Kotły na drewno i pelety- najtańszy sposób ogrzewania domu?
Kotły na drewno i kotły na pelety są coraz nowocześniejsze, mają coraz wyższą sprawność i wymagają mniejszej obsługi. Na dodatek drewno i biomasa są paliwami powszechnie dostępnymi, a jednocześnie jednymi z najtańszych. Na szczęście oferta kotłów na te paliwa jest bogata, podobnie jak zakres ich cen.
Autor: archiwum muratordom
Drewno zawsze uważane było za paliwo gorsze niż koks czy węgiel. Ma od nich mniejszą wartość opałową, a to oznacza, że z tej samej porcji uzyskuje się z niego mniej ciepła niż z węgla, a tym bardziej koksu. Do tego szybko się spala, a konieczność częstego uzupełniania go w palenisku jest dość uciążliwa. Ma jednak wiele zalet. Jest powszechnie dostępne, produkty jego spalania zdecydowanie mniej zanieczyszczają środowisko niż produkty spalania węgla, a przede wszystkim jest paliwem odnawialnym - sadząc nowe drzewa, można stale uzupełniać jego zasoby. Niestety drzewa rosną długo, dlatego zaczęto je zastępować innymi roślinami energetycznymi (biopaliwami) - ziarnami zbóż, kukurydzą, pestkami owoców, słomą - odpowiednio przystosowując kotły do ich spalania.
Najtańsze kotły na drewno nie różnią się od tych do spalania węgla. Mają najczęściej na tyle uniwersalną konstrukcję, że można w nich spalać praktycznie wszystko. Są przeważnie robione ze stali, aby powierzchnie grzewcze były gładkie i nie osadzały się na nich sadza i pył.
Eksploatując kocioł na paliwo stałe, np. kocioł na drewno, kocioł na pelety lub kocioł węglowy, trzeba pamiętać o regularnym uzupełnianiu paliwa, aby nie dopuścić do całkowitego wygaśnięcia i wychłodzenia paleniska. Powtórne uruchomienie jest bowiem pracochłonne i związane ze spadkiem jego sprawności. Ponieważ drewno spala się stosunkowo szybko, zaleca się wyposażenie instalacji grzewczej w zasobnik ciepła, czyli duży zbiornik. Magazynowana w nim woda jest podgrzewana podczas pracy kotła, a gdy cała porcja paliwa się wypali, jeszcze przez jakiś czas do grzejników dopływa gorąca woda z zasobnika. Dzięki temu czas między kolejnymi załadunkami paliwa znacznie się wydłuża.
Na zdjęciu:
- Kocioł Moderator. Paliwo podstawowe: polana drewniane, odpady drewna; paliwo zastępcze: węgiel
- Kocioł ZPU Żar. Paliwo podstawowe: polana drewniane; paliwo zastępcze: drewno rozdrobnione
- Kocioł HEF. Paliwo podstawowe: pelety; paliwo zastępcze: eko-groszek, węgiel kamienny, drewno
- Kocioł CHT Sp. z o.o. Paliwo podstawowe: brykiety z trocin, słomy, zrębki i trociny
Piece ze spalaniem górnym i piece ze spalaniem dolnym, czyli tradycyjnie i tanio...
Najprostsze kotły przeznaczone do spalania zarówno drewna, jak i węgla nadają się także do spalania zrębków, wiórów i różnego rodzaju odpadów bioorganicznych. Wyróżnia się wśród nich kotły ze spalaniem górnym i kotły ze spalaniem dolnym. Jeśli kocioł ma być opalany przede wszystkim drewnem, to lepiej kupić ten ze spalaniem dolnym. Jego sprawność jest wtedy wyraźnie wyższa niż urządzenia ze spalaniem górnym przeznaczonym do spalania przede wszystkim koksu i węgla.
Piece c.o. ze spalaniem dolnym mają dwa lub trzy ciągi spalinowe, dzięki czemu jest możliwe dopalanie cząstek paliwa. W rezultacie zużycie paliwa i emisja zanieczyszczeń do atmosfery są mniejsze. Inaczej niż w kotłach ze spalaniem górnym, w których niedopalone cząstki ulatują wraz z dymem do komina. W kotłach ze spalaniem dolnym, poprzez dozowanie ilości powietrza dopływającego do paleniska, można sterować procesem spalania i regulować wydajność. Służą do tego miarkownik ciągu lub wentylator ze sterownikiem. Regulacja nie jest oczywiście tak doskonała, jak w kotłach gazowych czy olejowych, ale w pewnym stopniu umożliwia dostosowanie wydajności kotła do zapotrzebowania na ciepło.
Kotły zgazowujące: nowocześnie, ale drogo...
W nowoczesnych kotłach na drewno proces spalania drewna jest prowadzony w taki sposób, aby doszło do spalenia całkowitego i zupełnego, czyli żeby ograniczyć do minimum zapylenie i powstawanie sadzy. Proces ten można podzielić na następujące fazy:
- suszenie i odgazowywanie, podczas którego podgrzane powietrze dopływające z górnej części komory paliwowej suszy drewno i pomaga w częściowym zgazowaniu zawartej w nim celulozy;
- spalanie zupełne, przebiegające w temperaturze ponad 1000°C, w wyniku połączenia gazów palnych z powietrzem wtórnym;
- spalanie całkowite, czyli dopalanie cząsteczek stałych spadających z rusztu;
- skierowanie spalin do powierzchni grzewczych kotła i przekazywanie ciepła wodzie.
Piece centralnego ogrzewania, w których spalanie przebiega w opisany sposób, nazywane są zgazowującymi. Zachodzące w nich intensywnie zjawisko pirolizy, czyli suchej destylacji drewna, prowadzi do uzyskania gazu drzewnego. Ma to miejsce przy szczelnie zamkniętej komorze załadowczej kotła, zamkniętym przewodzie kominowym i ograniczonym dopływie powietrza dostarczanego przez wentylator o automatycznie sterowanej wydajności. Powstający w ten sposób gaz jest kierowany do dyszy, do której jest także doprowadzone powietrze, tak zwane wtórne. Proporcje powietrza i gazu drzewnego są dobierane automatycznie w taki sposób, aby doszło do pełnego dopalenia produktów pirolizy. Żeby spalanie drewna przebiegało w opisany sposób, kocioł wyposaża się w odpowiedni układ automatycznej regulacji, a jego elementy muszą być odporne na szczególnie wysoką temperaturę. Dlatego kotły zgazowujące są znacznie droższe od najprostszych kotłów ze spalaniem dolnym. W takich kotłach można palić kawałkami drewna o dowolnej wielkości, nawet ścinkami i wiórami, ale drobne kawałki powinny być spalane razem z większymi. Pełny załadunek opału wystarcza na kilka, a nawet kilkanaście godzin pracy kotła. Aby osiągnąć najlepsze efekty, do palenia trzeba używać suchego drewna. Jego wilgotność nie powinna przekraczać 35%, a najlepiej, gdy wynosi 20%.
WIDEO: Kocioł zgazowujący drewno (Czym ogrzewać dom)
Kotły retorowe, z automatycznymi podajnikami paliwa, czyli wygodnie...
Stosunkowo niedawno zaczęły zdobywać popularność kotły z podajnikami (automatycznymi) paliwa, tak zwane kotły retortowe. Urządzenia te nie wymagają stałej obsługi i mogą współpracować z automatyką pogodową. Paliwo umieszczone w specjalnym pojemniku jest pobierane przez podajnik sterowany automatycznie w zależności od warunków atmosferycznych. Podajniki mogą jednak transportować jedynie paliwo (drewno albo węgiel) w postaci kawałków o niewielkich rozmiarach. Automatyka steruje także wentylatorem dozującym powietrze do spalania. Są też kotły z automatycznymi podajnikami paliwa przystosowane do spalania tak zwanych peletów, czyli sprasowanych ciśnieniowo trocin i zrębków, sprzedawanych w postaci granulatu o znormalizowanych wymiarach. Niektóre z nich mają palniki nadające się również do spalania ziaren zbóż i kukurydzy - wtedy można nimi zastąpić pelety. Konstrukcja takich palników zapobiega spiekaniu popiołu powstającego w wyniku spalania tych biologicznych paliw. Sterowniki kotłów mają programy optymalizujące ich pracę w zależności od zastosowanego paliwa.
Większość kotłów małej mocy, a więc przeznaczonych do domów jednorodzinnych, jest sprzedawana w komplecie z podajnikiem i zasobnikiem paliwa, czasem zdarza się, że zasobnik trzeba dokupić osobno. Można wtedy dobrać jego wielkość do indywidualnych potrzeb. Jeśli ktoś dysponuje odpowiednio dużą przestrzenią, może wybudować zasobnik na pelety, w którym zmieści się zapas paliwa na cały sezon grzewczy. Dla domu o powierzchni 150 m2 musiałby on mieć objętość około 10 m3.
Podajniki mogą być mechaniczne - ślimakowe. Do kotłów na pelety lub ziarna zbóż stosuje się także podajniki pneumatyczne. Możliwe jest wykonanie instalacji do transportu paliwa umożliwiającej jego podawanie ze zbiornika oddalonego od kotła nawet o kilkadziesiąt metrów.
Zaletą kotłów tego typu jest bezobsługowość - ich eksploatacja jest niemal tak komfortowa jak kotłów na olej opałowy. Aby taki komfort osiągnąć, trzeba jednak kupić kocioł z najwyższej półki, a więc dość drogi. Ceny najbardziej zaawansowanych technologicznie kotłów na pelety sięgają kilkunastu tysięcy złotych. Są tak wysokie ze względu na wyposażenie w liczne, optymalizujące ich pracę i sprzyjające wygodzie użytkownika, elementy:
- automatyczne zapalarki paliwa (świece żarowe);
- automatyczne przepustnice powietrza pierwotnego i wtórnego;
- sondy Lambda kontrolujące poziom tlenu w spalinach;
- automatykę regulującą moc kotła zależnie od temperatury zewnętrznej;
- funkcje ochronne kotła i jego czujników przyczyniające się do zwiększenia ich trwałości;
- wspomaganie pomiarów kominiarskich;
- samoczynne systemy gaszenia płomienia;
- zabezpieczenie przed cofaniem się płomienia.
Mając tak zautomatyzowany kocioł, pozostaje tylko uzupełniać w nim paliwo i usuwać popiół. W standardowym zasobniku zintegrowanym z kotłem paliwo uzupełnia się co 1-5 dni - w zależności od wielkości zasobnika i temperatury na dworze.
Zaletą peletów jest to, że zawierają niewielką ilość popiołu - odpada problem z jego częstym usuwaniem i czyszczeniem kotła. Dzięki optymalizacji procesu spalania i stosowaniu paliwa najwyższej jakości popiół z kotła usuwa się tylko kilka razy w sezonie.
Większość nowoczesnych kotłów wymaga podłączenia do instalacji elektrycznej. Bez prądu nie działają automatyczne regulatory, podajniki paliwa i elektryczne zapalarki.
Zgodnie z obowiązującymi w Polsce przepisami kotły na pelety, podobnie jak wszystkie inne kotły na paliwa stałe, mogą pracować jedynie w instalacjach grzewczych z otwartym naczyniem wzbiorczym.
