W wielu polskich domach spala się byle co (w tym często śmieci) w byle czym, a wskazują na to choćby kłęby śmierdzącego dymu, snujące się w sezonie grzewczym nad większością siedlisk w naszym kraju.
Budujące jest jednak to, że coraz większym popytem cieszą się kotły nowoczesne, które są nie tylko dużo mniej kłopotliwe w codziennym użytkowaniu, lecz także o wiele bardziej przyjazne środowisku, ze względu na lepszą sprawność i dostosowanie do paliw ze źródeł odnawialnych, a więc pelletów czy innej biomasy.
KOTŁY GÓRNEGO SPALANIA
Najbardziej rozpowszechnionym w Polsce typem kotła na paliwo stałe jest konstrukcja określana przez fachowców mianem kotła górnego spalania. Pochodzi ona jeszcze z początków ubiegłego wieku, lecz wciąż znajduje wielu zwolenników, przede wszystkim ze względu na niezawodność, stosunkowo niską cenę i możliwość spalania właściwie każdego rodzaju paliwa stałego, w tym miału, węgla brunatnego oraz drewna.
Trzeba jednak podkreślić, że największą efektywność w tego typu urządzeniach uzyskuje się przy spalaniu grubego węgla kamiennego lub koksu.
|
| Schemat budowy kotła górnego spalania |
|
| Kotły zasypowe górnego spalania cechuje prosta konstrukcja i niezawodność. Wyposażone bywają w miarkownik ciągu albo wentylator z odpowiednim sterownikiem do regulacji procesu spalania. (fot. GALMET) |
Najpopularniejsza metoda korzystania z kotła górnego spalania polega na tym, że najpierw rozpala się na ruszcie podpałkę (np. szczapy drewniane), a potem, kiedy wytworzy się już warstwa żaru, zasypuje go warstwą paliwa zasadniczego, np. węgla.
W rezultacie, po krótkim czasie żar obejmuje cały ładunek paliwa, które spala się bardzo szybko, w warunkach niesprzyjających sterowaniu mocą kotła– regulacja polega jedynie na ograniczaniu dopływu powietrza przy użyciu miarkownika ciągu – i z niską sprawnością energetyczną (czasami na poziomie zaledwie 30–40%).
Z drugiej strony ze względu na wysoką temperaturę spalin ciąg kominowy jest z reguły co najmniej wystarczający, co większość użytkowników odbiera jako dużą zaletę. Nie ma też ryzyka powstawania skroplin, nie trzeba więc stosować wkładów kominowych.
Niestety, w spalinach opuszczających kocioł znajduje się jeszcze dużo substancji palnych, co bardzo obniża sprawność kotła (właśnie z tego powodu lepiej sprawdzają się jako urządzenia do spalania węgla niż drewna, z którego uwalnia się ich bardzo dużo).
Klasyczny kocioł górnego spalania można jednak obsługiwać w sposób dużo efektywniejszy od tradycyjnego: najpierw należy załadować paliwo (np. węgiel) do komory paleniskowej, a dopiero potem rozpalić podpałkę (np. warstwę drewna) na górze.
W takiej sytuacji, paliwo spala się warstwowo, tzn. żar powoli przemieszcza się w kierunku rusztu. Czas pracy na jednej porcji węgla (czyli tzw. stałopalność) zdecydowanie rośnie, podobnie jak i sprawność energetyczna urządzenia, która może sięgać ponad 70%.
Dużo mniej toksyczne są też spaliny, ponieważ produkty termicznego rozkładu węgla są wypalane niemal do końca. Niestety – takie prowadzenie kotła wymaga większego nakładu pracy. Nie można po prostu dorzucić paliwa (bo wtedy zajmie się ono w całej swojej masie i będziemy mieli do czynienia z paleniem w tradycyjny sposób. Trzeba wypalić do końca raz załadowany kocioł, potem wyczyścić go, załadować nowy ładunek paliwa i powtórzyć proces rozpalania na górze.
KOTŁY DOLNEGO SPALANIA
Mniej rozpowszechnione są nowocześniejsze, bardziej skomplikowane konstrukcyjnie (a więc i droższe) kotły dolnego spalania. Proces spalania przebiega w nich (w zależności od budowy) albo w wydzielonej komorze spalania albo w dolnej/tylnej części komory zasypowej, a powstałe spaliny są następnie dopalane.
Kotły takie są znacznie wygodniejsze w obsłudze, bo węgiel w komorze zasypowej można uzupełniać w dowolnej chwili bez straty na sprawności. Mają wyższą sprawność (nawet do 80%) i łatwiej sterować ich pracą, gdyż ogień utrzymywany jest tylko w warstwie żaru, a nie w całej objętości załadowanego paliwa).
Są też mniej toksyczne dla środowiska, mają jednak większe wymagania wobec paliwa – niezbędne jest paliwo dobrej jakości (suche i sypkie, takie jak węgiel kamienny typu orzech czy groszek, albo sezonowane drewno).
|
| Schemat budowy kotła dolnego spalania |
Z reguły wyposażenie kotła z dolnym spalaniem obejmuje ruchomy ruszt, szufladę na popiół i sterowniki pomp obiegowych (a dość często nawet zaworów mieszających).
Warto jednak podkreślić, że kocioł dolnego spalania wcale nie jest urządzeniem zwalniającym użytkownika z myślenia i staranności. Przy nieumiejętnej obsłudze jego sprawność może być bardzo niska, a ilość sadzy i innych niepożądanych produktów spalania – bardzo duża.
|
Typowym wyposażeniem kotłów dolnego spalania jest poruszany dźwignią ruchomy ruszt, pozwalający na zrzucenie popiołu podczas pracy. (fot. SAS) |
KOTŁY ZASYPOWE
W praktyce wciąż bardzo popularne są kotły zasypowe górnego spalania, których konstrukcja niemal nie zmieniła się od czasów, kiedy to w domach palono koksem (z tą różnicą, że dawne kotły tego typu budowano z elementów żeliwnych, a dziś, ponieważ koksu już się praktycznie nie używa, z oszczędności wykonuje się je z blachy stalowej). Wyposażone są najczęściej w mechaniczny system sterowania prędkością spalania, tzw. miarkownik ciągu.
Nie wymagają więc podłączenia do sieci elektrycznej, dzięki czemu (szczególnie w połączeniu z grawitacyjnym obiegiem w instalacji c.o.) idealnie sprawdzają się w rejonach, gdzie przerwy w dopływie prądu nie są codziennością. Są tanie w eksploatacji, ale mają niską sprawność (do 60%), a obsługa jest dość kłopotliwa.
KOTŁY Z WENTYLATOREM NADMUCHOWYM
Droższą odmianą tradycyjnych kotłów górnego spalania są modele z wentylatorem nadmuchowym. W przypadku spalania paliwa dobrej jakości ich wyższość nad zwykłymi kotłami jest co najmniej dyskusyjna (wielu użytkowników twierdzi, że wentylator niepotrzebnie "pcha ciepło w komin"), jednak o wiele lepiej sprawdzają się w sytuacji, kiedy mają spalać marne paliwo, na przykład miał węglowy.
I właśnie ze względu na relatywnie niską cenę miału oraz innych paliw drobnoziarnistych – są obecnie bardzo popularne. W kotłach tych paliwo również rozpalać można od góry i od dołu, co niektórzy wytwórcy próbują przedstawić jako spalanie górne i dolne (jednak w rzeczywistości żaden wentylator nie sprawi, że kocioł tego typu stanie się kotłem dolnego spalania).
KOTŁY WIELOPALIWOWE I MIAŁOWE
Niektóre urządzenia tego rodzaju mają nieco bardziej skomplikowaną budowę (np. dodatkowe dysze powietrza w komorze paleniskowej) i bywają określane jako wielopaliwowe, a jeszcze częściej – miałowe (bo to kusi najbardziej oszczędnych). Można w nich spalać, podobnie jak w tradycyjnych, miał, węgiel i – zastępczo – drewno opałowe, a w praktyce – wszystko, co się pali.
Nierzadko są wyposażone w sterowniki mikroprocesorowe. Takie parametry, jak sprawność i stałopalność (nawet do 24 h), bywają znacznie lepsze niż w urządzeniach tradycyjnych, bo można bardziej precyzyjnie regulować temperaturą czynnika grzewczego. Wciąż jednak trzeba się liczyć z obsługą przynajmniej raz na dobę.
Bez wątpienia interesującą propozycją są kotły z wentylatorem wyciągowym w czopuchu (czyli przewodzie łączącym kocioł z kanałem kominowym). Gwarantują one wysokie bezpieczeństwo eksploatacji, szczególnie przy słabym ciągu kominowym, jednak posądzenia o niepotrzebne wyrzucanie ciepła w komin także w tym przypadku nie są bezpodstawne, choć wiele zależy od zastosowanego sterownika, nadzorującego pracę kotła, i staranności użytkownika.
ZASYPOWE KOTŁY DOLNEGO SPALANIA
Zasypowe kotły dolnego spalania, choć nowocześniejsze i sprawniejsze (nawet pow. 70%, oczywiście na dobrym paliwie), są mniej popularne. Zapewniają stabilniejszą temperaturę wody grzewczej, bo łatwiej jest sterować prędkością procesu spalania, jednak trzeba za nie zapłacić więcej, a nadają się tylko do spalania droższych paliw.
Ponadto, ze względu na bardziej skomplikowaną konstrukcję, są z reguły większe (na głębokość) od kotłów górnego spalania. Wymagają też silniejszego ciągu kominowego i z tego względu w praktyce często dostępne są w odmianie z wentylatorem wspomagającym ciąg.
Na rynku występuje też sporo rozmaitych konstrukcji określanych jako uniwersalne (lub dolno-górne), które są mniej lub bardziej udanymi próbami połączenia wyższej efektywności (cechującej kotły dolnego spalania) ze zdolnością do spalania miału i innych paliw marnej jakości (typową dla kotłów górnego spalania). Jedne bardziej przypominają te pierwsze, inne – te drugie, a ich sprawność zwykle bardzo zależy od tego, czym się pali i jak skutecznie wykorzystuje się możliwości urządzenia o nietypowej konstrukcji (kompetentna obsługa).
KOTŁY ZGAZOWUJĄCE DREWNO
Inna, tym razem ściśle wyspecjalizowana odmiana urządzeń z dolnym spalaniem to kotły zgazowujące drewno (zwane często kotłami na holzgas). Są stosunkowo drogie, ale mogą być idealnym wyborem dla osób mających dostęp do taniego drewna opałowego. W kotłach takich drewno trafia najpierw do komory wstępnej (zgazowania), gdzie jest suszone, a potem poddawane wstępnemu procesowi spalania, w wyniku którego wydziela się gaz drzewny, którego głównym składnikiem jest metan.
Następnie gaz ten kierowany jest do palnika, w którym miesza się z powietrzem wtórnym, wtłaczanym za pomocą wentylatora nadmuchowego. Tam płonie razem z innymi produktami niepełnego spalania – zachodzi wówczas spalanie główne. Spaliny, które wtedy powstają, są później dopalane. Kotły te osiągają bardzo wysoką sprawność – do 90%, a spalanie jednego załadunku drewna trwa od kilku do kilkunastu godzin, paliwo trzeba więc uzupełniać tylko raz na dobę, bez potrzeby wygaszania kotła.
| Nowoczesne kotły zgazowujące, wyposażone w automatykę w pełni nadzorującą proces spalania drewna. (fot. BUDERUS) | 
|
Wadą tych urządzeń jest dość wysoka cena i konieczność ładowania drewna przyzwoitej jakości i wstępnie wysuszonego (w przeciwnym razie dużo energii cieplnej będzie zużywane na jego dosuszenie). Nie wolno wrzucać do tych kotłów drewna lakierowanego, klejonego ani zabezpieczonego środkami chemicznymi.
|
| Budowa i zasada działania kotła zgazowującego drewno |
Najbardziej wyrafinowane modele kotłów zgazowujących drewno od zwykłych kotłów dolnego spalania (w których – jeśli tylko mają odpowiednio dużą komorę załadunkową – też można spalać drewno z dość wysoką sprawnością) odróżnia przede wszystkim wyrafinowana automatyka, sterująca nawiewem powietrza. Od niej zależy bowiem szybkość procesu spalania i efektywność spalania gazu drzewnego.
Jednak niezależnie od tego, ze względu na dużą szybkość spalania drewna, urządzenie sprawdzi się najlepiej w instalacji z akumulacyjnym zasobnikiem ciepła (buforem). To zaś – pomimo bardzo wysokiej sprawności – poważnie ogranicza popyt na kotły tego typu.
KOTŁY Z PODAJNIKIEM
|
| Schemat funkcjonalny kotła z zasobnikiem i podajnikiem paliwa |
Najszybciej chyba rosnący obecnie segment rynku to kotły z podajnikiem, zwane potocznie kotłami na ekogroszek.
Spalanie granulowanego paliwa (najczęściej węgiel sortymentu groszek), dozowanego przez podajnik ślimakowy lub tłokowy, odbywa się w nich pod nadzorem automatyki, sterującej zarówno podawaniem paliwa, jak i pracą wentylatora tłoczącego powietrze.
Standardowym elementem składowym jest zasobnik na opał, wielkość którego przesądza o częstości obsługi – im większy zasobnik i lepsza jakość opału, tym rzadziej trzeba zaglądać do kotłowni.
Kotły z podajnikiem należą do najbardziej zautomatyzowanych wśród wszystkich kotłów na paliwo stałe. Od sterownika kierującego pracą kotła zależy w znacznym stopniu jego sprawność i komfort obsługi. Kocioł tego rodzaju rozpalamy bowiem ręcznie, ale potem nadzór nad jego pracą przejmuje sterownik, który okresowo włącza podajnik oraz wentylator.
W prostych sterownikach nastawy fabryczne korygować musi (aby dostosować je np. do parametrów paliwa) użytkownik, lecz są i takie, które nadzorują proces spalania na podstawie danych otrzymywanych np. od czujnika temperatury żaru czy też sondy lambda umieszczonej w przewodzie wylotowym spalin.
Sterowniki nowoczesnych kotłów retortowych mają poza tym coraz częściej moduł pozwalający na pogodową regulację temperatury wody grzewczej w jednym lub kilku obiegach (również mieszaczowych).
|
|
Kotły z podajnikiem na węgiel typu groszek to szybko rosnący segment rynku. Niektóre modele wyposażane są w dodatkowy ruszt żeliwny lub wodny, pozwalający doraźnie spalać inne paliwa, jak gruby węgiel czy drewno. (fot. PROTECH (po lewej), SAS (po prawej)) |
KOTŁY NA PELLETY
W wielu kotłach retortowych, oprócz węgla, można spalać także inne paliwa, jak węgiel z domieszką miału, zrębki czy pellety. Jednak do spalania tych ostatnich bez wątpienia najlepiej nadają się wyspecjalizowane kotły na pellety, wyposażone w podajniki ślimakowe lub pneumatyczne oraz specjalny palnik z elektryczną zapalarką.
|
| Nowoczesne kotły na pellety wyposażone są w elektryczną zapalarkę, dzięki temu funkcjonalnie nie ustępują praktycznie kotłom olejowym. (fot. PROTECH) |
Kocioł taki zużywa paliwo tylko wtedy, gdy jest zapotrzebowanie na ciepło, nie ma przy tym konieczności ręcznego rozpalania i nie występują straty paliwa na podtrzymanie żaru w palenisku.
Obsługa urządzenia – jeśli tylko paliwo jest dobrej jakości – staje się porównywalna do obsługi kotła olejowego, bo sprowadza się do opróżniania popielnika raz na 2–3 tygodnie i kontrolowania zapasu opału.
Do tego pellety są paliwem mało brudzącym w kotłowni, a ewentualny zapach podczas pracy urządzenia bardziej przypomina ognisko czy kominek niż typowy kocioł na paliwo stałe.
PODSUMOWANIE
Nie można jednoznacznie określić, który z kotłów jest lepszy. Generalnie, najlepszy dla użytkownika jest taki, który gwarantuje mu największy komfort obsługi w zestawieniu z kosztami, jakie jest w stanie ponieść na zakup urządzenia oraz opału w czasie całego okresu eksploatacji.
Wybierając kocioł, nie zapominajmy, że oprócz danych techniczno-eksploatacyjnych, deklarowanych przez producenta, ważne są również:
- wielkość pomieszczenia, które możemy przeznaczyć na kotłownię (kotły z podajnikiem potrzebują 2–3 razy więcej miejsca niż kotły zasypowe);
- możliwości składowania opału i pozostałości po spalaniu, czyli popiołu i żużlu (albo koszty ich wywozu);
- cena i dostępność paliwa (do ceny paliwa należy doliczyć cenę transportu opału) (pamiętajmy przy tym, że nawet najlepszy kocioł z nowoczesnym sterownikiem nie będzie dobrze pracował na tanim paliwie marnej jakości!).
Zawsze miejmy na względzie, że sprawność energetyczna kotła, podawana w tabeli z danymi technicznymi urządzenia, odnosi się do zasilania paliwem najwyższej jakości, a nie tym kupionym w promocji w supermarkecie. Na jakość paliwa są w szczególności wrażliwe wszystkie kotły z podajnikiem – w skrajnych warunkach marne paliwo może prowadzić do awaryjnego wyłączenia kotła.
Bezwzględnie należy kupować jedynie taki kocioł, dla którego wybrane przez nas paliwo przewidziano jako podstawowe. Najlepiej sprawdzić to w tzw. danych techniczno-ruchowych (DTR), a nie opierać się tylko na informacji sprzedawcy. Nawet jeśli producent kotła dopuszcza stosowanie innego paliwa, np. pelletów zamiast węgla-groszku, to na paliwie zastępczym kocioł zawsze będzie pracował znacznie gorzej.
Adam Jamiołkowski
Zdaniem naszych Czytelników
Gość dobson
24 Aug 2015, 01:05
Akurat ceny zgazowujących idą mocno w dół (zresztą taki atmos, mora - tańsze znacznie od niemieckich a z tymi samymi funkcjami) i zwracają się coraz szybciej. No i jest dużo czyściej jak w zwykłych śmieciuchach.