Vykurujeme biomasou

Biomasou možno vykurovať takmer každý objekt. Treba len zvážiť výber najvhodnejšieho paliva a prekonzultovať s odborníkom návrh celého zariadenia tak, aby čo najviac vyhovovalo z hľadiska požiadaviek na komfort obsluhy, priestorových možností a dispozície objektu.

Galéria

Pri návrhu zariadenia sa vychádza z ročnej potreby tepla, ktorá sa vypočíta na základe tepelných strát budovy a potreby tepla na prípravu teplej vody. Na základe týchto údajov, dispozície objektu a požiadaviek zákazníka na obsluhu zariadenia sa navrhne celý systém (vrátane skladovania a dopravy paliva do kotla) individuálne „na mieru“. Od budúceho užívateľa zariadenia závisí, či si vyberie automatické zariadenie na spaľovanie biomasy – peliet alebo drevnej štiepky –, alebo si zvolí kotol na kusové drevo s manuálnym prikladaním.

Čo je biomasa?
Jedna z definícií hovorí, že je to zakonzervovaná slnečná energia. Pod biomasou rozumieme drevo v rôznych podobách – vo forme kusového dreva (polien), drevného odpadu (napr. drevnej štiepky, pilín, hoblín) alebo z tohto odpadu vyrobené tzv. ušľachtilé palivo, akým sú drevené brikety alebo pelety. Pod pojem biomasa spadajú aj tzv. rýchlorastúce energetické rastliny a napr. aj slama, ktoré však možno spaľovať len za určitých podmienok v špeciálnych zariadeniach určených na to a spravidla s vyššími menovitými výkonmi.

Prevádzkové náklady
V súčasnosti, keď sme svedkami neustáleho nárastu cien fosílnych palív, si palivá na báze biomasy udržujú dlhodobo konštantné ceny. V porovnaní s nákladmi na vykurovanie elektrickou energiou predstavujú ročné náklady na vykurovanie peletami len 1/3 až 1/2 nákladov, podobne je to aj v porovnaní s propánom. Vykurovanie peletami sa javí výhodné aj v porovnaní so zemným plynom.

Pelety
Ide o vysokovýhrevné palivo. Vyrába sa priemyselne z čistej drevnej suroviny, drevných pilín alebo hoblín špeciálnou technológiou bez chemických prísad, ako sú tmely či spojivá. Majú tvar valčekov s priemerom 6 mm a dĺžkou 20 – 30 mm. Pelety sa dodávajú v rôznych formách – tzv. „voľne sypané“ dopravované nákladnými autami alebo v cisterne, balené v tzv. big-bagoch (zvyčajne s hmotnosťou 1 000 alebo 1 200 kg) alebo balené vo vreckách (po 15 kg) s možnosťou dodávky na palete. V každom regióne Slovenska je dnes už niekoľko výrobcov, resp. dodávateľov peliet.

Palivo versus kotol
Ak potrebujeme automatické zariadenie s minimálnymi nárokmi na obsluhu a maximálny komfort – najvýhodnejšie je vybrať si kotol na pelety s automatickým podávačom paliva. Dodáva sa v rozličných vyhotoveniach – pre napojenie na sklad peliet s automatickými systémami na dopravu peliet zo skladu do kotla alebo so zásobníkom na ručné plnenie. Výkonový rad od je taký široký, že pokryje požiadavky na vykurovanie a prípravu teplej vody v objektoch rozličnej veľkosti. V prípade, že máme možnosť výhodne získať drevnú štiepku (s vlhkosťou do max. 30 %), možno týmto palivom vykurovať aj pri automatickej prevádzke – zásobník stačí naplniť raz za týždeň. K dispozícii sú kotly s výkonmi rádovo od 10 do 200 kW.

Pri kúrení kusovým drevom ho treba ručne nakladať do násypky kotla, nehľadiac na to, že niekto ho musí ešte aj doviezť a spracovať, narezať či naštiepať. Ak máme viac času na prípravu dreva – polien s dĺžkou 0,5 m a neprekáža nám ručné nakladanie do násypky kotla, môžeme biomasu v tejto podobe spaľovať v kotloch s výkonmi od 15 kW.

Uskladnenie paliva
Pelety sa výborne skladujú a majú v zásade neobmedzenú skladovateľnosť. Jedinou požiadavkou pri skladovaní peliet je, aby bol sklad dostatočne suchý. Ako sklad peliet môže slúžiť nevyužívaná miestnosť priľahlá ku kotolni alebo vybudovaná v novostavbe s týmto cieľom, prípadne podzemný zásobník. Pokiaľ to priestorové možnosti dovoľujú, možno sa predzásobiť dostatočným množstvom peliet na celú vykurovaciu sezónu. Množstvo peliet, potrebných na celoročnú prevádzku a prepočet veľkosti skladu, je súčasťou návrhu zariadenia. Na ilustráciu – v „klasickom“ rodinnom dome s vykurovanou plochou 150 m² je ročná spotreba peliet približne 6 ton.

Dopravník drevnej štiepky ku kotlu

Drevná štiepka má nižšiu výhrevnosť i sypnú hmotnosť ako pelety, a preto sklad musí byť väčší ako v prípade peliet. Jej skladovateľnosť je obmedzená a závisí od vlhkosti.

Ako funguje kotol na biomasu?
Plnoautomatické zariadenia na spaľovanie peliet, resp. drevnej štiepky ponúkajú porovnateľný štandard a komfort ako zariadenia na plyn. Celý spaľovací proces riadi centrálna riadiaca jednotka. V prípade požiadavky na teplo sa palivo automaticky dopravuje do kotla a automaticky, bez potreby zásahu obsluhy, sa zapáli. Elektronická regulácia automaticky prispôsobuje výkon kotla potrebe tepla, čím sa znižujú náklady na vykurovanie. Výkon kotla sa plynulo reguluje v rozsahu od 30 do 100 %. Vďaka optimalizácii procesu spaľovania (Lambda sonda) kotly dosahujú konštantnú vysokú účinnosť (viac ako 90 %) a nízke hodnoty emisií aj pri prevádzke na čiastočný výkon.

Regulácia umožňuje nastaviť časovú prevádzku (rôzne časy vykurovania pre rôzne vykurovacie okruhy), tzv. prázdninovú prevádzku, keď zariadenie pracuje v útlmovom režime alebo letnú prevádzku, keď sú vykurovacie okruhy vypnuté a aktívny je len okruh na prípravu teplej vody. V oboch spomenutých režimoch je aktívna funkcia protimrazovej ochrany kotla. Regulácia ďalej riadi prípravu teplej vody (nabíjanie zásobníka teplej vody), vykurovacie okruhy, „stráži“ teplotu vratnej vody, riadi solárny okruh na prípravu teplej vody, prípadne akumulačný zásobník.

Spaliny sa odsávajú spalinovým ventilátorom s elektronickou reguláciou otáčok.

Brikety z tvrdého dreva sa vyznačujú vysokou výhrevnosťou.

Odstraňovanie popola
Z hľadiska komfortu obsluhy moderné kotly umožňujú automatické čistenie horáka (vyklopením a „otretím“ o matricu) a taktiež automatickým čistením výmenníka tepla. Čistenie prebieha počas prevádzky zariadenia, bez nutnosti odstaviť zariadenie z prevádzky a bez potreby ručnej práce. Zásobníky na popol sú ľahko prístupné spredu a veľkoryso dimenzované tak, aby intervaly na vyberanie popola z popolovej nádoby boli dostatočne dlhé. Popol môže padať do nádoby na popol umiestnenej v dolnej časti kotla, alebo sa závitovým dopravníkom dopravuje do čelného boxu na popol, ktorý možno od kotla odpojiť, vyviezť a vysypať (je vybavený kolieskami a rúčkou). Drevný popol možno využiť ako prírodné hnojivo. Obsahuje dusík, vápnik, horčík, hydroxid draselný, oxid kremičitý, kyselinu fosforečnú a stopové prvky.

Bezpečnosť
Moderné zariadenia sú viacstupňovo chránené proti prehriatiu či vzniku požiaru. Sú vyhotovené ako absolútne tesné s protipožiarnou klapkou oddeľujúcou sklad paliva od kotla, čím sa zabráni prípadnému spätnému vznieteniu paliva. Pri vypnutí hlavného vypínača, resp. pri výpadku elektrického prúdu je zariadenie okamžite odstavené. Pri správne nadimenzovanom komíne ostávajúce množstvo paliva zhorí samo, bez úniku jedovatých plynov. Zariadenie vypína bezpečnostný termostat aj pri prekročení nastavenej teploty kotlovej vody (napr. pri náhlom prerušení odberu tepla). Pri kotloch s vyššími výkonmi (viac ako 30 kW) zariadenie proti prehriatiu chráni aj bezpečnostný výmenník tepla.
–>
Stavebná pripravenosť
Ak uvažujeme o montáži kotla na pelety alebo drevnú štiepku, potrebujeme vhodný priestor na umiestnenie kotla a uskladnenie paliva. Napríklad pre kotol s flexidopravníkom je potrebná plocha kotolne len 1,8 × 2,5 m. Na uskladnenie 6 ton peliet postačí necelých 10 m³ (sklad s veľkosťou 1,5 × 3 m).

Ďalej je potrebné uvažovať o komíne na odvod spalín. Odvod spalín je potrebné riešiť do samostatného komína odolného proti kondenzátu (antikorový, vyvložkovaný), pretože spaliny sú nízkoteplotné – aj pod 100 °C.

Elektrické pripojenie
je výhodné, keď sa kotol aj jeho obslužné mechanizmy pripájajú na jednofázový rozvod 230V/50Hz (vyžaduje samostatný obvod s ističom). Zapojenie akumulačného zásobníka do vykurovacieho systému nie je vďaka pružnému systému regulácie potrebné.

Životnosť
Na teleso kvalitného kotla a výmenník tepla poskytujú niektorí výrobcovia 5-ročnú záruku, na mechanické a elektrické časti dva roky. Overená životnosť týchto zariadení prekračuje 20 rokov. Zariadenie na spaľovanie biomasy možno inštalovať v rozličných typoch objektov od rodinných domov, cez objekty občianskej vybavenosti až po centrálne zdroje tepla. Veľmi dobré sú aj skúsenosti s kombináciou kotla na biomasu a solárneho systému.

Text: Stanislav Botur, Lenka Ďuricová, Herz
Foto a kresby: autor, ATTACK, CDP, DEFRO SK, Ekopaliva Oros, Green4V4, HERZ, Honda, OPOP, Pest Control Corportaion