Kotły centralnego ogrzewania na paliwo stałe. Wady i zalety
Kotły centralnego ogrzewania na paliwo stałe - czyli np. piec węglowy, kocioł na pelety lub może kocioł zgazowujący - powinny być wydajne i idealnie dopasowane do potrzeb użytkownika. Sprawdź, czym powinien wyróżniać się najlepszy postawowy element instalacji centralnego ogrzewania.
Kotły ze spalaniem górnym
Kotły centralnego ogrzewania na paliwa stałe o najprostszej budowie to tak zwane kotły ze spalaniem górnym. Ich wadą jest praktycznie zupełny brak kontroli nad procesem spalania. Pali się w nich od razu cała porcja załadowanego paliwa. Spaliny są odprowadzane kanałem znajdującym się w górnej części komory paleniskowej, przepływając przez całą objętość załadowanego paliwa. Moc kotła zmienia się wraz ze zmianą grubości warstwy paliwa.
Kotły ze spalaniem górnym w praktyce nie bardzo się nadają do palenia drewnem, bo spala się ono w nich zbyt szybko i nieefektywnie – niewiele ciepła jest przekazywanego do instalacji grzewczej, większość ulatuje z dymem. Kotły ze spalaniem górnym są przeznaczone przede wszystkim do palenia koksem lub węglem.
Kotły ze spalaniem dolnym
Bardziej odpowiednie do palenia drewnem są kotły na drewno ze spalaniem dolnym. Kotły ze spalaniem dolnym są nowocześniejszą odmianą kotłów na paliwa stałe. Nadają się do spalania węgla i drewna opałowego, a także zrębków, wiórów i różnego rodzaju odpadów bioorganicznych. Są nieco droższe od kotłów ze spalaniem górnym, ale ich sprawność podczas palenia drewnem jest znacznie wyższa, więc zużywają mniej paliwa i ich zakup okazuje się opłacalny.
Kotły ze spalaniem dolnym mają dwa lub trzy ciągi spalinowe, dzięki czemu możliwe jest dopalanie cząstek paliwa, które w kotłach ze spalaniem górnym od razu wylatują do komina. Ich zaletą jest nie tylko mniejsze zużycie paliwa, ale i mniejsza emisja zanieczyszczeń do atmosfery.
Spalanie dolne umożliwia sterowanie procesem spalania i regulację wydajności kotła przez dozowanie powietrza dopływającego do paleniska za pomocą miarkownika ciągu lub - w droższych modelach - wentylatora ze sterownikiem. Regulacja nie jest oczywiście tak doskonała jak w kotłach gazowych czy olejowych, ale daje efekty w postaci zmniejszenia zużycia paliwa i stabilniejszej temperatury.
Kotły zgazowujące
Od pewnego czasu są produkowane kotły przeznaczone do palenia wyłącznie drewnem i biomasą. Są to urządzenia nazywane powszechnie kotłami zgazowującymi. Od opisanych wcześniej odróżnia je wyższa sprawność, mniejsza emisja zanieczyszczeń i większa trwałość samego kotła, który ze względu na sposób działania musi być wyprodukowany z materiałów wysokiej jakości. Wyraźna jest też różnica w cenie - kotły zgazowujące są zdecydowanie droższe.
Proces spalania w kotłach zgazowujących przebiega w kilku fazach. Najpierw dopływające z górnej części komory paliwowej podgrzane powietrze suszy drewno i pomaga w częściowym zgazowaniu zawartej w nim celulozy. Następnie w dolnej komorze na skutek połączenia gazów palnych z powietrzem wtórnym następuje spalanie zupełne w temperaturze ponad 1000°C i spalanie całkowite – dopalanie cząstek stałych spadających z rusztu.
Niski poziom emisji tlenku węgla i węglowodorów utrzymuje się dzięki wysokiej temperaturze, dostępowi tlenu i długiemu czasowi spalania. Powietrze do spalania jest dostarczane jako pierwotne i wtórne. Pierwotne miesza się z paliwem i jest wykorzystywane w procesie zgazowania i spalania węgla drzewnego. Powietrze wtórne jest wykorzystywane do spalania substancji lotnych i nie miesza się z pierwotnym.
Tylko 20% masy drewna stanowią jego nielotne związki, które w kotłach o prostej budowie są spalane na ruszcie. Reszta to związki lotne, spalające się nad rusztem, ale tylko w stosunkowo wąskim zakresie temperatury. Dlatego do ich spalenia potrzebna jest odpowiednia technologia.
Typowe palenisko pieca na drewno i biomasę składa się z komory spalania oraz rusztu stałego, albo mechanicznego płaskiego lub schodkowego. Do spalania paliw suchych są stosowane kotły z rusztami stałymi lub mechanicznymi płaskimi. Do spalania paliw wilgotnych (40-60%) są przeznaczone kotły z ruchomymi rusztami schodkowymi. Umożliwiają one w pierwszej fazie odparowanie wody z paliwa, a następnie – w miarę przesuwania w głąb paleniska – jego całkowite spalenie. Stosowane są także kotły z paleniskami fluidalnymi, które umożliwiają efektywne spalanie biopaliw niskiej jakości przy zachowaniu emisji zanieczyszczeń na niskim poziomie. Są to na ogół kotły przemysłowe dużej mocy.
Pełny załadunek opału w piecu o najprostszej budowie wystarcza na kilka godzin pracy. Konieczność ciągłego uzupełniania paliwa jest oczywiście dość uciążliwa, dlatego dużym zainteresowaniem cieszą się kotły z automatycznymi podajnikami paliwa, tak zwane retortowe. Paliwo w postaci zrębków, drobnych brykietów czy peletów, umieszczone w specjalnym pojemniku, jest pobierane przez podajnik sterowany automatycznie z szybkością zależną od warunków atmosferycznych. Większość kotłów małej mocy, a więc przeznaczonych do domów jednorodzinnych, jest sprzedawanych w komplecie z podajnikiem i zasobnikiem paliwa, ale jeżeli ktoś dysponuje odpowiednio dużą przestrzenią, może wybudować zasobnik, w którym zmieści się zapas paliwa na cały sezon grzewczy (dla domu o powierzchni 150 m2 musiałoby to być pomieszczenie o kubaturze około 10 m3). Zaletą tego typu kotłów jest to, że ich eksploatacja jest niemal tak wygodna jak kotłów na olej opałowy.
