Kotły na drewno.

Ostatni wiek był wiekiem węgla oraz ogólnie paliw kopalnych. Dynamicznie rozwijająca się gospodarka wymusza coraz większe wydobycie i, mimo ogólnoświatowego programu ograniczania wydobycia węgla, to ostatnie ciągle rośnie. Jedną stroną medalu jest tu kwestia kończących się zasobów naturalnych paliw kopalnych, natomiast drugą, i to bardzo istotną, jest produkcja CO₂. Wszystkie paliwa kopalne w procesie spalania wydzielają bardzo duże ilości dwutlenku węgla do atmosfery. Ciągła walka o ograniczenie tej emisji jak na razie nie przynosi większych efektów i w dalszym ciągu bilans dwutlenku węgla w atmosferze zmienia się na niekorzyść. W związku z tym poszukuje się coraz to nowszych, czystych sposobów pozyskiwania energii dla potrzeb ludzkości. Odnawialne źródła energii to takie jej źródła, które są w stanie odbudować się we względnie krótkim okresie czasu- np. w czasie życia jednego pokolenia. W porównaniu do milionów lat potrzebnych dla wytworzenia węgla okres nawet kilkudziesięciu lat okazuje się być chwilą z punktu widzenia planety. Oczywiście z energią odnawialną w pierwszej kolejności skojarzymy energię słoneczną- i słusznie. Jest to bardzo naturalne skojarzenie, bo jest to energia która jest dostępna ciągle i bezpłatnie.

Energię słoneczną mogą wykorzystywać takie urządzenia jak:

• kolektory słoneczne do podgrzewu ciepłej wody użytkowej
• ogniwa fotowoltaiczne do produkcji energii elektrycznej
• pompy ciepła powietrze-woda wykorzystujące ciepło powietrza ogrzanego przez Słońce
• gruntowe pompy ciepła solanka-woda wykorzystujące ciepło gruntu ogrzanego przez Słońce

Wszystkie te urządzenia klasyfikowane są jako urządzenia wykorzystujące Odnawialne Źródła Energii (OZE) czy też z jęz. angielskiego Renewable Energy Sources (RES). Do tej ogólnej klasyfikacji wpisują się także wysokosprawne kotły na drewno. Zgodnie z definicją odnawialnych źródeł energii drewno jest jednym z takich źródeł. Czas wyrośnięcia drzewa dla niektórych gatunków to może być nawet tylko kilka lat, więc jest to źródło energii warte rozpatrzenia przede wszystkim pod względem ekologicznym ale i ekonomicznym. Warunkiem przyporządkowania kotła do OZE jest wysoka sprawność urządzenia i taki warunek spełniają kotły zgazowujące drewno oraz wysokosprawne kotły do spalania drewna i zrębków. Bardzo istotnym aspektem spalania drewna jest to, że taki proces nie zaburza bilansu CO₂ w atmosferze, więc nie wywołuje takich szkód jakie robią paliwa kopalne.

Kocioł zgazowujący drewno, czyli tzw. kocioł na holzgas, jest jednym z najbardziej wydajnych urządzeń do spalania szczap drewnianych dostępnym na rynku. Zgazowywanie drewna jest procesem znanym od bardzo dawna, swego czasu gaz drzewny był nawet wykorzystywany do napędzania samochodów. Proces zgazowywania polega na tym, że drewno w komorze zgazowującej jest rozpalane, a następnie pozbawiane tlenu koniecznego do spalania. Drewno w warunkach beztlenowych podlega tzw. pirolizie czyli beztlenowemu rozkładowi termicznemu. Piroliza jest nazywana także karbonizacją, ponieważ w trakcie tego procesu drewno pozostające jeszcze w postaci stałej zamienia się w gaz drzewny. Drewno w efekcie karbonizacji rozkłada się na podstawowe składniki chemiczne, które podlegają dalszym procesom.

Skład chemiczny drewna:  węgiel (C) - 44 - 52%, tlen (O) 0 35 - 44%, wodór (H) - 5 - 6,5%, para wodna - 15 - 60%, azot (N) - 0,2 - 0,5%, siarka (S) - 0,1%, popiół (Ca, K, Mg) - 0,5%

Najistotniejsze dla celów grzewczych są tutaj wodór, tlen i węgiel. Ich łączenia zmieniają się, tworząc nowe związki takie jak tlenek węgla niepalny i palny. W trakcie żarzenia węgla drzewnego powstaje palny tlenek węgla (2CO) oraz powstały wcześniej niepalny tlenek węgla (CO)  redukuje się do palnego tlenku węgla. Gaz drzewny za pomocą wentylatora nawiewnego lub wyciągowego na kanale spalinowym jest zasysany przez niewielką szczelinę do właściwej komory spalania. Tam jest wdmuchiwane powietrze z koniecznym do spalania tlenem. Po dostarczeniu tlenu palny tlenek węgla tworzy z tlenem mieszaninę wybuchową i ulega samozapłonowi. Powstała mieszanina spala się bardzo czystym i stabilnym płomieniem o temperaturze ponad 1300^oC. Spaliny o tej temperaturze trafiają na wymiennik spaliny-woda i przekazują ciepło do wody grzewczej. Mocne obniżenie temperatury spalin pozwala na uzyskanie bardzo dobrej efektywności kotła na poziomie 87% i uzyskanie dużej czystości spalin. Tak wysoka sprawność pozwala na bardzo efektywną pracę i stawia urządzenia zgazowujące drewno wśród najbardziej ekologicznych i ekonomicznych źródeł ciepła. Koszt ogrzewania budynku za pomocą kotła na holzgas jest zbliżony do kosztów ogrzewania pompą ciepła z odwiertami gruntowymi. Kotły zgazowujące wymagają odpowiedniej jakości i rodzaju drewna. Na pewno warto zaopatrywać się w drewno wysokokaloryczne.

Rodzaje gatunków drewna opałowego wraz z wartościami opałowymi :

• buk- najpopularniejsze w Polsce drewno opałowe. Wymaganą wilgotność uzyskuje po ok. 2 latach suszenia w odpowiednich warunkach. Wartość opałowa drewno opałowe wynosi 2200 kwh/mp i 4,1 kwh/kg
• dąb- bardzo dobre drewno opałowe, wymagające jednak suszenia nawet do 3lat. Jego wartość opałowa to 2100 kwh/rm; 4,2 kwh/kg
• jesion- drewno o wartości opałowej zbliżonej do bukowego i dębowego, jednak bardzo trudne do rozszczepienia, w związku z czym rzadko wykorzystywane jako opał.
• Drzewa iglaste jako opał nie są zalecane do kotłów na gaz drzewny z uwagi na duże ilości żywic, które będą zaklejały wysokowydajne wymienniki spaliny-woda.

Drewno, aby mogło ulec zgazowaniu, musi mieć odpowiednią wilgotność. Jeżeli załadujemy kocioł drewnem o dużej wilgotności, to zużyje on dużo opału na uzyskanie odpowiedniej temperatury w komorze zgazowującej i spalanie będzie nieefektywne. Przy bardzo mokrym drewnie może nawet nie wystąpić efekt zgazowania drewna. Poprawna wartość wilgotności drewna dla kotła na holzgas to 15-20%. Zbyt suche drewno także nie jest dobrym rozwiązaniem, ponieważ wtedy drewno może się spalić na etapie rozżarzania i nie będzie już ładunku do zgazowania. Poprawnie dobrany kocioł, ładowany odpowiednim drewnem, pozwala na pracę bez załadunku nawet przez 8-12 godzin. Kocioł powinien być wyposażony w bufor wody grzewczej o pojemności co najmniej 25l na każdy 1kW mocy kotła grzewczego i system podmieszania temperatury powrotu z instalacji. Tak zbudowana kotłownia będzie pracowała efektywnie i pozwoli na zmagazynowanie ciepła w trakcie pracy kotła w momencie, kiedy instalacja centralnego ogrzewania już nie będzie go odbierała. Wyposażenie kotłowni w bufor pozwala także kotłowi na pracę w optymalnych dla niego temperaturach, mimo niższych temperatur wymaganych przez instalację centralnego ogrzewania. W takim przypadku nawet po wygaśnięciu kotła jeszcze przez kilka godzin będzie możliwe korzystanie z ciepła zmagazynowanego w buforze. Przy ogrzewaniu budynku za pomocą ogrzewania podłogowego można zwiększyć ten czas nawet do kilkunastu godzin dzięki mieszaczowi i podawaniu odpowiednio niższej temperatury wody grzewczej do układu ogrzewania podłogowego. Kocioł może także podgrzewać ciepła wodę użytkową w dostawionym zasobniku c.w.u. za pomocą zabudowanego regulatora i dodatkowej pompy obiegowej. Dla ogrzewania wody użytkowej w lecie można w takim przypadku wykorzystać np. pompę ciepła do podgrzewu wody użytkowej: http://www.inkam.com.pl/3_produkty/11_powietrzne-pompy-ciepla-do-cwu.html lub kolektory słoneczne. Możliwe jest także zaprojektowanie biwalentnej kotłowni z wykorzystaniem dwóch źródeł ciepła . Może to być rozwiązanie z kotłem na paliwo stałe oraz kotłem gazowym lub olejowym, czy też z gruntową pompą ciepła. We wszystkich tych przypadkach dodatkowe źródło ciepła zapewnia nam podgrzew ciepłej wody w okresie letnim bez konieczności rozpalania kotła na paliwo stałe. W połączeniu z zasobnikiem multiwalentym można także wykorzystać kolektory słoneczne do wspomagania ogrzewania.  Proponujemy kotły zgazowujące drewno firmy Viessmann Vitoligno 100 w mocach od 25kW do 80kW. Kotły są skonstruowane z dobrej jakości stali umożliwiającej wieloletnią eksploatację, a duża komora zgazowująca pozwala na załadunek bardzo dużych polan bez konieczności ich cięcia. Regulator elektroniczny vitotronic 100 pozwala na współpracę z innymi urządzeniami grzewczymi takimi jak kolektory słoneczne, kotły gazowe czy pompy ciepła. Więcej o kotłach Vitoligno 100 tu: http://www.inkam.com.pl/3_produkty/19_kotly-na-drewno.html 

Innym sposobem wykorzystania drewna jest spalanie jego odpadów, tzw. zrębków, czy biomasy.
Odpady drzewne to ogromna ilość wartościowego opału, który jednak wymaga odpowiednio skonstruowanej komory spalania dla jego wykorzystania. Z reguły biomasa składa się ze zrębków ze świeżego drewna, co wyklucza jej z wykorzystania w kotłach na holzgas. Odpowiednia komora spalania pozwala na optymalne wykorzystanie odpadów z korzyścią dla środowiska. Technologia spalania biomasy kojarzy nam się przede wszystkim z dużymi blokami energetycznymi (np. ostatnio otwarty blok energetyczny w Elektrociepłowni Połaniec) oraz kotłowniami przemysłowymi. Teraz pojawiają się już urządzenia o mocach odpowiadających zapotrzebowaniu domów jednorodzinnych i wielorodzinnych, co otwiera możliwości ich wykorzystania przez klienta indywidualnego. Jeżeli inwestor posiada dostęp do odpadów drzewnych- jest to rozwiązanie wręcz idealne. Kotły zasilane zrębkami drewnianymi wyposażone są w podajniki i automatykę umożliwiającą całkowicie bezobsługowe rozpalanie i obsługę kotłowni. Proponowany przez nas kocioł z oferty firmy Viessmann – Pyromat Dyn ma także funkcję automatycznego usuwania popiołu, czy czyszczenia powierzchni grzewczych. Dzięki automatycznemu rozpalaniu i automatycznemu podajnikowi opału jest w stanie podawać niewielką ilość ciepła mimo dużej mocy nominalnej. Jest to funkcja bardzo przydatna np. w trybie podgrzewu ciepłej wody użytkowej. Zaawansowana automatyka w połączeniu z podajnikiem i zoptymalizowanym procesem spalania pozwala na uzyskanie sprawności kotła na poziomie 92%. Więcej o kotle Pyromat Dyn tu: http://www.inkam.com.pl/3_produkty/19_kotly-na-drewno.html

W swoim zakresie dobieramy, projektujemy i wykonujemy kotłownie z kotłami na holzgas, kotłami na biomasę i pellety. Wykonujemy układy multiwalentne w połączeniu z takimi urządzeniami jak: 

• pompy ciepła- Lublin i województwa ościenne to okolice gdzie wykonujemy także odwierty pionowe oraz kolektory płaskie do pomp ciepła
• kolektory słoneczne do podgrzewu ciepłej wody użytkowej oraz wspomagania centralnego ogrzewania
• kotły gazowe kondensacyjne
• kotły olejowe