Czym palić w kotle?

Zmiany jakie obserwujemy w gospodarce nie pozostają bez wpływu na ceny paliw do ogrzewania domów. Sytuacja z jaką mamy do czynienia od wielu lat nie ma nic wspólnego ze stabilnością, a trafny wybór paliwa do ogrzewania domu graniczy z hazardem. Brak stabilnej oferty cenowej na rynku paliw dla „Kowalskiego” skutkuje ogromnymi wahaniami w popycie na poszczególne rodzaje kotłów oraz częstymi zmianami konstrukcji samych urządzeń, których producenci starają się nadążać za zmianami na rynku oraz maksymalnie zunifikować konstrukcje swoich produktów do spalania różnych rodzajów paliw. Wśród tego paliwowego zamętu jeden element od lat pozostaje niezmienny, a mianowicie drewno opałowe, które zawsze było paliwem najtańszym i najłatwiejszym do pozyskania na terenie całego kraju. Wadą drewna jest oczywiście pracochłonność jego przygotowania oraz konieczność suszenia/sezonowania przed wykorzystaniem jako paliwa. Istnieje możliwość zakupu drewna już rozłupanego i podsuszonego jednak jest ono znacznie droższe od zakupionego wprost z nadleśnictwa w postaci pociętych pni przeznaczonych do rozłupania.

Co jakiś czas w składach opału pojawiają się nowe paliwa dając nadzieję na ogrzewanie tańsze, a jednocześnie bardziej komfortowe. Przykładem takiego paliwa są – podobnie jak kilka lat temu ekogroszek – pelety z drewna, które od wielu lat mozolnie torują sobie drogę do polskich kotłowni. Paliwo to na pewno szybciej znalazłoby większą rzeszę zwolenników gdyby nie jego cena porównywalna z ceną węgla do kotłów automatycznych przy znacznie niższej wartości opałowej czyli zawartości energii zgromadzonej w dawce paliwa. Pelety zyskują jednak na znaczeniu dzięki charakterystyce spalania, które jest czyste, stabilne i pozostawia znikomą ilość popiołu. Dzięki takim parametrom pracy kotła na pelety staje się on urządzeniem w pełni automatycznym, a komfort jego użytkowania zbliżony jest do kotła gazowego czy olejowego.

Pomijając wszelkie aspekty wahania cen paliw warto zauważyć, że nadal wiodącym typem kotłów sprzedawanych w Polsce są kotły komorowe dolnego lub górnego spalania, przystosowane do zasilania węglem niesortowanym, miałem węglowym lub drewnem. Nie trzeba dodawać, że te właśnie urządzenia charakteryzują się najniższymi parametrami sprawności i największą emisją szkodliwych związków w spalinach, co skłania coraz większą ilość samorządów lokalnych do organizacji regionalnych programów ograniczenia niskiej emisji w postaci dopłat do modyfikacji kotłowni z kotłami komorowymi na kotłownię z kotłem ekologicznym. Programy te charakterystyczne kiedyś wyłącznie dla Śląska są obecnie coraz częściej wprowadzane w pozostałych regionach Polski z pożytkiem dla środowiska naturalnego, czystości otoczenia oraz dla zdrowia mieszkających w nim ludzi.

Charakterystyka kotłów na paliwa stałe

A – Kotły komorowe

Są to najprostsze konstrukcyjnie urządzenia, których idea wywodzi się wprost z palenisk pieców stosowanych do ogrzewania domów przed erą centralnego ogrzewania. Konstrukcja składa się zazwyczaj z rusztu, na którym spalane jest paliwo (węgiel lub drewno) dostarczane do kotła ręcznie. Ruszt może być suchy, chłodzony wodą dla podwyższenia odbioru energii z paliwa oraz coraz częściej wyposażony w mechaniczne czyszczenie rusztu dźwignią na zewnątrz kotła, co w wielu przypadkach eliminuje konieczność stosowania pogrzebacza. Gorące spaliny emitowane z paleniska przechodzą do kanałów spalinowych chłodzonych wodą, gdzie zachodzi wymiana temperatury pomiędzy spalinami a wodą (lub innym czynnikiem grzewczym) krążącą w instalacji. Kanały spalinowe mogą mieć wiele postaci, producenci kotłów optymalizują ich konstrukcję tak, aby przy jak największym odbiorze ciepła nie wymagały jednakowo zbyt dużego ciągu kominowego, ponieważ kotły komorowe są zazwyczaj zasilane powietrzem pod wpływem naturalnego ciągu. Najczęściej spotykanym rozwiązaniem jest stosowanie pionowych kanałów nawrotnych umiejscowionych za komorą spalania. Ich czyszczenie jest możliwe jedynie od góry kotła poprzez specjalny otwór rewizyjny, a materiał usuwany z kanałów spada do tacki w dolnej części kotła, którą trzeba okresowo opróżniać. Taka konstrukcja wymaga pozostawienia z jednego boku kotła przestrzeni do wyjmowania tacki oraz przestrzeni nad kotłem dla wprowadzenia wycioru do kanałów spalinowych kotła. Zaletą tego typu rozwiązania jest minimalizacja gabarytów urządzenia oraz wysoka sprawność, która jednak może okazać się szkodliwa, jeżeli nie zostanie zapewniony dozór nad temperaturą powrotu do kotła. Zbyt zimna woda, wracająca do kotła prowadzi bowiem do wykraplania na ściankach wymiennika ciepła żrącej wilgoci ze spalin, które w obszarze najniższej temperatury spalin, czyli przy wylocie do komina, prowadzi do korozji wymiennika ciepła. Innym rozwiązaniem jest wymiennik w postaci poziomych kanałów okrągłych lub prostokątnych nad komorą spalania, które są otoczone wodą, a przez które spaliny przepływają do komina. Kanały te zwane płomieniówkami zapewniają bardzo efektywną wymianę ciepła umożliwiając jednocześnie wygodne czyszczenie kotła przez otwór rewizyjny w przedniej części kotła. Wadą takiego rozwiązania jest zwiększenie wysokości kotła wskutek montażu kanałów spalinowych nad komorą spalania. W niektórych konstrukcjach spotykane jest również rozwiązanie wymiany ciepła przez tzw. opłonki czyli kanały, w których płynie czynnik grzewczy, a które omywane są gorącymi spalinami. Kotły tego typu nie wymagają dużego ciągu kominowego jednak samo czyszczenie opłonek jest nieco utrudnione i wymaga dostępu przez specjalne otwory rewizyjne w obudowie kotła.
Wśród kotłów komorowych najczęściej spotykane są konstrukcje z tzw. górnym spalaniem czyli spalaniem przebiegającym analogicznie do spalania w kominku. Są to urządzenia łatwiejsze w eksploatacji jednak charakteryzują się niższą sprawnością i krótszą stałopalnością. Z kolei kotły dolnego spalania, w których paliwo wypalane jest niejako w górę od rusztu są urządzeniami o wyższej sprawności i stałopalności jednak wymagają znacznie większej dbałości o czystość kanałów spalinowych oraz stosowania paliwa dobrej jakości.

B- kotły z wentylatorem

Generalnie rzecz ujmując każdy z powyżej opisanych kotłów komorowych może występować w wersji z wentylatorem nadmuchu powietrza do spalania. Celem zastosowania takiego nadmuchu jest poprawa parametrów spalania oraz emisji spalin. Szczególnie widoczne efekty redukcji emisji szkodliwych związków w spalinach uzyskuje się po zastosowaniu rozdziału nadmuchiwanego powietrza na pierwotne, dostarczane wprost do paleniska oraz na wtórne, dostarczane do strefy dopalania lotnych cząstek w spalinach. Czyste spaliny to nie tylko ekologia, to również wygoda dla użytkownika ponieważ kotły z niską emisją pyłów i lotnych cząstek w spalinach nie wymagają tak częstego czyszczenia jak ich odpowiedniki pozbawione nadmuchu powietrza wtórnego. Należy pamiętać, że nadmuch powietrza do kotła nie jest rozwiązaniem w przypadku słabego ciągu kominowego i zamiast teoretycznie poprawiać usuwanie spalin z kotła powoduje ich wypychanie wszelkimi dostępnymi szczelinami do pomieszczenia kotłowni. Nie jest zalecane stosowanie nadmuchu do kotłów komorowych zasilanych drewnem i węglem sortymentu orzech czy groszek. Z kolei spalanie paliw typy miał i flot węglowy bez nadmuchu jest zwykle bardzo uciążliwe. W kotłach dolnego spalania nadmuch sprawdza się jako sposób regulacji intensywności spalania i w niektórych konstrukcjach zapewnia stałopalność nawet do 24 godzin po jednym zasileniu komory spalania kotła.