Czym grzać? Oto jest pytanie… Nośniki ciepła.

Niestety, okazuje się, że „ekogroszek” to po prostu węgiel kamienny sprzedawany w postaci granulek.
Na rynku konkurują ze sobą trzy podstawowe paliwa: 

Zobacz artykuł w wersji pdf pdf pdf

gaz (ziemny lub płynny), olej opałowy i węgiel.
Niewątpliwie najbardziej wygodnym paliwem będzie takie, które może być wykorzystywane przez kocioł bez udziału użytkownika, czyli bezobsługowo. Warunek bezobsługowości zawsze spełni gaz ziemny.

Prawidłowo dobrany kocioł (najbardziej ekonomiczny będzie nowoczesny kocioł kondensacyjny) po ustawieniu wszystkich parametrów pracy będzie wymagał jedynie uiszczania opłat za zużyty gaz ziemny. Oczywiście, podobnie jak przy każdego rodzaju urządzeniu grzewczym, użytkownik musi pamiętać o corocznych przeglądach kotła, a także całej instalacji grzewczej. Poza tym obsługa kotłowni ograniczy się tylko do ewentualnych korekt temperatury w pomieszczeniu bezpośrednio na regulatorze kotła lub poprzez moduł zdalnego sterowania, umieszczony np. w salonie. W mniej komfortowej sytuacji będą osoby, których dom znajduje się na terenach pozbawionych sieci gazowniczej, ale i tu jest możliwe w miarę bezobsługowe rozwiązanie: opalanie gazem płynnym lub olejem opałowym.

Jedno i drugie paliwo wymaga zbiornika do magazynowania. Firmy dystrybuujące gaz płynny oferują montowane na zewnątrz zbiorniki gazu płynnego różnych wielkości, natomiast olej opałowy zwykle magazynowany jest w zbiornikach montowanych wewnątrz budynku. W porównaniu do obsługi instalacji zasilanej gazem ziemnym użytkownik dodatkowo będzie musiał pamiętać o uzupełnianiu zapasów paliwa – w zależności od wielkości zbiornika i zużycia gazu lub opału. „Reszta” procesu ogrzewania budynku i podgrzewu ciepłej wody użytkowej odbędzie się automatycznie.

Analiza czynności Mimo że większość z nas lubi wygodę, w praktyce natrafiamy na bardzo dużo domów ogrzewanych paliwem stałym. Można stwierdzić, że swego rodzaju modą stało się opalanie tzw. ekogroszkiem. Nazwa ewidentnie wskazuje na ekologiczne paliwo, które z pewnością przyczynia do zmniejszenia zanieczyszczenia atmosfery.
Niestety, okazuje się, że „ekogroszek” to po prostu węgiel kamienny sprzedawany w postaci granulek. Producenci i sprzedawcy kotłów na ekogroszek twierdzą, że są to urządzenia prawie bezobsługowe. Przeanalizujmy, jakie czynności musimy wykonywać, mając taki kocioł. Mimo iż kotły na ekogroszek wyposażone są w zasobnik paliwa i automatyczny podajnik, użytkownik musi magazynować ekogroszek, który jest oferowany w workach po 25 kg lub 30 kg sprzedawanych na sztuki lub w paletach. Konieczne jest więc pomieszczenie magazynowe.
Kotły posiadają palnik nadmuchowy, który może modulować moc urządzenia lub wygasić kocioł, jeśli spadnie zapotrzebowanie, ale zapalenie ekogroszku musi być dokonane ręcznie przez użytkownika.

Na forach internetowych można przeczytać setki opinii niezadowolonych użytkowników kotłów na ekogroszek, którzy opisują swoje problemy z zapłonem. Sposoby zapalania są różne: najczęściej użycie podpałki, ale w skrajnych sytuacjach uciekano się nawet do palnika gazowego. Istotną, z punktu widzenia obsługi, jest potrzeba przynajmniej cotygodniowego wygaszania kotła i oczyszczania retortu i komory spalania z zanieczyszczeń i konieczność opróżniania kotła z popiołu, który musimy utylizować. Czynności te są zawsze źródłem kurzu i pyłu, który przenosi się na całe pomieszczenie z kotłem. Oczyszczenie komory spalania z sadzy nie należy do łatwych, a tym bardziej przyjemnych czynności. Niestety, jako posiadacze kotła na ekogroszek, musimy zajmować się tym najlepiej raz w tygodniu, w przeciwnym razie spalanie będzie nieefektywne. Po wyczyszczeniu kotła popiół musi być oddawany do utylizacji. Wysypywanie popiołu do ogrodu lub na ścieżkę nie jest dobrym pomysłem, gdyż popiół powoduje zakwaszanie gleby, a chodząc po nim, wnosimy go na butach z powrotem do domu.

Problematyczne może być także przygotowywanie ciepłej wody latem – każdorazowo będziemy musieli ręcznie rozpalać kocioł. Wielu użytkowników decyduje się więc na elektryczny podgrzew ciepłej wody użytkowej latem, co na pewno jest rozwiązaniem najkosztowniejszym, ale i najwygodniejszym. Mając kocioł gazowy czy olejowy, unikamy takiego kłopotu, gdyż załączanie kotła następuje automatycznie zawsze, jeśli jest zapotrzebowanie na energię cieplną.

Czystość spalin Nie bez znaczenia dla mieszkańców osiedli, gdzie dominują kotły węglowe, jest czystość powietrza w okolicy. Teoretycznie produktami spalania paliw powinny być dwutlenek węgla (CO2) i woda. Okazuje się, że oprócz typowych produktów spalania, w zależności od rodzaju paliwa, powstają także szkodliwe dla środowiska naturalnego produkty uboczne, takie jak sadza, dwutlenek siarki (SO2), tlenek węgla (CO), czyli czad i tlenki azotu (NOx). Im mniej tych dodatkowych substancji emituje kocioł, tym bardziej ekologiczna jest jego eksploatacja. Przykładowo podgrzanie kotłem gazowym 100 litrów wody o 40oC (np. z 10 do 50oC) wiąże się z powstaniem ok. 847 g CO2, 0,77 g NOx i ok. 0,08g CO. Otrzymanie tej samej ilości energii (ok. 4,66 kWh) kotłem olejowym to emisja do atmosfery ok. 1221 g CO2, 2,12 g NOx i ok. 0,16 g CO, a także 11,4 g SO2 i 0,29 g sadzy. Tymczasem spalając węgiel (ekogroszek), zanieczyścimy środowisko naturalne 2460 g CO2, 6,26 g NOx, 3,24 g CO, 22,37 g SO2 i 1,45 g sadzy, czyli ponad 2 razy więcej CO2 i związków siarki, 3 razy więcej związków azotu, 5 razy więcej sadzy i ponad 20 razy więcej tlenku węgla niż z kotła olejowego. Natomiast kocioł gazowy w ogóle nie emituje sadzy i związków siarki.

Przedstawione ilości substancji mogą wydawać się niewielkie, ale pamiętajmy, że są to wartości podane dla wytworzenia niecałych 5 kWh energii cieplnej (podgrzew 100 l wody o 40°C). W skali roku typowy dom o standardowym ociepleniu będzie potrzebował ok. 120 kWh/m2. Jeśli więc ogrzewamy dom o powierzchni 180 m2, potrzebujemy 21 600 kWh energii cieplnej, czyli z kotła węglowego wyemitujemy ponad 11 ton CO2, 29 kg NOx, 15 kg CO, 103 kg SO2 i 7 kg sadzy. Czytelnikom pozostawmy do rozważenia, czy warto aż tak zanieczyszczać środowisko, w którym żyjemy, dodatkowo męcząc się przy obsłudze kotła na ekogroszek? Być może ktoś zauważy, że ekogroszek jest tańszym nośnikiem energii od gazu czy też oleju opałowego. To prawda, ale alternatywnym i tańszym źródłem energii są z kolei pompy ciepła, a nowoczesny gazowy kocioł kondensacyjny będzie wytwarzał jednostkę ciepła około 25% drożej niż kotły na ekogroszek. Czy jest to kwota warta do zapłacenia w zamian za absolutnie bezobsługową pracę i ochronę środowiska?

Czy tylko teoria? Na zakończenie chciałbym zaprezentować kilka wykresów porównujących emisję zanieczyszczeń z gazu, oleju i węgla. Na wykresie 1 przedstawiono, ile gramów substancji emituje kocioł, generując 1 kWh energii cieplnej. Kolejny wykres 2 przedstawia, ile szkodliwych substancji powstaje w procesie spalenia jednostki  paliwa. Dla gazu jest to 1 m3, dla oleju opałowego 1 litr, a dla węgla 1 kg. Informacje zawarte na powyższych wykresach mogą wydawać się danymi czysto teoretycznymi. Aby bardziej zobrazować emisję zanieczyszczeń powstających przy spalaniu paliw, przeliczono, ile zanieczyszczeń powstanie podczas ogrzewania 100 litrów wody o 40oC, czyli np. z temperatury 10 do 50oC. Przyjęto przy tym te same sprawności kotłów jak w poprzednich obliczeniach. Rezultat prezentuje wykres 3. Zauważmy, że emisja CO2 dla kotła kondensacyjnego gazowego jest 3-krotnie niższa w porównaniu do kotła węglowego. Chcąc przeliczyć ilość emisji produktów spalania paliw powstających przy podgrzewie większej ilości wody, należy pomnożyć szukaną wartość z wykresu przez współczynnik zwiększenia ilości wody. Np. dla 500 litrów wartość CO2 mnożymy przez 5 (500/100 = 5). Dla kotła węglowego otrzymamy wynik 2460 g * 5 = 12 300 g, czyli podgrzewając 500 litrów wody za pomocą kotła węglowego, emitujemy do atmosfery ponad 12 kg CO2.

Tę samą ilość wody (100 litrów) możemy podgrzać za pomocą kolektora słonecznego. Do podgrzewu 100 litrów wody o 40oC potrzebujemy ok. 4,66 kWh energii cieplnej. Przykładowo z pola 2 kolektorów płaskich możemy uzyskać do 3 kW energii cieplnej. Oznacza to, że podgrzew 100 litrów wody o 40oC może zająć około 1,5 godziny, a przy tym, w porównaniu do kotła węglowego, nie wyemitujemy prawie 2,5 kg CO2, 22 g sadzy i ponad 10 g innych zanieczyszczeń.

dr inż. Paweł Kowalski

Rys. 1. Emisja produktów spalania paliw powstała po uzyskaniu 1 kWh energii cieplnej (z uwzględnieniem sprawności kotła).
Rys. 2. Emisja produktów spalania paliw powstała po spaleniu jednostki paliwa.
Rys. 3. Emisja produktów spalania paliw powstała przy podgrzaniu 100 litrów wody o 40oC (np. z 10oC do 50oC).

Prenumerata Magazynu Instalatora

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *

Ta strona korzysta z ciasteczek (cookies) Więcej informacji

Ustawienia plików cookie na tej stronie są włączone na "zezwalaj na pliki cookie", aby umożliwić najlepszy z możliwych sposób przeglądania. Jeśli w dalszym ciągu chcesz korzystać z tej strony, bez zmiany ustawienia plików cookie lub kliknięciu przycisku "Akceptuję", a następnie użytkownik wyraża zgodę na to.

Zamknij