Kontrola jakości spalania jest stosowana w nowoczesnych kotłach gazowych w celu zapewnienia jak najwyższej sprawności pracy przy najniższych emisjach zanieczyszczeń. Dodatkowo kontrola jakości spalania ułatwia czynności montażowe i serwisowe. Pozwala na przykład łatwy sposób zmienić zasilanie kotła gazem płynnym na gaz ziemny.

1. Kontrola jakości spalania w nowoczesnych kotłach
 Niekorzystne skutki niewłaściwej jakości spalania paliw w kotle grzewczym
 Definicja właściwej jakości spalania paliwa w kotle grzewczym
 Przykład rozwiązania – system kontroli spalania w kotle kondensacyjnym
Wydanie 1/2015
25.04.2015
www.eko-blog.pl www.vaillant.pl

2. 2
Spalanie paliw i emisja zanieczyszczeń
 Spalanie paliw powoduje emisję pyłu
i zanieczyszczeń. Dotyczy to jednak przede
wszystkim paliw stałych. Na przykład emisja
tlenku węgla (CO) jest przy spalaniu węgla
wyższa ponad 200-krotnie niż przy spalaniu
gazu ziemnego.
 Kontrola procesu spalania jest stosowana
w nowoczesnych kotłach gazowych jednak
z innych względów. Optymalne spalanie
pozwala uzyskiwać wysoką sprawność pracy
kotła przy zapewnieniu jak najniższej emisji
zanieczyszczeń.
 Optymalne spalanie gazu ziemnego to także
ograniczenie zanieczyszczania komory spalania
w wyniku osadzania się sadzy (niespalony
pierwiastek węgla w paliwie).
NOx tlenki azotu
CO tlenek węgla
Pył
SO2 dwutlenek siarki

3. 3
Wpływ nadmiaru powietrza na sprawność
i emisję tlenku węgla
 Spalanie paliwa musi się odbywać
z określonym nadmiarem powietrza
dla zapewnienia całkowitego
i pełnego spalania wszystkich
cząstek paliwa.
 Kontrola procesu spalania
zapewnia odpowiedni poziom
nadmiaru powietrza (współczynnik
lambda, λ).
 Zbyt niski nadmiar powietrza
grozi wzrostem emisji tlenku węgla,
z kolei zbyt duży – obniżeniem
sprawności pracy kotła.
 Współczynnik nadmiaru powietrza
jest przyjmowany w kotłach
gazowych optymalnie na poziomie
około 1,15÷1,30, średnio: 1,25
Nadmiar powietrza, λ1,25
optymalny zakres
Sprawność
EmisjaCO

4. 4
Budowa palnika z kontrolą procesu spalania,
za pomocą czujnika CO (VKK ecoVIT)
Prędkość obrotowa
mierzona (powietrze)
Liczbakroków(gaz)
Prędkośćobrotowa
żądana(powietrze)
Wydajność
Wartość modulacji
żądana (regulator)
Korekta
(analiza spalin)
1- czujnik tlenku węgla CO
2- wyjście spalin z kotła
3- dopływ powietrza do spalania
4- wentylator powietrza
5- zawór regulacyjny (silnik krokowy
z zaworem gazowym kontrolnym 2)
6- zawór gazowy kontrolny 1
7- charakterystyka: mierzona prędkość
obrotowa/liczba kroków
8- charakterystyka: wydajność/prędkość
obrotowa żądna

5. 5
Modulacja wydajności cieplnej palnika
Prędkość obrotowa
mierzona (powietrze)
Liczbakroków(gaz)
Prędkośćobrotowa
żądana(powietrze)
Wydajność
Wartość modulacji
żądana (regulator)
Korekta
(analiza spalin)
 Wartość modulacji mocy palnika
jest zależna od różnicy między
żądaną, a rzeczywistą temperaturą
zasilania instalacji grzewczej
i szybkości zmiany tej temperatury.
 W zależności od wymaganej
wydajności cieplnej regulator kotła
przekazuje sygnał (PWM) sterowania
prędkością obrotową wentylatora
powietrza (4) wg charakterystyki (8).
 Modulacja mocy palnika jest więc
dokonywana w pierwszym kroku
poprzez zmianę ilości powietrza (3)
(obroty wentylatora (4))

6. 6
 Następnie według charakterystyki
mierzonej prędkości obrotowej
wentylatora (7), ustalana jest liczba
kroków dla otwarcia zaworu
regulacyjnego gazu (5).
 W elektronicznym systemie regulacji
składu mieszanki gaz-powietrze,
wentylator powietrza oraz zawór gazu
otrzymują dwa odrębne sygnały
sterujące. Dlatego jakość spalania
musi być kontrolowana dodatkowo.
 Dodatkowym elementem kontrolnym
jest czujnik zawartości tlenku węgla
w spalinach (1)
Prędkość obrotowa
mierzona (powietrze)
Liczbakroków(gaz)
Prędkośćobrotowa
żądana(powietrze)
Wydajność
Wartość modulacji
żądana (regulator)
Korekta
(analiza spalin)
Elektroniczny system regulacji składu
mieszanki gaz-powietrze

7. 7
Czujnik tlenku węgla (CO) w kotle gazowym
 Na podstawie pomiaru zawartości tlenku
węgla następuje korekta składu mieszanki
gazowo-powietrznej, aby zapewnić optymalny
nadmiar powietrza (λ) pomiędzy 1,15, a 1,30
Fot. gazowy kocioł kondensacyjny
Vaillant VKK ecoVIT exclusiv 22-65 kW
 Czujnik tlenku węgla instalowany może być
w kotła gazowych. Pomiar zawartości CO
następuje w króćcu spalinowym.

8. 8
Korzyści z zastosowania kontroli spalania
w kotle gazowym
Do zalet automatycznej kontroli jakości spalania w kotle grzewczym, należą:
 stała kontrola jakości spalania, a nie jedynie podczas przeglądów serwisowych
 zapewnienie wysokiej sprawności pracy przy jak najniższej emisji CO i NOx
 automatyczna korekta procesu spalania przy zmianach jakości paliwa
 automatyczna adaptacja do warunków pracy kotła (zależnie od ciśnienia
atmosferycznego w np. regionach nadmorskich, górskich, itd..)
 ułatwiona zmiana paliwa, np. z gazu płynnego na gaz ziemny
(bez wymiany elementów palnika, czy też ścieżki gazowej)
 ograniczenie czynności serwisowych i często wydłużenie okresów między
przeglądami, dzięki zachowaniu czystości powierzchni spalinowych kotła

9. Chłodzenie
www.eko-blog.pl www.vaillant.pl
Ogrzewanie
Energia odnawialna
Kotły gazowe
Kotły olejowe
Pompy ciepła
Kolektory słoneczne
Systemy wentylacji