Več koristne toplote iz najsodobnejših kotlov

Kurilno olje in zemeljski plin ter lesna biomasa, ki jima sledi, so še vedno najbolj pogosto uporabljani energenti za ogrevanje stanovanjskih hiš. Predvsem kurilno olje in plin se uporabljata v obstoječih stavbah, manj pa se zanju odločajo lastniki novih hiš, ki vse pogosteje izberejo enega ali več obnovljivih virov energije. Ne glede na to, ali je hiša nova ali stara, pa bi morali za izkoriščanje obeh uporabljati čim bolj sodobno tehnologijo. Najbolj učinkovita in s tem do okolja in denarnice prijazna je kondenzacijska tehnologija delovanja kotlov, sprejemljivo pa je tudi delovanje nizkotemperaturnih naprav. Opustiti bi bilo treba visokotemperaturne oljne in plinske kotle ter stare peči na drva, ki ne dosegajo več zadostnega izkoristka, zadnje pa tudi ne zahtev o dopustni meji trdnih delcev, ki nastajajo pri gorenju lesne biomase.

Plinski in oljni kotli le podpora obnovljivim virom

Če se že odločimo za kurilno olje ali plin, moramo nujno izbrati kondenzacijski oljni kotel z visokim izkoristkom v kombinaciji z nizkotemperaturnimi ogrevali, ki med vsemi zagotavlja najmanjšo porabo energenta in najmanj emisij toplogrednih plinov. Kako pomembna je učinkovita raba energije za ogrevanje in pripravo tople sanitarne vode, se zavedajo tudi vodilni in uveljavljeni proizvajalci ogrevalne tehnike, ki so proizvodnjo visokotemperaturnih kotlov že opustili, nekateri pa tudi nizkotemperaturnih ne izdelujejo več. Razvijajo najsodobnejšo kondenzacijsko tehnologijo, ki deluje v nizkotemperaturnem režimu in ob podpori kakovostne vremensko vodene regulacije. V prihodnje lahko pričakujemo kondenzacijske kotle s še višjimi izkoristki, čistejšim zgorevanjem in zato manjšimi emisijami ogljikovega dioksida.

Druga smer razvoja so zaključeni ogrevalni sistemi, v katerih bosta oljni ali plinski kotel le podpora toplotni črpalki ali solarnemu sistemu, ki izkoriščata obnovljive vire energije, s čimer bomo sčasoma dosegli, da fosilna goriva ne bodo več glavni oziroma osnovni, temveč le še dodatni, pomožni vir energije za ogrevanje stavb. Takšni sistemi lastnikom obstoječih hiš in tudi novogradenj, v katerih ni mogoče izkoriščati zgolj obnovljivih virov energije, zagotavljajo manjšo rabo energenta in manjše stroške ogrevanja, hkrati pa pripomorejo k varstvu okolja. Kondenzacijski kotli v teh sistemih delujejo le, kadar ni dovolj sonca ali kadar padejo zimske temperature tako nizko, da bi bilo delovanje toplotne črpalke premalo učinkovito in celo nesmiselno. Sistemi delujejo samodejno, posamezne naprave oziroma viri energije se vključujejo glede na trenutno količino obnovljivega vira energije.

Latentna toplota dimnih plinov in nižja ogrevalna temperatura

Bistvo kondenzacijske tehnologije je, da so temperature dimnih plinov, ki nastajajo pri gorenju, precej nižje, da izkorišča toploto dim­nih plinov in jo pretvarja v koristno toploto za ogrevanje ter da deluje pri bistveno nižji temperaturi ogrevalnega medija, ki kroži po nizkotemperaturnih ogrevalih v prostorih. Našteto poveča izkoristek energenta oziroma kurilne naprave tudi za 30 odstotkov in več.

Višja ko je temperatura dimnih plinov, večje so toplotne izgube skozi dimnik in manjši je izkoristek kotla. Koliko toplote se izgubi skozi dimnik, jasno povedo podatki o temperaturi dimnih plinov. Pri visokotemperaturnih kotlih ta doseže od 180 do več kot 200 stopinj Celzija, pri nizkotemperaturnih je nekaj višja od temperature rosišča (47 stopinj Celzija), pri kondenzacijskih pa je nižja od nje. To pomeni, da pri starejših kotlih v zrak uide tudi do 18 odstotkov toplote. Še pomembnejša lastnost kondenzacijskega kotla je, da je toplota dimnih plinov izkoriščena, saj v kotlu in odvodu (dimnih tuljavah) zaradi temperature, nižje od rosišča, kondenzirajo. Pri tem se ustvarja latentna toplota, ki se odda v ogrevalno vodo sistema, s čimer se povečata količina proizvedene toplote v kot­lu in njegov izkoristek.

Na izkoristek naprave in njeno učinkovito delovanje vpliva tudi temperatura ogrevalnega medija. Pri visokotemperaturnih kotlih je ta bistveno višja, od približno 80 do 90 stopinj Celzija. Ogrevala so v tem primeru običajno radiatorji. Pri nizkotemperaturnem režimu delovanja bo za želeno toploto v prostoru zadostovalo, da vodo v ogrevalih, ki so navadno talno, stensko ali stropno gret­je, segrejemo na 60 do 70 stopinj Celzija. Za to je potrebne manj energije. V sodobnih, dobro toplotno izoliranih stavbah pa je celo dovolj, da vodo segrejemo le na 30 do 40 stopinj Celzija.

Tretja prednost kondenzacijske tehnologije pred visokotemperaturno je popolnejše zgorevanje, zaradi česar se sprosti manj dim­nih plinov in nesnage v obliki trdnih delcev. Vsak milimeter obloge, ki se nabere na stenah kotla, lahko zmanjša izkoristek za približno šest odstotkov. Toplota se zadrži oziroma absorbira v oblogah, namesto da bi se prenesla na vodo ogrevalnega sistema. Kakovost zgorevanja je odvisna tudi od gorilnika in ustrezne regulacije, ki uravnava delovanje sistema. Kondenzacijski kotli so opremljeni z vremensko vodeno regulacijo, ki določa moč njihovega delovanja in se pri tem odziva na zunanje temperature in potrebe po želeni toploti v prostoru. Glede na te nastavi pretok vode v sistemu, zato mešalni ventil, s katerim reguliramo pretok v visokotemperaturnih sistemih, ni več potreben.

Visoka učinkovitost kondenzacije znižuje stroške ogrevanja

Kondenzacijski kotli imajo prav tako vgrajen dvostopenjski ali modularni gorilnik, ki omogoča prilagajanje moči kotla trenutnim potrebam. Tudi pri nižji moči delovanja, ko so potrebe po toploti manjše, je zgorevanje dobro in izkoristek kotla visok. Kotel večino časa v ogrevalni sezoni ne dela s polno moč­jo, ker zunanje temperature niso tako nizke, zato je prilagajanje tem še zlasti pomembno v prehodnih obdobjih in ponoči.

Regulacija visokotemperaturnih kotlov je večinoma še vedno urejena z ročnim mešalnim ventilom in sobnim termostatom, kar pa ni nujno prilagojeno zunanjim temperaturam in dejanski potrebi po toploti v prostorih. Gorilniki teh naprav so enostopenjski, moči delovanja zato ne prilagajajo trenutnim potrebam po toploti in večinoma delujejo s preveliko močjo, kar še zmanjša njihov izkoristek.

Vse prej navedene razlike v delovanju kondenzacijskih in starejših kotlov vplivajo na izkoristek naprav in s tem količino koristne toplote, ki jo lahko dobimo iz energenta. Pri tem ločimo nazivni izkoristek, ki velja, če deluje naprava pri polni moči, izgube na kotlu, v dimniku in ceveh sistema pa niso upoštevane. Letni izkoristek upošteva prilagajanje moči delovanja in druge izgube. Tako lahko kondenzacijski kotli dosežejo nazivni izkoristek tudi do 105 odstotkov, letni pa je približno za deset odstotkov nižji. Pri visokotemperaturnih kotlih letni izkoristek običajno ne presega 70 odstotkov. Z menjavo visokotemperaturnega kotla s kondenzacijskim lahko izkoristek povečamo za 25 do 35 odstotkov, za približno toliko pa lahko zmanjšamo tudi letni strošek ogrevanja. Vendar v starejši hiši takšna menjava ni nujno najbolj učinkovita, saj na delovanje kondenzacijskega kotla precej vplivajo ogrevala. Najučinkovitejši je v kombinaciji s ploskovnim gretjem. Če so ogrevala radiatorska in ne dovolj velika, bo za učinkovitejše ogrevanje morda bolje izbrati drugo napravo in tudi energent. Kakšne so možnosti posodobitve sistemov v obstoječih hišah, bomo natančneje pisali v eni od prihodnjih številk priloge Deloindom.

Kakovostni kotli za drva in pelete delujejo samodejno in učinkovito

Če za ogrevanje uporabljamo lesno biomaso, v družinskih hišah so to najpogosteje drva in peleti, sekanci so manj primerni, potem je smiselno izbrati sodoben specialni kotel za posamezno vrsto goriva. Ti sicer ne delujejo po principu kondenzacijske tehnologije, razen nekaterih na pelete, je pa njihovo delovanje učinkovito, izkoristki visoki in zgorevanje kakovostno, tako da se sprošča minimalna količina trdnih delcev.

Drva je treba v kurišče še vedno nalagati ročno, pri peletih pa to poteka samodejno s transportnim polžem, pred katerim je najpogosteje enotedenski zalogovnik goriva, pri večjih pečeh pa je lahko ta še bistveno večji in ga polnimo le enkrat na leto. Izkoristki specialnih kotlov na polena so pri polni obremenitvi do 92-odstotni, pri peletih pa lahko dosežejo do 94 odstotkov. Zgorevanje je dobro v obojih, večinoma so opremljeni tudi z dobro regulacijo. Za kotle na polena velja, da morajo poleg enodnevnega zalogovnika, ki zadostuje za ogrevanje od 10 do 20 ur, nujno imeti tudi vmesni hranilnik presežne toplote, s katerim lahko izravnavamo spreminjajoče se obremenitve kotla. Za vsak kilovat moči potrebujemo 50 litrov prostornine hranilnika, ki omogoča delovanje kotla pri optimalni moči; s tem se izboljša letni ogrevalni izkoristek, manjše so tudi emisije škodljivih snovi v okolje. Pri kotlih na pelete hranilnik toplote ni potreben. Pri zgorevanju polen in peletov nastaja malo pepela, tudi emisije plinov v ozračje so manjše. Čiščenje pepela je pri najsodobnejših napravah samodejno, če ni, pa je potrebno približno enkrat na mesec ali še redkeje. Vžig je samodejen, z vročim zrakom.

Kotel na lesno biomaso izberemo glede na to, kateri energent je za nas najbolj dostopen in koliko razpoložljivega prostora imamo za njegovo sezonsko skladiščenje. Če ga je malo, bo najprimernejši kotel na pelete, pri katerem je zalogovnik razmeroma majhen – za povprečno družinsko hišo zadostuje približno 10 kubičnih metrov. Prednost peletov je tudi, da jih lahko sproti kupujemo v vrečah. Kondenzacijski peletni kotli pa so lahko brez zalogovnika, saj zaradi majhne porabe zadostuje zalogovnik, vgrajen v kotlu. Zato jih lahko postavimo celo v bivalni prostor.

Lambda sonda obvezna pri kotlih na drva

Pomembna razlika med kotli na polena in pelete je lambda sonda, ki je pri prvih, če želimo, da delujejo kar najbolj učinkovito, obvezna, pri drugih pa ne, saj naj bi bila vlaga v peletih znana in precej stalna. 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 učinkovito oziroma popolno in s tem izkoristek čim večji. Lambda sonda, ki je del elektronske regulacije, je vgrajena v dimni tuljavi. Glede na izmerjeno količino kisika v dimnih plinih optimira odmerjanje goriva in delovanje ventilatorja, ki sesa zrak v kurišče in skrbi za čim boljše zgorevanje. Če zazna, da je kisika premalo, poveča dotok zraka ali zmanjšala količino goriva.

Sodobni kotli imajo ločena primarni in sekundarni zgorevalni prostor, zato je treba urediti primarni in sekundarni dotok zraka v kurišče. To lahko naredimo skozi zračnik v dimniku ali z zračnikom na steni neposredno v prostor. Le pri manjših kotlih na pelete zrak od zunaj dovajamo neposredno po cevi. V kotlovnici je vstop zraka lahko urejen spodaj na steni, izstop pa tik pod stropom. Izstop lahko reguliramo z loputo, ki jo pozimi zapremo, v času, ko ogrevamo le sanitarno vodo, pa je lahko odprta. Za vsak kilovat priključne moči priporočajo pet kvadratnih centimetrov za dovod zraka.

Pri nakupu kotla na lesno biomaso lahko pri Eko skladu dobimo do 25 odstotkov vred­nosti priznanih stroškov naložbe, vendar ne več kot 2000 evrov za kotel na pelete in 1500 evrov za kotel na polena. Izkoristek naprave pri nazivni toplotni moči mora biti vsaj 90 odstotkov, emisije prašnih delcev ne smejo presegati 50 mg/m3, vrednost emisij ogljikovega monoksida pa ne 750 mg/m3. Za kotle na polena je predpisan še hranilnik toplote s prostornino vsaj 50 litrov na kilovat priključne moči.