Kotły na pellet – także po przeróbce

Kotły pelletowe to aktualnie jedna z najbardziej rozwijanych odnóg branży grzewczej. Inwestorzy coraz chętniej decydują się na takie przerobienie źródła ciepła, aby mogło ono efektywnie spalać pellety.

Ostatnio w wielu różnych kontekstach poruszany jest problem zagrożenia ekosystemy wskutek pogłębiającego się efektu cieplarnianego. Uwalniające się do atmosfery gazy cieplarniane powstają jako „efekt uboczny” różnego rodzaju procesu spalania. O konieczności ograniczenia emisji tychże gazów przekonują kolejne dyrektywy Unii Europejskiej, narzucające wprowadzenie zmian w zakresie polityki wykorzystywania paliw kopalnych oraz propagujące alternatywne, ekologiczne paliwa oraz kotły spalania o specjalnej konstrukcji. Na tle „konkurencji” bez wątpliwości wyróżnia się pellet oraz urządzenia dedykowane temu gatunkowi biomasy – nie tylko z uwagi na względy ekologiczne, ale również nowoczesne rozwiązania usprawniające proces spalania.

Fot. 1. Po przeróbkach w większości kotłów można spalać pellet. Fot. KIPI

Pellet, czyli…

Pellet to nic innego, jak rozdrobniona biomasa drzewna, powstała przede wszystkim jako produkt uboczny w przemyśle obróbki drewna (głównie wióry powstające podczas strugania i cięcia, wysuszone trociny z tartaków itd.), dodatkowo zagęszczona, jednak bez udziału toksycznych substancji klejących; dostępna w postaci granulatu. W procesie produkcji paliwo uzyskuje optymalne parametry (m.in. wysoką kaloryczność i niską zawartość wilgoci) i właściwości, dzięki którym możemy wykorzystywać je jako materiał opałowy w zautomatyzowanych systemach grzewczych. Zawartość tylko naturalnych surowców sprawia, że spalanie pelletu nie powoduje nadmiernej emisji CO2 do atmosfery. Pamiętajmy jednak, że kluczowe jest dobranie paliwa do kotła. Na tabliczce znamionowej urządzenia znajdziemy informację o klasie zalecanego paliwa. Dla kotła o oznaczeniu C1 dobieramy pellet w klasie A1 (najwyższej), C2 – A2, zaś dla D – paliwo w klasie B (dana klasa informuje nas o pochodzeniu pelletu).

Fot. 2. Kotły na pellet stanowią odpowiedź na zaostrzającą się politykę UE w sprawie emisji spalin. Fot. Kostrzewa

Na uwagę zasługuje także, jeszcze bardziej ekologiczny, tzw. agropellet z rzepaku, słomy czy łuski słonecznika – choć charakteryzuje się wyższą popiołowością, różnymi stopniami sprasowania oraz wilgotnością, jest bezkonkurencyjny jeśli chodzi o cenę.

Nowoczesne kotły na pellet

Konstrukcja nowoczesnych kotłów na pellet często opiera się na jednopaleniskowym wymienniku wykonanym z blachy o grubości do 8 mm z płytami szamotowymi o odpowiednim układzie. W budynkach jednorodzinnych wykorzystuje się ponadto kotły z wymiennikiem żeliwnym, czterociągowym o maksymalnie wydłużonym przepływie spalin. Zastosowane usprawnienia pozwalają na zminimalizowanie strat ciepła oraz uzyskanie wysokiej temperatury spalania, a to z kolei – na ograniczenie emisji spalin oraz podwyższenie efektywności spalania paliwa (osiąga się niemal 100-procentowe spalanie).

Fot. 3. Kotły pelletowe są coraz częściej wykorzystane w dużych obiektach, np. domach wielorodzinnych czy biurowcach. Fot. SAS

Jednym z najważniejszych elementów urządzenia jest palnik wykonany ze stali ogniotrwałej. Może być wyposażony we wloty powietrza na różnych poziomach, co zwiększa efektywność procesu spalania. Kotły na pellet to przede wszystkim urządzenia automatyczne, zaawansowane, w którym biomasa transportowana jest z zasobnika do palnika za pomocą (najczęściej ślimakowego lub zrzutkowego) podajnika paliwa.
Wśród najnowocześniejszych, wdrażanych przez producentów rozwiązań warto wymienić także m.in. układ mechanicznego czyszczenia palnika (w przypadku stosowania pelletu gorszej jakości otwór wylotu gorącego powietrza z zapalarki może zostać zablokowany) oraz automatyczne odpopielanie (automatyczne usuwanie powstałego popiołu za pomocą dodatkowego podajnika).

Automatyczne sterowanie

Prawidłową pracą kotłów pelletowych sterują nowoczesne regulatory elektroniczne. Automatykę systemu można uznać za bardzo elastyczną, umożliwia ona bowiem rozbudowanie układu o kolejne moduły (np. moduł obwodów grzewczych c.o. pozwalający na sterowanie nawet szesnastoma obwodami grzewczymi, które mogą być regulowane niezależnie, po uprzednim zaprogramowaniu). Nowoczesne sterowniki pozwalają na połączenie kotła na pellet w jednym systemie z innymi źródłami ciepła, np. pompą solarną kolektorów słonecznych, wentylacją z rekuperatorem itd.

Fot. 4. Kotły na pellet to zaawansowane urządzenia, w których proces spalania musi być precyzyjnie kontrolowany i regulowany. Fot. Kostrzewa

Co interesujące, coraz częściej mamy możliwość zdalnego dostępu do bieżących informacji o systemie czy zmiany jego parametrów. Nastaw i modyfikacji, podwyższenia lub obniżenia temperatury czy kontroli dokonujemy z każdego urządzenia z dostępem do internetu, smartfonu, tabletu czy komputera. Intuicyjny interfejs i przejrzysta szata graficzna sprawiają, że obsługa specjalnych aplikacji nie nastręcza trudności nawet laikowi. Serwisy internetowe powstające wokół oprogramowania do sterowania urządzeniami oferują również dodatkowe funkcjonalności, jak tworzenie raportów i wykresów w celu analizy (np. parametrów procesu spalania, zużycia paliwa itd.) czy powiadomienia (e-mail, SMS, komunikat w aplikacji) o alarmach, usterkach. Aplikacje umożliwiają obsługę kotłów na pellet z jednego z kilku rodzajów kont użytkownika – właściciela, serwisanta bądź obserwatora, z których to każdy ma inny poziom uprawnień oraz możliwości ingerencji w pracę systemu.

Fot. 7. Wraz ze zmianą kotła na pelletowy zmieniają się warunki, jakim musi odpowiadać kotłownia. Fot. Kostrzewa

Przerób kocioł

Fot. 8. Kocioł zaprojektowany z myślą o ogrzewaniu budynków mieszkalnych, w których wymiary kotłowni nie pozwalają na zainstalowanie kotła automatycznego ze zbiornikiem wolnostojącym lub zainstalowanym z boku kotła. Fot. Tekla Fot. 9. W niektórych kotłach zamiast palnika retortowego stosowany jest wykonany ze stali żaroodpornej palnik rynnowy nowej generacji. Fot. Tekla Fot. 10. Prawidłową pracą nowoczesnych kotłów na pellet steruje regulator elektroniczny z dużym, czytelnym ekranem LCD. Fot. Tekla

Atrakcyjne ceny biomasy oraz brak negatywnego wpływu procesu spalania paliw odnawialnych na środowisko sprawia, że coraz większe jest zainteresowanie nie tylko urządzeniami na pellet, ale również rozwiązaniami umożliwiającymi modernizację innych źródeł ciepła. W wielu przypadkach możliwa jest przeróbka kotła (szczególnie na inne paliwa stałe), tak aby mógł on spalać pellet – niezależnie od rodzaju urządzenia, musimy jedynie spełnić kilka wymagań technicznych.
Aby urządzenie efektywnie spalało pellet, musi ono posiadać dedykowane temu rodzajowi paliwa: palnik, układ sterowania z funkcjami modulowania nadmuchu i podawania paliwa, ceramikę w komorze spalania oraz konstrukcję wymiennika. Kluczowa jest tu odpowiednia wielkość komory spalania, kanałów przepływu spalin oraz powierzchnia wymiany ciepła.
Aby w kotle możliwe było spalenie pelletu, konieczna jest wymiana palnika. To nieskomplikowany zabieg, z którym z łatwością poradzi sobie doświadczony instalator lub hydraulik. Jeśli dobierzemy palnik o odpowiedniej mocy, wynikającej z parametrów urządzenia, nie powinniśmy mieć do czynienia ze spadkiem mocy. Niezbędne będzie również zamontowanie specjalnego regulatora elektronicznego oraz wymaganych czujników umożliwiających sterowanie urządzeniem i regulację – kotły na pellet to bowiem urządzenia automatyczne, w których paliwo i powietrze dozowane jest w zależności od zapotrzebowania na ciepło. Stosuje się także płyty, katalizatory ceramiczne, które pozwalają na efektywniejsze wykorzystanie ciepła uzyskiwanego z palnika. Wydłużają one drogę przepływu spalin w celu odzyskania jak największej ilości energii.
Istotną kwestią jest także rodzaj komina – upewnijmy się, czy istniejący system nadaje się do odprowadzania spalin z kotła pelletowego. W innym przypadku należy przeprowadzić także modernizację przewodu kominowego.
Pamiętajmy ponadto, że wraz ze zmianą paliwa i tym samym rodzaju kotła, zmieniają się wymagania, którym powinna podlegać kotłownia. Dotyczy to m.in. wentylacji – według Rozporządzenia ministra infrastruktury w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie w kotłowniach zasilanych paliwami stałym oraz olejem opałowym „powinien być zapewniony nawiew niezbędnego strumienia powietrza dla prawidłowej pracy kotłów z mocą cieplną nominalną , a także nawiew i wywiew powietrza dla wentylacji kotłowni” (§ 136.11).
Przerobienie kotła tak, aby możliwe było ogrzewanie budynku biomasą, to rozwiązanie opłacalne szczególnie z ekonomicznego punktu widzenia. Ograniczeniem nie jest rodzaj kotła, a jedynie jego pewne cechy konstrukcyjne.

Marcin Menzel
manager sprzedaży w firmie KIPI – Źródła Ciepła

Zdaniem EKSPERTA
Wystarczy wymiana palnika

Wraz ze wzrostem zainteresowania paliwem, jakim jest pellet, rośnie zainteresowanie urządzeniami do jego efektywnego spalania. Klienci, którzy posiadają już kocioł na paliwo stałe, nie muszą kupować nowego kotła przystosowanego do spalania pelletu. Alternatywę stanowią palniki na pellet, dzięki którym można dokonać modernizacji istniejącego już kotła. Takie rozwiązanie daje użytkownikowi wiele korzyści, np. finansową – nie musi kupować nowego kotła. 99% kotłów stałopalnych na rynku można zmodernizować z wykorzystaniem palnika na pellet (np. KIPI Rot Power).
Zazwyczaj ograniczenia związane z modernizacją kotła stałopalnego związane są z konstrukcją samego wymiennika (kotła). Najczęściej są to zbyt małe drzwiczki w kotle, w których nie można umieścić palnika na pellet Jako producent zalecamy montować palnik jak „najniżej”, głównie w drzwiczkach popielnika z zachowaniem miejsca na popiół. Zwykle nie ma z tym problemu, ponieważ podczas spalania pelletu popiołu jest bardzo mało. Alternatywnie można zamontować palnik w drzwiczkach zasypowych kotła. Kolejnym przeciwwskazaniem może być zbyt mała komora, w której ma pracować palnik na pellet. Wymiary komory są istotne, przede wszystkim odległość ściany, naprzeciw której pracuje palnik na pellet. Podczas pracy palnika na pellet z komory paleniskowej wychodzi płomień, istotną kwestią jest to, aby nie stykał się on bezpośrednio ze ścianą przeciwległą. W instrukcji palnika są wytyczne, które to regulują. Samoczyszczące obrotowe palniki na pellet rozwiązują powyżej powstałe problemy. Warto pamiętać, że palniki, które nie wchodzą całkowicie do komory pieca, a zaledwie od 3-5 cm, pozwalają na wyeliminowanie uderzanie płomienia w ścianki pieca. Zawsze można zabezpieczyć ścianę w kotle za pomocą szamotu lub wstawiając odpowiednią płytę – jako deflektor, który będzie odbijał płomień.
Osobną kwestię stanowią kotły gazowe oraz olejowe.

Iwona Bortniczuk
Na podstawie materiałów firm: TEKLA, KIPI – Źródła Ciepła, Kostrzewa Współpraca merytoryczna: Arkadiusz Pytel z firmy TEKLA