Kotli z visokim izkoristkom in dobrim zgorevanjem

Ogrevanje na lesno biomaso je tudi občutno cenejše kot ogrevanje z drugimi energenti, pravi Miro Sedej iz Logatca, ki se je lani jeseni odločil, da bo približno 200 kvadratnih metrov veliko hišo ogreval s peleti. Ogrevanje na polena v kombinaciji s kurilnim oljem ni bilo poceni – na leto je v povprečju pokuril dobrih 20 kubičnih metrov drv in 1200 litrov olja, kar je po njegovih besedah zneslo približno 2300 evrov. Zdaj ga ogrevanje prostorov in priprava tople sanitarne vode staneta pol manj, a znesek bi bil lahko še za približno 20 odstotkov nižji, če bi se ob menjavi energenta odločil tudi za nakup novega, sodobnejšega kotla na pelete z boljšimi izkoristki, pravi Sedej. Obdržal je namreč stari kotel na polena, ker še vedno dobro deluje, nanj pa je dal namestiti gorilnik na pelete.

Njegovo delovanje temelji na zgorevanju peletov v fluidni plasti zraka, kar z drugimi besedami pomeni, da peleti krožijo po komori. Zgorevanje je učinkovito, saj se dovedeni zrak in gorivo zelo dobro mešata. Pri kakovostnem zgorevanju nastaja manj ogljikovega dioksida, manj je emisij in s tem manj pepela. Gorilnik, ki je plod slovenskega znanja, je namenjen predvsem manjšim porabnikom toplotne energije, kot so družinske hiše, ima visoke izkoristke, emisije dimnih plinov pa ne presegajo zakonsko določene najvišje dovoljene meje. Njegovo delovanje je popolnoma avtomatsko, pravi Sedej: »Enkrat na šest do devet dni moram napolniti 180-kilogramski zalogovnik za pelete, poleti, ko ogrevamo samo sanitarno vodo, pa enkrat na 14 dni. Za vse drugo poskrbi elektronika, tudi komora gorilnika se čisti samodejno.«

Udobno ogrevanje

Potem ko nam strokovnjak na podlagi top­lotnih izgub izračuna potrebno moč kotla, izberemo obliko biomase, s katero se bomo ogrevali. Pri tem moramo upoštevati njeno dostopnost in velikost prostora, ki ga imamo na voljo za njeno skladiščenje. Če nam tega ne primanjkuje, se lahko odločimo za polena ali sekance, če ga nimamo dovolj, bodo najprimernejši peleti. Kotli na pelete imajo razmeroma majhen zalogovnik, ki zadošča za teden ali dva, pri kondenzacijskih je celo vgrajen, poleg tega lahko pelete kupujemo v manjših pakiranjih po 15 kilogramov, za shranjevanje katerih ne potrebujemo veliko prostora. (O zalogovnikih in transportnih elementih ter o primernih prostorih za skladiščenje posameznih oblik biomase bomo podrobneje pisali v prihodnji številki priloge Deloindom.)

Sedej se je odločil za pelete, saj je bilo pripravljanje drv zamudno. Petnajstkilogramske vreče shranjuje v drvarnici, na suhem, z njimi pa razen tega, da mora napolniti zalogovnik, ni nobenega dela. Kotli na pelete in sekance se namreč polnijo samodejno, v kotle na polena je treba še vedno nalagati ročno. Res pa je, da pri sodobnih različicah to naredimo le enkrat na dan, saj imajo dovolj velika in primerno oblikovana kurišča.

Samodejno in učinkovito delovanje

Najsodobnejši kotli na pelete so odlična, po udobju ogrevanja povsem primerljiva, stroškovno pa precej ugodnejša alternativa ogrevanju s fosilnimi gorivi – s kurilnim oljem ali plinom, pravi Sašo Črešnik iz podjetja Biomasa. Kotel lahko namreč s sesalnim sistemom ali dozirnim polžem povežemo z večjim zalogovnikom za pelete, od tam naprej pa za vse poskrbi avtomatika.

Kotel samodejno, glede na potrebe, dovaja pelete do kurišča, samostojno zakuri, nadzira gorenje in zgorevanje ter čisti pepel. Najsodobnejši so zaradi dvojnega dna in delovanja pri nizkih temperaturah primerni tudi za nizkoenergijske hiše, zaradi širokega razpona moči pa po Črešnikovih besedah brez težav ogrevajo tudi hiše z velikimi toplotnimi potrebami. Prednost ogrevanja s peleti je tudi ta, da je treba pri njihovi izdelavi upoštevati standarde glede vsebnosti vlage in kalorične vrednosti, poudarja Andrej Peternelj iz podjetja Eragon: »Medtem ko lahko vsebnost vlage pri polenih in sekancih niha, kar pomeni, da nikoli ne veš, kolikšna je njihova kurilna vrednost, pri peletih dejansko kupuješ kilovate.«

Kotli na pelete so na voljo tudi v kondenzacijski tehnologiji, s kondenzacijsko komoro, ki omogoča izkoriščanje tistega dela toplote, ki bi se sicer izgubil skozi dimnik. V njej dodatno ohlajamo dimne pline oziroma s kondenzacijo vodne pare v dimnih plinih prestrežemo dodatni del toplote, ki smo jo pri klasični izvedbi kotla spustili skozi dim­nik neuporabljeno, pojasni Črešnik in doda, da lahko tako dosegamo celo 104-odstotne izkoristke glede na standardno kurilno vrednost.

Zgorevanje nadzoruje regulacija

Za sodobne kotle na polena je značilna dobra regulacija, ki nadzoruje samo zgorevanje. Ventilator prisilnega vleka ustvarja v kotlu podtlak, gorenje lesa pa poteka v dveh ločenih delih – v primarnem kurišču, kjer polena naložimo, in v sekundarnem delu, v posebej razviti in s šamotom obloženi vrtinčasti komori, pojasni Sašo Črešnik. Lesni plini pri gorenju v vrtinčasti komori dosegajo zelo visoke temperature, tudi krepko čez 1000 stopinj Celzija, kar omogoča zelo visoke izkoristke. Količino kisika v dimnih plinih nadzira lambda sonda, ki je obvezna, če želimo, da kotel deluje kar najbolj učinkovito. Lambda sonda namreč meri količino kisika v dimnih plinih pri različnih vrstah lesa z različno vsebnostjo vlage in na podlagi tega določa razmerje primarnega in sekundarnega zraka, ki sta potrebna, da je zgorevanje čim bolj popolno, izkoristek pa čim večji, razloži Andrej Peternelj in doda, da moramo v uplinjevalnih kotlih kuriti zračno sušena polena, ki se dobro presušijo v dveh sezonah. Če naložimo vlažna drva, je v plinih, ki nastajajo v fazi uplinjanja lesa, vlaga, ki onemogoča kakovostno zgorevanje in poruši izkoristke kotla.

Obvezen dodatek pri sodobnih kotlih na polena je hranilnik toplote, ki v kombinaciji z vremensko vodeno regulacijo skrbi za varčno ravnanje z odvečno toploto. Čas ogrevanja brez dolaganja se je tako precej podaljšal, saj v hranilniku shranjeno toploto uporabimo za ogrevanje po koncu gorenja v kotlu. Nalaganje večkrat na dan ni več potrebno, pove Črešnik in doda, da najsodobnejši kotli na polena omogočajo tudi avtomatski vžig. Nastavimo lahko časovni zamik vžiga ali pa izberemo možnost, da polena v kotlu zagorijo šele takrat, ko se porabi shranjena toplota iz hranilnika toplote.

Sekanci primernejši za večje sisteme

Tudi za sodobne kotle na lesne sekance velja, da lahko avtomatika v celoti nadomesti delo uporabnika. Vendar sekanci navadno niso pogosta izbira za družinske hiše, saj potrebujemo za njihovo shranjevanje veliko prostora, zato jih najpogosteje uporabljajo v večjih sistemih z daljinskim ogrevanjem. Kotli na lesne sekance namreč dosegajo moči do 1 MW ali več.

Sistem z dozirnim polžem iz večjega zalogovnika za sekance samodejno dovaja kurivo do kotla, ki se tudi samodejno zakuri, nadzira zgorevanje prek lambda sonde in se samodejno čisti, našteva prednosti sodobnih kotlov na sekance Sašo Črešnik. Samočistilna zgorevalna rešetka omogoča odlično zgorevanje in dobre izkoristke, tudi če kurimo sekance slabše kakovosti. Zlasti pozimi se pogosto zgodi, da vsebujejo preveč vlage, zaradi česar izgubljajo kalorično vrednost, opozori Andrej Peternelj.

Celotno kurišče kotlov na sekance je obloženo s šamotom, kar zagotavlja enakomerno temperaturo v zgorevalnih prostorih pri različnih stopnjah vsebnosti vlage. Šamot­na obloga po Črešnikovih besedah pripomore tudi k ohranjanju temperature v kurišču, ko kotel ne deluje. Optimalno zgorevanje omogoča pametna regulacija, ki skrbi za zelo visok izkoristek in čist izpuh, s tem pa za manjšo porabo sekancev in majhne količine pepela. Nastala toplota potuje skozi samodejno čiščene toplotne izmenjevalnike, katerih naloga je kar najboljši prenos toplote. Tako imenovana protipožarna zvezda pa omogoča varnost pri dovajanju sekancev v kurišče.

Dva kotla ali ločeni kurišči?

Različni energenti zgorevajo v različnih razmerah, zato njihova kombinacija v istem kotlu ni vedno optimalna. Včasih pogosto kombinacijo kotla na polena in gorilnika za kurilno olje le še redko srečamo, saj so izkoristki slabi, poraba energentov pa velika, pravi Črešnik in doda, da sodobne rešitve pri kombinaciji teh dveh energentov zahtevajo dva kotla, enega na polena in drugega na kurilno olje. Ko govorimo o kombinaciji dveh različnih vrst lesne biomase, pa imamo lahko samo en kotel, vendar je po Čreš­nikovih besedah pogosto tudi tu problem pri samem zgorevalnem prostoru in razmerah gorenja: »Kombinacija kurjenja peletov ali sekancev in polen v istem zgorevalnem prostoru (kurišču) je torej slab kompromis, ki ne omogoča dobrih izkoristkov ter s tem udobnega in ugodnega ogrevanja.«

Ker različne oblike lesne biomase gorijo v različnih razmerah, je najboljša rešitev kotel z dvema ločenima kuriščema, ki sta prilagojeni posameznemu tipu energenta, na primer polenom in peletom. Takšen kotel ima velik nalagalni prostor za polena, zraven pa prigrajen ločen peletni del z manjšo, peletom prilagojeno zgorevalno rešetko, ki omogoča optimalno zgorevanje z visokimi izkoristki tako pri uporabi polen kot peletov. Kljub dvema ločenima kuriščema ima takšen kotel skupen izmenjevalnik toplote in skupno regulacijo, kar omogoča optimalno delovanje in samodejno prilagajanje gorenja. Uporabnik lahko torej kuri na polena, kadar je odstoten, pa avtomatika preklopi na peletni del, ki samodejno dovaja pelete v kurišče, zakuri in nato tudi čisti pepel.