Ensaio de equipamento de aquecimento ambiente a pellets para marcação CE

Abstract

A crescente procura de sistemas de aquecimento residencial que utilizam pellets de biomassa, fomenta a necessidade de desenvolvimento de tecnologias mais eficientes e economicamente competitivas. O mercado deste tipo de equipamentos está já bem desenvolvido nos mercados internacionais, com especial incidência na Alemanha, Áustria e Itália. Normas europeias aplicadas a este tipo de equipamentos foram já publicadas e são regularmente discutidas e atualizadas no sentido de desenvolver vigorosos esforços na certificação destes equipamentos. Nesse âmbito, o presente trabalho consiste na avaliação experimental do desempenho energético e ambiental de uma salamandra a pellets de 10 kW, desenvolvida por uma empresa nacional. O estudo incluiu ensaios em fase de arranque e em estado estacionário, tendo sido medidas as concentrações de CO, CO2 e O2 nos produtos da combustão, entre outras grandezas, que permitiram caracterizar a emissão de poluentes e, no caso dos testes em regime estacionário, determinar o rendimento e potência térmica para cada nível de potência. Os resultados obtidos revelam níveis de emissões altos para potências baixas, sendo que, para a potência máxima, estão razoáveis e com boa relação entre o CO2 e O2, devendo-se isto ao facto de o equipamento estar projetado para um melhor desempenho a grandes potências, e como tal, comporta-se bem nas altas potências. A minimização da emissão de produtos da combustão incompleta exige uma melhoria das condições de combustão. O nível de potência máxima, apresenta o melhor desempenho ambiental com emissões de CO de 113 mg/m3@13%O2 e um rendimento térmico de 87,6%, seguido do nível de potência P3 com emissões de CO de 160 mg/m3@13%O2 e rendimento térmico de 91,3%. O nível de potência mínima apresenta o pior comportamento ambiental e energético com emissões de CO de 1911 mg/m3@13%O2 e um rendimento térmico de 83,1%. As elevadas emissões de CO que se observaram nos ensaios à potência térmica reduzida, obrigaram à sugestão de alteração dos parâmetros de funcionamento por parte do fabricante, no sentido de cumprir os requisitos impostos pela norma EN 14785:2006.

The growing demand for residential heating systems using biomass pellets promotes the need for development of more efficient and economically competitive technology. The market for this kind of equipment is already well developed in international markets, especially in Germany, Austria and Italy. The European standards applied to this type of equipment have already been published and are regularly discussed and updated in vigorous efforts to develop the certification of this equipment. In this context, the present work is the experimental evaluation of the energy and environmental performance of a pellet stove of 10 kW, developed by a Portuguese manufacturer. The study included testing during start-up and steady state, measuring concentrations of CO, CO2 and O2 in the exhaust gases, among other quantities, which allowed the characterizing the emissions of pollutants and in the case of steady-state tests, determining the thermal efficiency and output for each power level. The results showed high levels of emissions for lower outputs and, for maximum capacity, a good and reasonable relation between CO2 and O2, due to the fact that the equipment was designed for higher outputs and as such, performs well at higher capacity. The minimization of product emissions, due to incomplete combustion, requires improvement in the combustion conditions. The maximum power level achieves the best environmental performance with CO emissions of 113 mg/m3@13%O2 and a thermal efficiency of 87,6%, followed by the P3 level with emission of CO of 160 mg/m3@13%O2 and thermal efficiency of 91,3%. The level P1 obtains the worst environmental performance and efficiency with CO of 1911 mg/m3@13%O2 and a thermal efficiency of 83,1%. The high emissions of CO observed at reduced thermal power levels lead to a demand for changing the parameters of functioning on the manufacturer’s behalf, in order to make the equipment able to meet the requirements of the standard EN 14785.