ABC ogrzewania. Regulacja mocy (1)

Dlaczego kocioł, a ściślej mówiąc cała instalacja grzewcza, która przeszła badania w akredytowanym laboratorium tak naprawdę nie jest ekologiczna? Taką tezę można śmiało postawić, ponieważ większość aktualnie pracujących kotłów ma już certyfikaty, a dymu za wiele nie ubyło. Nie twierdzę, że nie ma poprawy, ale powinno być znacznie lepiej. Jeżeli wczytać się w dane techniczne kotła, a jeszcze lepiej w sprawozdania z badań, to powinno być super! Dlaczego tak nie jest?

Badania kotła były wykonywane w warunkach, które są nie do powtórzenia w rzeczywistości. Stanowisko badawcze jest wyposażone w optymalny system odprowadzenia spalin, wykonany perfekcyjnie. Zazwyczaj taki komin jest wspomagany specjalnym wentylatorem z regulowaną wydajnością, za pomocą którego dobiera się wymaganą wielkość podciśnienia kominowego. Paliwo jest też najlepszego gatunku i aby uzyskać efekt ekologiczny utrzymuje się w czasie prób optymalną temperaturę itd. Tego w rzeczywistych kotłach nie jesteśmy w stanie uzyskać, bowiem sytuacja w palenisku jest bardzo dynamiczna i nie da się w pełni przewidzieć, jak przebiega spalanie opału. Stąd wątpliwości, czy taki kocioł jest ekologiczny.

Skoncentrujemy się na elemencie, który w całym systemie pełni kluczową rolę i jest odpowiedzialny za całkowite, czyli ekonomiczne i ekologiczne spalanie. Tym parametrem jest temperatura spalania opału w komorze paleniska. Wiadomo, że aby mogło się palić, trzeba trzech rzeczy: opału, powietrza i temperatury. Od tej temperatury zależy przebieg procesu spalania. Aby spalanie odbywało się całkowicie i nie pozostawiało resztek niespalonego opału oraz by nie ulatywał kominem dym, który jest oznaką niecałkowitego spalania, trzeba palenisku, a dokładniej każdej cząstce opału zapewnić odpowiednią temperaturę (dla węgla około 1000oC). Tę temperaturę wytwarzamy i utrzymujemy poprzez odpowiednie dozowanie opału i powietrza. Do tego służą sterowniki, które to regulują procesem spalania. Jeżeli założymy, że ekologia jest najważniejsza, to priorytetem jest temperatura w palenisku. I tak powinny być zorientowane procesory sterowników.

Nie bez znaczenia są rozwiązania konstrukcyjne samej komory spalania. Otóż aby spełnić kryterium ekologiczne, w palenisku nie mogą znajdować się elementy wychładzające spalanie. Powinno się unikać rusztów wodnych i płaszcza wodnego, a w zamian palenisko obudować kształtkami żaroodpornymi z izolacją zewnętrzną. W ten sposób łatwo uzyska się i utrzyma żądaną temperaturę. Zaś oddawanie ciepła powinno odbywać się w specjalnym wymienniku już poza komorą spalania.

Powyższe uwagi nie dotyczą w zasadzie kotłów z paleniskiem retortowym, pod warunkiem że na retorcie będzie utrzymywana temperatura optymalna dla procesu spalania ekologicznego. Ta temperatura jest szczególnie ważna w czasie odgazowywania węgla i tak powinien być ustawiony procesor sterownika, aby ten cykl nie został przerwany i doprowadzony do końca.

Nasuwa się pytanie: jak regulować mocą kotła i jednocześnie utrzymywać wysoką temperaturę spalania? Wiadomo, że są okresy, gdy zapotrzebowanie na ciepło jest ograniczone i odwrotnie, gdy aura serwuje niskie temperatury, wtedy należy operować maksymalną mocą. Aby utrzymać parametry ekologiczne, należałoby palić stale „na pełny gaz” i byłoby to marnotrawstwo. Niestety do tej pory nie opracowano jeszcze kotłów z regulowaną mocą cieplną z zachowaniem ekologicznych parametrów. Regulacja odbywa się z reguły ograniczeniem dopływu powietrza do komory spalania, a to jest najgorszy sposób, gdyż w dymach pojawiają się substancje, które są wynikiem niedopalenia opału. Głównym składnikiem jest tlenek węgla (czad), sadza, pyłki węgla unoszone przez dymy. Dodatkowo na wewnętrznej powierzchni komina osadzają się różne smoły i wilgoć zmieszana z sadzą, które powodują przyspieszoną erozję materiałów budowlanych oraz często katastrofalne pożary komina.

Jest kilka sposobów, aby się przed tym uchronić. Jednym ze sposobów jest stosowanie zbiornika buforowego, w którym akumulowałoby się nadmiar wytworzonego ciepła. Palenie odbywa się cyklicznie z przerwami do czasu, aż będzie potrzebna pełna moc kotła. Częstotliwość gaszenia i ponownego rozpalania zależy od pojemności buforu. Z praktyki wiadomo, że taki zbiornik dla przeciętnego domu jednorodzinnego nie może być mniejszy aniżeli 2000 l. Im większy, tym lepszy – cykle będą rzadsze.

Drugim sposobem, najtańszym i najprostszym, jest ograniczenie wymiarów paleniska poprzez wyłożenie rusztu kształtkami szamotowymi. Palenie będzie się odbywało na mniejszej przestrzeni, ale przy pełnej temperaturze spalania ekologicznego. W miarę jak zapotrzebowanie będzie rosło, kształtki będą sukcesywnie usuwane. Czynności te można wykonywać przy okazji czyszczenia paleniska z nagromadzonych popiołów.

W drugiej części omówię niedobory ciągu kominowego i jak im zaradzić.

Andrzej Bulanda

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