Čo treba vedieť pred kúpou zdroja na biomasu
- Aké palivo bude spaľovať?
- Aký má byť inštalovaný výkon?
- Aká je garantovaná účinnosť?
- Aké je nevyhnutné príslušenstvo?
- Akú záruku poskytuje výrobca?
- Aká je dostupnosť biomasy v regióne?
- Aká veľkosť skladovacích priestorov je k dispozícii?
Kedy využívať biomasu?
Biomasa je v podstate zakonzervovaná slnečná energia, ktorú rastliny vďaka fotosyntéze premieňajú na organickú hmotu. Viažu pritom oxid uhličitý a pri horení ho zasa uvoľňujú. Pri zabezpečovaní tepla v domácnosti má biomasa široké využitie.
V domoch s vyššou potrebou tepla bývajú často hlavným zdrojom kotly so systémom splyňovania dreva alebo kotly na spaľovanie drevných peliet či brikiet. Akumulačné pece, teplovzdušné krby a krbové kachle vo väčšine prípadov slúžia ako záložný zdroj. Ak chcete vybrať najvhodnejšie riešenie, užitočné je vopred poznať výhody i obmedzenia jednotlivých zariadení. Začať treba pri palive, ktoré má zásadný vplyv na prevádzkové náklady. Aké sú možnosti?
Pelety
Granule kruhového prierezu mávajú priemer 6 až 8 mm a dĺžku 10 až 30 mm. Sú vyrobené z odpadového materiálu, ako sú piliny alebo hobliny bez chemických prísad. Lisovaním pod vysokým tlakom sa dosahuje vyššia merná hmotnosť paliva (min. 650 kg/m3). Ich veľkou výhodou je, že majú obsah vlhkosti iba 8 – 10 %.
Brikety
Valce s dĺžkou 15 až 25 cm sa vyrábajú z odpadovej biomasy drvením, sušením a lisovaním bez chemických prísad. Brikety majú vysokú mernú hmotnosť paliva (1200 kg/m3), vďaka čomu zaberú pri uskladňovaní menej miesta. Ďalšími prednosťami sú zvyčajne vysoká výhrevnosť a nízka popolnatosť.
Kusové drevo
Okrem polien v dĺžke 30 až 50 cm, prípadne do 100 cm, sem patria aj rôzne kusové odpady z drevospracujúceho priemyslu. Relatívna vlhkosť takéhoto paliva sa pohybuje od 15 do 55 %. Pri správnom spaľovaní a optimálnej vlhkosti horí drevo takmer bez dymu, ľahko sa zapaľuje a tvorí málo popola. Tvrdé drevo horí dlhšie, mäkké drevo má lepšiu zápalnosť.
Ako postupovať pri výbere kotla, aby sa investícia vyplatila
Len s tým palivom, na ktoré je kotol konštruovaný, možno dosiahnuť inštalovaný výkon a získať zo spaľovanej hmoty maximum energie.
Ak je kotol určený na spaľovanie suchých polien, nie je vhodné v ňom spaľovať čerstvo narezané drevo, ktoré obsahuje vysoký podiel vody. Odparovanie nielenže znižuje výkon kotla, ale môže kotol aj vážne poškodiť.
Doprava biomasy zo vzdialenosti nad 60 kilometrov robí z nákupu kotla na biomasu vzhľadom na jeho životnosť takmer nenávratnú investíciu.
Cena za palivo a jeho dopravu môže výrazne ovplyvniť celkové náklady súvisiace s vykurovaním. Ideálne je, ak dodávateľ biomasy pôsobí v blízk om okolí. Preto je vhodné vopred zistiť, kde a za akú cenu možno v konkrétnom regióne biomasu nakúpiť.
Interval zásobovania palivom závisí od veľkosti skladovacích priestorov.
V kotloch na drevné pelety bývajú zásobníky skonštruované tak, aby objem vsypaného paliva vystačil asi na jeden týždeň. Dlhší cyklus prikladania umožňujú zásobníkové silá. Pelety môžu byť umiestnené v silách aj v drevenej prístavbe alebo v podzemnej nádrži, odkiaľ sú dopravníkom premiestňované do prevádzkového zásobníka alebo priamo do kotla. Ak objem sila zodpovedá ročnej potrebe paliva, užívateľ sa nemusí starať o dopĺňanie paliva celý rok. Pri používaní kotlov na splyňovanie dreva sa vyžaduje spaľovanie suchých polien. Čerstvo narezané drevo sa odporúča uskladniť v krytom sklade po dobu dvoch až troch rokov, kým sa drevo prirodzenou cestou nezbaví nežiaducej vlhkosti.
Na určenie výkonu kotla treba poznať potrebu tepla pre dom.
Pri nahradzovaní starého kotla novým je hodnota výkonu takmer jasná. Pokiaľ bol dom nedávno zateplený, potrebný výkon nového kotla bude nižší. Pri výbere kotla pre novostavbu je nutné mať príslušné informácie od projektanta domu, ktorý určí tepelné straty domu a stanoví potrebu tepla pre dom tak, aby bola zabezpečená tepelná pohoda počas celej vykurovacej sezóny. Pokiaľ bol dom nedávno zateplený, postačí nižší výkon nového kotla. Konkrétny výkon je uvedený v tepelno-technickom posudku, ktorý je súčasťou projektu zateplenia domu.
Prestavby kotlov
Na trhu sa objavujú ponuky na prestavbu kotlov, ktoré umožnia spaľovať iný druh paliva. Zvyčajne sa upravujú liatinové kotly na uhlie, v ktorých je možné po výmene dvierok a inštalácii horáka spaľovať pelety. Nevýhodou tohto riešenia je najmä nižšia účinnosť a z nej vyplývajúca vyššia spotreba paliva, ako aj horšie parametre emisií tuhých znečisťujúcich látok. Ak plánujete spaľovať drevné pelety v kombinácii s drevom, určite hľadajte kotol, ktorý bol navrhnutý práve pre tieto druhy paliva.
Životnosť kotlov na biomasu sa pohybuje okolo 15 rokov v závislosti od vlastností konštrukcie kotla.
Kúpa kotla je dlhodobá investícia a dĺžka záruky veľa napovie, ako si je výrobca istý, že kotol niečo vydrží. Dôležité je zároveň vopred vedieť, kto a ako zabezpečuje záručný a pozáručný servis kotla.
Na vlhkosti paliva záleží. Drevo s menšou vlhkosťou má vyššiu výhrevnosť.
Vlhkosť vyjadruje podiel vody v dreve. Mení sa v závislosti od vlhkosti vzduchu a teploty prostredia. Ostatné zložky sa označujú ako sušina. Výhrevnosť je parameter, ktorý definuje energetický obsah dreva. Výrazne rastie pri znižovaní vlhkosti. Výhrevnosť čistej sušiny sa pohybuje od 4,86 do 5,55 kWh/kg pri vlhkosti na úrovni 0 %, ktorá je však nedosiahnuteľná. Pri bežnej vlhkosti na úrovni 20 %, ktorú možno dosiahnuť pri skladovaní na vzduchu po dobu cca 1,5 – 2 rokov, dosahuje drevo v závislosti od druhu výhrevnosť okolo 3,89 kWh/kg. Z listnatých drevín sa najviac používa bukové, dubové, hrabové a agátové drevo, z ihličnatých smrekové alebo borovicové drevo.
Tip pre vás:
Účinnosť spaľovacieho procesu značne ovplyvňuje konečnú spotrebu paliva. Zatiaľ čo v klasických roštových kotloch na spaľovanie tuhých palív zastaraných konštrukcií sa účinnosť v praxi pohybuje od 65 do 70 %, účinnosť moderných kotlov na spaľovanie drevných peliet je nad 90 %, vďaka čomu sa môže usporiť až 25 % paliva. Kotly so splyňovaním dreva majú účinnosť aj viac ako 85 %. Ekonomicky výhodnejšie je prevádzkovať kotol s vysokou účinnosťou i napriek tomu, že má vyššiu obstarávaciu cenu.
Z čoho sa skladá vykurovací systém
1 kotol so zásobníkom peliet; 2 zásobník teplej vody; 3 expanzná nádoba; 4 rozdeľovač a zberač vykurovacej vody; 5 regulácia ohrevu teplej vody (čerpadlo, teplomery); 6 regulácia vykurovania (zmiešavací ventil, čerpadlo, teplomery); 7 riadiaca jednotka
Príslušenstvo
Prvotnú investíciu okrem ceny samotného kotla tvoria aj ďalšie významné náklady spojené s príslušenstvom. Nevyhnutný je najmä zmiešavací okruh pre kotol, ktorý zvyčajne pozostáva z čerpadla, teplomeru, zatváracieho a termoregulačného ventilu a 3-cestnej zmiešavacej armatúry so servopohonom. Aby sa zvýšila efektívnosť používaného kotla a neznižovala životnosť kotla, odporúča sa dokúpiť aj akumulačnú nádrž. Súčasťou dodávky kotla na spaľovanie drevných peliet je horák, ktorý zabezpečuje vznietenie paliva, dopravník paliva a zásobník.
Kotol na spaľovanie drevných peliet
Výhodou kotlov na spaľovanie drevných peliet je ich komfortná prevádzka. Zásobníky paliva stačí naplniť raz denne alebo raz za niekoľko dní, v závislosti od ich veľkosti a aktuálnej potreby tepla. Všetky funkcie kotla súvisiace so spaľovacím procesom riadi elektronická regulácia.
1 zásobník; 2 dopravník; 3 ohnisko; 4 horák; 5 prívod vzduchu; 6 popolník; 7 riadiaca jednotka
Ako to funguje
V prípade, že horák na pelety dostane pokyn k štartu alebo vznikne potreba vykurovať, dopravník nasype pelety, ktoré horák zapáli. Po dostatočnom rozhorení peliet naštartuje horák na požadovaný výkon. Kotol je v prevádzke, pokiaľ teplota v referenčnej miestnosti nedosiahne hodnotu nastavenú na priestorovom termostate. Ak nie je inštalovaný priestorový termostat, prevádzka kotla je riadená nastavenou limitnou hodnotou teploty kotlového termostatu. Po vypnutí horáka pelety dohoria a spaľovanie sa celkom utlmí.
Ako zvýšiť účinnosť
Na zvýšenie účinnosti spaľovania môže byť kotol vybavený tzv. „lambda sondou“, ktorá vyhodnocuje zvyškový kyslík v spalinách a riadiaca jednotka upraví otáčky odťahového ventilátora.
Palivo
Pelety môžu byť umiestnené v prevádzkovom zásobníku. Štandardne má objem od 100 litrov, čo zodpovedá dennej potrebe paliva cca 65 kg, až do 1 000 litrov, ktoré postačujú na zásobovanie počas cca 10 dní. Pelety však možno skladovať aj v sile alebo v sklade väčších rozmerov. Výhodou sú menšie náklady na dopravu paliva a možnosť využiť umiestňovanie paliva fúkaním priamo z autocisterny. Často sa ako zásobník používa aj časť kotolne. V týchto prípadoch palivo môže vystačiť aj na celú vykurovaciu sezónu.
Pelety sa do horáka môžu premiestňovať automaticky dopravníkom. Zvyčajne je to závitovkový dopravník s flexibilnou spojovacou hadicou pripojenou na plniacu rúru s vloženou bezpečnostnou klapkou proti spätnému vznieteniu paliva.
Spaľovaciu komoru treba čistiť a popol z popolníka vyberať raz za 1 až 30 dní, podľa kvality peliet a veľkosti popolníka. V prípade potreby možno kotol vybaviť automatickým odpopolňovacím systémom pre komfortné vykurovanie s minimálnou obsluhou.
Spotreba paliva
Spotreba peliet na vykurovaciu sezónu pre bežný nezateplený rodinný dom s rozlohou 150 m² a s predpokladanou spotrebou tepla 80 GJ sa pohybuje okolo 5 ton.
Investícia
Cena teplovodného kotla na drevné pelety vrátane nevyhnutného príslušenstva (horák s dopravníkom, zásobník na pelety, čerpadlo, termoregulačný ventil, zmiešavací ventil, termostat) pre priemerný rodinný dom s výkonom kotla 15 až 25 kW sa pohybuje v rozmedzí od 2600 do 4800 eur.
Kotol na splyňovanie dreva
V kotloch na splyňovanie dreva prichádza k spaľovaniu dreva bez prebytku vzduchu a následne k spaľovaniu vytvoreného drevoplynu, čo má zásadný vplyv na lepšiu využiteľnosť paliva. Oproti klasickým roštovým kotlom na spaľovanie dreva zostávajú v kotloch na splyňovanie dreva minimálne tuhé zvyšky. Vďaka vysokej účinnosti a veľkosti spaľovacej komory, stačí prikladať palivo dvakrát až trikrát denne.
1 rošt; 2 dýza na splyňovanie; 3 ťah spalín; 4 spalinovod; 5 popolník; 6 riadiaca jednotka
Ako to funguje
Pri kotloch na splyňovanie je nevyhnutným príslušenstvom tzv. odťahový ventilátor zabraňujúci dymeniu kotla do miestnosti pri prikladaní paliva. Kotly sú vybavené aj dýzou na splyňovanie a roštom, ktorý umožňuje optimálne vyhorenie paliva a odpopolnenie paliva počas prevádzky kotla. Na podporu horenia sa do spaľovacej komory vháňa vzduch. Odťahový ventilátor zabezpečuje plynulý odvod spalín do komína, a tak pri dodržaní odporúčaní je čistenie kotla a vyberanie popola prakticky bezprašné a bez zadymenia okolitého priestoru.
Ako zvýšiť účinnosť
Výrobcovia kotlov na splyňovanie dreva odporúčajú na optimálne využitie inštalovaného výkonu zapojenie kotla s akumulačnou nádržou. Najefektívnejšia prevádzka splyňovacích kotlov je od 50 do 100 % ich menovitého výkonu. Pri prevádzke kotla s výkonom pod 50 % menovitého výkonu je horenie nedokonalé, čo spôsobuje nízku účinnosť výroby tepla, zvýšenú produkciu škodlivín vypúšťaných do ovzdušia a zanášanie kotla aj komína sadzami. Taktiež môže dochádzať ku korózii teplovýmenných plôch kotla. Nepriaznivým dôsledkom je aj skracovanie životnosti telesa kotla.
Najmä v prechodnom období alebo v lete, kedy potreba tepla, prípadne teplej vody v rámci dňa nie je rovnomerná, býva kotol často prevádzkovaný s výkonom nižším ako 50 %. S akumulačnou nádržou, v ktorej sa ukladá prebytok vyrobeného tepla, možno kotol prevádzkovať efektívnejšie. Ak je nádrž plne „nabitá”, kotol sa automaticky odstaví a vykuruje sa naakumulovaným teplom. Cena akumulačnej nádrže v závislosti od jej objemu sa pohybuje od 400 do 800 €.
Palivo
Ako palivo sa zväčša používajú polená dlhé 30 až 50 cm, v niektorých prípadoch až do 100 cm. Polená do moderných kotlov už netreba skracovať, na rozdiel od klasických starších kotlov s krátkym ohniskom, ktoré boli väčšinou konštruované na spaľovanie koksu či uhlia, ale dnes sa často používajú na spaľovanie dreva. Na dosiahnutie garantovanej účinnosti splyňovacieho kotla by vlhkosť dreva nemala presiahnuť 25 %.
Spotreba paliva
Spotreba paliva v splyňovacom kotle na drevo sa pohybuje od asi 4 kg/hod. pre kotol s výkonom 18 kW až po 18 kg/hod. pre 80 kW zariadenie vhodné pre veľké rodinné domy. V našich klimatických podmienkach spotrebuje nezateplený rodinný dom s plochou 150 m2 v kotle s výkonom 18 až 25 kW za vykurovaciu sezónu asi 12 m3 drevených polien.
Investícia
Cena teplovodného kotla so systémom splyňovania dreva (vrátane bezpečnostného výmenníka a čerpadla) pre priemerný rodinný dom s výkonom kotla 15 až 25 kW sa pohybuje medzi 1200 až 1600 eur. V uvedených sumách nie sú zahrnuté náklady na inštaláciu, ani cena za akumulačnú nádrž.
Pece, kachle, krby
Pri vykurovaní rodinných domov je možné využiť aj pece, kachle alebo krby. Treba však rátať s tým, že bude nutné denne dopĺňať palivo a že zdroje s ručným prikladaním nie sú vhodné pri dlhodobých pobytoch mimo domácnosti.
Pri výbere je rozhodujúce, akú má dom potrebu tepla. Teplovzdušné krby a krbové kachle sa skôr hodia pre chaty, domy s vyššími tepelnými stratami alebo ako doplnkový zdroj tepla. Môžu poslúžiť aj na zníženie nákladov, najmä v rodinných domoch, ktoré sú vykurované elektrinou.
Umiestnenie by malo byť podľa možnosti uprostred stavby. Veľkosť je v zásade závislá od požadovaného výkonu, ktorý vyplýva z výpočtu tepelných strát. Ohnisko by malo byť vždy s utesnenými dvierkami. Vhodné je, aby bol vzduch pre horenie privádzaný oddelene prívodom v zemi alebo cez komín s takouto úpravou.
Ako to funguje
Akumulačné pece produkujú sálavé teplo. Pec tvoria šamotové tehly, ktoré akumulujú teplo, to sa postupne uvoľňuje sálaním do okolia. Výhodou je menšie vírenie a vysušovanie vzduchu. Pri umiestňovaní treba rátať s pomerne veľkým priestorom. Na vyhriatie domu je potrebný dlhší čas. Účinnosť akumulačnej pece je možné zvýšiť systémom s dvojitým spaľovaním, kedy dochádza aj k spaľovaniu plynov vznikajúcich pri horení. Pec je dvojplášťová, výhodou je aj nižšia povrchová teplota pece a jej väčšia akumulačná schopnosť.
Špeciálnym druhom sú hypokaustové pece. V nich sa teplo šíri ohriatym vzduchom, ktorý prúdi v uzavretej obmurovke pece. Vďaka tomu sa oproti ťažkým akumulačným peciam rýchlejšie a rovnomernejšie ohrievajú. Zároveň menej trpia pri častých zmenách teploty.
Teplovzdušné vstavané krby majú oceľovú alebo liatinovú krbovú vložku, ktorá odovzdáva teplo vzduchu v krbovej obostavbe. Dole je otvor na nasávanie a hore výduchy. Odtiaľ prúdi do miestnosti teplý vzduch a interiér sa rýchlo zohreje. Prúdenie vzniká aj pri krbových samostatne stojacich kachliach z ocele alebo liatiny. Ohriaty vzduch je možné pomocou teplovzdušných rozvodov doviesť aj do miestností, ktoré nie sú v blízkosti zdroja. Pri návrhu je dobré pamätať na to, že rozvodom sa šíri okrem tepla aj zvuk. Nevýhodou, ktorá je spoločná pre všetky teplovzdušné zdroje na tuhé palivá, je prašnosť a znížená vlhkosť vzduchu.
Teplovodné krby a kachle sú alternatívou k prehorievacím kotlom na kusové drevo a brikety. Konštrukčne sa od teplovzdušných zdrojov líšia pridaným rúrkovým výmenníkom, ktorý odoberá teplo spalín a odovzdáva ho vykurovacej vode. Alternatívne môže byť zariadenie vybavené vodným plášťom alebo kombináciou vodného plášťa a výmenníka. Výhodou oproti teplovzdušným zdrojom je najmä vyššia účinnosť spaľovania. Takto získané teplo možno použiť v existujúcom vykurovacom systéme alebo na ohrev vody. Najčastejšie sa preto kombinujú s akumulačnou nádobou, ktorá môže byť spoločná pre viac zdrojov tepla. Nutnosťou je potom použitie obehového čerpadla a bezpečnostných prvkov ako pri kotloch na drevo. Nevýhodou je najmä manipulácia s palivom a nespálenými zvyškami v priestore, ktorý na to zvyčajne nie je určený, horšia regulácia výkonu a veľké priestorové nároky.
Palivo
Ako palivo sú vhodné rovnako ako pri splyňovacích kotloch polená veľkosti 30 až 50 cm, v závislosti od veľkosti ohniska. Tiež musí byť dobre vysušené. Rozdiel medzi akumulačnými pecami a krbmi je najmä v spotrebe paliva. Celková spotreba v nízkoenergetickom dome môže byť pri akumulačnej peci 6 až 8 m3 a pri teplovzdušnom krbe 9 až 11 m3 dreva za jednu vykurovaciu sezónu pri pokrytí celej spotreby tepla na vykurovanie.
Investícia
Akumulačné pece sú pomerne nákladné, keďže ide o ťažkú vstavbu s rovnakou životnosťou ako samotný dom. Zároveň je dôležité použiť kvalitný materiál a nájsť skúseného peciara. Najlacnejšie akumulačné pece možno postaviť od 7 000 eur. Cena teplovzdušných krbov vrátane krbovej vložky je menej ako polovičná, liatinové krbové kachle sa dajú kúpiť od 150 eur.
Zelená domácnostiam
Rodinné a bytové domy sa môžu uchádzať o podporu formou poukážky na inštaláciu kotla na biomasu vďaka národnému projektu Slovenskej inovačnej a energetickej agentúry s názvom Zelená domácnostiam. Podmienkou pre získanie podpory je nahradenie zdroja na fosílne palivá. Projekt je financovaný z prostriedkov Európskeho fondu regionálneho rozvoja a štátneho rozpočtu Slovenskej republiky prostredníctvom Operačného programu Kvalita životného prostredia. Viac informácií je k dispozícii na stránke www.zelenadomacnostiam.sk
Vydané Slovenskou inovačnou a energetickou agentúrou v rámci projektu odborného energetického poradenstva ŽIŤ ENERGIOU, február 2018.
Spolufinancované z prostriedkov Európskeho fondu regionálneho rozvoja a štátneho rozpočtu SR prostredníctvom Operačného programu Kvalita životného prostredia.
Text je súčasťou letáku, ktorý je k dispozícii v poradenských centrách ŽIŤ ENERGIOU. Ak máte záujem o vytlačený leták, prípadne viac kusov letákov, môžete o ne požiadať na bezplatnej linke 0800 199 399 alebo mailom. Projekt bezplatného poradenstva ŽIŤ ENERGIOU je spolufinancovaný prostredníctvom Operačného programu Kvalita životného prostredia z Európskeho fondu regionálneho rozvoja.
Publikovať časti textu alebo fotografie z materiálov súvisiacich s bezplatným energetickým poradenstvom možno iba so súhlasom SIEA a uvedením zdroja v tvare Zdroj: SIEA/www.zitenergiou.sk Podmienky používania
