Kotle na dřevo a pelety

Na základě zpřísňování povolených emisních hodnot daných normou ČSN EN 303-5 dochází u výrobců spalovacích zařízení k rozsáhlým inovacím ve smyslu minimalizace zplodin a maximalizace vyrobeného tepla. Tato norma nutí majitele kotlů na tuhá paliva k výměně dosavadně používaných kotlů tříd 1 a 2 nejpozději do roku 2022. Vývoj nových technologií a narůstající uplatnění biomasy jako palivového zdroje tyto limitní normy naplňují. Na kotle je možné v současnosti čerpat i tzv. kotlíkovou dotaci.

Dřevo a pelety jako levné a ekologické zdroje tepla

Dřevo je nejen v kategorii biomasy prozatím nejlevnějším a v ČR zatím i nejekologičtějším palivovým zdrojem (obnovitelný zdroj, čistý z hlediska neutrality emisí CO₂, popel ze spalování je pak možno využít jako hnojivo), navíc bez daňové zátěže. K topení v kotli na dřevo musí uživatel splnit jen 3 základní podmínky: odebírat dostatečně suché dřevo a skladovat jej v suchém skladovacím prostoru tak, aby zbytková vlhkost otopu činila maximálně 15 %. Vlhkost totiž výrazně ovlivňuje nejen výhřevnost paliva, ale také životnost samotného kotle. Třetí podmínkou je pak vhodná konstrukce komínu a jeho dostatečný tah (před zakoupením kotle doporučujeme nechat prověřit komín revizním technikem spalinových cest).

Velmi populárním palivem do kotlů jsou v současnosti také z pilin lisované dřevěné pelety. Jedná se o surovinu válcovitého tvaru s obsahem pouze přírodních zbytků dřeva (piliny, hobliny…). Je často využívána v novostavbách nízkoenergetických domů a vytápění tímto způsobem je mnohdy kombinováno se solární technikou. Pelety jsou na rozdíl od dřeva komfortní na zásobování, skladování i manipulaci. Díky nízké vlhkosti mají velmi vysokou výhřevnost. Daný komfort je však vykoupen vyšší cenou paliva.

V tomto článku se budeme orientovat výhradně na kotle využívající jako palivo dřevo, dřevěné pelety, případně na kotle kombinující dřevo s jiným zdrojem. Minulostí jsou totiž nevzhledná, oprýskaná a ušpiněná zařízení, moderní kotle na tuhá paliva jsou při správném užívání čistá, elektronicky řízená topidla.

Kotel Vitoligno 300-C firmy Viessmann s účinností až 95,3 % umožňuje nadmíru pohodlné vytápění peletkami, od plnění až po čistění funguje téměř vše automaticky

Technologie

Rozlišujeme čtyři stěžejní technologie spalovacích kotlů:

PROHOŘÍVACÍ KOTLE se skládají ze dvou komor oddělených roštem. Jedná se o nejjednodušší konstrukční typ kotlů. Vzduch zde prochází přes celou dávku pevného paliva a dochází tak k hoření veškerého paliva ve stejný moment. Důsledkem následného odvodu nespálené dřevní hmoty a CO do komína zde vznikají značné emise. Dosažitelná tepelná účinnost je navíc v průměru jen 50-80 %; 50-20 % energetické hodnoty dřeva zmizí komínem jako teplý vzduch nebo nespálené saze.

ODHOŘÍVACÍ KOTLE zabezpečují vedení spalin z topeniště spodem či po stranách a palivo odhořívá postupně po vrstvách. Proces spalování je tedy podstatně stabilnější. Tato zařízení navíc produkují v porovnání s prohořívacími kotli méně emisí. Energetická účinnost spalování je však i zde nanejvýš 80 %.

AUTOMATICKÉ KOTLE jsou moderní variantou centrálního vytápění. Tyto kotle jsou na rozdíl od kotlů s ruční dodávkou otopu velmi komfortní. To je však samozřejmě patrné i na ceně. Pohodlí zabezpečuje objemný zásobník na palivo, což ovlivňuje nutnou periodiku jeho doplňování (v rozmezí dnů až týdnů). Dodávka paliva do spalovací komory je řešena samočinně pomocí šnekového dopravníku, kdy je topivo plynule, případně v pravidelných intervalech dopravováno z interního nebo externího zásobníku do kotle. Automatický ventilátor samozřejmě zajišťuje přísun spalovacího vzduchu. To zajišťuje stabilitu spalovacího procesu i výkonu, vysokou účinnost spalování, nízkou produkci škodlivin. Pohodlí uživateli zajišťuje řídící jednotka, která koordinuje provoz kotle dle zadaného programu a zprostředkovává komunikaci zařízení s uživatelem. Automatické kotle jsou řízeny majitelem dálkově pomocí termostatu umístěného například v interiéru domu.

Automatický kotel Viadrus A0C-LP na dřevní pelety vyniká litinovým provedením prodlužujícím životnost kotle, automatickým elektrickým zapalováním a možností "chytrého" ovládání přes internet či mobilní telefon. Umožňuje použití obou dvířek dle prostorových možností kotelny, přičemž hořák je umístitelný jak na první, tak na druhé z nich

ZPLYNOVACÍ KOTLE jsou v současnosti bezkonkurečně nejmodernější technologií v oblasti kotlů. Jsou určeny v 99 % ke spalování kusového dřeva a v mnohých případech splňují nejvyšší 5. emisní třídu výše zmiňované normy. Mohou přitom sloužit nejen jako hlavní, ale také jako přídavný zdroj tepla ke stávajícím olejovým či plynovým vytápěcím systémům. Jsou sestaveny z ocelových plechů o tloušťce 3-8 mm, přičemž v namáhaných oddílech jako je spalovací komora je využita korozivzdorná ocel (tento materiál výrazně zvyšuje kvalitu a životnost kotle), alternativně mohou být také z litiny. Zplynovací kotel je zjednodušeně odhořívací kotel s ručním přikládáním a s dvoustupňovým (či vícestupňovým) spalováním podporovaným řízeným odtahovým ventilátorem. Ten vhání primární vzduch do přikládací komory a sekundární do trysky pro průchod plynů.

Ekologický zplynovací kotel Dokogen dodávaný společností Atmos, s velkým zásobníkem paliva, disponuje keramickým spalovacím prostorem, který zaručuje optimální vyhoření všech spalitelných látek a účinnost nad 90 %

Název zplynovací vyjadřuje způsob hoření tuhého organického paliva, v tomto případě dřeva. V první fázi (pyrolýze neboli pyrolytické reakci) se až 80% tuhého paliva promění za velmi vysoké teploty v plyn, který pak druhé fázi (spalování) shoří. V praxi to znamená, že cca 20% dřeva odhoří klasicky, to znamená jako tuhé dřevo a cca 80% shoří až po zplynění.

Plynné palivo hoří přirozeně mnohem jednodušeji a rychleji než tuhé, což zvyšuje celkovou účinnost kotle a snižuje množství popela. Čím vyšší je teplota pyrolýzy, tím vyšší je energetická účinnost; ta může být přes 90%, to však závisí na vlhkosti paliva (ideálně mezi 15 a 20%). Účinnou a automatickou regulaci spalování zajišťuje u špičkových produktů lambda sonda, s jejíž pomocí řídí automatika množství přiváděného vzduchu.

Nová generace řízení kotlů navíc poskytuje ve většině případů intuitivní digitální menu, pomocí displeje na kotli je ovládání zařízení velmi uživatelsky přívětivé. Jedinou nevýhodou zplynovacího kotle je jeho vyšší pořizovací cena.

Příkladové kotle

Vítězem German Design Award 2015 se stal plně automatický peletový kotel Vitoligno 300-C v ČR dodávaný společností Viessmann. Jedná se o zářný příklad automatických kotlů se všemi jejich nespornými výhodami. Spotřebitele zaujme především nízkou spotřebou elektrické energie na základě automatického zapalování s keramickým topným článkem, disponuje rozsahem tepelného výkonu od 6 do 48 KW a jeho účinnost je až obdivuhodných 95 %. Kotel je možný instalovat flexibilním způsobem za účelem dosažení úspory prostoru a údržba je jednoduchá, kupříkladu zásobník popela je nutno vyprazdňovat maximálně 2x ročně.

Kotel Vitoligno 300-C firmy Viessmann s účinností až 95,3 % umožňuje nadmíru pohodlné vytápění peletkami, od plnění až po čistění funguje téměř vše automaticky

Vhodným příkladem zplynovacího kotle je pak bezpochyby produkt Vitoligno 150-S. Tento zplynovací kotel na kusové dřevo je vhodný pro monovalentní i bivalentní provoz (tzn. s dalším, záložním zdrojem tepla). Dosažitelný výkon kotle se pohybuje v rozmezí 17 a 30 KW, stupeň účinnosti je až 94 %. Obsluha kotle je proveditelná komfortně přes aplikaci Viessmann prostřednictvím chytrých telefonů, velký plnicí prostor umožňuje intervaly ručního plnění s hořením až 4,5h, čištění trubek výměníku je pákové poloautomatické. Optimálního spalování v kotli je dosaženo pomocí regulace lambda sondou. Samozřejmostí je automatické odsávání karbonizačního plynu za účelem nízké tvorby kouře při nakládání paliva.

Ke zvážení před investicí

Na které parametry by měl tedy investor ve chvíli koupě nového kotle na dřevo či peletky brát ohledy především? Je nutné se samozřejmě rozhodnout, zdali bude nový kotel fungovat jako primární zdroj tepla či jako vedlejší. Zvážit musí také požadavek na velikost plnicího prostoru, některé kotle jsou reálně schopné pojmout dřevo o délce až 68 cm. Celkový objem zásobníku logicky přímo úměrně ovlivňuje délku intervalu mezi jednotlivými přikládáními a také délku hoření (některý kotel s ručním přikládáním může vydržet např. až 12 h provozu při 20 KW výkonu). Dodavatelé také nabízejí kotle v mnohých výkonových řadách: až 170 KW. Samozřejmostí by pak měl být i odtahový ventilátor, který umožní uživateli bezprašné vybírání popela či přikládání bez unikajícího kouře a chladicí smyčka proti přetopení.

Každý uživatel by měl však v případě investice do kotle také pozorně zvážit případnou koupi akumulačního zásobníku topné vody. U některých kotlů je k dosažení vyššího pohodlí jeho doplnění doporučováno, zvyšují komfort vytápění a výrazně snižují spotřebu paliva.