Kondenzace spalin v domácím kotli na dřevní pelety

Abstract

Diplomová práca sa zaoberá analýzou kondenzácie spalín s možnosťou využitia zvlhčovania spalín v domácom kotle na drevené pelety. Rešerš je zameraná na zvlhčovanie spalín v kondenzačných kotloch na tuhé palivá a na kondenzáciu vodnej pary v prítomnosti nekondenzovateľných plynov. Ďalej je uvedený popis kotla na drevené pelety s bilančnými výpočtami teploty a zloženia spalín. Kondenzácia spalín vo výmenníkovej časti kotla je analyzovaná na vytvorenom CFD modeli v programe ANSYS Fluent. K validácii vytvoreného modelu sú využité experimentálne dáta z meraní. CFD simulácie sú vyhodnotené s ohľadom na prestup tepla a mieru kondenzácie spalín. Zohľadnený je vplyv turbulátorov a zvlhčenia spalín. V závere práce je zhodnotené zvlhčovanie spalín v kotloch na tuhé palivá z pohľadu tepelnej účinnosti, redukcie emisií tuhých častíc v spalinách a konštrukcie kotla.The diploma thesis deals with the analysis of flue gas condensation with the possibility of using flue gas humidification in a domestic wood pellet boiler. The review is focused on flue gas humidification in condensing solid fuel boilers and on water vapour condensation in the presence of non-condensable gases. A description of the wood pellet boiler with balance calculations of flue gas temperature and composition is given. The flue gas condensation in the boiler heat exchanger section is analysed on a CFD model developed in ANSYS Fluent. Experimental measurement data are used to validate the developed model. The CFD simulations are evaluated with respect to heat transfer and flue gas condensation rate. The effect of turbulators and flue gas humidification is taken into account. The thesis concludes with an evaluation of flue gas humidification in solid fuel boilers in terms of thermal efficiency, reduction of particulate emissions in the flue gas and boiler design.