2022-09-30 11:14:18 
Wracamy do paliw stałych
Wygodne i ekologiczne wykorzystanie paliw gazowych czy płynnych w instalacjach grzewczych może zostać ograniczone przez ich wysokie ceny czy nawet utrudnioną dostępność.
Choć problem ten dotyczy również tradycyjnego paliwa węglowego, to przy doborze odpowiednich rodzajów kotłów będziemy mogli wykorzystać zamiennie również inne łatwiej dostępne paliwa - głównie drewno i produkty drewnopochodne.
Za takim rozwiązaniem - przy ograniczonym lub drogim dostępie do innych źródeł ciepła - przemawia też możliwość stosunkowo prostego przystosowania starej instalacji do takiego ogrzewania.
Rodzaje kotłów na paliwo stałe
Produkowane obecnie kotły na paliwa stałe powinny spełniać określone wymagania odnośnie efektywności pozyskiwania energii jak oraz ochrony środowiska i muszą być zaliczane do „klasy 5” w tym zakresie.
Ze względu na przebieg procesu spalania oraz konstrukcję, kotły te występują w wariantach jako zasypowe, z podajnikiem oraz gazyfikujące drewno.
Kotły zasypowe
Produkowane są głównie w wersji ze spalaniem dolnym, a wielkość i konstrukcja komory zasypowej umożliwia niekiedy spalanie oprócz węgla również brykietów, miału węglowego czy drewna.
Proces palenia przebiega w ten sposób, że pali się jedynie paliwo w dolnej części komory, a w miarę jego wypalania przemieszczają się kolejne warstwy paliwa do strefy spalania.
Stosunkowo niewielka masa spalanego jednocześnie paliwa pozwala na dokładniejszą regulację mocy grzewczej poprzez zmianę intensywności nadmuchu powietrza tłoczonego przez wentylator.
Mogą być wyposażone w sterowniki elektroniczne regulujące obroty wentylatora zależnie od nastawionej temperatury w obiegu grzewczym.
Kotły z podajnikiem
Ten rodzaj kotłów w znacznym stopniu ogranicza obsługę systemu ogrzewania, ale wymaga używania określonego rodzaju paliwa.
Standardowo jest to tzw. ekogroszek (węgiel o określonej kalibracji), a przy odpowiednim wyposażeniu - również pellet czy ziarna zbóż.
Paliwo zgromadzone w zasobniku transportowane jest do paleniska za pośrednictwem podajnika ślimakowego lub tłokowego.
Funkcję paleniska pełni palnik retortowy lub rynnowy, do którego dopływa sterowany strumień powietrza. Ilością podawanego paliwa oraz nadmuchem powietrza steruje elektroniczny układ mikroprocesorowy połączony m. in. z czujnikami temperatury wody zasilającej i powrotnej.
Ze względu na małą masę jednocześnie spalanego paliwa kocioł dość szybko reaguje na zmiany potrzebnej mocy grzewczej.
Kotły zgazyfikujące drewno
To specyficzny rodzaj kotłów przystosowanych do spalania wyłącznie szczap lub brykietów drzewnych. Proces spalania przebiega w nich dwuetapowo - najpierw następuje tzw. sucha destylacja drewna, w wyniku której uzyskuje się węgiel drzewny i gaz.
Gaz drzewny przechodzi do komory dopalania, a węgiel drzewny spala się w komorze załadunkowej. Regulacja intensywności dopływu powietrza pozwala na skuteczne sterowanie procesem palenia.
Kocioł taki wymaga dość częstego uzupełniania paliwa, a regulacja jego mocy jest ograniczona ze względu na konieczność utrzymywania wysokiej temperatury w komorze umożliwiającej odgazowanie drewna.
Kłopotliwe jest też rozpalanie kotła, gdyż do czasu osiągnięcia koniecznej temperatury pracuje on najczęściej jak zwykły kocioł z bezpośrednim odprowadzeniem spalin.
Kotły tego typu powinny współpracować ze zbiornikami akumulacyjnymi dzięki czemu ograniczone będą czynności obsługowe i zapewnione korzystne warunki pracy kotła.
Do opalania można wykorzystywać jedynie suche drewno o wilgotności poniżej 20%. Zawilgocone może uniemożliwić proces suchej destylacji i znacząco wpływa na obniżenie sprawności kotła.
Dostosowanie instalacji grzejnej do nowego kotła
Z wymianą dotychczasowego kotła na paliwo stale na nowy - również przystosowany do takiego rodzaju opału - wiąże się konieczność dostosowania instalacji do nowych warunków funkcjonowania, bo nie zawsze możliwa będzie prosta zamiana starego kotła węglowego.
W praktyce łatwą wymianę kotłów możną przeprowadzić jedynie wtedy, gdy montujemy nowy kocioł o podobnej konstrukcji, systemie spalania, regulacji mocy.
W takich przypadkach nie są z reguły potrzebne przeróbki instalacji jeśli poprzednio pracowała ona prawidłowo.
Jeśli zdecydujemy się na zamontowanie nowoczesnego kotła z nadzorowaną intensywnością spalania, wyposażonego w automatykę sterującą, to konieczne będą również zmiany w układzie grzewczym umożliwiające prawidłową i efektywną jego pracę.
Wymogi te powinniśmy uwzględnić także wtedy, gdy decydujemy się na kompleksową modernizację instalacji c.o. obejmującą np. nowy system orurowania i z nowymi grzejnikami.
Zakres podstawowych zmian w instalacji uzależniony będzie istniejącego typu obiegu grzewczych i wymagań odnośnie przystosowania do różnych rodzajów kotłów.
Obieg grawitacyjny, otwarty
Obieg grawitacyjny, otwarty - z tym systemem mogą współpracować jedynie najprostsze kotły węglowe, o dużych średnicach przyłączy wodnych, z ręcznym załadunkiem paliwa i ograniczoną automatyką sterowania. Instalacja taka ma dużą bezwładność cieplną, a kocioł pracuje w systemie cyklicznym (2-3 krotne uzupełnienie paliwa w ciągu doby).
Przystosowanie takiej instalacji do współpracy z nowoczesnym kotłem o spalaniu ciągłym wymaga w zasadzie wymiany całej instalacji lub podłączenia jej do takiego kotła za pośrednictwem wymiennika buforowego i pompy.
W obiegu grzejnikowym należy również zamontować pompę cyrkulacyjną wymuszającą dostateczny przepływ wody również przy niskich temperaturach w obiegu grzewczym.
Obieg pompowy, otwarty
Obieg pompowy, otwarty - może bezpośrednio współpracować z kotłami o niezbyt rozbudowanym systemie regulacji temperatury zasilania.
W układzie musi znajdować się skuteczne zabezpieczenie przed przegrzaniem, gdyż w przypadku awarii zasilania elektrycznego lub uszkodzenia pompy, może nastąpić niebezpieczny wzrost temperatury wody w kotle.
Na takie zagrożenia narażone są szczególnie obiegi zmontowane z rur o niewielkiej średnicy, gdyż w takich przypadkach niewystarczająca będzie samoczynna cyrkulacja grawitacyjna pozwalająca na dostateczne odprowadzenie ciepłą z kotła w razie zatrzymania się pompy.
W obiegu bezpośrednim nie można też montować zaworów termostatycznych, gdyż mogą spowodować przegrzanie kotła.
Do takiego obiegu nie powinny być podłączane bezpośrednio kotły z rozbudowana automatyką sterującą, która współpracuje np. z termostatem pokojowym.
Automatyka pozwala bowiem na utrzymywanie stosunkowo niskiej temperatury wody grzewczej, co niekorzystnie wpływa nie tylko na efektywność pracy kotła, ale również prowadzi do zawilgocenia komina.
Przy niskich temperaturach na wymienniku kotła łatwo osadzają się sadze doprowadzając od zmniejszenia efektywności przejmowania ciepła a więc i sprawności kotła.
Przy pracy w obiegu otwartym powinny być instalowane wyłącznie grzejniki o dużej odporności korozyjnej - przede wszystkim żeliwne lub aluminiowe.
Obieg, pompowy, zamknięty
Obieg, pompowy, zamknięty - obiegi takie montowane są przede wszystkim w modernizowanych instalacjach grzewczych i ich przyłączenie do kotła na paliwo stałe wymaga zmontowania płytowego wymiennika ciepła tworzącego dwa obiegi - grzejnikowy i kotłowy.
Układ taki jest obecnie standardem i pozwala na efektywną prace kotłów węglowych sterowanych elektronicznie wyposażonych np. w palnik retortowy i podajnik paliwa.
Obieg kotłowy montowany jest jako pompowy i otwarty w celu zabezpieczenia przed nadmiernym wzrostem ciśnienia w razie przegrzania.
Obieg kotłowy wody zamyka się w układzie - kocioł, pompa, wymiennik płytowy, otwarte naczynie wzbiorcze - a moc przekazywana do instalacji zależy od wydajności grzewczej kotła stosownie od aktualnych potrzeb. Niekiedy wstawiany jest również zbiornik buforowy i zasilanie do zasobnika c.w.u.
Temperatura w tym obiegu - zależnie od zaleceń producenta - nie powinna być niższa niż 65-70°C, niezależnie od bieżącego zapotrzebowania na ciepło.
Natomiast ilość energii przekazywanej do instalacji regulowana jest przepływem wody w obiegu kotłowym dzięki trójdrożnemu zaworowi termostatycznemu.
Oczywiście przy mniejszym zapotrzebowaniu na ciepło spalane jest również mniej paliwa - palnik retortowy pozwala na regulacje mocy grzewczej w dość dużym zakresie i dostosowanie jej do aktualnych potrzeb.
Dzięki oddzieleniu obiegu kotłowego od grzejnikowego, ten drugi może pracować w systemie zamkniętym z przeponowym naczyniem wzbiorczym, a temperatura w obiegu grzejnikowym będzie znacznie niższa niż na kotle.
Autor: Cezary Jankowski
Opracowanie: Aleksander Rembisz
Zdjęcia: Heiztechnik, ZMK SAS, FERRO, Galmet, Metal-Fach, Defro, budujemydom.pl
Komentarze