Ekonomiczne kotły grzewcze

Obecnie, mimo dynamicznego rozwoju technologii kotłów gazowych, nie maleje zainteresowanie konsumentów urządzeniami na paliwo stałe. Producenci tego typu kotłów wychodzą naprzeciw oczekiwaniom użytkownika, oferując rozwiązania nowoczesne zarówno pod względem technologii spalania, jak i wyposażenia dodatkowego czy sterowania.

Wygoda a koszty

Decydując się na konkretny typ kotła CO, należy zadać sobie pytanie: czy ważniejszym aspektem ogrzewania domu jest dla nas niski poziom kosztów inwestycji oraz eksploatacji, czy może wygoda użytkowania? Należy pamiętać o tym, że wybierając kocioł na paliwo, zagwarantujemy sobie zakup jednostki stosunkowo taniej, często wykorzystującej więcej niż jeden typ paliwa, choć o dość dużych wymiarach. Niestety taki wybór wiąże się z koniecznością przygotowywania i składowania paliwa oraz systematycznej (nawet kilka razy w ciągu doby) obsługi urządzenia.

Kocioł ©STAL MAX

Kryteria klasyfikacji kotłów na paliwo stałe

Podstawowym kryterium klasyfikacji omawianych urządzeń jest rodzaj wykorzystywanego paliwa. W ofercie producentów największą grupę stanowią kotły zasilane węglem (szczególnie dużą popularnością cieszą się obecnie jednostki na tzw. ekogroszek). Coraz większe grono zwolenników zyskują również kotły zasilane drewnem, czyli kotły zgazowujące. Alternatywą dla nich są urządzenia wykorzystujące biomasę w postaci przetworzonej – brykiet czy pelet. Osobom, dla których przeszkodą nie jest konieczność zakupu i przechowywania paliwa oraz wygospodarowania większej przestrzeni na kocioł, poleca się również urządzenie, w których spalana jest słoma. Co istotne w ofercie producentów znaleźć można również jednostki przystosowane do pracy z dwoma rodzajami paliwa (np. groszek i pelet), wyposażone w dwie komory spalania.

Ze względu na charakterystykę procesu spalania paliwa, wyróżniamy kotły ze spalaniem górnym i dolnym. Na rynku dostępne są urządzenia o zróżnicowanym stopniu zaawansowania technicznego i automatyzacji, posiadające (lub nieposiadające) wyposażenie dodatkowe w postaci zasobników, podajników i systemu sterowania.

Spalanie górne lub dolne

Podstawowe różnice między kotłami z górnym i dolnym spalaniem dotyczą obszaru komory, w którym zachodzi spalanie i żarzenie się paliwa oraz sposobu dystrybucji powietrza. W związku z tym, w przypadku tych dwóch rozwiązań, mamy do czynienia z różną sprawnością i możliwościami kontroli procesu spalania. W obu grupach najpopularniejsze są kotły węglowe – paliwo to gwarantuje bowiem osiągnięcie najwyższych sprawności. Dla kotłów z górnym spalaniem równie dobrym paliwem jest koks.

Kotły z systemem spalania górnego to urządzenia o zdecydowanie najprostszej konstrukcji i jednocześnie najtańsze rozwiązania. Nowe porcje paliwa dostarczane są tu na rozżarzony opał, a powietrze przechodzi przez całą jego warstwę, w konsekwencji tego spalanie szybko obejmuje cały załadowany wsad. Jest to jednak wada układu, ponieważ praktycznie uniemożliwione jest tu sterowanie pracą urządzenia. Jednym z rozwiązań tego problemu, proponowanym przez producentów, jest regulacja przez zmianę ilości powietrza dostarczanego do komory spalania. Takie działanie pogarsza jednak charakterystykę spalania.

Bez wątpienia zaletą kotła z górnym spalaniem jest wysoka temperatura spalin, która zapewnia odpowiedni ciąg kominowy.

Kotły z systemem górnego spalania charakteryzują się relatywnie niską sprawnością, sięgającą 75 proc. Praca urządzenia między kolejnymi załadunkami paliwa trwa najczęściej nie dłużej niż 8 godzin. Warto wspomnieć, iż kocioł z systemem spalania górnego może stanowić odpowiednie uzupełnienie dla urządzenia olejowego czy gazowego.

Zakup kotła ze spalaniem dolnym to wydatek zdecydowanie większy niż w przypadku urządzeń ze spalaniem górnym. Jednak zamontowanie takiego urządzenia jest gwarancją nowoczesnej konstrukcji, wysokiej sprawności i daje możliwość kontroli procesu utylizacji wsadu.

Na czym polega różnica w działaniu obu typów urządzeń? W tym przypadku spalana jest tylko część paliwa w dolnej strefie komory — na ruszcie. Gdy żarzące się paliwo ulegnie spaleniu, kolejne jego warstwy obniżają się w kierunku rusztu i proces się powtarza. Dzięki temu wykorzystywana jest taka część wsadu, jaka w danym momencie gwarantuje wymaganą moc. Mniejsze zużycie paliwa sprawia, że różnica w porównaniu z kotłem ze spalaniem górnym zwraca się już po 2–3 sezonach grzewczych.

Stałopalność urządzenia z systemem spalania dolnego sięga nawet 18 godzin. Oczywiście sprawność kotła zależy od rodzaju zastosowanego paliwa. W przypadku węgla (tzw. groszek) może przekraczać 80 proc. Jest to rozwiązanie charakteryzujące się względnie nieskomplikowaną konstrukcją, paliwem w przyzwoitej cenie oraz dłuższą stałopalnością. Dla niektórych zaletą będzie duża elastyczność w zakresie doboru paliwa, choć producenci często zalecają dla danego urządzenia konkretny rodzaj opału, jak np. węgiel, drewno czy zrębki. Należy pamiętać, iż wykorzystywanie innego, niż przewidziane paliwo, znacząco obniża sprawność urządzenia

Kocioł na paliwo stałe ©Galmat

Kotły zgazowujące

Najwyższą efektywność procesu spalania drewna uzyskamy w kotle zgazowującym specjalnie przystosowanym do takiego rodzaju paliwa. Jest to idealne rozwiązanie dla tych użytkowników, którzy chcą produkować ciepło ekologicznie z wykorzystaniem odnawialnych źródeł energii, przy stosunkowo niewielkim koszcie paliwa, a dodatkowo oczekują dużej sprawności zainstalowanego kotła.

Zgazowanie drewna polega na wydzieleniu z niego, w odpowiednio wysokiej temperaturze i przy ograniczonej ilości powietrza, substancji gazowych (przede wszystkim tlenku węgla, ale także wodoru i innych), które następnie zostają dopalone. Nie bez znaczenia jest tu wilgotność drewna, która nie powinna przekraczać 20 proc., ponieważ w przeciwnym wypadku sprawność urządzenia znacznie spadnie. Z reguły dopalanie odbywa się w odrębnej przestrzeni zwanej komorą dopalania.

Technologia kotłów zgazowujących jest obecnie dynamicznie rozwijana. Przykładowo, dzięki technice zgazowania, kocioł Vitoligno 100-S firmy Viessmann maksymalnie wykorzystuje energię paliwa (osiąga sprawność na poziomie 87 proc.), tym samym jego zainstalowanie znacznie redukuje koszty ogrzewania. Wysoką trwałość i bezpieczną eksploatację kotła gwarantuje masywna komora załadowcza z blachy stalowej o grubości 8 mm i niezawodna dmuchawa wyciągowa. Ponadto dzięki dużej komorze załadowczej wydłuża się czas spalania, a zatem i czas między kolejnymi załadunkami paliwa. Dodatkowo przygotowanie szczap nie jest kłopotliwe, gdyż w komorze mogą być umieszczane kawałki o długości nawet do 50 cm.

Zakres mocy kotłów zgazowujących czyni je urządzeniami odpowiednimi zarówno dla małych domów jednorodzinnych, jak i obiektów o zdecydowanie większym całkowitym zapotrzebowaniu na ciepło.

Z nadmuchem albo bez

Zaletą kotłów bez nadmuchu jest ich stosunkowo niska cena. Tego typu urządzenia dostępne są w systemie zarówno ze spalaniem górnym, jak i dolnym. Działanie kotła odbywa się w oparciu o naturalny ciąg kominowy, a mechaniczny regulator paleniska kontroluje dopływ powietrza do komory w zależności od temperatury.

Nowoczesne kotły często wyposażane są w wentylator nadmuchowy. Jednak są zdecydowanie droższe, co wynika z poziomu zaawansowania technicznego. Pracą wentylatora steruje mikroprocesor, zbierający z czujników pomiarowych dane niezbędne do optymalizacji procesu spalania. Dzięki temu możliwe jest uzyskiwanie sprawności na poziomie nawet 80 proc.

Kotły z nadmuchem znajdują zastosowanie w spalaniu węgla kamiennego, miału węglowego, drewna. Są to zatem urządzenia odpowiednie dla użytkownika ceniącego uniwersalność. Nie bez znaczenia pozostaje również fakt, że stałopalność na jednym załadunku paliwa może osiągnąć nawet 36 godzin.

Podajniki i zasobniki

Zyskujące coraz większą popularność kotły retortowe z zasobnikiem i podajnikiem paliwa, gwarantują satysfakcję wszystkim tym, którzy z jednej strony stawiają na wygodę, a z drugiej nie muszą martwić się wymiarami urządzenia. Rozmiary tego typu kotłów mogą stanowić problem w przypadku małej kotłowni. Powszechnie wykorzystywane są jednostki zasilane tzw. ekogroszkiem, którego zapas zgromadzony w zasobniku, dzięki wysokiej sprawności spalania, wystarcza nawet na kilka dni.

Zasilany elektrycznie podajnik działa sprawnie, jeżeli wykorzystywane jest odpowiednie paliwo. Jeśli stosujemy się do zaleceń w tym zakresie, to nowa, niewielka porcja paliwa spycha popiół w dół komory, zajmując jego miejsce i podtrzymując spalanie. Równolegle do kotła dostarczane jest powietrze, a wszystkie procesy synchronizuje tu kontroler.

©VIESSMANN

Wybór odpowiednich rozwiązań technicznych przy zakupie kotła CO na paliwo stałe zawsze stanowi wypadkową wymagań użytkownika w zakresie wygody, preferowanego paliwa, oszczędności w trakcie eksploatacji, charakterystyki ogrzewanego budynku oraz możliwości poniesienia nakładów inwestycyjnych. Należy jednak pamiętać, iż trafny wybór, poparty konsultacją fachowca i skrupulatnymi przemyśleniami, pozwoli cieszyć się efektywną pracą urządzenia przez wiele lat, przy jednocześnie stosunkowo krótkim okresie zwrotu nakładów inwestycyjnych.

Mateusz Szubel
AGH Akademia Górniczo-Hutnicza
Wydział Energetyki i Paliw

Zdaniem ekspertów

Jakie drewno jest zalecane do kotłów zgazowujących?

Najlepszym drewnem do spalania w kotłach zgazowujących jest drewno grube w kawałkach z twardych drzew liściastych, takich jak: buk, grab, dąb. Można również stosować drewno z drzew iglastych, jednak ma ono mniejszą wartość opałową i powoduje szybsze i większe zabrudzenia kotła, szczególnie powierzchni wymiany ciepła.

Zarówno do kotów zgazowujących drewno, jak i wszystkich innych opalanych drewnem, powinno się stosować drewno odpowiedniej jakości: suche (sezonowane), o wilgotności do 25 proc. Taki materiał cechuje się wysoką wartością opałową, co oznacza, że można uzyskać z niego większe ilości ciepła. Dla porównania: wykorzystując jako opał drewno prosto z lasu, użyjemy dwa razy więcej surowca niż gdybyśmy wykorzystali drewno suche. Ważne jest również to, czy jako opał będziemy stosować drewno twarde czy miękkie. Aby uzyskać taką samą ilość ciepła, zużyjemy ok. 44 proc. więcej drewna miękkiego niż twardego.

Krzysztof Gnyra,
konsultant firmy VIESSMANN

Grzejniki kanałowe a komfort cieplny

Grzejniki kanałowe są coraz popularniejszym sposobem ogrzewania lub też dogrzewania budynków. Powszechniej też pojawiają się w projektach instalacji i coraz śmielej montowane są przez instalatorów. To produkt dostępny finansowo dla każdego inwestora.

artykuł pochodzi z kwartalnika
Kreator Projekty wydanie 01/2013
więcej o kwartalniku czytaj na
Kreator Projekty.pl

W przeciwieństwie do grzejników ściennych czy ogrzewania podłogowego płaszczyznowego, grzejniki kanałowe można umieścić w posadzce każdego rodzaju, w jej dowolnym miejscu oraz w różnych wariantach mocy grzewczej.

Grzejniki kanałowe grzeją dokładnie tam gdzie trzeba, a dodatkowo wysoce zmienna dynamika ich pracy sprawia, że grzeją dokładnie tyle ile trzeba. Dzięki temu wnętrze nie jest niedogrzane ani przegrzane. Ustawienie łatwo sterowalnej bariery cieplnej na obwodzie pomieszczenia jest wyborem bez wątpienia optymalnym dla dobrego zdrowia na długie lata.

Bogusław Wójcik
właściciel firmy REGULUS-system