Prototype of an ecological universal low-emission biomass boiler

Result code in IS VaVaI

<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F27816273%3A_____%2F23%3AN0000001" target="_blank" >RIV/27816273:_____/23:N0000001 - isvavai.cz</a>

Result on the web

—

DOI - Digital Object Identifier

—

Result language

čeština

Original language name

Prototyp ekologického univerzálního nízkoemisního kotle na biomasu

Original language description

V rámci projektu byla vyvinuta zcela nová konstrukční platforma kotle na biomasu, jejíž unikátnost spočívá v následujících koncepčních prvcích: 1. Centrální přepážka mezi horním zplyňovacím prostorem a dolní spalovací komorou. Centrální přepážka odděluje horní zplyňovací prostor a dolní spalovací komoru. Je provedena zcela originálním způsobem, dosud nepoužitým v srovnatelných zařízeních. Tuto přepážku tvoří plášť tvaru zhruba komolého jehlanu (s podstavou nahoře), či tvaru žlabu, který je vyložen keramickými dílci. Plášť z ocelového plechu je dvoudílný a je vyložen keramickými dílci. Spodní část pláště je z žáruvzdorné oceli a obsahuje střední lem, kterým dosedá na vnitřní lem tělesa kotle. Horní část pláště je z běžné nelegované oceli a obsahuje horní lem utěsněný skleněnou šňůrou. U prvních konstrukčních návrhů centrální přepážky docházelo, vlivem absence chlazení vodou, k deformaci ocelových dílců. Konstrukci bylo třeba upravovat tak, aby proudění vzduchu tuto přepážku ochlazovalo a tím zabránilo poškození dílců. Popis předností nově vyvinuté centrální přepážky je uveden ve Výstupní zprávě k projektu. 2. Vnitřní plášť zplyňovací komory. Vnitřní plášť zplyňovací komory odděluje palivo od vodou chlazených stěn přikládací komory. Je proveden zcela originálním způsobem, dosud nepoužitým v srovnatelných zařízeních, kdy ve spodní části pláště je žáruvzdorný vodorovně ohýbaný profil, rozměrově a tvarově optimalizovaný tak, že dlouhodobě odolává teplotnímu zatížení základní žhavé vrstvy. To umožnilo nahradit běžně užívané keramické obložení. Řešení spodní části pláště snižuje nároky na rozměry celého tělesa kotle, snižuje výrobní a materiálové nároky. Použití vodorovných ohybů umožnilo optimalizovat směr a rozmístění otvorů přívodů primárního vzduchu, což zlepšilo kvalitu hoření a regulovatelnost výkonu kotle. Konstrukci pláště přikládací komory bylo nutné opakovaně upravovat kvůli optimalizaci hoření smrkového dřeva, a to pro zachování univerzálnosti kotle, ve kterém je možné spalovat měkké i tvrdé dřevo. Výsledkem je přidání další řady otvorů pro přívod spalovacího vzduchu. Součástí konstrukčních změn bylo také dodatečné zvýšení odolnosti pláště zplyňovací komory systémem dilatačních spár a přídavných výztuh. 3. Systém rozvodu spalovacího vzduchu. U kotle byl vyvinut originální systém třípásmového rozvodu vzduchu spalovacího vzduchu, doposud nepoužitý ve srovnatelných zařízeních. Řešení byl udělen byl udělen patent č. CZ307859B6. Podstatou řešení je přivádění vzduchu do kotle systémem 3 vzájemně zcela oddělených cest (průduchů), přičemž vstupní otvory těchto cest jsou řízeny jedinou společnou přesuvnou clonou. Vedle primárního a sekundárního vzduchu se zavedl ještě vzduch tzv. předsoušecí, přiváděný nad vrstvu paliva. Nejpokročilejší kotle tohoto druhu regulují 2 druhy vzduchů, obvykle prostřednictvím 2 servopohonů. Naše řešení rozvodu vzduchu řídí 3 druhy vzduchů jediným servopohonem. To umožňuje kotel lépe přizpůsobit různorodým palivům (rozměrově, vlhkostí, druhem, atd.). Současně je řešení jednoduché, materiálově a výrobně nenáročné. Konstrukce a uspořádání panelu rozvodu třípásmového vzduchu jsme museli několikrát upravovat. Nezbytnou úpravou bylo najít optimální velikost přívodních otvorů pro vstup spalovacího vzduchu do kotle, tak aby množství proudícího vzduchu bylo optimální pro vícero druhů paliv a aby byly zachovány nízké emise. Bylo třeba najít vhodnou konstrukci uložení klapek pro jednotlivé přívodní otvory. Toho jsme dosáhli tak, že každá klapka má samostatné uložení v tělese panelu vzduchu. Klapky tak nejsou spojeny společnou osou a díky tomu je chod každé klapky nezávislý. Při vývoji se jednak podařilo nalézt zcela nová originální řešení, ale i implantovat mnohá již známá řešení. Novost a progresivnost vyvinutých modelů umožnila dosáhnout nevídaného poměru parametrů a užitných vlastností vzhledem k výrobním a materiálovým nákladům.Podotýkáme, že tento projekt hodnotíme jako mimořádně úspěšný, protože umožnil vznik kotle výjimečných parametrů: • Umožňuje regulovatelnost 30-100% a splňuje tak požadavek EN303-5 na provoz bez akumulační nádrže. Žádný zplyňovací kotel toto ještě nedokázal. • Nový kotel ekologií emisí a účinností v reálném provozu výrazně překonává stávající zplyňovací kotle, viz. srovnávací studie CEET (Centrum energetických a enviromentálních technologií). • Cenou je dostupný, díky vyšší reálné účinnosti je úspornější, uživatelsky komfortnější. Umožňuje spalování paliv rozdílných druhů. • Nový kotel je životností srovnatelný s kotli z vysokolegovaných ocelí (Cr Ni). Navíc je plně recyklovatelný, díly z Ni Cr oceli nejsou svařeny s díly z klasické oceli. Celkový podíl Cr Ni je podstatně menší, těleso neobsahuje měď. • Pro uvedené přednosti, modelové řady BC a BP, vzniklé z projektu, způsobily v našem oboru senzaci. Takto výjimečný produkt umožnil vybudovat novou továrnu na výrobu kotlů s využitím nejmodernějších technologií, kde získaly perspektivní práci desítky zaměstnanců. Projektem se nastartoval vývojový proces, který dál pokračuje i po ukončení projektu. Přínos projektu tak bude i v nových řešeních a modelech, na kterých nyní pracujeme a na trh přijdou v budoucnu.

Czech name

Prototyp ekologického univerzálního nízkoemisního kotle na biomasu

Czech description

—

Type

G_prot - Prototype

CEP classification

—

OECD FORD branch

20704 - Energy and fuels

Project

<a href="/en/project/EG17_176%2F0014926" target="_blank" >EG17_176/0014926: Research and development of an environmentally friendly low-emission biomass boiler</a><br>

Continuities

P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)

Publication year

2023

Confidentiality

C - Předmět řešení projektu podléhá obchodnímu tajemství (§ 504 Občanského zákoníku), ale název projektu, cíle projektu a u ukončeného nebo zastaveného projektu zhodnocení výsledku řešení projektu (údaje P03, P04, P15, P19, P29, PN8) dodané do CEP, jsou upraveny tak, aby byly zveřejnitelné.

Internal product ID

BLAZE COMFORT, BLAZE PRAKTIK

Numerical identification

BC15-00-00

Technical parameters

Při vývoji se jednak podařilo nalézt zcela nová originální řešení, ale i implantovat mnohá již známá řešení. Novost a progresivnost vyvinutých modelů umožnila dosáhnout nevídaného poměru parametrů a užitných vlastností vzhledem k výrobním a materiálovým nákladům, což dokazují následující skutečnosti: a) Modely BLAZE COMFORT dosahují skvělých emisních parametrů. Při testování a certifikaci v Strojírenském zkušebním ústavu Brno podle všeobecně platné metodiky normy EN 303- 5 kotle dosáhly následujících hodnot: - CO = 115 - 162 mg/m3 - CxHy= 2-7mg/m3 - TZL = 16 mg/m3 - Účinnost = 91,7 – 93,6 % - Regulovatelnost výkonu 50-100% při zachování splnění emisních požadavků dle normy EN303-5. Kotle splňují podstatně přísnější požadavky, které jsou spojeny s udělováním dotací na výměnu kotlů v Německu, Rakousku, Itálii, Francii, atd., než vyžadují limity 5. emisní třídy v normě EN303-5. b) Kotle z typové řady BLAZE PRAKTIK, které jsou konstrukčně shodné s modely BLAZE COMFORT, jako jediné splňují podmínku regulovatelnosti výkonu kotle v rozsahu 30 – 100% pro provoz bez akumulační nádrže definovanou normou EN303-5. c) Ve velké nezávislé studii ústavu energetiky při VŠB - TUO, zaměřené na hodnocení skutečných emisí instalovaných kotlů všech značek v ČR, byly tyto kotle vyhodnoceny jako nejekologičtější.

Economical parameters

Úspory výrobních nákladů oproti původním modelům cca 30% Díky modelům kotlů vyvinutých v rámci tohoto projektu je nárust poptávky a výroby cca 100% Nárust tržeb cca 100%

Application category by cost

—

Owner IČO

27816273

Owner name

BLAZE HARMONY s.r.o.

Owner country

CZ - CZECH REPUBLIC

Usage type

V - Výsledek je využíván vlastníkem

Licence fee requirement

—

Web page

—