jí její možné využití v praxi.
Použité schéma zapojení
Legenda:
1 Ohřívač; 2 Vstupní potrubí;
3 Výstupní potrubí; 4 Vratné potrubí cirkulace;
5 Teplonosné médium pro ohřev TUV; 6 Kalorimetr (prvý);
7 Průtokoměr (prvý); 8 Snímač teploty (prvý); 9 Snímač teploty (druhý);
10 Kalorimetr (druhý); 11 Průtokoměr (druhý); 12 Snímač teploty (třetí);
13 Snímač teploty (čtvrtý); 14 Propojení jednotlivých členů měřiče tepla;
15 Směr proudění.
• Jedno z možných zapojení užitného vzoru − číslo zápisu 12918.
16
Obr. 1
Příklad náměrů při špatné montáži snímače
teploty na vstupu studené vody do ohřívače
Závislost teploty vstupní vody na průtoku ukazuje na chyb−
nou montáž snímače teploty. Dochází zde k měření teploty vody,
která byla ohřívána ve VS okolní teplotou. Setrvačnost sníma−
če teploty a malé odběry z poměrně dlouhého přívodu o velké
světlosti zkreslují měření a není tak změřena skutečná teplota
studené vody používané k přípravě TUV (vstupní voda). Chy−
ba montáže je prokázána záznamem dat, viz graf 1.
Kontrola dodávek TUV
Nejprve některé skutečnosti.
Účelem kontrolních měření je ověřit, zda jsou dodržovány
teploty centrálně připravované teplé užitkové vody podle vy−
hlášky MPO č. 152/2001 Sb., kterou se mj. stanoví pravidla
Graf 1
pro vytápění a dodávku teplé užitkové vody. Kontroly mo−
hou být prováděny i v souladu s ustanovením § 93 odst. 1
písm. b) zák. č. 458/2000 Sb.. Zajištění potřebných měření
mohou provádět autorizovaní pracovníci Státní energetické
inspekce v rámci svých kontrol nebo si je mohou vyžádat
od kontrolovaného subjektu s tím, že osoba, která bude mě−
ření provádět, musí být autorizována k tomuto výkonu podle
§ 21 zákona číslo 505/1990 Sb. v platném znění.
Teplota teplé užitkové vody v bytových budovách v době
od 600 do 2200 hodin a v nebytových budovách v době jejich
provozování musí dosahovat na výtoku u spotřebitele hod−
noty v rozsahu 45 °C až 60 °C. Možnost krátkodobého po−
klesu pod 45 °C připouští vyhláška pouze v době odběrných
špiček spotřeby v zúčtovací jednotce.
Vyhláška MPO č. 345/2002 Sb., kterou se stanoví měřid−
la k povinnému ověřování a měřidla podléhající schválení
typu, určuje i teploměry pro kontrolu teploty prostředí a teplé
užitkové vody používané státními kontrolními orgány k po−
vinnému ověřování.
Tyto podmínky splňují teploměry D 3631 a L 3631 výrobce
COMET Rožnov pod Radhoštěm, kterým byla přidělena znač−
ka schválení typu TCM 321/02 − 3751. Pokud je mi známo,
jsou to v současné době zatím jediné přístroje typově schvá−
lené pro použití ve funkci přístrojů pro kontrolu teploty pro−
středí a teplé užitkové vody. Těmito přístroji jsou také vyba−
veni i měřiči (autorizované subjekty), kteří jsou oprávněni
kontrolní měření provádět. Teploměry současně registrují
naměřené teploty v zadaných intervalech, umožňují přenos
hodnot do počítače a podrobné vyhodnocení náměrů.
Kontrola dodávek teplé užitkové vody není však jen kon−
trola prováděná státními orgány v případech řešení stížností
na nedodržení příslušné vyhlášky. Kontrola dodávek TUV
by měla být především kontrolou dodavatele a majitele
objektu jako ujištění o kvalitě a dodržení parametrů. K pře−
svědčení o parametrech dodávek je vhodné používat přístro−
je typově určené k této činnosti a používané i při oficiálním
kontrolním měření.
Přeji všem dodavatelům i odběratelům teplé užitkové vody,
aby měření tohoto média nikdy nebylo předmětem sporů
a fakturace byla vždy podložena vzájemně respektovanými
měřidly a kontrolní měření TUV bylo prováděno pouze jako
ujištění o kvalitních dodávkách.
kontakt
1/2004
Václav Edr
TPM Znalecká kancelář®
Na chmelnici 490, 256 01 Benešov
tel./fax: 317 721 172
mobil: 603 810 586
e−mail.: [email protected]
„Škody exhalacemi“ ve světle současných
názorů na příčiny chřadnutí a hynutí lesa
1/2004
PŘIROZENÁ PŘEDLOHA KALAMIT − ROZPAD
BOREÁLNÍHO JEHLIČNATÉHO LESA PŘI
GENERAČNÍ OBMĚNĚ
Severské boreální lesy Eurasie a Severní Ameriky a částečně
snad také vysokohorské lesy se vyvíjejí přirozeně v tzv. vel−
kém generačním cyklu o amplitudě asi 300 let. Během této doby
prochází s určitým zjednodušením víceméně jednověký les
smrku ztepilého (Picea abies) nebo smrku sibiřského (P. obo−
vata) fázemi obnovy, dorůstání, optima (zralosti) a rozpadu.
Důležité si je uvědomit, že takový les se nemůže generačně
obnovit, aniž by velkoplošně neuhynul a nerozpadl se. K této
situaci dochází tak, že během stadia zralosti se v klasické situ−
aci uzavře zápoj porostu a díky intercepci, nižším teplotám
v přízemní vrstvě začne váznout dekompozice a dochází
k hromadění opadanky. Nedostatek živin, popřípadě i okyse−
lení a sucho vedou pravděpodobně k oslabení obranných re−
akcí a k napadení dřevokaznými kořenovými houbami. Ty
sníží statickou stabilitu stromů, dochází k vyvracení a zlomům
stromů, na nichž se začnou rychle množit lýkožrouti. Ti jsou
vlastním „nástrojem“ rozpadu a díky speciálním strategiím jsou
schopni se šířit na velkých plochách. Po uhynutí porostu do−
jde k prohřátí půdy, dekompozici nahromaděné biomasy,
uvolňování živin a podnítí se obnova všech dřevin, které jsou
světlomilné, a takové uvolnění je pro ně existenčně důležité.
Postupně začne ve vznikajícím porostu opět převládat smrk
a v průběhu fáze dorůstání nastává srovnání věku porostu
a ten se jako víceméně stejnověká monokultura přesouvá opět
do fáze zralosti a posléze rozpadu.
Z pohledu hospodařícího lesníka se jeví takový rozpad jako
kalamita, avšak v přirozených lesích a z dlouhodobého
pohledu je takový vývoj stabilní v oné cykličnosti, byť dlou−
hodobé. Během úplné obnovy populace smrku se ve stadiu
semenáčů z nesmírně četného souboru vytřídí jednou
za amplitudu cca 300 let jedinci, kteří budou lépe odolávat
případným změnám podmínek okolního prostředí.
Popsaný příklad je poněkud schematický, lze předpoklá−
dat, že naše horské smrčiny (v polohách nad 1200 m či více)
byly původně patrně více rozvolněné a také rozpad zde ne−
probíhal tak dramaticky. Nemáme však věrohodný příklad,
kde bychom se poučili, jaký je vzhled takového lesa a jak
v něm přirozený rozpad probíhá. Poznatky např. z Tater
i jiných evropských velehor z předindustriálního období jsou
však takové, že podíl mrtvé biomasy zde byl často vyšší než
40 % a hynutí neprobíhalo vždy tak rychle jako v níže polo−
žených hospodářských lesích.
Jinak tomu ale bylo s kůrovci a hlavně lýkožroutem smr−
kovým v hospodářských smrkových lesích, které vznikly
postupně jednak díky pastvě a později byly uměle zakládá−
ny. Zde se stali historicky nejstaršími původci kalamit a hynutí
lesa. V nižších polohách na místě původních listnatých
a smíšených porostů trpěly smrkové porosty mnohem více
hlavně nedostatkem srážek a kůrovci se zde mnohem rych−
leji množili. Byl to pak obvykle vítr, vývraty a zlomy, které
nastartovaly kůrovcovou kalamitu na ohromných plochách
(200 tis. ha v r. 1881 až 1893 ve středním evropském Rusku
nebo např. 3 mil. m3 v r. 1941 až 1953 na Slovensku).
Poněkud odlišná je generační obměna evropských borových
lesů (borovice s dubem) na píscích nacházejících se ve střední
a severovýchodní části Evropy, ostrůvkovitě i u nás. Zde do−
chází rovněž k plošnému rozpadu a hynutí lesa tak, že zprvu
nastupuje některý z temporárně se přemnožujících listožravých
škůdců (bekyně mniška, bourovec borový, můra sosnokaz
a dalších nejméně 5 druhů), kteří způsobí holožíry a po tomto
silném oslabení jsou to opět kůrovci či jiný podkorní hmyz,
který stromy zahubí. Také v tomto případě se po rozpadu dosta−
ví fáze obnovy světlomilnou borovicí, popřípadě dubem a celou
řadou dalších přidružených, vesměs krátkověkých dřevin.
Z uvedeného vyplývá, že nejméně ekologicky stabilní
a tudíž nejvíce ohroženy jsou dřeviny a jejich porosty smr−
ku, borovice a také dubu. Nejvíce odolný je buk, javory, habr
a další listnáče, v porostech s nepříliš porušenou strukturou
také jedle.
ZVÝŠENÍ DISPOZICE LESA KE KALAMITÁM
DÍKY HOLOSEČNĚ PASEČNÉMU ZPŮSOBU
HOSPODAŘENÍ
Tendence dosáhnout co největšího hospodářského výno−
su vedly lesní hospodářství v prvé řadě ke značné změně
druhové skladby lesa. Největšího zastoupení doznal smrk
a borovice (asi 54 % a 17 % oproti původním 11 % a 5 %).
Buk byl kdysi zastoupen 38 %, kdežto současně pouze 6 %,
Současné podstatné zlepšení čistoty ovzduší by mělo být podle našich dřívějších poznatků a očekávání jedno−
značně příčinou podstatného zlepšení zdravotního stavu lesů. Jak nás každoročně přesvědčuje Zpráva o stavu
lesa a lesního hospodářství ČR (MZe ČR), není tomu tak a logicky se proto nabízí otázka, do jaké míry byly
vlastně imise skutečnou příčinou zhoršení zdravotního stavu lesů, jakou úlohu při něm hrály a jak si vysvětlit
příčiny současné situace. Předkládaný názor a pokus o vysvětlení vychází z komplexního posouzení příčin kala−
mitního chřadnutí a hynutí lesa jak v minulosti, tak i v současné době. Předně je na místě se ptát, zda velkoploš−
né hynutí lesa je jev zcela cizí přirozenému lesu a tudíž antropicky podmíněný.
17
1/2004
jedle 18 %, současně pouze 1 % a dub 17 %, současně 6 %.
Odklon od přirozené skladby dřevin a zejména úbytek list−
náčů z původních 66 % na současných 22 % představuje
v našich lesích význačný destabilizační faktor. Současně ale
muselo lesní hospodářství také kopírovat zmíněný boreální
přirozený cyklus. Fázi iniciační ovšem nahradilo vesměs
umělým zalesněním, místo samozřeďujících procesů při do−
růstání zařadilo probírky a fázi rozpadu nahradilo těžbou
s vyklizením dřevní hmoty. Nejenže je tento cyklus ve středo−
evropských poměrech nepřirozený, navíc však dochází
k degradaci půdy tím, že nemůže být opakovaně znovu me−
liorována produkovanou biomasou. Není pak divu, že hospo−
dářský smrkový les, zvláště v nižších a sušších podmínkách,
je ve stadiu zralosti velmi labilní a může zde docházet
k rozsáhlému hynutí a kalamitám. Dá se říci, že holosečně
pasečné hospodaření se smrkem a také s jinými dřevinami
se stalo primárně destabilizujícím faktorem, a to proto,
že vlastně „borealizovalo“ původní nejrozšířenější biom − opa−
davý širokolistý les – tvořený hlavně bukem, jedlí, javory,
dubem aj. listnatými dřevinami. Principiálně zvýšilo podmín−
ky pro vznik kalamit, v prvé řadě hmyzových, současně
i kalamit suchem apod. Absenci přirozené obnovy a nevyuži−
tím nadprodukce semenáčů k přirozenému výběru, který je
předpokladem adaptace, se populace pěstovaných druhů dře−
vin nepříznivě geneticky manipulují a může se u nich snižo−
vat rezistence. Stromy nemají přirozeně založené kořenové
systémy, takže mnohem hůře odolávají suchu, což může být
nebezpečné v budoucnu, když se začnou uplatňovat některé
scénáře klimatické změny.
Před lesním hospodářstvím proto stojí nyní velký úkol,
zvýšit ekologickou stabilitu lesů a do budoucna znovu zajistit
Jehličnany
18
Graf 1
Listnáče
Graf 2
trvalost hospodaření. Toho nelze dosáhnout jinak, než
že se vrátíme k základním přirozeným principům, přirozené
dřevinné skladbě a uplatníme více přirozené procesy gene−
rační obměny. Jednou z cest, jak toho dosáhnout, je hospo−
daření tzv. přírodě blízkým způsobem nebo jinými podrost−
ními způsoby.
KALAMITNÍ CHŘADNUTÍ JEDLE, BOROVICE
A DUBU
Postupujeme−li chronologicky, pak mimo hmyzové kala−
mity se v období, které předcházelo nástupu imisního chřad−
nutí a hynutí lesa, vyskytlo rovněž regionální chřadnutí
a hynutí např. jedle, které postihlo celou střední Evropu.
S ohledem na její spíše roztroušený výskyt nešlo o masové
hynutí na souvislé ploše, ale přesto byl tento jev nápadný.
Vysvětloval se působením sucha, zavlečených škůdců, poz−
ději imisemi nebo genetickým „vyžitím“této dřeviny. Prav−
děpodobně však bylo vyvoláno výše popsanou změnou způ−
sobu hospodaření v lese.
Chřadnutí borovice lesní i původních druhů dubů se vysky−
tovalo již v dávnější minulosti a vždy navazovalo na epizody
sucha, později se předpokládal také ale vliv imisí. Vzpomí−
ná se v letech 1907 − 10, 1927 − 30, 1954 − 57, kolem roku
1963 a nyní v nedávné minulosti. Označovalo se obvykle
podle patogenů na větvích jako cenangiózní hynutí borovice
nebo tracheomykózní chřadnutí dubu.
PŮSOBENÍ IMISÍ NA LES
Od 70. let 20. století bylo chřadnutí a hynutí lesa buď zce−
la připisováno imisím, nebo se předpokládalo, že imise sice
působí na rostliny spolu s jinými stresory, avšak jako rozho−
dující nebo spouštěcí faktor. Mezi antropogenními emisemi
v ovzduší se braly v potaz převažující kyselinotvorné slou−
čeniny SO2 a NOx. Předpokládá se, že kyselinotvorné imise
vyvolávají v rostlině změny bilance protonů, bilance látek
(ovlivňují koloběh živin) a v bilanci vody. K poškození rost−
lin dochází jednak přímo ovlivněním asimilačních orgánů
a jednak nepřímo, jestliže dochází ke zvýšené depozici
do půdního prostředí. V lesích poškozených imisemi může
takový vstup do půdy představovat až 70 % její kyselé zátě−
že. Depozice tohoto druhu je tedy nejvíce zodpovědná
za ochuzení půdy o živiny, hořčík a draslík, které jsou vy−
plavovány do nepřístupných spodin. To dokládá např. nízký
aktuální obsah hořčíku v jehličí mladých smrkových porostů
v Krušných horách. V kyselých půdách se zároveň uvolňuje
hydroxid hlinitý, který je toxický pro kořeny a mykorhizní
symbiotické houby či jiné půdní organismy.
Popsané změny půdy mají za následek úbytek jemných
kořínků a zhoršení funkce kořenů, což negativně ovlivňuje
příjem vody a živin. Narušení kořenového systému také vý−
razně ovlivňuje statickou stabilitu stromů a důsledkem je
zvýšená náchylnost porostů k poškození větrem. Nedostatek
hořčíku a draslíku má negativní dopad na fyziologické
procesy; zejména nedostatek hořčíku, který je součástí chlo−
rofylu, je příčinou menšího asimilačního výkonu rostlin. Ne−
dostatek obou prvků způsobuje žloutnutí, popř. hnědnutí jeh−
ličí a jeho předčasné opadávání, k němuž dochází u starších
ročníků stromů.
NOVÝ PŘÍSTUP V TEORETICKÉM VÝKLADU
PŘÍČIN CHŘADNUTÍ LESA
Nový přístup spočívá v tom, že se pozornost přesouvá
od popisu působení a detailního poznání tzv. škodlivého či−
nitele na poškozený subjekt – stromy, dřeviny a lesní eko−
systém. Odráží moderní ekosystémové vnímání a považuje
onemocnění za výsledek komplexního působení stresů. No−
vinkou je jakési myšlenkové schéma, tzv. spirála chřadnutí,
která zahrnuje i dimenzi času a způsob, jakým může určitý
typ stresu způsobit, že rostlina dospěje od úrovně charakte−
rizované jako zdraví až k uhynutí.
V tomto pojetí představují imise pouze jeden z možných
stresorů ovlivňujících rostlinu nebo její část. Zároveň platí,
že určitý stres může být vyvolán celou řadou různých streso−
rů. Například zploštění kořenového systému a náchylnost vůči
suchu může být důsledkem imisního okyselení půdy, vymytí
živin a změny fyzikální struktury půdy v hlubším horizontu,
ale stejný efekt může vyvolat také deformace kořenů po umělé
výsadbě tzv. obalovaných sazenic nebo vůbec špatně prove−
dená výsadba, také však vysoká hladina spodní vody apod.
Nedostatek živin může nastat jak po jejich vymytí kyselou
depozicí, tak může být výsledkem blokování dekompozice
opadanky a hrabanky vlivem sucha či okyselení. Při velkém
suchu není již tak důležité, zda vliv imisí teoreticky sucho
ještě prohlubuje. Zcela podstatné je, že není−li voda, není
médium, které by živiny do rostlin mohlo dopravit.
Míra vlivu imisí na chřadnutí dřevin byla již v minulém sto−
letí zpochybněna lavinovitě se šířícím chřadnutím dubu. Toto
onemocnění bylo jednak pozorováno vždy po suchých obdo−
bích, jednak se k nám šířilo směrem od neindustriálního výcho−
du. V letech 1990 až 1995, ale i nyní jsou postiženy zejména
listnaté dřeviny v nížinách a středních polohách slabě postiže−
ných imisemi. Chřadnutí se objevilo jak na velmi bohatých
lužních půdách, tak na půdách velmi chudých. Nyní proto
již nikdo nespojuje toto onemocnění s imisním působením.
1/2004
ZLEPŠENÍ STAVU OVZDUŠÍ
Jedním ze zásadních obratů, který nastal po roce 1990 a který
mění pohled na tzv. imisní chřadnutí lesů, je významné
a postupné snižování emisí SO2. Jejich celkový objem např.
v roce 2001 činil pouze cca 12 % objemu z roku 1988.
V důsledku toho došlo k významným změnám prostorového
rozložení průměrných ročních koncentrací SO2 a zmenšil se také
rozsah území zasaženého kritickou koncentrací dle EHK OSN,
tj. 20 µg.m−3. V roce 2002 se např. na naprosto převážné větši−
ně území pohybovaly průměrné roční koncentrace pod úrovní
10 µg.m−3. O progresivní změně svědčí výsledky monitoringu
koncentrací v síti měřicích stanic ČHMÚ. Zmíněná kritická
koncentrace byla ještě v roce 1991 překročena téměř na 70 %
rozlohy území (v nejzatíženějších oblastech severozápadních
Čech a na Ostravsku až o více než 20 µg.m−3. V roce 1998 však
bylo zasaženo již pouze 3,2 % území, opět v oblasti severozá−
padních Čech, zatímco v roce 1999 již dokonce pouze 0,68 %.
Existují ovšem lokální imisní situace, kdy dojde k výskytu vý−
znamnějších koncentrací SO2 i v současné době. V souvislosti
s tím se zmiňuje např. epizoda vysokých koncentrací v roce
1996 v Krušných horách. V důsledku přímého poškození zde
došlo k významné defoliaci a hynutí smrku na ploše více než
10 tis. ha. Podobně tak i v roce 2002 došlo k místnímu krátko−
dobému překročení limitních koncentrací (až 100 µg.m−3
v několika půlhodinových koncentracích – Rudolice, stanice
ČHMÚ) bez pozorovaných následků.
Emise NOx rovněž zaznamenaly výrazný, i když mírnější
pokles. Naopak mírný nárůst se pozoruje hlavně ve velkých
městech (Praha, Plzeň, České Budějovice, Brno, Ostrava,
Zlín, Uherské Hradiště) a v některých oblastech Krušných
hor a Podkrušnohorské pánve. Vyšší průměrná roční koncen−
trace, než je zmíněná kritická hodnota, byla v roce 1999 za−
znamenána celkem pouze na cca 3,8 % území.
Nově a zvláště po roce 2000 intenzivně se začal sledovat
ozón, který je sekundární znečišťující látkou a indikátorem
znečištění fotochemickým smogem. Jeho koncentrace i rozsah
výskytu značně odvisí od působení meteorologických faktorů,
a proto v průběhu let značně kolísal. Nadlimitní hodnotou
AOT40 přesáhla v roce 2002 10 ppm(h) na většině území ČR.
Např. v srpnu se objevily půlhodinové průměry až 200 mg.m−3.
Poškození vegetace se teprve začíná sledovat a diagnostikovat.
Uvádí se, že kritická hodnota krátkodobé koncentrace, pro ex−
pozici 1 hodiny, je 150 mg.m−3 O3. Jestliže jsou v ovzduší pří−
tomny také imise SO2 a NOx, tak by k poškození citlivých
Vedle kyselých depozic
působí negativně také vysoké
depozice dusíku, který je zá−
kladním stavebním prvkem
bílkovin, a proto ovlivňuje
tvorbu biomasy. V příznivých
podmínkách (např. za dostat−
ku vláhy) může mít pozitivní
vliv, avšak v určitých situacích
představuje přehnojení dusí−
kem (tj. nevyvážená výživa)
nebezpečí – může dojít např.
k významnému stresu v dů−
sledku působení extrémně
nízkých teplot nebo sucha.
Přímé působení (zejména SO 2 ) považuje veřejnost
obvykle za nejvýznamnější a primární příčinu hynutí stro−
mů. Za důsledek takového vlivu imisí můžeme považovat
např. nápadné nekrotické poškození smrkového jehličí,
zvláště ve spojitosti s působením velmi nízkých teplot
(obvykle asi –20 °C) a vysoké teplotní amplitudě.
Názor na způsob poškozování porostů imisemi a na důvody
kalamitního hynutí lesů se vyvíjel. Byl poplatný době, v níž
vznikal, a odpovídal vývoji poznání ve vědě, a to nejen
v biologii a fyziologii rostlin, ale i v ekologii a pedologii stejně
jako v technických oborech. Bylo zaznamenáno celkem
13 hypotéz o škodlivém působení imisí a o příčinách chřad−
nutí lesa. Hypotéza kyselých dešťů, nedostatečné výživy
horských lesů, škodlivého působení depozic dusíku a hypo−
téza mykorhizní v podstatě zahrnovaly nepřímé působení de−
pozic přes půdní prostředí. Hypotéza ozónová, virová, radi−
ační, elektromagnetického smogu a hypotéza kosmického
záření předpokládá většinou značně spekulativní přímé
účinky, kdežto za přínosné lze označit hypotézy, které staví
na komplexním ekostresovém ovlivnění rostlin.
Toto pojetí vyústilo posléze v celkovou změnu koncepce
výkladu příčin chřadnutí a hynutí rostlin.
19
1/2004
druhů vegetace mohlo dojít již od nižších koncentrací. Význam
znečištění touto škodlivinou však vyplyne až po základním
výzkumu, který se u nás teprve začíná provádět.
VÝVOJ ZDRAVOTNÍHO STAVU LESŮ
Spolu se snížením emisí se zákonitě předpokládalo,
že dojde také ke zlepšení zdravotního stavu lesa. K tomu ale
bohužel nedošlo. Defoliace i poškození a mortalita jehlična−
tých i listnatých porostů od poloviny 80. let až do roku
1993 − 94 průběžně nadále stoupaly. V roce 1995 − 96 došlo
nezávisle na vývoji množství emisí a výsledků měření imisí
k náhlému zlepšení, avšak hned poté se stav opět začal zhoršo−
vat až do roku 1999. V následujících letech se poškození jeh−
ličnatých porostů mírně zhoršovalo, v listnatých porostech byla
patrna spíše stagnace či pouze nepatrné zhoršování (Zpráva
o stavu lesa a lesního hospodářství České republiky, MZLH ČR,
roky 1996, 1998, 2000, 2002; Monitoring zdravotního stavu
lesa v České republice; Ročenka programu ICP Forests 2000;
VÚLHM, 2000; Statistická ročenka životního prostředí Čes−
ké republiky, 2000; MŽP ČR a Český statistický úřad).
Tento průběh, který naprosto nekonvenuje se snižováním
znečištění ovzduší, vedl ke hledání jiných příčin a pozornost
se zaměřila na možné škodlivé působení kyselých depozic
(např. Hruška, Krám, Schwarz, 1999) nebo oxidační účinky
ozónu. Stále setrvávala tendence považovat imise nebo je−
jich nepřímé působení za hlavní příčinu chřadnutí, a to i přes−
to, že jejich přímý, setrvalý vliv již musel být vyloučen.
Kyselé depozice jako hlavní příčina chřadnutí?
20
Úvahy, že příčinou setrvávajícího škodlivého působení
na vegetaci jsou imise či vlastně jejich nepřímé působení
v podobě kyselých dešťů a okyselení půdy, vycházejí
z následujícího předpokladu. Zatímco okyselení půdy se díky
dokonce jen malým příspěvkům stále kumuluje a udržuje
na setrvalé výši, přirozená meliorace je nedostatečná. Neve−
de k odbourání kyselosti, a proto zvláště např. ve smrkových
porostech a v horském prostředí je půdní prostředí stále pro−
kazatelně ovlivněno. Nedochází zde k biologické melioraci,
protože ponechávaná biomasa ze smrkových porostů je malá,
jiné druhy dřevin, např. všudypřítomný jeřáb, jsou zcela kon−
zumovány zvěří, a proto zde také nejsou přítomny.
Mimo to se stává, že např. v deštivých rocích může i sou−
časná, relativně malá depozice vést ke stagnaci škodlivého oky−
selení půdy. Z plošného rozložení celkové depozice síry v roce
1998 a např. také 2000 vyplývá, že nejvyšší hodnoty jsou do−
sahovány v severovýchodní části Krušných hor, v oblasti Lu−
žických hor, Krkonoš a Jizerských hor, méně v Jeseníkách,
na Českomoravské vysočině a v dílčích lokalitách Slavkov−
ského lesa, Beskyd a v okrese Karviná a Zlín. Oproti tomu
nejvyšší hodnoty celkové depozice dusíku jsou dosahovány
shodně v severní oblasti Čech, zvláště pak v oblasti Orlických
hor a Králického Sněžníku, kde vytváří specifický typ znečiš−
tění, také však v oblasti Jeseníků, velkoplošně na Českomo−
ravské vysočině, jen lokálně v oblasti Beskyd a na Ostravsku.
Pokud jde o rozložení celkové roční depozice síry a dusíku
na volné ploše, pak např. v roce 1999 bylo zjištěno, že více
jak 40 % území ČR má depoziční zátěž vyšší než kritická
dávka síry 11 kg/ ha.rok a více jak 15 % území má depoziční
zátěž vyšší než kritická dávka dusíku 15 kg/ha.rok. To však
neznamená, že na této ploše muselo dojít k takové acidifikaci,
která vedla k půdním změnám, jež by se staly hlavní příčinou
chřadnutí. Platí, že nejvíce ohrožené mohou být přirozeně ky−
selé půdy hlavně v horách a zde nejvíce ve smrkových poros−
tech. Podle názoru některých pedologů ale mohou být i přirozeně
kyselé půdy značně tolerantní a jejich okyselení zdaleka neve−
de ke schematicky předpokládaným škodlivým následkům.
V každém případě ale platí, že také nepřímý imisní vliv
na půdní prostředí se může stát pouze jedním z možných
stresorů, které ovlivňují zdravotní stav stromů. Poškození
mykorrhizy, kořenů a ovlivnění jejich funkce nastane totiž
také zcela prozaicky vlivem sucha. Nedostatek vody jako
média pro transport živin vede rovněž k nedostatečné výživě
stromů (v konkrétním případě zaznamenán např. karenční ne−
dostatek dusíku). Ke snížení kapacity kořenového systému
a letálnímu zásobení stromu vodou dojde také v důsledku na−
padení kořenů dřevokaznými houbami, a to zvláště v případě
smrku nacházejícího se na nepůvodních stanovištích.
Srovnáme−li plošné rozložení např. sumované kyselé depo−
zice s mapou zdravotního stavu lesa hodnoceného např. podle
stupňů poškození lesa či stupňů ohrožení jehličnatých porostů
(Zpráva 2000) nebo podle defoliace zaznamenané v r. 1986,
1992 a 1998 (Zpráva 1998), nebo defoliace v r. 2002 (Zpráva
2002), pak zaznamenáme minimální souvislosti. Poškození
lesa je jednoznačně soustředěno spíše na území nížin, což je
nejmarkantnější v roce 1992, avšak zcela zřetelné je to také
ve všech letech, kdy byly takové mapy vytvořeny. Jak bude
dále uvedeno, proti vysvětlování příčiny chřadnutí vlivem do−
minantního působení kyselých depozic svědčí také nástup tzv.
chřadnutí dubu (s tracheomykózními příznaky). To započalo
koncem 80. let, šířilo se naopak z východu od Ukrajiny
do Slovenska a k nám, z relativně neznečištěných oblastí, ale
spolu s kontinentálním typem počasí. Týkalo se listnatých
porostů a dubu, který roste hlavně v nížinách a na půdách, kde
okyselení a popisované následné stresy nepřicházejí v úvahu.
Aniž bychom předbíhali, po současných zkušenostech
s naprosto plošným chřadnutím vlastně všech dřevin,
na nejrozmanitějších stanovištích a v porostech, je zjevné,
že příčinou zhoršování zdravotního stavu lesů je hlavně su−
cho. Tím není řečeno, že se lokálně nemůže na chřadnutí
podílet také nějaký jiný vliv či stresor, např. okyselení půdy.
Současné chřadnutí všech druhů dřevin a kala−
mitní hynutí v letech extrémního sucha
V současné době se již velmi podrobně monitoruje defo−
liace jednotlivých druhů dřevin nebo alespoň souhrnně star−
ších listnatých a jehličnatých porostů a jejich mortalita,
k dispozici jsou také nahodilé těžby podle druhů. O průběhu
chřadnutí a hynutí je proto celkem dobrý přehled, navíc
je známo i prostorové rozložení zdravotního stavu lesa
na mapách, takže snadno zjistíme, kde je stav nejhorší. Jak
již bylo uvedeno, intenzita chřadnutí na většině území ne−
konvenuje s plošným výskytem polí, koncentrací ani s depo−
zicemi imisí. Průběh defoliace, nyní již všech druhů dřevin,
a parametry poškození lesa, jakož i průběh nahodilých těžeb
(vlivem sucha) se však podivuhodně kryjí s údaji o průběhu
ročních úhrnů srážek a Langovým dešťovým faktorem (Zprá−
va 2000, str. 69). Na str. 49 této zprávy se ukazuje, jak tzv.
teplotně srážkový faktor vykresluje na ploše ČR oblasti
s nedostatečným zásobením vodou, a na str. 54 jsou na mapě
Vědecký názor na příčinu chřadnutí lesů má také zcela prak−
tické aspekty, např. zda je po změně imisní zátěže ještě možno
vymáhat náhrady škod od emitujících organizací. Legislativně
byla tato možnost dána naposled zákonem o lesích č. 289/95
Sb. a prováděcími vyhláškami č. 81/96 Sb. a č. 78/96 Sb. Pod−
le této úpravy bylo možno vymáhat škody imisemi podle pří−
slušných paragrafů, za § 6 − předčasné smýcení lesního poros−
tu, § 7 − snížení přírůstu, § 8 − snížení produkce v důsledku
záměny dřevin, § 9 − snížení kvality lesního porostu a za § 11
− mimořádné nebo nákladově náročnější opatření. Podkladem
pro stanovení a výpočet škody byly jednak tzv. nahodilé těžby
imisní, které byly vykazovány lesními správami LČR podle
toho, kolik „imisních“ souší vzniklo a bylo evidováno (škody
podle § 6, § 9). Mimo to se dále vycházelo z hodnocené defoli−
ace, stanoveného poškození porostů a jejich zařazení do „pásem
ohrožení“. Tato pásma se dle vyhl. č. 78 určují podle tzv. stup−
ně poškození lesního porostu, který je odvozen z podílu střed−
ně a silně poškozených stromů v %. Poškození stromu
se odvodí od defoliace s tím, že středně poškozený strom je
odlistěn z 26 až 50 %, silně poškozený strom z 51 až 75 %.
Podíl silně poškozených stromů (nebo v nižším 1. a 2. stup−
ni případně i středně poškozených) determinuje u smrkových
porostů jednotlivá pásma A až D, a to tak, že se vychází
z dynamiky zhoršování poškození porostu. V pásmu A by
mělo dojít ke zhoršení o jeden stupeň za 5 let, v pásmu B za 6 až 10 let, v pásmu C za 11 až 15 let a konečně v pásmu D
za 16 až 20 let. V případě, že smrkové porosty nejsou pří−
tomny, provádí se klasifikace podle rychlosti rozpadu boro−
vých nebo listnatých porostů. Pásma se určují podle podílu
uhynulých stromů během jednoho roku. Pásmo A se vyzna−
čuje ročním úhynem 20 % z původního počtu stromů,
Mendelova zemědělská a lesnická univerzita
Lesnická a dřevařská fakulta
Zemědělská 3, 613 00 Brno
tel.: 545 134 001, fax: 545 211 422
1/2004
NÁHRADY ŠKOD IMISEMI NA LESÍCH
pásmo B ročním úhynem 10 až 20 %, pásmo C ročním úhy−
nem 2 až 5 % a pásmo D ročním úhynem do 2 % stromů.
Takto se vypočítávají škody podle § 7, § 8 a § 11.
Uvedené legislativní normy, byť vznikly již v roce 1996,
neznaly jinou defoliaci, chřadnutí a poškození porostů
a v důsledku toho i hynutí, než tzv. imisní. Proto byly takto
vypočtené škody jednoznačně předepisovány emitujícím
organizacím, a to na počátku vymáhání škod podle % podílu
emisí z celkového objemu všech produkovaných emisí
v oblasti. Později bylo stanovení podílů dovedeno k dokonalosti,
a to tak, že škoda se počítala na celé ploše organizačních jed−
notek LČR, pro které byly stanoveny reprezentativní referenč−
ní body. Podíly organizací na škodě byly určeny tak, že odpo−
vídaly modelem rozptylu stanovené výši imisního příspěvku
organizace na sumované koncentraci SO2 v tomto referenč−
ním bodě. V úvahu se braly emise jak z REZZO, tak z vy−
kazovaných příspěvků zemí střední Evropy a odhady pro
mobilní zdroje apod. Vycházelo se z toho, že imisemi je za−
saženo celé území státu a imise i v nižších koncentracích, než
je kritická, mohou např. krátkodobými epizodami nastartovat
v rostlině ireverzibilní změny. Uvedený postup se v podstatě
používá do současné doby, i když se nyní přešlo na zohlednění
depozičních příspěvků od jednotlivých zdrojů.
Na rozpor v příčině hodnocení chřadnutí a hynutí lesa
a na potřebu zpracovat novou metodiku pro výpočet škod
imisemi se upozornilo v podkladech pro tzv. Národní lesnic−
ký program. V konečném znění, schváleném usnesením
vlády ČR ze dne 13. 1. 2003, se ukládají v tomto směru ná−
sledující programová opatření (pro část 8 – ochrana proti škod−
livým faktorům):
ö zpracovat a kodifikovat novou metodiku pro výpočet škod
působených exhalacemi na lesních porostech,
ö připravit vyhlášku MZe o stanovení pásem a stupňů po−
škození, model hodnocení životnosti porostů, resp. defo−
liace stromového patra změnit na multikriteriální model,
minimálně kombinovaný s hodnocením zátěže půdy.
Podle mého názoru je třeba ustoupit od paušálního vymá−
hání škod za poškození lesa a uhynutí stromů vlivem exha−
lací na celém území státu. Vykazování tzv. exhalační naho−
dilé těžby a imisního poškození lesa je věcně nesprávné
a nemůže být v celém rozsahu podkladem pro výpočet ško−
dy. Napříště by za imisní škodu měla být považována pouze
taková ekonomická újma, které prokazatelně vznikla půso−
bením imisí v dané situaci (roce). Jde např. o případy nekro−
tického postižení asimilačního aparátu také v souběhu
s působením velmi nízkých teplot (fyziologická sypavka)
apod. V případě uvažovaných škod depozicemi rovněž ne−
lze postupovat paušálně a předpokládat, že k nim dochází
na všech typech půd a na celém území stejně. Škodlivé ná−
sledky depozic by se měly konkrétně prokázat v oblastech,
kde zřejmě mají na některých typech půd prioritní význam
pro chřadnutí (např. severozápadní česká okrajové pohoří).
Pro stanovení odpovědnosti je však třeba vzít v úvahu to,
že jde o dlouhodobý, sumovaný vznik efektu a že během této
doby dochází ke značné proměnlivosti působení jednotlivých
původců.
kontakt
uvedeny hodnoty korelačního koeficientu mezi zdravotním
stavem lesa a zmíněným teplotně srážkovým koeficientem.
Vyšší je závislost za období 1984 − 1993 (na rozdíl od období
1993 − 1999), a to na území celého státu, s výjimkou Krušných,
Lužických, Jizerských a Orlických hor a Krkonoš, na Moravě
částečně Jeseníků. Z uvedeného vyplývá, že minimálně po roce
1990 je skutečnou příčinou chřadnutí lesů dominantní vliv su−
cha nebo lépe řečeno nedostatečného zásobení stromů vodou.
Je nepochybné, že také v období před rokem 1990, kdy
byla převážná část území státu ještě vystavena silnému imisní−
mu vlivu, sucho jistě také spolupůsobilo. Na základě multifak−
toriálního hodnocení příčiny chřadnutí, v rámci představy na−
vozené Manionovou spirálou je ostatně nutné připustit také
uplatnění celé řady dalších stresorů. Mělo se však za to,
že vliv kyselinotvorných imisí systémově ovlivňoval fyzio−
logické procesy v rostlině tak rozvětveně, že byl s určitým
zjednodušením primárně zodpovědný za celé postižení lesa.
Posuzovalo se to tak nepochybně také pro to, že např. oddě−
lit a zhodnotit význam několika stresorů na hynutí lesa je
téměř nemožné. Proto je pracovníky lesního provozu, ale čás−
tečně i výzkumu a státní správy ještě i v současné době po−
važováno imisní znečištění ovzduší za příčinu defoliace
a poškození lesa. Avšak v současné době po zhodnocení epi−
zody sucha 1992 až 95 a zvláště po bezprostředním zážitku
z roku 2003 již bylo soustředěno tolik poznatků a pozorování,
abychom se vymanili z tohoto stereotypního klišé a přiznali
nové skutečnosti a změnu v hodnocení.
21
1/2004
Energetické využití biopaliva
na bázi kalů z čistíren odpadních vod
Prof. Ing. Pavel Kolat, DrSc., Doc. Ing. Dagmar Juchelková, Ph.D.,
Ing. Petr Šušák, Ing. Anna Cemerková
Energetické využití alternativních paliv je jedním z hlavních cílů pro rozvoj obnovitelných zdrojů energie v EU
a ČR. Předmětem výzkumu je provedení spalovacích zkoušek na experimentálním pilotním zařízení
s atmosférickou cirkulující fluidní vrstvou na Technické universitě Dráždany v Německu pro hnědá uhlí , kaly
z ČOV a termoanalytické studium biopaliv s analýzou výsledků a posouzením vhodnosti termické likvidace
odpadních látek ve fluidní vrstvě s minimalizací škodlivých emisí. Z uvedených výsledků experimentů
a modelování lze konstatovat, že spalování alternativních paliv lze do hmotového množství 15 % aplikovat
i na fluidních kotlích větších výkonů, které jsou v současné době provozovány v České republice.
1. ÚVOD
22
Cílem výzkumného projektu katedry energetiky VŠB−TU
Ostrava je ověření možnosti využívání kalů z ČOV jako
alternativního zdroje energie ve vztahu k legislativě EU, pří−
padně jeho další úpravy (aditivy, dekontaminačními techno−
logiemi) na vhodné palivo, které by vyhovovalo emisním li−
mitům, nebo navržení optimalizace energetického procesu
pro přípravu směsi uhlí / kal, která by mohla být spalována
ve stávajících energetických zařízeních.
Limitujícím faktorem pro využití kalů z ČOV v země−
dělství je zvýšený obsah rizikových prvků a dále výskyt
organických polutantů − zvláště polyaromatických uhlovodí−
ků, PCB i AOX. Limitujícím faktorem spalování kalů
ve spalovnách je obsah vody. Vzhledem k tomu, že směrnice
EU [1] od roku 2005 předpokládají zákaz skládkování jaké−
hokoliv materiálu s obsahem organických látek nad 10 %, je
zřejmé že pro další využití kalů je prioritní podmínkou jejich
dekontaminace nebo energetické využití. Tab. 1, 2.
Zpracování čistírenských kalů bude nemožné po vstupu
ČR do EU a je nutno hledat jiná řešení, která jsou v souladu
s ochranou životního prostředí. Jedním z cílů je využití nekon−
taminovaných čistírenských kalů v procesu hygienizace
a následná peletizace, která zahrnuje také proces fermentace.
Podle dosavadní praxe byly kaly z čistíren odpadních vod
vyváženy na skládky nebo v horším případě přímo na země−
dělská pole. Tato činnost způsobovala kontaminaci zeměděl−
ské půdy těžkými kovy, ohrožuje povrchové i podzemní vody
choroboplodnými zárodky, vznikající plyny způsobují skle−
níkový efekt.
Tab. 2 Organické polutanty v kalech z ČOV / mg/kg /
Směrnice EU
Kolísání obsahů
v roce 1999
Σ PAU
PCB celk.
BTEX
3−6
0,42
Není stanoveno
33 − 157
0,1 − 0,984
0,02 − 0,65
Obr. 1 Fotografie topných pelet z biofermetizační linky
2. HLAVNÍ CÍLE VÝZKUMU
Lze koncipovat ve studiu podmínek pro:
ö možnost spalování uhlí současně s vyrobeným biopalivem
z biofermentizační linky,
ö dosažení vysoké účinnosti spalovacího pochodu ve fluidní
vrstvě a všech přenosových jevů,
ö zajištění zákonných emisních limitů plynných emisí CO,
Tab. 1 Rizikové prvky v kalech z ČOV (celkové obsahy), analýzy z roku 1999
SO2, NOx a tuhých emisí.
Součástí výzkumu je
také provedení spalova−
cích zkoušek na experi−
mentálním pilotním za−
řízení s atmosférickou
cirkulující fluidní vrst−
vou na Technické univer−
sitě Drážďany pro uhlí
a biopalivo vyrobené
z čistírenských kalů
V současné době je vel−
ký zájem u nás a v zahra−
ničí o zpracování odpadní
biomasy a čistírenských
a průmyslových kalů. Úče−
lem výrobní linky Agro−
Eko v Albrechticích u Kar−
viné je ověřovací výroba
topných pelet a upraveného
biopaliva na bázi dřevního
odpadu (piliny, štěpka,
hobliny, drcená kůra), slá−
my, kompostu a kalů z do−
movních čistíren odpad−
ních vod. Úpravou těchto
materiálů lze po snížení je−
jich vlhkosti získat biogen−
ní palivo (sypané palivo
nebo topné pelety), které
má vyšší užitné vlastnosti
než před vstupem do pro−
Obr. 2 Spalovací zkoušky na pilotním zařízení TU Dresden (25 % biopalivo, 75 % hnědé uhlí)
cesu. Při použití sena nebo
slámy, dřevního odpadu
a kalů
je
nejvhodnější
poměr
míchání
vstupních komponen−
a biomasy a termoanalytické studium biopaliv. Také dopo−
tů
cca
1
:
1.
ručení pro výrobu topných biopelet obr.1 na biofermen−
tizačních linkách v ČR.
Technologie zpracování čistírenských kalů a dalších bio−
Výsledků bude využito při schvalovacím řízení „energe− odpadů na biogenní palivo je zaměřena především na:
tického využití biopaliv z biofermentizačních linek“ pro ö snížení vlhkosti bioodpadů,
Ministerstvo životního prostředí ČR, které předpokládá
jejich využití v budoucnu na fluidních kotlích v Energetice ö zvýšení obsahu organických látek ve směsi,
Třinec, Elektrárně Tisová, Poříčí, Hodonín, Ledvice, Tep− ö snížení obsahu ligninu ve směsi ve vztahu k obsahu celulózy.
lárnách Zlín a Olomouc v rámci akčního programu vlády ČR
Základní princip výroby biogenního paliva z kalů ČOV
týkajícího se rozvoje obnovitelných zdrojů do roku 2010. [2]
technologií „Ekobioprogres“ − obr. 3 spočívá ve vytvoření
Pro optimální návrh technologie využití kalů je prováděn optimálních podmínek pro aerobní fermentaci směsi odvod−
výzkum zaměřený na:
něných kalů s tuhými bioodpady, pomocí níž dochází k dezo−
1/2004
ö
ö
ö
ö
ö
dorizaci kalů současně se zvýšeným odparem vody, v důsled−
ku čehož může být fermentovaná směs sušena na bubnové
se problematiky využívání kalů z ČOV,
chování a způsob vazby rizi−
kových prvků v kalech
v závislosti na počtu ekviva−
lentních obyvatel, pro které je
ČOV dimenzována, a dále
v závislosti na charakteru od−
padních vod přiváděných
na ČOV a použité technolo−
gii čištění,
chování chloridů, síry, fosfo−
ru a organických polutantů,
využití odpadních sorbentů
při výrobě směsi jako vhod−
ného aditiva,
termoanalýzu směsi z růz−
ných poměrů biopaliv a uhlí,
spalovací zkoušky na pilot−
ním zařízení TU Dresden
s diagnostikou spalovacích
pochodů a s minimalizací
tvorby škodlivých tuhých
a plynných emisí. Obr. 2.
Obr. 3 Schéma technologie Ekobioprogres
ö porovnání legislativních podmínek EU a ČR týkajících
23
1/2004
sušárně bez zamořování ovzduší. Důležitou podmínkou pro
urychlené nastartování fermentačního procesu je dokonalé,
účinné promíchání odvodněných kalů s tuhými bioodpady
v homogenizátoru, kdy je vytvářena vhodná struktura směsi
umožňující:
ö rychlou dezodoraci směsi při urychleném nastartování
aerobní fermentace,
ö sušení fermentovaného materiálu v bubnové sušárně bez
zamořování ovzduší v okolí sušárny.
1.
2.
3.
4.
5.
Technologický proces sestává z:
dezintegrace tuhé biomasy − dřevěné štěpky a slámy,
homogenizace odvodněných kalů s tuhou biomasou,
aerobní fermentace směsi kalů s tuhou biomasou (dezo−
dorizace),
dosoušení fermentované směsi s následnou granulací,
lisování.
Homogenní směs o vlhkosti cca 60 % je soustavou do−
pravních pásů dopravována do speciálně upravených žlabů
a tam postupně vrstvena. Ihned je bez jakýchkoliv dalších
přísad zahájen proces fermentace, při kterém dochází
k postupnému zvyšování teploty a ke zvýšenému vývoji vod−
ní páry. Při dosažení teploty cca 55 °C je z důvodu urychlení
procesu fermentace směs převrstvována − frézou vybírána
ze spodní části žlabu, přemísťována soustavou pásových do−
pravníků a opět shazována na vrstvu horní. Fermentací je rov−
něž odstraněn pach z kalů − překopávání směsi následuje
až po rozvoji termofilních mikroorganismů, které velmi rych−
le asimilují látky, které jsou zdrojem fekálního zápachu, ne−
dochází tedy ani k zamořování okolí výrobny.
Z fermentorů je směs o vlhkosti cca 40 % dopravena pá−
sovým dopravníkem do zásobníku a odtud pak šnekovým do−
pravníkem do sušky. Prostor sušky je ohříván spalinami
Tab. 3 Rozdělení prvků do skupin, hodnoty v mg.kg−1
24
Podmínkou je dodržení přísných hygienických limitů, zejména těžkých kovů
Obr. 4 Termoanalytické křivky oxidace biopaliva
vzniklými buď spalováním dřevního odpadu (o maximální
vlhkosti 40 %), nebo zemního plynu. Vysušená směs
o vlhkosti 12 − 18 % je spolu se spalinami odváděna
do cyklonu, kde se od spalin oddělí a je šnekovým doprav−
níkem dopravena do zásobníku suché směsi. Při výrobě pali−
va pro fluidní kotle s atmosférickou fluidní vrstvou je tato
směs považována za biopalivo bez následné granulace.
Ze zásobníku je suchá směs dopravována šnekovým do−
pravníkem do granulátoru, jehož matrice určuje rozměry vý−
sledných biopelet. Jejich velikost může být cca 12 − 30 mm
a délka do cca 70 mm − obr. 1. Od granulátoru jsou pak bi−
opelety dopravovány elevátorem a pásovou dopravou
do zásobníků.
K testům spalování ve fluidním ohništi se doporučuje pou−
žít sypané biopalivo o vlhkosti 15 až 20 % s předpokládanou
výhřevností 13 MJ.kg−1. [2]
Palivo vyrobené na bázi
obnovitelných surovin
lze proto hodnotit pouze
na základě srovnání se
složením fosilního paliva.
Jednotlivé prvky byly se−
řazeny do skupin odpoví−
dajících rozdělení dle vy−
hlášky 97/2000 Sb. pro
ilustraci je v první části
uveden obsah popela.
Vzhledem k přípravě
vstupu ČR do EU a v ná−
vaznosti na její legislativu
je problematika využití
kalů velmi aktuální. Vý−
sledky projektu pomohou
definovat a koncepčně řešit
problém jejich dalšího vy−
užití, případně zneškodně−
ní. Využití kalů jako ná−
hradního paliva má dvojí
význam, především se jed−
ná o možnost úspory skla−
dovacích prostorů a dále
o úspory primárního paliva.
2. Oxidace uhlí
1/2004
Oxidace hnědého uhlí − obr. 5 probíhá přibližně ve stejném
teplotním intervalu (250 − 450 °C) jako oxidace biomasy a má
jednodušší průběh. Analýzou křivek lze rozlišit pouze dva
překrývající se děje. Děj při nižších teplotách (250 − 350 °C)
odpovídá oxidační pyrolýze složek uhlí doprovázené uvol−
něním prchavých látek a jejich oxidací v plynné fázi. Vznik−
lý polokoks je pak následně oxidován při vyšších teplotách
(2. děj, 300 − 450 °C).
3. Oxidace biopaliva s uhlím
Obr. 5 Termoanalytické křivky oxidace uhlí
TERMOANALYTICKÉ STUDIUM BIOPALIVA
NA BÁZI KALŮ Z ČOV
Termoanalytická měření biopaliva a hnědého uhlí (mleté
na velikost částic pod 0,1 mm ) byla provedena na přístroji
Netzsch STA 409 EP za konstantních experimentálních pod−
mínek (kelímky z a−Al2O3, rychlost ohřevu 10 °C/min. dy−
namická atmosféra vzduchu 100 ml/min.). Použité navážky byly
10 mg pro čisté složky a 20 mg pro jejich směsi. Kinetické
výpočty byly provedeny metodou přímé nelineární regrese [3].
1. Oxidace biopaliva
Pro studium oxidace biopaliva s uhlím byly připraveny
vzorky obsahující 25, 50 a 75 hm. % biomasy. Výsledky
měření shrnuje obr. 6. Je patrné, že biomasa nebo produkty
její oxidace nemají výrazný vliv na průběh spalování samot−
ného uhlí ve směsi.
4. Modelování reálného směsného paliva
Cílem této části bylo porovnat směs uhlí s biopalivem
(15 %) − obr. 7 namíchanou v poloprovozních podmínkách
pilotního zařízení TU Dresden se směsí o stejném složení při−
pravenou v laboratorních podmínkách (ze stejných surovin
mletých na velikost částic pod 0,1 mm).
Bylo zjištěno, že nejsou výrazné rozdíly v oxidačním cho−
vání poloprovozní (obr. 7a) a laboratorní (obr. 7 b) směsi pa−
liv. Obě DTG křivky mají prakticky shodný průběh.
Křivka vypočtená pro tuto směs z kinetických parametrů
odpovídajících dějům při oxidaci jednotlivých složek
(obr. 7 c) má kvalitativně stejný průběh, i když nesoulad je
již výraznější než u samotné oxidace biopaliva nebo uhlí.
1. oxidační pyrolýzu složek
při teplotách 250 − 300 °C
s uvolněním těkavých
produktů a jejich oxidací
v plynné fázi,
2. vznícení části zbytku
po pyrolýze doprovázené
ostrým píkem na DTG
křivce při teplotách nad
300 °C, vznícení je zasta−
veno nedostatkem kyslí−
ku, jehož difuze ke vzor−
ku je limitována,
3. pomalou oxidací zbylého
koksu při teplotách
350 − 500 °C až do celko−
vého vyhoření.
Obr. 4 shrnuje výsledky
kinetické analýzy experi−
mentálních křivek. Hodnoty
byly určeny za následujících
předpokladů: tři překrývající
se děje, probíhající reakce
jsou prvního řádu.
* Nejvyšší přípustné hodnoty pro suroviny do kompostu
Tab. 5 Chemická analýza popelů v mg.kg−1
Oxidace biopaliva − obr. 4 probíhá za daných experimentál−
ních podmínek v teplotním intervalu 250 − 500 °C. Podle oče−
kávání se nejedná o jednoduchý děj. Analýzou DTG křivky lze
odhalit minimálně tři vzájem−
ně se překrývající procesy. Ty Tab č. 4 Obsahy rizikových prvků v kalu v mg.kg−1 sušiny kalu
je možné interpretovat jako:
25
1/2004
Tab. 6 Cena tepla ve vstupním palivu v roce 2002
(bez uvažování tepelné účinnosti zdrojů tepla)
ZÁVĚR
Obr. 6 DTG křivky oxidace směsí s různým obsahem biopaliva
Z uvedených výsledků experimentů a modelování lze kon−
statovat, že spalování biopaliva na bázi kalů z ČOV lze
do hmotového množství 15 % aplikovat i na fluidních kot−
lích větších výkonů, které jsou v současné době provozová−
ny v České republice při splnění všech zákonných emisních
limitů. Na základě termoanalytických experimentů lze usu−
zovat, že průběh a rychlost spalování hnědého uhlí není vý−
razně ovlivněna přítomností biopaliva nebo produktů jeho
oxidace a neovlivňuje negativně tvorbu škodlivých tuhých
a plynných emisí. Z ekonomického vyhodnocení vychází
příznivě i cena tepla v palivu při spalování biomasy na bázi
kalů z ČOV u hmotového množství 15 %.
Literatura
[1] K.R.G.Hein, W. Scheurer: Combine−combustion of biomass, wastes and
residues with coal. EU seminar Cottbus 2000. European Commission.
[2] Závěrečná zpráva projektu GAČR 1096/1152 "Kombinované spalování
biomasy a uhlí". VŠB−TU Ostrava 2001.
[3] Slovák V.: Determination of kinetic parameters by direct non−linear re−
gression from TG curves. Termochim. Acta 372 (2001) 175.
26
Obr. 7 DTG křivky oxidace poloprovozní (a) a laboratorní (b)
směsi uhlí s biopalivem (15 %) a jejich porovnání s teoretickou
křivkou (c) a jejím rozkladem na jednotlivé děje (d)
Tisící větrná elektrárna ve Spojeném království
V lednu 2003 zaznamenal průmysl větrných elektráren
ve Spojeném království symbolický mezník, když byla uve−
dena do provozu tisící větrná elektrárna v severním Wale−
su. Trvalo 11 let, než bylo dosaženo tohoto počtu, je ale
pravděpodobné, že dvoutisící větrná elektrárna bude uve−
dena do provozu již za dva roky. V současné době již byl
odsouhlasen program výstavby větrných elektráren o vý−
konu 666 MWe.
kontakt
Příspěvek vznikl na základě řešení projektu GAČR č.101/
03/H064, 1820/GA 730064 „Energie z biomasy“.
Prof. Ing. Pavel KOLAT, DrSc.,
Vysoká škola báňská
Technická universita Ostrava
Fakulta strojní, katedra energetiky
Tř. 17. listopadu, 743 33 Ostrava – Poruba
tel.: 596 991 111, fax: 596 915 315
Aktuality
ö Největší čtyři injekční čerpadla na mořskou
vodu na světě postavila pro Ázerbájdžán fa
Sulzer. Čerpadla mohou dohromady vhánět až
1 mil. barelů mořské vody denně pod tlakem
470 bar. do ložiska ropy. Čerpadlo vyžaduje
příkon 27 MW a je poháněno plynovou turbínou
Rolls−Royce RB 211.
1/2004
Sulzer Technical Review č. 2/2003
Po rozsáhlém výpadku zásobování elektřinou
v USA, Kanadě, Itálii i Skandinávii se také
ve SRN vynořují otázky ke spolehlivosti dodávky
elektřiny. Řešením mohou být motorové
(blokové) teplárny, zásobující při přerušení
dodávky elektřiny vybraná důležitá zařízení.
V Berlíně je 30 takových centrál 1 MWe, 22 MWt.
Tato zařízení KVET zásobují teplem úplně
a elektřinou z 90 % z toho, co uživatelé těchto
objektů normálně potřebují.
Energie Spektrum č. 11/2003, str. 46
Páteřní teplovod soustavy
„Fernwärmeversorgung Ruhr“
Tato soustava fy STEAG zásobuje teplem 7600
nemovitostí, jejichž přihlášený odběr činí celkem
1400 MWt. Byla uvedena do provozu v r. 1978
a napáječem dlouhým 30 km zásobovala města
Essen, Gelsenkirchen a Bottrop z teplárny Consol
v Gelsenkirchenu. V roce 1988 začala soustavu
napájet též elektrárna − spalovna Essen − Karnap
(RWE). Tato oblastní soustava se plošně rozvíjela
a v roce 1986 bylo postaveno 12 km dlouhé
vedení do elektrárny Herne (STEAG). Dnes
soustava zásobuje zhruba 300 tisíc bytů, délka
tepelné sítě činí asi 500 km a předpokládá se další
rozvoj. Tepelný napáječ přitom funguje jako
sběrnice.
Euro Heat and Power č. 11/2003, str. 16
Potenciál kombinované výroby
elektřiny a tepla v SRN
Studie ukazují, že potenciál KVET v SRN nebyl
působením zákona o modernizaci KVET z 1. 4.
2002 zdaleka vyčerpán. Podle statistiky byla v r.
2002 ve SRN konečná spotřeba energie 1884 TWh,
z toho 1534 TWh pro technologické účely a pro
topnou spotřebu (vytápění a TUV). Asi 60 % této
spotřeby by se teoreticky mohlo pokrývat
ze zdrojů KVET. Tomu při střední době provozu
6000 h/r a měrné výrobě elektřiny e = 0,5
odpovídá roční výroba elektřiny v KVET cca 460
TWh (asi 95 % celostátní výroby) a elektrický
výkon KVET cca 75 000 MW (asi 70 %
v Německu instalovaného elektrického výkonu).
Rovněž využitelný technicko−ekonomický
potenciál je značný. Podle analýz by mohlo být r.
2010 v provozu 3500 až 5000 MW výkonu
KVET. Dnes instalovaný výkon je 2000 MW
a roční výroba 61 TWh (cca 11 % celostátní
výroby). Rozvoji teplárenství se však staví
do cesty různé překážky, které je nutno
překonávat.
Energie a Management č. 22/2003, str. 1
ö CryoSol je dobře čerpatelná směs vody a ledu
(až 40 %). V důsledku vysokého skupenského
tepla tání ledu 333 kJ/kg se jeví jako vysoce
účinný nositel chladu. Je proto srovnatelný
s obvyklými chladivy.
Zajištění dodávky elektřiny
pro průmyslový závod z blokové
teplárny
Ve strojírenském závodu byla při stavbě nové haly
vybudována též bloková teplárna s kompaktním
modulem Sokratherm GG 50iS a synchronním
generátorem. Při výpadku dodávky z veřejné sítě
nastávají dva případy. Je−li teplárna v provozu,
regulace odpojí od sítě sběrnici, z níž jsou
napájeny spotřebiče, které je třeba udržet
v provozu. Jestliže modul (teplárna) není
v provozu, odpojí regulace rozvod pro důležité
spotřebiče (jako v prvním případě) od sítě
a současně odpojí i tyto spotřebiče. Zároveň
startuje bloková teplárna a nejdéle do 15 sekund
přebírá napájení. Po dalších 5 sekundách se
postupně zapojují spotřebiče, které je nutno udržet
v provozu i při výpadku veřejné sítě. Doba mezi
výpadkem a začátkem nouzového napájení
se překlene pomocí akumulačních baterií.
Energie spektrum č. 10/2003, str. 32
Zkušenosti s mikroturbínou
Při modernizaci topné centrály v budově
fy Bayerngas byla k získání zkušeností insta−
lována též mikroturbína Capstone 27 kW.
Do 1. 7. 2003 měla zhruba 6200 provozních
hodin a vyrobila 147 000 kWh. Výkon gene−
rátoru dosáhl 24 − 26,1 kW, průměrný příkon
v palivu byl 121 kW, takže průměrná účinnost
na svorkách byla 20,7 %. Celkový stupeň vyu−
žití paliva (celková účinnost) v kombinovaném
provozu činí 75 % a silně závisí na teplotě vrat−
né vody, která v důsledku toho, že provoz není
dosud optimalizován, je dosti vysoká. Zkušební
chladicí provoz s absorpčním agregátem začal
teprve v květnu 2003. Potřebná teplota ve vypu−
zovači je 93 °C, takže v důsledku toho je celko−
vá účinnost < 75 %. Při vratné teplotě 87 °C mají
spaliny z turbíny stále ještě teplotu > 100 °C.
Bylo by proto možno instalovat výměník
na TUV, který by mohl krýt letní potřebu tepla
(TUV, větrání). Na optimalizaci kombinované−
ho topného a chladicího provozu se pracuje.
öMěstské podniky v Drážďanech daly do pro−
vozu další svoji teplárnu Klatzsch, vybavenou
plynovým motorem Jenbacher s výkonem
2,2 MWe a 2,3 MWt. V teplárně je dále instalo−
ván horkovodní kotel 14 MWt a tři akumulátory
po 100 m3. Nová teplárna nahrazuje 42 let sta−
rou centrálu na plyn. Teplárna zásobuje izolo−
vanou oblast se 3000 bytů, průmyslovou zónu
a letiště.
Energie a Management č. 20/2003, str. 21
ö V Soči se staví nová paroplynová teplárna. Dvě
spalovací turbíny GT 10 C s výkonem 29 MW
dodá Demag Delaval Industrial Turbomachinery,
dceřiná firma společnosti Siemens. Teplárna,
která může spalovat zemní plyn nebo dieselolej,
má zahájit provoz na podzim r. 2004.
PI Siemens, listopad 2003
ö V Göteborgu (Švédsko) má být koncem r. 2006
uvedena do provozu nová paroplynová teplárna.
Bude mít 3 spalovací turbíny GTRX 100 s vý−
konem 43 MW, 3 spalinové kotle a parní turbínu
s výkonem 143 MW. Palivem bude podle potřeby
buď zemní plyn, nebo olej. Celkový stupeň využití
paliva má přesahovat 92 %. Teplo se bude dodávat
do městské tepelné sítě, v létě pak v páře
do blízké rafinerie. Teplárnu bude proto možno
provozovat stále s vysokou účinností.
Tisková informace Siemens, listopad 2003
ö Ve Švédsku byla zpracována studie mož−
nosti a výhodnosti spolupráce soustav CZT
v sousedících (menších) městech jejich vzájem−
ným propojením. Výsledky ukazují, že lze takto
dosáhnout výrazného snížení nákladů. Každý
případ je ovšem citlivý na řadu okolností, nic−
méně studie dává představu o potenciálních
možnostech kooperace jednotlivých soustav
v daném regionu.
Optimalizace malých sítí
Optimalizace malých tepelných sítí blokových
tepláren, resp. celých takových soustav je mož−
ná při použití moderních regulačních systémů,
které zahrnují nejen tepelný zdroj, ale také
i odběratelské předávací stanice. Důležitá je při−
tom rovněž průběžná akumulace, která vyrov−
nává okamžité krátké výkyvy potřeby tepla
s následným jejím snížením, takže průběh po−
třeby lze vyhladit. Byl k tomu vyvinut i speciální
akumulátor (propojené vertikální nádrže vedle
sebe). Pilotní projekt s tímto akumulátorem
a celkovým regulačním systémem pro 262 bytů
ve výškové budově v Berlíně ukázal, že ma−
ximální přihlášený příkon 51 W/m2 se podařilo
snížit na 28 W/m 2 (o 45 %), z čehož plynou
značné výhody.
ö Berlínská BEWAG provozuje 14 elektráren,
tepláren a výtopen s instalovaným elektric−
kým výkonem 2730 MW. Elektrická síť měří
42 000 km a je k ní připojeno cca 2,2 mil.
odběratelů. V r. 2002 bylo dodáno celkem
13,6 TWh a špičkové zatížení bylo 2620 MW.
Energie Spektrum č. 11/2003, str. 46
ö Pro finskou celulózku Wisaforest dodává
Siemens Power Generwtion (PG) protitlakovou
turbínu 150 MW, která je největším protitlakovým
soustrojím pro papírny a celulózky na světě.
Turbína se vyrábí v závodě Görlitz, hodnota
zakázky činí více než 10 mil. Eur.
Energie a Management č. 22/ 2003, str. 23
Aktuality
Nouzové zásobování
průmyslových objektů
27
1/2004
Contens
Inhalt
Steam Pipe Heat Exchangers Dimensionning and Control
The article deals with the steam in heat exchangers, throttling of steam flow and the
state of the steam during heat exchange. The author also mentions the way of dimensi−
oning heat−exchange steam, dimensioning of regulation valves and dependence of the
change in heat output on regulation valve elevation, including examples. The way of
exchanger heat output control is described for closed steam−condensing systems. A
special remark concerns the changes of heat−exchanger output while the other deals
with the optional water evaporation on the heat−exchange area.
Die Auslegung und die Steuerung der rohrförmigen Dampfheizungswärme−
tauscher
In diesem Beitrag wird der Dampf in den Heizungswärmetauschern behandelt sowie
die Drosselung bei der Dampfströmung und die Dampfzustände bei der Wärmeübergabe
im Heizungswärme−Tauscher. Ebenfalls werden die Art und Weise der Auslegung der
Wärmeaustauschfläche erwähnt sowie die Auslegung der Regulationsventile und es
wird die Abhängigkeit der Veränderung der Wärmeleistung am Hub des
Regulationsventils einschließlich des Beispiels angegeben. Die Art und Weise der
Wärmeleistungssteuerung des Heizungswärme−Tauschers ist für offene und auch für
geschlossene Dampfkondensations−systeme beschrieben. Eine Anmerkung betrifft die
Veränderungen der Wärmeleistungen der Heizungswärme−Tauscher und die andere
betrifft die mögliche Wasserabdampfung an der Wärmetauschfläche des
Heizungswärme−Tauschers.
Monitoring Domestic Energy Costs
Ing. Peter Schuster
The article gives a simple methodology of heat and economic analysis of an apartment
in a block of flats supplied from the gas boiler heat. The author presents the procedure
of reasonable reduction of energy consumption.
Measuring Heat Consumption for Hot Domestic Water Heating and Checking
Hot Water Delivery at Consumers
Václav Edr
Precise domestic hot water measuring and the heat consumed for its preparation has
been frequently discussed especially that of large „four−pipe“ systems. The real opera−
tional parameters of hot water delivery are not very well known. The realized measu−
ring including permanent data recording can contribute to more precise measuring of
the real deliveries. The article indicates basic requirements for domestic hot water
delivery and checking the parameters.
Damages Caused by Exhalations in View of Reasons for Forest Wood Waning
Prof. Ing. Radomír Mrkva, CSc.
Essential improving of air quality today should be, according to our previous expecta−
tions, an unambiguous reason for essential improvement of the forest health state.
However, the annual report of the forest economy of the Czech Republic proves that it
is not the case. The following questions arise: to what extent do the emissions actually
cause the deterioration of forest health state, what is the role of emissions and how can
one explain the reasons for the current situation. The presented expert opinion is focu−
sed on explanation based on a complex evaluation of reasons for rapid forests waning
in the past and at present. The question to be asked is whether the large forest waning
is a natural anthropy−conditioned phenomenon.
Contens − Inhalt
Energetic Utilization of Bio−fuel Based on Sewage Sludge
RNDr. Václav Slovák, Ing. Anna Cemerková
Energy utilisation of alternative fuels presents a major task for renewable sources de−
velopment in the EU and in the Czech Republic. The research is based on combustion
tests in experimental pilot stand with atmospheric fluidised bed located in the Techni−
cal University of Dresden, Germany which is designed for brown coal, sewage sludge
and thermo−analytical studies of bio−fuels. The article presents recommendations for
the suitability of thermal waste disposal in the atmospheric fluidised bed and minimi−
sing of harmful emissions. We can conclude that combustion of 15 % bio−fuels content
is applicable in large fluidised bed boilers installed in the Czech Republic.
28
Die Evidenz der Energiekosten im Haushalt
Ing. Peter Schuster
In diesem Artikel ist eine einfache Methodik zur Durchführung der Wärme−
ökonomischen Analyse einer Plattenbauwohnung angeführt, die mit der Wärme von
einem Gaskesselraum versorgt ist. Ferner ist das Verfahren angegeben, wie man den
Energieverbrauch rationell senken kann.
Das Messen des Wärmeverbrauchs für die TUV−Erwärmung und für die TUV−
Lieferungskontrolle beim Abnehmer
Václav Edr
Die genaue TUV−Messung und die Messung der zu ihrer Vorbereitung verbrauchten
Wärme ist vor allem bei den umfangreichen „Vierrohrsysteme“ zum Gegenstand von
vielen Diskussionen geworden. Die tatsächlichen Betriebsparameter bei den TUV−
Lieferungen sind verhältnismäßig wenig bekannt. Die durchgeführten Messungen mit
der dauerhaften Datenspeicherung können zu einer genaueren Messung der tatsächlichen
Lieferung beitragen. Ferner sind die Grundforderungen für die Lieferung und Kontrolle
der TUV−Parameter erwähnt.
Die Exhalationsschäden und gegenwärtige Meinungen zur Ursache der Abzehrung
und des Verfalls des Waldgehölzes
Prof. Ing. Radomír Mrkva, CSc.
Gegenwärtige wesentliche Verbesserung der Luftreinheit sollte nach unseren früheren
Erkenntnissen und Erwartungen eindeutige Ursache der wesentlichen Verbesserung
des Gesundheitszustandes unserer Wälder sein. Wie uns alljährlich der Bericht über
den Wald− und Forstwirtschaftzustand überzeugt, ist es nicht so und ganz logisch bietet
sich die Frage an, in wie weit die Emissionen eigentlich die wirkliche Ursache der
Verschlechterung des Gesundheitszustandes der Wälder waren, welche Rolle sie dabei
spielten und wie die Ursachen der gegenwärtigen Lage zu erklären sind. Die
vorausgesetzte Meinung und ein Versuch es zu erklären geht von der komplexen
Beurteilung der Kalamitätsabzehrung und des Kalamitätsverfalls des Waldes sowohl
in der Vergangenheit als auch heutzutage. Zuerst ist angebracht die Frage zu stellen, ob
der Großflächenverfall des Waldes eine dem natürlichen Wald ganz fremde Sache ist
und also anthropisch bedingt ist.
Energetische Ausnützung des Biobrennstoffes auf der Basis des Abwasser−
schlammes
RNDr. Václav Slovák, Ing. Anna Cemerková
Energetische Ausnützung der alternativen Brennstoffe ist eines der Hauptziele der
Entwicklung der erneuerbaren Energien in der EU und in der Tschechischen Republik.
Der Forschungsgegenstand ist die Durchführung der Brennprüfungen in der
experimentellen Piloteinrichtung mit der atmosphärischen zirkulierten Wirbelschicht
an der Technischen Universität Dresden in der Bundesrepublik Deutschland für die
Braunkohle, für den Abwasserschlamm und für das thermoanalytisches Studium der
Biobrennstoffe mit der Analyse der Ergebnisse und mit der Beurteilung der Eignung
der thermischen Entsorgung der Abfallstoffe in der Wirbelschicht mit der Minimierung
der schädlichen Emissionen. Aus den erwähnten Ergebnissen der Experimente ergibt
sich die Feststellung, dass das Verbrennen der alternativen Brennstoffe bis zu der
Stoffmenge von 15% auch bei den Kesseln mit der Wirbelschicht anzuwenden ist,
wobei diese Kessel zur Zeit in der Tschechischen Republik betrieben werden.

časopis podnikatelů v teplárenství

Transkript

Podobné dokumenty

„Koloběh vody“ „Wasserkreisläufe“

connection data - survey technisches datenblatt

Provozní řád – Dům s apartmány

Ruční zápis dat při selhání tachografu Manually data entry by

Provozní pokyny pro uživatele

Chemie

CE štítek Ytong - Ytong Multipor

Sada A

optimální ochrana

zde - Předkožka penisu