sisteme de incalzire-lemn

15
UNIVERSITATEA TEHNICA „GH. ASACHI” IASI FACULTATEA DE CONSTRUCTII SI INSTALATII Master : Instalaţii pentru Construcţii An II

Upload: marius-mayu

Post on 29-Jun-2015

1.689 views

Category:

Documents


8 download

TRANSCRIPT

Page 1: sisteme de incalzire-lemn

UNIVERSITATEA TEHNICA „GH. ASACHI” IASI FACULTATEA DE CONSTRUCTII SI INSTALATIIMaster : Instalaţii pentru Construcţii

An II

Page 2: sisteme de incalzire-lemn

Figura 1: Aschierea lemnului prin utilizarea unei masini aschietoare cu cilindru, alimentata de un tractor printr-un arbore de alimentare

Combustibilul din lemn

Biomasa lemnoasa este cel mai cunoscut combustibil pentru sistemele de incalzire pe lemn utilizat in sectorul casnic iar cele mai convenabile tipuri folosite la incalzirea locuintelor sunt aschiile din lemn, peletele si bustenii.

Page 3: sisteme de incalzire-lemn

In Tabelul 1 este data o comparatie intre aceste tipuri de combustibili

Combustibil Avantaje Dezavantaje

Aschii de

Lemn

- Usor de produs local din taierilecosmetice ale padurilor -Costuri de combustibil mult mai mici -Cheltuielile cu combustibilul lemnos pot aduce beneficii economiei locale

- Sistemul de ardere are costuri mai ridicate, deoarece aschiile necesita o capacitate de depozitare mai mare, si un echipament de alimentare cu combustibil mai robust - Potrivite doar pentru echipamente mai mari, adica >25 kW

Pelete din lemn

- Instalatia de alimentare cu combustibil similara cu cea de la instalatiile de incalzire conventionale

- Potrivit pentru instalatii foarte mici

- Costuri cu combustibilul mai mari - Este putin probabil ca furnizarea combustibilului sa se faca local si aceasta nu produce impact economic local

Busteni

-Bustenii pot fi depozitati sitransportati convenabil cand sunt in gramada

-Pot fi procurati usor la fata locului sau local

- Mai putin potriviti pentru sisteme

automate (desi unele exista) - Necesita spatiu de depozitare mare care sa permita pastrarea lor timp de1 – 2 ani la uscare

Page 4: sisteme de incalzire-lemn

SISTEME HIBRID DE INCALZIRE LEMN-ENERGIE SOLARA

Sistemele hibrid de incalzire pe baza lemnoasa biomasa şi energie solara sunt

alcatuite din componente ale sistemului solar de producere a energiei termice si din

componente ale instalatiei de incalzire pe biomasa.

Principalele componente ale acestor sisteme sunt:

-Cazanul cu ardere de combustibil lemnos, precum si infrastructura acestuia

(depozitul de combustibil, sistemul de alimentare cu combustibil, etc.)

-Sistemul solar (captatoare solare, circuitul solar, etc.)

-Rezervorul de stocare a energiei termice

-Sistemele de reglaj

Page 5: sisteme de incalzire-lemn

Figura 2: Sistem hibrid de incalzire lemn-energie solara

Page 6: sisteme de incalzire-lemn

TipEchipament Caracteristici principale

Soba cu ardere de butuci din lemn

-Sobele asiguraincalzire pentru o singura camera (desi unele pot insoti un schimbator de caldura folosit pentru producerea de apa calda sau de incalzire pentru camere suplimentare).

-Nu au alimentare automata cu combustibil. -Butucii sunt adesea disponibili la costuri mult mai mici decat peletele sau aschiile din lemn.-Temperatura rezultata este dificil de controlat.-Randament: 30-65% iar, in unele cazuri, pana la 80%

Soba care arde pelete

-Necesita intretinere redusa.

-De obicei alimentarea cu combustibil sa face manual.-Arde combustibil mai curat, desi este mai scump decat butucii din lemn si, de obicei, nu provine dintr-o sursa locala.-Randament: 80-90%

Cazan pe aschii din lemn

-Potrivite pentru incalzirea intregii cladiri

-Potrivit doar pentru puteri mai mari (>25kW).-Aschiile pot fi introduse automat in arzator.-Aschiile din lemn pot fi asigurate din surse locale si sunt mai ieftine decat peletele.

Cazan pe pelete -Este posibil un grad mai mare de automatizare.-Disponibile pentru puteri nominale de la 8kW.

-Randament: 80-90%

Cazan cu ardere pe butuci din lemn

-Cazanul trebuie alimentat manual, de obicei, o data pe zi.-Necesita un rezervor de stocare / acumulator.

-Randament: 80-90%

Tabelul 2: Principale tipuri de echipamente de incalzire cu lemne

Page 7: sisteme de incalzire-lemn

Sobe cu ardere pe butuci din lemn/pelete

Sobele pe butuci din lemn obtin randamente mult mai bune fata de seminee (35-65% comparativ cu 10-20% pentru seminee). Intregul proces de ardere se desfasoara intr-o singura camera.

Soba fonta pe lemne

Soba pe peleteSoba teracota pe lemne

Sobele pe pelete avantaje au o functionare automata convenabila cu un nivel mult mai mare de reglaj si cu un randament mai ridicat.

Page 8: sisteme de incalzire-lemn

Cazanele cu ardere de pelete, aschii de lemn, butuci de lemn

-Cazanele cu ardere de pelete sunt disponibile pentru puteri instalate mai mari decat sobele pe pelete (>8 kW) si pot asigura incalzirea unei cladiri intregi.

-In general echipamentele care ard aschii din lemn sunt potrivite pentru acoperirea unor cereri de caldura mai mari, puterea instalata(30-100 kW)

-Cazanele care ard busteni furnizeaza incalzire si apa calda unei locuinte sau unei cladiri mai mari.

Page 9: sisteme de incalzire-lemn

Cazanele pe combustibil solid sunt cazane care produc energie termica din arderea combustibilului solid (lemn, carbune). Acestea sunt o varianta viabila pentru zonele unde nu exista retea de gaze naturale. Cazane cu functionare pe principiul gazeificarii lemnului

Functionare – gazeificarea lemnului (flacara intoarsa) reprezinta continuarea arderii gazului de lemn- gazogenului -intr-o camera de ardere secundara cu captuseala ceramica la temperaturi ridicate.Aerul necesar arderii este asigurat de catre un ventilator.

Schema instalatiei de incalzire centrala cu circulatie naturala/fortata a agentului termic

Page 10: sisteme de incalzire-lemn

Avantajele cazanelor pe combustibil solid cu gazeificare• Camera de ardere spatioasa permite incarcarea cu lemne de dimensiuni mari. • Ventilatorul asigura aerul necesar arderii in orice conditii. • Exhaustorul faciliteaza arderea, reduce afumarea cazanului la minim si asigura o ardere eficienta. • Construit inteligent pentru o ardere eficienta. • Usor de curatat. • Functionarea automata a ventilatorului. • Echipat cu serpentina de racire, element de protectie impotriva supraincalzirii. Arderea inversa si captusirea ceramica asigura o ardere foarte buna, cu nivel de noxe redus la minim.

Page 11: sisteme de incalzire-lemn

Avantaje-Dezavantaje.Centrale termice pe lemne, gaze si electrice

Centrala Avantaje Dezavantaje

Lemn-combustibil ieftin -incarcari dese cu combustibil

-investitie mare initiala.

Gaz-combustibil ieftin-gama foarte variata de puteri-usurinta in exploatare

- reteaua de distributie nu este dezvoltata in toata tara

Electrica-cost redus investitie initiala - costisitoare in exploatare

comparativ cu celelalte centrale

Putem trage ca si concluzie ca centrale termice pe gaz sunt cele mai recomandate, urmand cele pe combustibil solid si electrice.

In situatia in care avem o casa de vacanta, usurinta in exploatare recomanda centralele electrice care nu sunt utilizate in fiecare zi, ci doar pentru sfarsitul de saptamana, micsorandu-se costurile de exploatare in felul acesta iar Daca avem o casa de locuit in mod curent putem alege o centrala pe combustibil solid.

Page 12: sisteme de incalzire-lemn

Din acest tabel rezulta ca: 1 mc fag este echivalent cu 208 l combustibil lichid sau 201 mc gaz H, 1 mc molid este echivalent cu 149 l combustibil lichid sau 144 mc gaz H,

insa, randamentul centralelor pe combustibil gazos este de ~ 92%, iar centralele termice pe combustibil solid (cu gazeificare) este intre 85-89%

Page 13: sisteme de incalzire-lemn

Calculul perfomabilitatii sistemului

I. Datele de intrarep1(t),p2(t),…….p7(t) q1(t),q2(t),…….q7(t)

II. Intocmirea tabelului de adevar

Tabel de adevar pentru subsistemul 1

Nr stari 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. Probabilitatea starii

S1 f f f f f f f f f f f f f f 0.71520

S2 d f f f f f f f f f f f f f 0.00722

S3 f d f f f f f f f f f f f f 0.00753

S4 f f d f f f f f f f f f f f 0.0146

S5 f f f d f f f f f f f f f f 0.0146

S6 f f f f d f f f f f f f f f 0.00753

S7 f f f f f d f f f f f f f f 0.02112

S8 f f f f f f d f f f f f f f 0.0146

S9 f f f f f f f d f f f f f f 0.00722

S10 f f f f f f f f d f f f f f 0.00722

S11 f f f f f f f f f d f f f f 0.02112

S12 f f f f f f f f f f d f f f 0.02112

S13 f f f f f f f f f f f d f f 0.00722

S14 f f f f f f f f f f f f d f 0.0146

S15 d d d d d d d d d d d d d d 0.000000000000001

Page 14: sisteme de incalzire-lemn

III. Gruparea starilor subsistemului

Gruparea se face conform criteriului nivelului de performanta. Sistemul are 5 nivele de performanta :

G0=[S1]G1=[ S2; S9; S10; S13;]G2=[ S4; S5;S8; S14;]G3=[ S3 ; S6 ]G4=[ S6 ;S11;S12]G5=[ S15 ]

IV. Calculul probabilitatii grupelor de stari

Ps = G0 = 0.8326 Qs = G1+G2+G3+G4+G5 = 0.5425

Page 15: sisteme de incalzire-lemn

V. Calculul performantei sistemului

Sistemul considerat este de tip serie-paralel, performanta sa fiind egala cu suma performantelor elementelor componente legate in serie- paralel.(vezi tabelul de adevar)

VI. Calculul indicatorilor de fiabilitate

Astfel functia de distributie a puterii este: P0 = 0,00002 P1=0.0840 P2=0.0651 P3=0.1680 P4=0.7982

Πrad = 0 [kW] 1 [kW] 1,5 [kW] 2 [kW] 2,5 [kW]

 Puterea medie furnizata de sistem este :M [S5] = 0* P0 + 1*P1 + 1,5*P2 + 2*P3 + 2,5*P4 = 3,4555 [kW] Energia medie nelivrata datorita defectarii, avand ca durata de referinta un timp de 5 ani:ΔW = 2*43800-1*0,0840*43800-1,5*0,0651*43800-2*0,168*43800-2,5*0,7982*43800ΔW = 3449,1 [kWh]