PLINSKI KOTLI

Sodobna tehnologija, predvsem na področju kondenzacijske tehnike, omogoča visoke izkoristke ogrevalnih kotlov in s tem manjšo porabo goriva. Zaradi delovanja pri nižjem temperaturnem režimu, so toplotne izgube kotla in toplotne izgube z odvedenimi plini minimalne v primerjavi s starejšimi izvedbami kurilnih naprav.

Z ekološkega vidika je plin najprimernejši energent za uporabo v ogrevalnih kotlih. Zemeljski plin je cenovno ugodnejši kot utekočinjeni naftni plin, manjši so tudi investicijski stroški, saj ne potrebujemo rezervoarja z ustrezno instalacijo. Sodobni kotli na plinasta goriva so kondenzacijski.

Plinske kotle uporabljamo za ogrevanje stanovanj, etažna ogrevanja, ogrevanje enodružinske hiše ali centralno ogrevanje večstanovanjskega objekta. Namenjeni so tudi za lokalno in centralno pripravo tople sanitarne vode. S kotli zagotavljamo samo ogrevanje, samo pripravo sanitarne vode ali oboje skupaj.

Pri izbiri kotla so pomembne toplotne izgube stavbe, tehnične možnosti za vgradnjo in ekonomski vidik. Projekt za vgradnjo kotla in plinske instalacije mora izdelati pooblaščen projektant, vgradnjo pa izvesti pooblaščeno podjetje.

KONDENZACIJSKI KOTLI

Kondenzacijski kotli na plin in olje sodijo med najvarčnejše in najčistejše načine proizvodnje toplote. Primerni so tako za novogradnje kakor tudi za starejše objekte. Najboljše izkoristke dajejo pri nizkotemperaturnem ogrevanju (talno gretje). Glede na temperaturo ogrevanja se njihovi izkoristki gibljejo od 98 do 106% (pri najboljših navadnih plinskih kotlih se izkoristek giblje od 92 do 94 %).

Medtem ko pri navadnih nizkotlačnih plinskih kotlih želimo preprečiti kondenziranje dimnih plinov, je v kondenzacijskih prav to zaželeno. Dimni plini se ohladijo na ogrevalnih površinah, ki so izdelane iz plemenitega jekla. Ko temperatura sten ogrevalnih površin na strani dimnih plinov pade pod temperaturo rosišča, se vodna para spremeni v vodne kapljice in nastane kondenzat. Kondenzacijski efekt je največji takrat, ko zaradi nizkih temperatur povratka iz ogrevalnega sistema vodna para iz dimnih plinov v najvišji možni meri kondenzira. To se zgodi, ko je temperatura povratka nižja od temperature rosišča vodne pare, ki je za zemeljski plin 57 °C.

Plinski kondenzacijski kotli so zgrajeni zelo kompaktno in niso večji od navadnih plinskih kotlov. Njihovo delovanje je zelo tiho.

Zaradi kondenziranja vodne pare je potrebno urediti zbiranje in odvod kondenzata iz dimnika.

Poznamo različne kombinacije plinskih kotlov: kotli z vgrajenim akumulacijskim bojlerjem, kotli s pretočnim bojlerjem za toplo vodo, kotli, ki so pripravljeni za priključitev zunanjega boljerja.

KOTLI NA KURILNO OLJE

Kurilno olje je zelo razširjen energent za ogrevanje stanovanjskih hiš, katerega prednosti so - enostavno in zanesljivo obratovanje. Vendar okolje precej obremenjuje s toplogrednimi plini in žveplovimi oksidi. Oskrba z energentom je odvisna od razmer v svetu, svetovne zaloge pa naj bi zadoščale za približno 50 let.

Veliko gospodinjstev uporablja kurilno olje za ogrevanje in pripravo tople sanitarne vode. To je predvsem v starejših enodružinskih hišah, katerih lastniki želijo enostaven ogrevalni sistem, nimajo pa možnosti priključitve objekta na toplovod ali plinovod, o rabi biomase pa ne razmišljajo. Poraba energenta v povprečnem gospodinjstvu je odvisna od energetske učinkovitosti zgradbe, površine ogrevanih prostorov, stanja tehnike ogrevalnih naprav, bivalnih navad in tudi lege ter lokacije zgradbe.

Danes se gradijo stanovanjske hiše, ki imajo desetkrat manjšo rabo energije za ogrevanje. Za ogrevanje 100 m2 bivalnih prostorov v sodobni enodružinski hiši je pričakovana letna poraba 500 l kurilnega olja, v nizkoenergijski ali pasivni hiši enake velikosti pa občutno manj, pod 300 in celo pod 150 l za celo kurilno sezono. V takih zgradbah so kotli na olje občutno preveliki, zato bo uporabljen drug energent za ogrevanje.

V starejših hišah je vgrajena pestra paleta kotlov na kurilno olje. Še vedno je največ starih kombiniranih kotlov na trdno in tekoče gorivo, ki so poleg vsega še predimenzionirani. Te "požeruhe" je treba čim prej zamenjati. Po novi zakonodaji je dovoljeno prodajati in vgrajevati samo še nizkotemperaturne in kondenzacijske oljne kotle.

Zelo hiter razvoj ogrevalnih sistemov v smeri varčnega delovanja, pomeni, da bo potrebno vse bolj razmišljati o prenovi ogrevalnega sistema in zamenjavi kotla, čeprav se njegove življenjska doba še ni iztekla.

Razdelitev ogrevalnih kotlov na olje

Glede na temperaturni režim delimo kotle na nizko temperaturne in kondenzacijske kotle. Kotli so lahko v talni ali stenski izvedbi in se v glavnem nameščajo v kotlovnice, vse pogosteje pa tudi v stanovanjske prostore. Kotli so izdelani iz jeklene pločevine ali so litoželezni. Gradnja kotlov v varjeni izvedbi iz kvalitetnih materialov, postavlja jeklene kotle ob bok litoželeznim. Pri litoželeznih kotlih lahko dodajamo posamezne člene, kotli iz jeklene pločevine pa so izvedeni v kompaktni izvedbi in iz atestiranih pločevin. Kurišča kotlov so opremljena z vročo reverzibilno komoro in turbolatorji, ki omogočajo zgorevanje pri temperaturi preko 1200 stopinj Celzija, pri čemer so izstopne emisije dimnih plinov v mejah dopustnih.

Nizkotemperaturni kotli (NT)

NT kotli obratujejo s precej nižjimi temperaturami, ki se giblje med 40°C in 75°C. Ustrezna regulacija uravnava temperaturo ogrevnega medija glede na zunanjo temperaturo. Izkoristki so boljši, izgube toplote v okolico in skozi dimnik so manjše, prav tako pa je manjše onesnaževanje okolja. Letni ogrevalni izkoristki sodobnih NT kotlov znašajo od 85 do 90 odstotkov, medtem ko znašajo nazivni (normirani) izkoristki od 93 do 95 odstotkov. Približno 85 odstotkov ogrevalnega obdobja znaša zunanja temperatura povprečno med – 2°C in + 14°C in ni razloga, da bi kotel obratoval pri polni obremenitvi. Šele, ko se zunanje temperature občutneje znižajo, pride do veljave celotna zmogljivost kotla.

Na tržišču so tudi tako imenovane UNIT izvedbe, ki vključujejo poleg kotla in gorilnika tudi kakovostno regulacijo, raztezno posodo in obtočno črpalko v dobri izolirani enoti. Vsi elementi, ki sestavljajo t.i. ogrevalno centralo so usklajeni tako, da je njihovo delovanje optimalno, vzdrževanje nezahtevno, uporabnik pa lahko enostavno nadzoruje delovanje. Enota ima lahko vgrajen akumulacijski grelnik ali tudi ploščni prenosnik za pripravo tople sanitarne vode.

Kondenzacijski kotli

Značilnost kondenzacijske tehnologije je, da uporabljamo toploto, ki se sprosti s kondenzacijo vodne pare v dimnih plinih, nastalih pri zgorevanju goriva. Pri temperaturah dimnih plinov 47°C vodna para kondenzira, pri tem se sprosti latentna toplota, ki se dovaja ogrevni vodi. Izkoristki najnovejših kondenzacijskih kotlov na olje znašajo do 109 odstotkov. Dimni plini se lahko ohladijo do 35°C. Zaradi tako nizkih temperatur je potrebno dimnik v primeru zamenjave kotla sanirati. Vgradnja kondenzacijske kotla vedno zahteva izdelavo novega dimnika. Materiali dimnih naprav morajo biti korozijsko odporni proti agresivnemu kondenzatu. Vrednost pH kondenzata kurilnega olja se giblje med 1,5 in 3. Pri kurilnih napravah manjših moči (za enodružinske hiše) lahko kondenzat odvajamo direktno v kanalizacijo. Dimnik lahko saniramo s posebnimi plastičnimi cevmi, ki so cenejše kot nerjaveče. Delovanje kotla je lahko neodvisno od zraka v prostoru. Gorilnik sesa zrak skozi instalacijski jašek ali koaksialne odvodne cevi za dimne pline. Naprava za nevtralizacijo je sestavni del kotla in lahko kondenzat po nevtralizaciji odvajamo v kanalizacijo.

OGREVANJE Z LESOM IN SODOBNIMI KOTLI NA POLENA

Kaj je lesna biomasa?

Lesna biomasa je les, uporaben v energetske namene. Ko govorimo o učinkoviti rabi lesne biomase v energetske namene, govorimo o učinkoviti in sodobni rabi vseh oblik lesa za ogrevanje in segrevanje sanitarne vode. Lesna biomasa se uporablja v zelo različnih oblikah: od tradicionalnih polen do sekancev in različnih oblik stiskalcev (briketi in peleti). Les uporaben v energetske namene je okrogel les slabše kakovosti (golí), droben les, vejevina, lesni ostanki, žagovina, lesni prah in neonesnažen odpadni les.

Viri lesne biomase, uporabne v energetske namene, so:

• gozd: del rednega poseka, redčenja, premene gozda, sanitarne sečnje, vejevina (s premerom nad 5 cm);
• kmetijske in urbane površine: grmišča, obnove sadovnjakov in vinogradov, vzdrževanje parkov in zelenic, čiščenje pašnikov, gradnja objektov;
• lesni ostanki: iz primarne predelave lesa (krajniki, žamanje, očelki, žaganje), iz sekundarne obdelave lesa
• (lesni prah, skoblanci, lubje);
• odpadni in odsluženi les: lesna embalaža, gradbeni les, pohištvo, odpadki na komunalnih odlagališčih.

Prednosti lesa pred fosilnimi viri energije so:

• Les je domač, tradicionalen in obnovljiv vir, ki je lokalno dosegljiv.
• Uporaben je v različnih oblikah (polena, sekanci, peleti, briketi).
• Je CO2 nevtralen: ogljik, ki se sprošča pri gorenju, je del naravnega kroženja ogljika v naravi.
• Raba lesa v energetske namene ima lahko pozitivne učinke na gospodarjenje z gozdovi in je večkratno uporaben, saj je v energijske namene uporaben predvsem les slabše kakovosti, droben les ter lesni ostanki in tudi neonesnažen odslužen les.
• Je edini zanesljiv vir v izrednih razmerah (naravne katastrofe, vojne).
• Je edini energijski vir, ki ga je mogoče nabaviti iz različnih virov v neposredni bližini.
• Je pomemben socialno-ekonomski dejavnik ohranitve in razvoja podeželja, še posebej v hribovitih in demografsko ogroženih območjih Slovenije.
• Uporaba lesnega kuriva je varna, ekološke katastrofe in nesreče (razlitje, eksplozije) so izključene.

Zakaj lesna biomasa?

Les je obnovljiv, domač energetski vir, ki je na voljo v zadostnih količinah.

Majhna kurišča na lesno biomaso so v zadnjih letih doživela nesluten tehnični razvoj. Samodejno obratovanje peči in majhnih kotlovskih naprav na lesno biomaso je postalo tako enostavno, da je kurjenje z njimi mogoče primerjati s kotli na plin ali kurilno olje.

Polena

Polena zahtevajo najvec fizicnega dela pri pripravi in nalaganju kotla, vendar pa po drugi strani ne potrebujemo posebnih strojev in orodja za pripravo, razen tistih, ki jih ima ponavadi vsaka kmetija (motorna žaga, traktor s prikolico, sekira, idr.). Sam kotel zavzame manj prostora kot kotel na sekance ali pelete, predvideti pa moramo prostor za sušenje in shranjevanje polen, ter za postavitev hranilnika toplote. Za doseganje dobre kakovosti je potrebno 2-letno skladiščenje v suhem prostoru, s čimer znižamo vsebnost vode pod 20%

Lesni sekanci

So strojno drobljen les za samodejno obratovanje sodobnih kotlovskih naprav. Za obratovanje majhnih kotlov so potrebni drobnejši sekanci do velikosti okrog 3 cm z vsebnostjo vode največ okrog 30%. Za tovrstno gorivo je potreben nakup sekalnika oziroma možnost najema storitev pri lastniku sekalnika ali v strojnem krožku.

Peleti (stiskanci iz žagovine)

So valjasti stiskanci iz suhe žagovine s premerom 5-15 mm in dolžine 10- 30 mm. Izdelujejo se industrijsko v stiskalnicah, brez uporabe kemičnih dodatkov. Prodajajo se v vrečah ali razsuti. Energijska gostota je večja kot pri sekancih. V Sloveniji je domača proizvodnja še v razvoju.

Kotli na polena s prezračevanim kuriščem

Polena dolžine 25-50 cm se naložijo v polnilni prostor na žerjavico. Ventilator posesa ali potisne nastale pline skozi odprtino v zgorevalno komoro.

S pomočjo zraka, ki ga dodajamo v zgorevalno komoro, ti plini dokončno izgorijo. Toplota se v toplotnem prenosniku prenese na grelno vodo, ki jo vodimo v sistem centralnega ogrevanja zgradbe.

Hranilnik toplote

Čeprav dosegajo moderni kotli na polena visoke izkoristke in nizke emisije tudi pri delnih obremenitvah, je priporočljiva postavitev hranilnika toplote. Z njim lahko ob enkratni polnitvi 24 ur ogrevamo novejšo, dobro izolirano enodružinsko hišo velikosti 150 m in toplotne obremenitve 12 kW. Ob najbolj hladnih zimskih dneh je včasih potrebna dvakratna polnitev. Predpogoj za to je dovolj velik polnilni prostor-zalogovnik, suh les in hranilnik toplote z dovolj prostornine (najmanj 50 l/kW moči kotla). Če kotel na polena kombiniramo s solarnim sistemom, lahko v poletnih mesecih udobno in stroškovno ugodno pripravljamo toplo sanitarno vodo. Ob ustreznem dimenzioniranju solarnega sistema, lahko le-ta prispeva tudi k ogrevanju prostorov.

Prednosti hranilnika toplote

• Boljši izkoristek kotla
• Optimalen potek zgorevanja
• Ugodnejše emisije
• Večje udobje pri ogrevanju

Poraba goriva je okrog 12m trdega lesa na kurilno sezono, kar odgovarja približno 2300 l kurilnega olja EL. Področje uporabe: eno in dvodružinske hiše ter kmetije

Kotli na lesne sekance

Iz skladišča se lesni sekanci s pomočjo zbirne naprave ter dozirnega polža dovajajo v kotel. Kotlovska naprava je opremljena tudi z varnostnim sistemom, ki preprečuje gorenje nazaj v smeri zalogovnika za sekance.

Z neprekinjenim dovodom goriva in nadzorovanim dotokom zraka se trajno zagotovi odličen izkoristek in prilagajanje procesa zgorevanja dejanskim potrebam po toploti. Najnovejši sistemi delujejo z elektronsko regulacijo, ki nadzoruje tako zgorevanje, kakor tudi razdelitev toplote. Dodatna oprema, ki omogoča samodejne postopke za vžig, čiščenje toplotnega prenosnika in iznos pepela, postaja na sedanjem stanju razvoja že standard.

Prednosti:

• Samodejna, udobna oskrba s toploto
• Optimalno zgorevanje oziroma visoki izkoristki
• z odmerjenim dovodom goriva
• Zelo nizke emisije
• Majhna poraba časa za oskrbovanje

Poraba goriva

Nova, dobro izolirana enodružinska hiša s 150 m stanovanjske površine in s toplotno obremenitvijo 12 kW porabi v kurilni sezoni okrog 28 nasutih m suhih sekancev boljše kakovosti, kar ustreza 2.300 litrom kurilnega olja.

Ker pa je cena kotlov za kurjenje lesnih sekancev kar visoka se večina raje odloča za pelete.

Kotli na pelete (lesne stiskance)

Peleti iz žagovine in oblancev so visokokvalitetno gorivo za kotle s samodejnim dodajanjem že od majhnih moči (5 kW) naprej.

Hišne kurilne naprave na pelete so po stopnji udobja in avtomatiziranosti dosegle kotle na plin ali kurilno olje. Letna poraba peletov, za dobro izolirano enodružinsko hišo s 150 m2 ogrevalne površine in toplotno močjo 12 kW je približno 2000 kg (kar ustreza približno 1000 litrov kurilnega olja). Poenostavljena rešitev za hrambo goriva je kompaktna naprava z zalogovnikom velikosti 1 m3 (približno 650 kg). Sodobni kotli na pelete imajo izkoristek do 92 %, če pa obratujejo kot kondenzacijski kotli pa do 104 % in so primerni tudi za ogrevanje nizkoenergijskih in pasivnih hiš.

Temperatura predtoka od 65 do 90 °C. Brezstopenjsko nastavljivi obrati ventilatorja za zgorevanje omogočajo stopenjsko prilagoditev moči do 30 % nazivne moči. Tehnologija stopničaste rešetke preprečuje nastanek žlindre. Vodeno premikanje rešetk skrbi za samodejno odpepeljevanje zgorelega in letečega pepela. Krmiljenje naprave skrbi za višanje temperature povratnega voda za preprečevanje korozije. Integriran hranilnik toplote (100 l) preprečuje ohlajevanje kotla.

Zahteva po skladiščnem prostoru je približno 4x manjša kot pri lesnih sekancih, tako da je prostor za pelete običajno mogoče najti v vsaki hiši.

Pelete se dostavlja s cisternami, podobno kot kurilno olje, kot pakirane v 15kg vrečkah ali 1m3 tako imenovan Big Pack

Peleti se lahko uporabljajo tudi v kaminskih pečeh, toplotnih moči 5-12 kW, ki so bistveno cenejše od kotlov in nudijo udobno in cenovno ugodno dodatno ogrevanje. Za te potrebe se peleti dostavljajo v vrečah po 15 kg.

Radiatorsko ogrevanje

Oddajanje toplote vršijo radiatorji, običajno nameščeni pod oknom. Ogrevala oddajo toploto eno četrtino s sevanjem, tri četrtine pa s konvekcijo oziroma kroženjem zraka v prostoru. Pri tem se hladen zrak, ki prihaja pod okno ogreje, ter dvigne pod strop.

Cevni razvod ogrevalne vode, ki poteka od kotla do ogreval v posameznih prostorih mora biti čim krajši, da so tudi toplotne izgube čim manjše. Cevovodi, ki potekajo po neogrevanih prostorih morajo biti toplotno izolirani.

Ločimo enocevne in dvocevne sisteme. Cevni razvodi so lahko vidni ali v nevidni izvedbi. Pri novogradnjah je možna vgradnja v tlake in stene. Kot material za cevi uporabljamo jeklo, baker, umetne materiale in kombinacijo različnih materialov.

Pri dvocevnih sistemih sta dovod in odvod grelne vode ločena, ogrevala so v sistemu vezana vzporedno. Temperatura dovoda je za vsa ogrevala v zaključenem sistemu enaka. Izvedba dvocevnega sistema je lahko z spodnjim in zgornjim razvodom.

Pri enocevnih sistemih so ogrevala v veji oziroma zanki vezana zaporedno. To pomeni, da v vsako naslednje ogrevalo prihaja delno ohlajena voda. Enako oddajanje toplote v dveh prostorih je možno doseči samo z povečanjem površine zaporedno vezanega ogrevala.

Način vgradnje

Radiatorje priključimo na predtok in povratek (dvocevni sistem) ali enocevni razvod. Namestimo jih pod okni ali drugam ob steni. Površina radiatorjev je odvisna od temperaturnega režima. Če namesto klasičnega temperaturnega režima 90/70°C izberemo temperaturni režim 50/40°C, je potrebno za doseganje enake oddaje toplote, povečati površine radiatorjev za približno trikrat

Talno ogrevanje

Način oddajanje toplote pri talnem ogrevanju je bistveno drugačen kot pri radiatorskem ogrevanju. Topla ogrevalna voda, ki kroži po ceveh v tleh oddaja toploto estrihu. Ta nato oddaja skoraj vso toploto s sevanjem, le majhen del odpade na konvekcijo. Pri tleh so temperature najvišje in proti stropu padajo, temperaturni profil po višini prostora pa je najbližji idealnemu.

Ker je grelna površina razmeroma velika, je temperatura tal lahko nižja (26 do 28°C). Maksimalna dopustna temperatura tal znaša 29 °C, kar omejuje tudi maksimalno toplotno oddajo v prostor na 100 W/m2. Gibanje zraka v prostoru je minimalno, zato je tudi kroženje prahu v prostoru manjše. Občutek ugodja je opazen zlasti v primeru, če sedemo na tla. Če z roko otipamo ogreta tla, dejansko ne čutimo, da so topla temveč čutimo, da niso hladna! Toplotno ugodje je večje, ker so temperature sevanja nižje kot pri ogrevanju z radiatorji.

Zaradi ugodnega temperaturnega profila v prostoru je tako lahko temperatura zraka v prostoru nižja za 1 do 2°C, kar pomeni od 6 do 12 % prihranka pri energiji.