Kotli na polena

Ogrevanje na biomaso je najcenejši način ogrevanja domov. Zato je razumljivo, da je glede na gozdnatost Slovenije les kot energent še zlasti na podeželju za marsikoga najprimernejša izbira goriva. Obnovljivi viri energije v Sloveniji, kot je lesna biomasa, predstavljajo ekonomični vir ogrevanja, pa njegove prijaznosti do okolja pri nas vse prevečkrat ni opaziti. Namesto sodobnih uplinjevalnih lesnih kotlov se namreč pogosto uporabljajo zastarele kombinirane peči na trdna in tekoča goriva za ogrevanje na lesno biomaso (v Sloveniji jih je še vedno več kot sto tisoč), ki ne omogočajo popolnega zgorevanja, imajo slab izkoristek in za katere je značilno bistveno več okolju škodljivih izpustov.

 

Kakovostno ogrevanje na biomaso in zgorevanje lesa v energetske namene mora izpolnjevati posebne pogoje, kar zmorejo le sodobne kurilne naprave, prilagojene naravnemu načinu uplinjanja in zgorevanja lesa. Več kot 80 odstotkov suhega lesa se namreč najprej uplini in zgori šele kot lesni plin, preostanek pa je lesno oglje.

Vsak les vsebuje določeno stopnjo vlage in pri temperaturah pod 100 °C se les bolj ali manj le suši, medtem ko se mehansko ne spreminja. Pri nadaljnjem segrevanju se začne njegov razkroj; to pomeni izločanje, in če je prisoten plamen, sprva površinsko gorenje gorljivih plinov. Tak proces poteka do vnetišča lesa, ki je okrog 270 do 300 °C. Šele pri temperaturah nad 330 °C je doseženo območje samovžiga, kar pomeni, da se bo gorenje nadaljevalo, tudi če vir gorenja odstranimo. V tem primarnem delu poteka (pirolitični) proces ob pomanjkanju zraka. Pravo in kakovostno gorenje, oksidacija, pa se začne šele pri višjih temperaturah (pri uplinjevalnih kotlih na lesno biomaso so dosežene celo temperature do 1200 °C), ko se uplini in zgori tudi lesno oglje, za kar pa je potreben dodaten zrak. Šele pri dovolj visoki temperaturi in predvsem zadostni količini zraka je zgorevanje popolno, posledice pa so odličen izkoristek, komaj omembe vreden ostanek negorljivih snovi (pepel) in minimalen izpust okolju škodljivih snovi v ozračje.

V nasprotnem primeru, pri večini zastarelih in obenem premočnih kurilnih naprav, pa predvsem zaradi zastarele tehnologije in neprimerne regulacije, ki temelji na pripiranju zraka, lesni plini ne zgorijo popolnoma, ampak se ohlajeni utekočinijo in v obliki saj in katranskih oblog nabirajo v kurišču in dimniku. Kar nekaj sestavin v nezgorelih lesnih plinih – ogljikov monoksid, ogljikovodiki, dušikovi oksidi – pa je zelo nevarnih za okolje.

Za kakovostno in okolju prijazno ogrevanje na biomaso torej moramo uporabljati sodobne kurilne naprave, v katerih ločeno poteka razpad goriva z uplinjanjem (primarni del) in zgorevanje ogljika in gorljivih plinov (sekundarni del). Poleg tega je pomembno doseganje visokih temperatur in turbulence, ki omogoča zadostno mešanje gorljivih plinov z zgorevalnim zrakom. Zato sta za kakovostno ogrevanje na biomaso nujno potrebna ventilator in regulacija, ki spremlja zgorevalne parametre in vpliva vsaj na delovanje ventilatorja. Najboljši kotli na biomaso, ki so sposobni obratovanja tudi pri delnih obremenitvah, pa s t. i. lambda sondo merijo vsebnost kisika v dimnih plinih in s tem vplivajo na stalno ohranitev optimalnih pogojev zgorevanja.

 

Ker je za pravilno ogrevanje na lesno biomaso poleg kakovostne kurilne naprave potreben še zadosten odjem toplote, saj le v tem primeru gorenje lahko poteka nemoteno, je h kotlu treba dograditi še ustrezen hranilnik toplote. Ta prevzame odvečno toploto, ki je v času, ko jo kotel proizvaja, hiša ne more porabiti. Pozneje, ko je zgorevanje končano in se pojavi potreba po toploti, pa jo hranilnik vrne v sistem, ne da bi nam bilo treba nalagati kurjavo. Prednost hranilnika je torej dvojna: omogoča kakovostno zgorevanje, hkrati pa zmanjšuje pogostost nakladanja kuriva v kurilnici. Pri ustrezno dimenzioniranem hranilniku toplote, je v času najnižjih zimskih temperatur potrebno nalagati drva enkrat do dvakrat na dan, v prehodnih obdobjih pa zadostuje celo enkrat na več dni. Pogostost nalaganja je močno pogojena tudi s toplotnimi izgubami objekta, temperaturnega režima ogrevalnega sistema, moči kotla, velikosti hranilnika ipd.

Običajne prostornine hranilnikov se gibljejo od 1000 do 2000 litrov, kar pomeni, da je treba poskrbeti za primeren prostor, v katerega je hranilnik takšne velikosti sploh mogoče namestiti, in za prehod, skozi katerega bo mogoč njegov transport – priporoča se svetla širina vrat vsaj 100 centimetrov. Za optimalno delovanje sistema je nujno, da ga dimenzionira projektant strojnih instalacij, ki mora poskrbeti za uskladitev vseh potrebnih elementov sistema s potrebami objekta.

Omenjeni hranilnik toplote je za ogrevanje na biomaso nujno potreben, če kot gorivo uporabljamo biomaso v obliki polen. Polena so namreč robustna in je zato fino odmerjanje goriva v kurišče, ki bi ustrezalo le vsakokratni sprotni potrebi po toploti, nemogoče. Če se uporablja biomasa v manjših kosih – npr. lesni sekanci ali peleti – je odmerjanje goriva avtomatsko, regulacija moči pa lažja. Hranilnik toplote je koristen tudi pri navedenih dveh oblikah goriva. Z njim lahko pokrivamo kronične obremenitve ogrevalnega sistema, kar pomaga pri optimalnejšemu delovanju kotla in pri možnosti njegovega poddimenzioniranja. V praksi to pomeni, da bomo hišo, z npr. 18 kW toplotnih izgub, brez težav ogrevali s kotlom, ki premore le 15 kW toplotne moči, celo v najhujšem mrazu. Ustrezen hranilnik toplote bo pomagal premostiti npr. jutranjo konico.

 

Preveliki kotli na biomaso so namreč dražji, večji, zahtevajo večje dimnike, večje hranilnike toplote in predvsem ne ustrezajo vse manjši porabi energije vse bolje toplotno zaščitenih stavb. Pri nestrokovni izbiri in izvedbi sistema pa tudi delujejo v območju, za katero niso bili izdelani, kar spet vodi k večjim emisijam in slabši učinkovitosti. To pa hkrati pomeni dražje ogrevanje. Kotli morajo torej biti izbrani previdno, saj bo le tako ogrevanje na biomaso lahko potekalo optimalno.

 

Ogrevanje z biomasoMnogi lastniki individualnih hiš še vedno za vsak primer v svoje kotlovnice vgrajujejo različice kombiniranih in specialnih kotlov za različne energente. Morda so v preteklosti že preživeli naftno krizo, menjavo energentov, bojijo se podražitev in težave z dobavo goriva, zato je njihova bojazen razumljiva. Jo pa običajno rešujejo neučinkovito in drago. Namesto da bi si omislili eno kakovostno rešitev z zanesljivim in lokalno dostopnim energentom kot je lesna biomasa, se pogosto odločijo za kombinacijo oljnega kotla nizkega cenovnega ranga z zastarelo tehnologijo in še bolj zastarelega kotla na trdna goriva. Posledica slabega oljnega kotla je slab izkoristek in pri že tako dragem energentu še višja cena toplote, kar neizbežno vodi do prednostne uporabe lesnega kotla, ki pa je zaradi zastarelosti in predimenzioniranosti prav tako neučinkovit in tako do uporabnika kot okolja neprijazen.

Rešitev je lahko bistveno bolj učinkovita in prav nič dražja: specialni kotel za ogrevanje na biomaso z dograjenim hranilnikom toplote in učinkovito regulacijo. Tak sistem omogoča vse že omenjene prednosti: zelo malo dela z nalaganjem, minimalne emisije okolju škodljivih snovi in količina pepela ter poceni in zanesljiv domač energent.


Ne spreglejte:

Biomasa - priročnik
Ogrevanje z lesno biomaso - priročnik