Větrání kotelny

Výpočtem se stanoví:
Průtok spalovacího vzduchu Vs je určen přibližně z výhřevnosti spalovaného plynu (přesně možno určit dle chemického složení plynu):

Orientační hodnoty výhřevnosti plynů H

Druh plynuVýhřevnost H
[MJ/mn3]
Zemní plyn31,9 až 37,5
Propan + vzduch (1:4,5)167
Propan C3H8929
Butan (a) C4H101237
  1. Teoretický objem spalovacího vzduchu potřebný pro spálení 1 mn3 plynu (při normálních podmínkách - teplota 0 °C; tlak 101,3 kPa):
    Vmin = 0,260 H - 0,25 [mn3/mn3]

  2. Skutečný objem spalovacího vzduchu pro skutečné podmínky (teplota t [°C] a tlak p[kPa]):
    Vskut= Vmin . λ . [( 273 + t) / 273 . 101,3 / p] [mn3/mn3]

    λ [-] - součinitel přebytku vzduchu potřebného pro dané topeniště
    λ = 1,1 až 1,2 pro kotle na plynná paliva s přetlakovým hořákem
    λ = 1,4 až 1,6 pro kotle na plynná paliva s atmosférickým hořákem

  3. Průtok spalovacího vzduchu nutný pro spalování P [mn3/s] plynu: Vs = Vskut . P [m3/s]
    P = (∑Qk . 3,6 / η . H)

    ∑Qk [kW] - součet tepelných výkonů kotlů
    η [-] - účinnost kotlů

Průtok vzduchu pro zajištění předepsané intenzity větrání:
  1. Vi = I . O / 3600 [m3/s]

    Minimální intenzita větrání I = 0,5 h-1 (půlnásobná intenzita větrání za hodinu) musí být zajištěna za všech provozních podmínek (tj. i za provozních přestávek, kdy nejsou kotle odstaveny z provozu).
    O [m3] - objem prostoru kotelny
  2. V kotelnách s kotli vybavenými přerušovači tahu a automatickými pojistkami proti zpětnému toku spalin (u kotlů bez spalinových pojistek se tato hodnota Vi zvyšuje na dvojnásobek): Vi= (1 m3/h) . Qmax / 3600 [m3/s]
    Qmax [kW] - výkon kotle s nejvyšším výkonem v kotelně

Teplota v kotelně
minimální teplota v zimním období tmin = 7 °C
maximální teplota v letním období tmax = te + 5 [°C]

te [°C] ... teplota venkovního vzduchu (zimní období dle oblasti te min = -12, -15, -18 °C; letní období te max = 30 °C)

Výpočet:
  1. Vnitřní tepelné zisky kotelny:
    Qi max= (1,3 až 2,0) . Z / 100 . ∑Qmax  [kW]

    Z [%] ... podíl tepelných zisků uvolněných do kotelny z Qmax (pro kotle 0,5 až 0,6%)
    ∑Qmax [kW] - jmenovitý tepelný výkon kotlů

  2. Výpočet zimních maximálních tepelných ztrát kotelny Qez max dle ČSN 06 0210.

  3. Výpočtové maximální letní tepelné zisky - ovlivňují teplotu vzduchu pouze v případě obvodových stěn značně prostupných pro slun. radiaci (např. prosklených) v ostatních případech lze zanedbat:
    Qel max = 0,5 až 0,6 . Qel max rad [kW]

    Qel max rad [kW] ... max. zisky sluneční radiací v srpnu v 15 hodin pro danou kotelnu
    ti max = 35 °C (dle údajů intenzit slun. radiace z ČSN 73 0548)

  4. Tepelný tok odváděný z kotelny větracím vzduchem:
    zima: Qz = Qi - Qez  [kW];
    léto: Qz = Qi + Qel [kW]

  5. Teplota vzduchu v kotelně:
    ti = te + Qz / Vp . ρe . c [°C]

    Vp [m3/s] - průtok přiváděného venk. vzduchu (větší z hodnot Vs a Vi)
    c = 1,01 kJ / kg . K
    Hustota vzduchu (suchý; při teplotě t a střed. barom tlaku p): ρe = 341,7 / te + 273 [kg/m3]
Kotelny mohou být větrány systémy přirozeného, nuceného či sdruženého větrání...

  

Velikost větracích otvorů pro přívod vzduchu pro přirozené větrání (pro kotle B = otevřený spotřebič odebírající vzduch z kotelny):
Celkový průřez otvorů:
S = Sp + So = Vs / μp . wp [m2]

So [m2] - plocha otvorů pod stropem
μp [-] - průtokový součinitel (μ cca 0,65)

wp= (2 Δpp / ρe)0.5 [m/s]
Δpp [Pa] - rozdíl tlaku vzduchu ve venk. prostoru a tl. vzd. v kotelně u podlahy; Δpp max = 5 Pa

Průřez otvorů u podlahy (pro přívod vzduchu):
Sp = Vi / μp . wp [m2]


pro výukové účely katedry TZB zpracoval Ing. Radek Zdvořilý