Kondenssikattilat, rakenne ja toimintaperiaate

25.5.2015
Kondenssikattilat
Kondenssikattilat,
rakenne ja toimintaperiaate
Timo Seppälä
Oy Callidus Ab
Kondenssikattilat - toimintaperiaate
Öljykondenssikattilat
1
25.5.2015
Öljykondenssikattilat - rakenne
Ns. 2. sukupolven öljykondenssikattila
• Kattilaosa terästä tai valurautaa, käytännössä matalalämpökattila,
johon liitetty keraaminen tai haponkestävästä teräksestä
valmistettu kondenssiosa
Kuvat : DeDietrich, Viessmann
Öljykondenssikattilat - rakenne
Kuva: Viessmann
2
25.5.2015
Öljykondenssikattilat - rakenne
Kuva: Brötje
Öljykondenssikattilat - rakenne
Kuvat: Rotex
3
25.5.2015
Öljykondenssikattilat - rakenne
1 – Turvatermostaatin anturi
2 – Kattilan lämpötila-anturi
3 – Savukaasutermostaatin anturi
4 – Sekoituspiirin menolämpötilan anturi
(asennettu sekoituspiirin menoputkeen
kattilan etupuolella)
5 – Käyttövesivaraajan lämpötila-anturi
Kuva: Riello
Öljykondenssikattilat - rakenne
Ns. 3. sukupolven
öljykondenssikattila
• Moduulikoko
• 2-portainen Low-Nox poltin
• Laaja ohjausautomatiikka,
polttimen sekä lämmityksen ohjaus
• Käyttää rikitöntä kevyttä
polttoöljyä
4
25.5.2015
Öljykondenssikattilat - rakenne
Öljykondenssikattilat - rakenne
Ns. 3. sukupolven öljykondenssikattila
• Moduulikoko
• Moduloiva Low-Nox poltin
• Laaja ohjausautomatiikka, polttimen
sekä lämmityksen ohjaus
• Käyttää rikitöntä kevyttä polttoöljyä
Kuvat: BDR Thermea
5
25.5.2015
Öljykondenssikattilat - rakenne
Huomioitavaa öljykondenssikattiloiden kohdalla
• Kondenssiveden neutralointi
• Kondenssiveden viemäröinti
• Savukanaviston rakenne ja toteutusvaihtoehdot valmistajan
ohjeiden mukaan
• Kytkentöjen osalta valmistajan ohjeiden noudattaminen
Kondenssikattilat - toimintaperiaate
Kaasukondenssikattilat
• Esisekoituspolttimella varustetut mallit
 Kaasu tulee kattilan kaasuryhmälle joka pudottaa paineen 0
 Venturi putken kautta puhaltimen kierrosnopeudesta riippuen
tulee samassa suhteessa kaasua sekä palamisilmaa
 Valmis seos siirtyy poltinputkeen jonka pinnalla liekki palaa
• ”Perinteisellä” polttimella varustetut mallit voivat olla varustettuja
joko puhallin tai esisekoituspolttimella
 Perinteinen puhallinpoltin, jossa savukaasuista saadaan
energia erillisen savukaasuvaihtimen kautta kuten
öljykondenssikattiloissa
 Esisekoituspoltin, jossa palaminen tapahtuu kuten
integroiduissa esisekoituspolttimissa
6
25.5.2015
Kaasukondenssikattilat
• Kaasukondenssikattiloita on ollut markkinoilla yli 20 vuotta
• Ensin oli perinteisiin kattilarunkoihin liitetyillä lämmönvaihtimilla
varustettuja ratkaisuja
• Nyt markkinoilla olevat kattilat ovat kaasukondenssikäyttöön
suunniteltuja lämmityslaitteita, lämmityslaite kokonaisuuksia
• Pääsääntöisesti käytössä esisekoituspolttimilla varustettuja
kattiloita
Kaasukondenssikattilat - rakenne
Kuvat: DeDietrich
7
25.5.2015
Kaasukondenssikattilat - rakenne
Kuvat: DeDietrich
Kaasukondenssikattilat - rakenne
Kuvat: Vaillant, Sermeta
8
25.5.2015
Kaasukondenssikattilat - rakenne
Kuvat: Viessmann ja Weishaupt
Kaasukondenssikattilat - rakenne
Kuvat: BRD Thermea
Kondenssikattilat 8.4.2012 /TIS
9
25.5.2015
Kaasukondenssikattilat - rakenne
Kuvat: DeDietrich
Kondenssikattilat 8.4.2012 /TIS
Kaasukondenssikattilat - rakenne
Pii-alumiini seoksesta valmistettu lämmitysrunko kestää
syöpymistä eikä aseta rajoituksia paluuveden virtaamalle tai
lämpötilalle.
Kondenssikattiloissa jokainen yksityiskohta on entistä alttiimpi
ympäristölle siinä mielessä, että se on kosketuksissa
happamien ja täten metalleja tehokkaasti syövyttävien
lauhteiden kanssa.
Alumiinin hyvä syöpymisen kestävyys tulee sen pinnan kyvystä
muuttua passiiviseksi eli syöpymiselle inertiksi. Kun alumiini
joutuu kosketuksiin veden ja/tai hapen kanssa, sen pinnalle
muodostuu luonnollisesti ei huokoinen kerros alumiinioksidia,
joka toimii passivointikerroksena. Tämä alumiinin ominaisuus
suojelee palokaasujen kanssa kosketuksissa olevaa
lämmönvaihtimen (tulipesän) pintaa syövyttävien aineiden
hyökkäystä vastaan ja tekee alumiinin erityisen sopivaksi
kondenssiperiaatteen hyödyntämiseen.
Kondenssivaiheessa lauhteiden valuminen
lämmönsiirtopintaa pitkin takaa sen, että runko pitää itsensä
puhtaana. Tämä estää jäännöksien ja palamattomien
materiaalien kertymisen. Samalla kattilan toiminta ylläpitää
runkoa suojelevaa alumiini kerrosta, joka suojaa syöpymiseltä.
Kuvat: DeDietrich
Kondenssikattilat 8.4.2012 /TIS
10
25.5.2015
Kaasukondenssikattilat - rakenne
Kuva: BDR Thermea
Kondenssikattilat 8.4.2012 /TIS
Kaasukondenssikattilat - rakenne
Kuvat: DeDietrich
Kondenssikattilat 8.4.2012 /TIS
11
25.5.2015
Kaasukondenssikattilat - rakenne
Kaasukondenssikattilat - rakenne
palamisilmakanava
puhallin
sytytys-/
ionisointielektrodi
venturi
kaasuventtiili
kaasun tuloputki
Kuva: DeDietrich
Kondenssikattilat 8.4.2012 /TIS
12
25.5.2015
Kaasukondenssikattilat - rakenne
Kuva: Adisa
Kaasukondenssikattilat - rakenne
KATTILAN RUNKO
• Itse puhdistuva
– Lämmönsiirto pintojen nystyröiden muoto ja koko on optimoitu
suosimaan kondenssia
– Kondensoituminen alkaa vaihtimen yläosassa siirtyen alas
kylmempään osaan
– Kondenssivesi valuu suoraan alas huuhtoen mukanaan palamisen
epäpuhtaudet ja jäännökset
Kondenssikattilat 8.4.2012 /TIS
13
25.5.2015
Kaasukondenssikattilat - rakenne
Kondenssikattilat 8.4.2012 /TIS
Kaasukondenssikattilat - rakenne
• Kattilaosa
o pii-alumiiniseosta
o ruostumatonta terästä
• Integroitu poltin
o Kattilakohtaisesti rakennettu puhallin/esisekoitusjärjestelmä
o Normaalista tuotantosarjasta valittu esisekoituspoltin
• Ohjaus- ja säätöautomatiikka
14
25.5.2015
Kaasukondenssikattilat - rakenne
Huomioitavaa kaasukondenssikattiloiden kohdalla
• Kondenssiveden neutralointi (tarpeen kattilan tehon kasvaessa)
• Kondenssiveden viemäröinti
• Savukanaviston rakenne ja toteutusvaihtoehdot
• Kytkentöjen osalta valmistajan ohjeiden noudattaminen
Kysymyksiä?
15