Moderný spôsob vykurovania drevom

Medzi prednosti drevosplynovacích kotlov oproti klasickým kotlom na tuhé palivo patrí aj ich nižší negatívny vplyv na životné prostredie v podobe emisií CO₂, či podstatne nižšia tvorba tuhých nespálených častíc – popola, z čoho vyplývajú nižšie nároky na údržbu a čistenie.

Analýza pyrolýzy

Splynovanie, inak povedané pyrolýza, je proces, pri ktorom sa drevo spaľuje účinnejšie než v klasickom kotle. V pyrolytickom kotle prebiehajú v podstate tri procesy: vysušenie a ohrev drevnej hmoty v násypke, spojený s uvoľňovaním plynných zložiek, spaľovanie pevnej zložky (drevného uhlia) a horenie plynu. Každá z týchto fáz vyžaduje iné podmienky (teplotu aj okysličenie), preto je ich správne rozdelenie v spaľovacom priestore kotla základom úspechu.

169552

Priložené drevo sa pri teplote pod 200 °C vysuší. Bližšie k dýze pri teplote 200 až 700 °C a s obmedzeným prístupom vzduchu dochádza k rozkladu dreva, uvoľňuje sa drevoplyn a vzniká drevné uhlie. Drevoplyn sa vháňa do spaľovacej komory, kde za prístupu dostatočného množstva vzduchu horí a uvoľňuje teplo. Drevné uhlie sa spaľuje na rošte s dostatočným prístupom vzduchu: reaguje so vzduchom, pričom sa vytvára horľavý plyn, ktorý sa následne spaľuje. Nespáliteľné zvyšky sú strhávané do popolníka.
Výhodou je, že každá fáza spaľovania má vytvorené optimálne podmienky – regulované množstvo vzduchu a vhodnú teplotu. (Attack)

Pri klasickom spaľovaní je pre niektorý proces vzduchu málo, pre iný priveľa, pre jeden je teplota dostačujúca, pre iný nie – výsledkom je nedokonalé spaľovanie so slabou účinnosťou, mnoho horľavých zložiek vychádza bez úžitku komínom a podieľajú sa na tvorbe dechtu. Vnútorný priestor splynovacieho kotla sa skladá z dvoch nad sebou položených komôr: hornej – plniacej, a spodnej – spaľovacej.

Komory oddeľuje žiaruvzdorná dýza. V hornej komore sa palivo vysúša, ohrieva a splynuje (uvoľňujú sa z neho plynné horľavé zložky, ako pevná zložka ostáva drevné uhlie, teda takmer čistý uhlík). Drevný plyn prechádza do spodnej, spaľovacej komory, kde sa zmieša do sekundárnym vzduchom (najlepšie predhriatym) a horí za optimálnych podmienok (pri vysokej teplote a s dostatočným prísunom kyslíka). Spaliny sa do komína odvádzajú cez výmenník, v ktorom odovzdajú teplo vykurovacej vode. Nespálený odpad sa vyberá zo spodnej časti spaľovacej komory. Účinnosť týchto zariadení je vysoká a dosahuje 80 až 90 %. Dokonalejším spálením drevnej hmoty tak klesá spotreba paliva na dosiahnutie rovnakého tepelného výkonu, a zároveň sa znižuje sa aj tvorba popola.

169551

Kotol na splynovanie ATMOS kombi je ekologický kotol pre rodinné domy na hnedé uhlie a drevo (na obr. typ C20S s výkonom 25 kW). Ak nemáte drevo, kúrite uhlím, ak nemáte uhlie, kúrite drevom, alebo kombinujete. Kotol umožňuje spaľovať najlacnejšie palivá, možnosť použiť uhlie aj drevo znamená menšiu závislosť na monopole. Pri účinnom spaľovaní uhlia v splynovacom kotle sa okolie nezamoruje splodinami. Plynulá regulácia v celom rozsahu výkonu, s účinnosťou 83 až 87 % podľa typu, rieši problém zlého spaľovania pri zníženom výkone, pri ktorom unikalo do ovzdušia množstvo splodín. Za nový pohľad na spaľovanie hnedého uhlia v kombinácii s drevom mu udelili cenu Grand Prix na výstave Pragotherm a Zlatú medailu na Medzinárodnom stavebnom veľtrhu Brno, za nízke emisné hodnoty znečistenia dostal známku EKOLOGICKY ŠETRNÝ VÝROBOK.
Odporúčaným palivom je hnedé uhlie orech 1 a suché polenové drevo. Palivo s menšou zrnitosťou sa môže pridávať iba na rozžeravenú vrstvu a v malom množstve. Prikladá sa 2- až 5-krát denne podľa paliva, popol stačí vyberať raz za 1 až 7 dní (podľa paliva).

Čo priložíte?

Prvou zásadou je prikladať vždy len to, na čo je kotol určený – v niektorých sa dá splynovať len kusové štiepané drevo (prípadne brikety) určenej veľkosti s minimálnym podielom drobného drevného odpadu, v iných môžete striedať či kombinovať napríklad drevo s uhlím. Vo väčšine splynovacích kotlov sa spaľuje suchá drevná hmota od polien až po piliny; štiepky, odrezky, hobliny a piliny sa však musia spaľovať spolu s polenami v stanovenom pomere.

Kusové drevo Najmä v podhorských oblastiach je popri plyne asi najdostupnejším palivom. Výhodou je priaznivá cena, nevýhodou je, že kotly na kusové drevo sa prakticky nedajú automatizovať. Vyžadujú si ručné prikladanie a čistenie. Energetická štiepka je dnes asi najlacnejším palivom. Kotly na štiepku sa dajú plne automatizovať, takže komfort prevádzky je porovnateľný s plynovými kotlami, a štiepka nemá zvláštne nároky na skladovanie – stačí otvorený prístrešok. Jej použitie v účinných splynovacích kotloch je však obmedzené. Drevné brikety sa vyrábajú z drevného odpadu vysokotlakovým lisovaním bez chemických spojív. Vznikne tak suché palivo s relatívne vysokou výhrevnosťou. Ich kvalita však môže byť rôzna – kvalitné drevné brikety sa pri spaľovaní v priestore na prikladanie nesmú rozpadávať na piliny. Brikety, ktoré sa rozpadávajú, možno spaľovať len v kombinácii s kusovým drevom alebo s hnedým uhlím, nikdy nie samostatne. Zapchávajú hubicu na splynovanie alebo rošt. Menšie brikety sa dajú dopravovať závitovkovými dopravníkmi a sú použiteľné aj v automatických systémoch, väčšie sú vhodné len do systémov s ručným prikladaním. Drevné pelety sú určené pre automatické kotly a ich použitie v splynovacích kotloch je obmedzené. Vyrábajú sa podobne ako drevné brikety – lisovaním z odpadového dreva, a majú aj podobné vlastnosti. Jediný podstatný rozdiel je vo veľkosti. Za kvalitné sa považujú biele pelety z mäkkého dreva bez kôry.

Maximálne rozmery paliva vyplývajú z veľkosti spaľovacej komory, rozmery a druh dreva pritom môžu zásadne ovplyvniť výkon kotla aj dĺžku horenia – väčšia plocha povrchu dreva totiž znamená väčšie množstvo uvoľneného plynu, tvrdé drevo sa splynuje pomalšie, takže horí dlhšie, mäkké zas kratšie. Druhou dôležitou zásadou je prikladať vždy len suché palivo – odporúča sa vlhkosť 12 až 20 %. Vlhkosť totiž ovplyvňuje nielen účinnosť spaľovania, ale aj životnosť kotla.

Výhrevnosť dreva výrazne klesá s obsahom vody: napríklad drevo s 12 až 20 % vlhkosťou má výhrevnosť asi 4 až 4,5 kWh/1 kg (podľa druhu dreva), drevo s 50 % vlhkosťou má výhrevnosť len asi 2 kWh/1 kg. Výkon kotla teda pri rovnakom množstve paliva poklesne asi na 50 %. Navyše sa pri sušení dreva uvoľňuje vodná para a niektoré plyny – pri ich kondenzácii vznikajú dechty a kyseliny, ktoré rozleptávajú steny kotla. Takže čím viac vlhkosti, tým horšie. Čerstvé drevo zle horí, málo hreje a silno dymí. Znamená vyššiu spotrebu dreva a podstatne skracuje životnosť kotla a komína (spaľovanie mokrého dreva môže skrátiť životnosť kotla až o polovicu).

169550

Kotol HERZ Firematic 20/35 je moderným plnoautomatickým zariadením na spaľovanie drevnej štiepky. Spaľovacie zariadenie sa dodáva vrátane systému dopravy paliva zo skladu. Jeho  výhodou je automatická prevádzka – výkon sa prispôsobuje potrebe tepla, automatické zapaľovanie, automatické vynášanie popola a popolčeka, automatické čistenie roštu a výmenníka  –  čo znamená vysoký komfort obsluhy. Optimálne spaľovanie riadi Lambda sonda. Spalinový ventilátor má elektronicky regulované otáčky. Ekvitermická regulácia umožňuje ekologické a energeticky úsporné vykurovanie.
Na splynovanie dreva sú určené kotly HERZ Minifire na spaľovanie kusového dreva, príp. drevnej štiepky, drevných brikiet a hoblín, so zabudovaným odsávacím ventilátorom. Kotly Minifire vykurujú ekologicky a úsporne, s vysokým stupňom účinnosti, emisné limity sú dodržané aj pri prevádzke s čiastočným zaťažením.

Chce to priestor

Kotol na drevoplyn môže byť umiestnený len mimo obytných priestorov, v miestnosti na to určenej – teda v suchej a dobre vetranej kotolni, do ktorej je zaistený dostatočný prívod vzduchu na spaľovanie. Okolo kotla musí byť dostatočný voľný priestor na manipuláciu a prípadný servis, dôležité je tiež dodržať bezpečnú vzdialenosť kotla a dymovodu od horľavých materiálov. Kotol musí byť pripojený na samostatný komínový prieduch – komín musí mať predpísaný ťah (podľa typu kotla), musí byť z materiálu odolného proti pôsobeniu kyselín a tepelne izolovaný (viacvrstvový – aby v komíne nekondenzovala vodná para a decht).

Komín so správnym ťahom je základným predpokladom správneho fungovania kotla, pretože ovplyvňuje jeho výkon aj účinnosť. (Inštalácia kotla na nevyhovujúci komín patrí k najčastejším chybám.) S dostatočným priestorom musíte počítať aj na uskladnenie paliva – asi 20 až 25 m3 na vykurovaciu sezónu. A pretože pri splynovacích kotloch je základom úspechu suché drevo – najlepšie asi dva roky odležané, je potrebné uskladniť zásobu na dve zimy.

Oštara? Chce to čas

Cenu dreva a plynu iste nemožno porovnávať, cena však nie je všetko. S používaním lacnejšieho paliva sú, ako je známe, spojené aj isté povinnosti – reč je o prikladaní a odstraňovaní popola. V kotloch na drevoplyn, v ktorých sa kúri najmä kusovým drevom, je automatizácia takmer nemožná. Prikladať teda treba ručne – podľa potreby približne každých 3 až 8 hodín (minimálne dvakrát denne). Záleží na tom, aké drevo prikladáte a koľko tepla je práve v dome potrebné. Čas si vyžaduje aj príprava dreva.

Koľko a za koľko Vo väčšine splynovacích kotlov sa spaľuje najmä kusové drevo alebo brikety. Kusové drevo je najlacnejším variantom (oproti zemnému plynu je asi štvornásobne lacnejšie). Na vykúrenie štandardného rodinného domu na severnom Slovensku (vybaveného drevosplynovacím kotlom s výkonom 25 kW) sa za jednu vykurovaciu sezónu spáli približne 20 m3 dreva. Cena mäkkého kusového dreva je okolo 400 až 500 Sk za m3. Ekvivalentom je asi 7 ton kvalitných drevných brikiet (cena asi 3 000 Sk za tonu).

Do kotlov, ktoré majú väčšie ohnisko, sa prikladajú väčšie polená, čo znamená menej štiepania. Veľké kusy dreva navyše pomalšie horia, takže treba menej prikladať. Do klasických kotlov s krátkym ohniskom treba drevo rozrezať a naštiepať na malé kusy, čo si vyžaduje čas aj námahu. Navyše takéto drobné palivo rýchlejšie zhorí. Ďalšou pravidelnou povinnosťou je odstraňovanie tuhých zvyškov spaľovania, teda popola. Pri pyrolýznom spaľovaní sa vytvára popola menej a je jemnejší než pri kúrení klasickým spôsobom – v praxi to znamená, že splynovacie kotly nie je potrebné tak často čistiť. Stačí asi raz za týždeň (podľa kvality dreva a intenzity kúrenia), ale určite pravidelne.

Popolček sa z veľkej časti usádza na keramických tvarovkách v spaľovacom priestore a pri väčšom množstve popola v spaľovacom priestore nie je miesto na horenie a kotol sa môže prehriať a poškodiť. Minimálne raz za rok treba pri pyrolytickom kotle vyčistiť aj obežné koleso ventilátora a časť odťahu spalín, pravidelná ročná údržba sa však odporúča pri všetkých typoch kotlov.

(pokračovanie)


Článok bol uverejnený v časopise Môj dom 09/2008.