Biomasa: Visok izkoristek, popolno zgorevanje in malo pepela

Če smo se odločili, da bomo družinsko hišo, etažno stanovanje ali večstanovanjsko hišo ogrevali z lesno biomaso, je torej treba razmisliti o več dejavnikih, ki vplivajo na izbiro goriva in primernega kotla. Izhajati je treba iz podatka o toplotnih izgubah v stavbi, ki jih moramo nadomestiti z ogrevanjem, upoštevati pa je treba še potrebno toploto za ogrevanje sanitarne tople vode, saj je smiselno, da tudi za to izkoristimo lesno biomaso. Ko na podlagi toplotnih izgub strokovnjak izračuna potrebno moč kotla, se odločimo za vrsto goriva, torej izberemo med poleni, sekanci in peleti. Ravnamo se po tem, kolikšen prostor za njihovo skladiščenje imamo. V naslednjem koraku – ko smo izbrali gorivo in zanj primeren kotel s primerno močjo – razmislimo še o vrsti regulacije in načinu, kako bomo gorivo dovajali v kurišče.

Moč od 5 kW navzgor

Najmanjšo moč imajo kaminske peči na pelete, ki se običajno uporabljajo za ogrevanje prostorov, v katerih so postavljene, mogoče pa jih je povezati tudi z radiatorji ali napeljati cevni razvod za vpihovanje toplega zraka v druge prostore. Pri njih je najmanjša moč 5 kW, pravi Matjaž Grmek iz Agencije za prestrukturiranje energetike. Kotle na pelete, ki jih postavimo v kotlovnico in so namenjeni za centralno ogrevanje in pripravo tople vode, pa najdemo že z močjo od 6 kW, pove Andrej Peternelj iz podjetja Eragon, kjer jih izdelujejo. Nekoliko večjo najmanjšo moč imajo kotli na sekance in polena. Podatki o tem so različni pri različnih proizvajalcih. Moč obeh vrst kotlov se začne pri približno 15 kW, večina proizvajalcev jih ponuja z močjo 20 in več kilovatov.

V nizkoenergijski hiši običajno zadostuje kotel z močjo od 5 do 10 kW, v energijsko bolj potratnih, navadnih hišah pa se uporabljajo kotli z močjo od 20 do 30 kW, pravi Črešnik. Natančno moč, ki je potrebna, je seveda treba izračunati za vsako stavbo posebej in pri tem upoštevati, da mora toploto zagotoviti tudi v najbolj mrzlih dneh, pa čeprav je teh le nekaj na leto. Sodobni kotli, predvsem to velja za kotle na pelete in sekance – pa tudi na polena, če imajo vgrajeno lambda sondo –, moč delovanja samodejno prilagajajo, odvisno od zunanjih temperatur in potreb po toploti. Kakor pravi Rifelj, lahko prvi in drugi svojo zmogljivost prilagajajo na intervalu od 30 do 100 odstotkov priključne moči, kotli na polena pa od 50 do 100 odstotkov.

Dovolj velik in suh prostor za shranjevanje goriva

Prostor za shranjevanje lesne biomase mora biti vedno suh, dobro pa je tudi, če ni predaleč od kotla (ne več kot 30 metrov), saj bo odmerjanje tako bolj preprosto, se strinjajo sogovorniki. Polena lahko shranjujemo kjer koli v suhem prostoru, saj jih je treba v kurišče nalagati ročno. Zato velja razmisliti le o tem, kako daleč jih bomo nosili, čeprav je pri sodobnih kotlih dovolj, da jih v peč naložimo enkrat na dan, poleti, ko ogrevamo le vodo v gospodinjstvu, pa zakurimo vsakih pet do šest dni, pravi Črešnik.

Zalogovnik za pelete in sekance naj bi bil bliže kotlu, da se lahko med njiju namesti tako imenovani transportni polž, pri peletih lahko tudi sesalni sistem, po katerih se gorivo samodejno dovaja v kurišče. Za sekance bomo potrebovali večji prostor kot za pelete, ki imajo višjo energijsko vrednost in je zato za enak učinek potrebna manjša količina goriva, pojasni Rifelj. Po njegovih besedah lahko v starejših hišah za skladiščenje peletov izkoristimo kar rezervoar za kurilno olje, če ga imamo. Za povprečno veliko hišo s toplotno obremenitvijo 12 kW bo približno 3,5 kubičnega metra velik prostor zadostoval za mesečno zalogo sekancev, pravi Peternelj. Za skladiščenje letne zaloge pa potrebujemo približno 20 kvadratnih metrov velik prostor, dodaja Rifelj.

Pri kotlih na pelete in sekance se lahko odločimo tudi za dodaten tedenski ali mesečni zalogovnik ob kotlu, ki ga polnimo ročno iz vreč ali posebnih košar, če gre za sekance, pravi Rifelj. Enako velja za kaminske peči na pelete, ki imajo vse vgrajene dnevne zalogovnike za gorivo. Ta možnost je cenejša, ker ne potrebujemo transportnega sistema. Vendar kot pravijo sogovorniki, nam transportni sistem zagotavlja povsem samodejno delovanje kotla, saj ni treba skrbeti, ali je gorivo v kurišču in koliko ga je. Transportni sistem je zgrajen v obliki polža, kar pomeni, da je iz zalogovnika do kotla speljan trak, po katerem se peleti in sekanci pomikajo proti kurišču. V zalogovniku se vgradi odjemalna naprava, ki zajema gorivo in ga nalaga na polža, pojasnjuje Peternelj. Pomembno je, da je v zalogovniku narejen naklon zaradi lažjega odjema goriva, še doda Črešnik. Ker so peleti zelo sipki, se lahko odločimo tudi za sesalni sistem, ki jih sesa proti kurišču in vanj. V obeh primerih se gorivo odmerja glede na potrebe, kar je za uporabnika zelo udobno.

Zelo kakovostno zgorevanje in dimnih malo plinov

Lesna biomasa v kotlih zgoreva z uplinjanjem, za kar mora biti zagotovljena ustrezna mešanica goriva in kisika, pravi Grmek. Boljše ko je mešanje goriva in zraka, hitrejše in popolnejše je zgorevanje. Zgorevanje poteka v treh fazah. V prvi se les segreva in suši, pri čemer se voda iz notranjosti goriva prenese na površino. Tu jo segrevajo plameni, dokler postopoma ne izpari, razloži sogovornik in doda, da je toplota, ki je potrebna za to, izgubljena, posledica pa je nižja temperatura v kurišču, zgorevanje je slabše, manjša je tudi moč naprave. Zato je pomembno, daj je gorivo čim bolj suho – z manj kot 20 odstotkov vlage.

V drugi fazi poteka uplinjanje in zgorevanje plinov. Temperatura mora biti dovolj visoka, da bo zgorevanje mešanice dovedenega zraka in dimnih plinov dobro, pojasnjuje Grmek. Poskrbeti je treba za zadosten dotok zraka, da lahko les čim prej zgori. V zadnji fazi zgori še lesno oglje, ki za to potrebuje temperaturo 550 stopinj Celzija. Gorenje poteka le na površini, zato je dotok zraka v tej fazi lahko manjši.

Polena in sekanci gorijo na rešetki v kurišču, peleti pa lahko v tako imenovani fluidni plasti zraka, kar pomeni, da krožijo po komori, pojasni Peternelj, ki je za ta način dobil patent. To zagotavlja zelo učinkovito zgorevanje, saj se dovedeni zrak in gorivo zelo učinkovito mešata. Če je zgorevanje kakovostno, se tvori manj ogljikovega monoksida in emisij prahu, kar pomeni tudi manj pepela, poudari Rifelj.

Prezračevanje kotlovnice je nujno

Zaradi načina zgorevanja imajo sodobni kotli ločena primarni in sekundarni zgorevalni prostor, pravi Črešnik, zato je treba poskrbeti tudi za primarni in sekundarni dotok zraka v kurišče. Dovod se lahko uredi skozi zračnik v dimniku ali z zračnikom na steni neposredno v prostor. Posebnost so manjši kotli na pelete, ki jim zrak od zunaj dovajamo neposredno skozi cev, kar je zelo primerno za zrakotesne nizkoenergijske hiše, še doda Črešnik.

V kotlovnici sta lahko narejena vstop in izstop zraka, prvi je spodaj, drugi pa pod stropom, pojasni Peternelj. Izstop zraka reguliramo z loputo, ki jo pozimi zapremo, da iz kotlovnice ne izhaja toplota, spomladi in poleti, ko ogrevamo le sanitarno vodo, pa jo odpremo, da kotlovnico hladimo, še doda. Dovod zraka mora biti ustrezno dimenzioniran. Rifelj priporoča pet kvadratnih centimetrov za vsak kilovat priključne moči naprave.

Lambda sonda in zunanje temperaturno tipalo

Celoten proces nadzoruje sodobna elektronska regulacija, katere morda najpomembnejši del je lambda sonda. Ta je vgrajena v dimniku in meri vsebnost kisika v dimnih plinih. Glede na to optimira odmerjanje goriva in delovanje ventilatorja, ki sesa zrak v kurišče in skrbi za čim bolj popolno zgorevanje, pojasni Peternelj. Če bo zaznala, da je v dimnih plinih premalo kisika, se bo povečal dotok zraka ali zmanjšala količina goriva. Za primerno temperaturo vode, ki kroži po ogrevalnem sistemu, pa skrbi regulacija, ki je povezana z zunanjim temperaturnim tipalom in sobnim termostatom. To pomeni, da se temperatura vode v sistemu prilagaja zunanjim temperaturam in nastavljenim temperaturam v prostorih. Prav tako je samodejno delovanje mešalnega ventila, ki določa količino pretoka vode po sistemu, pojasnijo sogovorniki. Regulacija omogoča, da se moč naprave prilagaja potrebam, kar velja tudi za kotle na polena, ki imajo vgrajeno lambda sondo, še pravi Rifelj in doda, da lahko najbolj izpopolnjene naprave upravljamo in nadziramo z mobilnega telefona in osebnega računalnika.

Bojler in hranilnik toplote za boljši izkoristek

Za boljši izkoristek – pri kakovostnih kotlih je ta od 90- do 94- odstoten – in manjšo rabo energije je poleg bojlerja za toplo vodo smiselno h kotlu priključiti še zalogovnik toplote. Oboje je lahko združeno v enem elementu. Sogovorniki se strinjajo, da je ta pri kotlih na polena nujen, saj omogoča, da drva naložimo le enkrat na dan, takrat proizvedena toplota pa se hrani v zalogovniku. Pri kotlih na pelete zalogovnik ni potreben, saj ti zelo dobro prilagajajo potrebno moč delovanja, podobno velja za kotle na sekance. Vendar zalogovnik zagotavlja, da se bodo naprave manjkrat prižgale in ugasnile, kar je dobro za njihovo dolgotrajno brezhibno delovanje in za manjšo rabo energije, pojasni Črešnik.

Za sanitarno toplo vodo priporočajo 60 litrov prostornine bojlerja na osebo. Prostornina hranilnika toplote je odvisna od vrste kotla in moči. Za kotle na polena priporočajo 50 do 55 litrov na kilovat priključne moči, za sekance in pelete pa 20 do 30 litrov na kilovat moči, pravi Rifelj. To pomeni, da potrebujemo v povprečni družinski hiši zalogovnik od 1000 in celo do 2000 litrov.

Pepela je komaj za vzorec

Kot smo že omenili, pri kurjenju lesne biomase nastaja pepel, ki pa ga je zaradi kakovosti zgorevanja bistveno manj, kot smo ga bili vajeni pri starejših pečeh na drva. Peternelj pove, da ga je pri peletih od odstotek do dva, pri sekancih pa dva do štiri odstotke, odvisno od njihove kakovosti. Pepel s kurišča v kotlih na polena je treba enkrat na teden očistiti ročno s posebno metlico, toplotni izmenjevalnik pa je treba očistiti dvakrat v kurilni sezoni, pravi Rifelj. Kotli na pelete in sekance imajo vgrajene sisteme za samodejno čiščenje kurišča in toplotnega izmenjevalnika. Posebni tabulatorji očistijo oboje in pepel prestavijo v posebno posodo, ki jo je treba pri nekaterih prazniti le enkrat na leto, pri nekaterih pa enkrat na mesec, odvisno od proizvajalca. Peternelj opozarja, da je v kurišču, ki ga dosežejo in čistijo tabulatorji, približno 80 odstotkov vsega pepela, kar pomeni, da se preostanek zadrži v teže dostopnih kotih, zato ga je treba na dva do tri mesece odstraniti ročno. Po njegovih izkušnjah se še vedno večina kupcev odloči za ročno čiščenje, saj je kurilna naprava zato cenejša, pepel pa je treba odstraniti le enkrat na 14 dni. Sicer pa preveč redno čiščenje tudi ni dobro, saj kot pravi Grmek, pepel hrani toploto in tako ustvari grelno površino za končno zgorevanje oglja. Poleg tega varuje rešetko kurišča pred plameni.

Vodoodporne dimniške tuljave z ustreznim presekom

Kotlu na lesno biomaso je treba prilagoditi tudi dimnik. Sogovorniki pravijo, da je dobro, če so dimniške tuljave iz nerjavne pločevine, lahko vstavimo tudi keramične vložke, oboje pa mora biti toplotno izolirano. Nujno je namreč, da je dimnik odporen na vlago, saj je kondenzacija vlage in kislin pogost pojav pri zgorevanju lesne biomase, pravi Grmek. Prilagoditi je treba še presek tuljave in višino dimnika, o čemer se moramo posvetovati s proizvajalcem naprave, še doda Peternelj. Kotli na pelete potrebujejo presek tuljave približno od 14 do 16 centimetrov, kotli na sekance pa od 16 do 25 centimetrov, pravi Rifelj in opozori, da je treba pri kotlih na polena prilagoditi tudi priključek na dimniku, saj so dimniški priključki vedno na vrhu naprave. Za kotle na polena mora biti presek tuljave približno 15 centimetrov, pravi Črešnik.

Cene so precej visoke, raba energije pa razmeroma majhna

Cene kotlov na pelete so zelo različne. Kotel na pelete z vso pripadajočo opremo razen zalogovnika za gorivo in dimnika je na voljo že za 3200 evrov, pravi Peternelj. Cene pa so tudi višje, za popolnoma avtomatizirano napravo je treba odšteti od 10.500 evrov naprej, za različico s tedenskim zalogovnikom in vso drugo opremo pa najmanj 8700 evrov, oboje brez DDV, pravi Rifelj. Še dražji so kotli na sekance. Po Rifljevih podatkih se cene začnejo pri 12.000 evrih za sisteme s tedenskim zalogovnikom in pri 16.000 evrih za popolnoma avtomatizirane (brez DDV), po Peterneljevih pa pri 15.000 evrih. Cena je odvisna od moči kotla in dodatne opreme, doda Črešnik. Poleg kotla za 8500 evrov lahko dobimo že vremensko vodeno regulacijo, zalogovnik toplote in bojler za sanitarno vodo, v ceno pa sta vključeni še dostava na dom in montaža, pojasni Črešnik.

Delo in dom, 21. oktober 2009