Moderní kotle a kamna na pelety

Národní program snižování emisí si klade za cíl do roku 2014 radikálně snížit emise škodlivin v sektoru vytápění veřejných objektů a domácností. Hlavním zdrojem škodlivin jsou zastaralé zdroje tepla na pevná paliva. Ty ba měly být nahrazeny moderními zdroji, a to zejména na spalování biomasy. V tomto článku jsou popsány kotle a kamna na pelety.

Nejúčinnější menší zdroje tepla pro spalování dřevní i rostlinné biomasy jsou tzv. automatické kotle nebo kamna na pelety. Díky vysokému stupni řízení spalovacího procesu emitují minimum škodlivin a dosahují celkové účinnosti nad 85 %.

Pořizovací cena je sice vyšší, ale při započtení možné státní dotace a při úspoře paliva díky vyšší účinnosti a řízenému spalování jsou celkové náklady porovnatelné se staršími a z hlediska emisí nevyhovujícími zdroji.

V současné době se na nákup peletových kotlů a dalších zdrojů na biomasu a obnovitelné zdroje poskytují dotace v rámci programu Zelená úsporám.

 

Kotle a kamna na pelety

Automatický kotel na pelety je určen pro vytápění jednoho a více rodinných domů, kanceláří a dílen. Jednoduchou formou lze vyřešit výměnu staršího neekologického kotle s nízkou účinností za moderní automatické a ekologicky šetrné kotle s komfortní obsluhou.

Podobně jako u plynových nebo uhelných kotlů se teplo ze spalování pelet předává topnému médiu, jenž bývá nejčastěji voda. Tepelný výkon peletového kotle pro rodinné domy bývá nejčastěji v rozmezí 10 až 30 kW a lze zpravidla automaticky regulovat podle požadované teploty v rozsahu 50 (ojediněle i méně) až 100 % účinnosti přísunem paliva a množstvím vháněného vzduchu.

Kotlem na pelety a lze řešit vytápění i přípravu teplé užitkové vody (TUV). Při instalaci je nutné počítat s prostorem pro umístění paliva – dřevěných, směsných nebo rostlinných pelet (agropelet). Soustava přípravy teplé užitkové vody by měla být doplněna akumulační nádrží. Připojení kotle na soustavu ústředního vytápění v domě se provádí obvyklým způsobem. Pro další úsporu provozních nákladů je výhodné kombinovat kotel například se solárním systémem ohřevu TUV.

Kotel se nejčastěji instaluje ve sklepě. Při výkonech do 30 kW (ale nejvýše do 50 kW) zpravidla není zapotřebí pro instalaci oddělený prostor. Při dopravě paliva šnekovým dopravníkem by měl být sklad pelet co nejblíže ke kotli, při použití pneumatického (nasávacího) potrubního systému může být max. dopravní vzdálenost až do 25 m.

Ceny za automatické kotle na pelety (včetně regulace a napojení na komín) se na našem trhu pohybují v širokém rozmezí od 50 tis. Kč až po řádově 500 tis. Kč (záleží výkonu, vlastnostech a vybavení).

Kamna na pelety se používají pro vytápění jednotlivých místností, menších bytů nebo nízkoenergetických domů. Předávání tepla zde probíhá sáláním a v případě zapojení ventilátoru také prouděním do vzduchu.

Tepelný výkon peletových kamen se většinou pohybuje od 6 do 10 kW a reguluje se ručně nebo automaticky přes termostat. Bývá zde implementována menší násypka zpravidla pro jednodenní zásobu pelet. Také peletovými kamny lze vytápět i současně ohřívat teplou užitkovou vodu.

Cena kamen záleží na výrobci, vlastnostech a vybavení kamen a také na designovém pojetí: Pohybuje se v rozmezí od 30 tis. Kč až po nejdražší modely za 300 tis. Kč.

 

Jak funguje spalování

– Automatické kotle

Moderní peletové kotle jsou plně automatizovaná zařízení s dobrými spalovacími vlastnostmi s nízkými emisemi díky přesnému elektronicky řízenému systému dávkování paliva a spalného vzduchu. Tepelný výkon je řízen plynule regulovaným přívodem paliva a vzduchu v závislosti na venkovní teplotě a požadované vnitřní teplotě. Účinnost kotle dosahuje až 94 %. Otopnou plochu lze orientačně stanovit při tepelných ztrátách objektu (nezatepleno) 50 W/m2 a 10 kW výkonu kotle na 200 m2.

Důležitou součástí peletového kotle je hořák, základní typy hořáku jsou podsuvný nebo hrncový hořák. Zapalování kotle se děje automaticky horkým vzduchem, přísun paliva do hořáku je také automatický a zpravidla elektronicky řízený. Pelety jsou dávkovány na odhořívací talíř nebo šnekovým dopravníkem do odhořívacího hrnce.

Otvor pro komínové připojení je dle platné ČSN realizován nejčastěji v Ø 150 až 200 mm a to podle výkonu a typu kotle a výšky komína.

– Kamna na pelety

Dnešní peletová kamna mají mimo dobrých topenářských vlastností a produkci nízkých emisí také nazastupitelné estetické vlastnosti díky viditelnému plameni v často zajímavě designově pojetých kamnech. Tepelný výkon je možno plynule regulovat přívodem paliva a spalovacího vzduchu. Účinnost spalování dosahuje 90 %.

Kamna na pelety se nejčastěji používají k vytápění jednotlivých místností a menších bytů, jako  přídavný zdroj k hlavnímu otopnému systému nebo jako hlavní zdroj vytápění v případě nízkoenergetických domů. Další možnost vhodného uplatnění peletových kamen je pro víkendové či prázdninové ubytování, pro náhradu starších topidel a krbů nebo plynových kotlů a elektrických přímotopů. Při náhradě plynových topidel je nutné stávající komín upravit pro odtah spalin ze dřeva.

Při využití peletových kamen jako hlavního zdroje vytápění je možno namontovat přídavný ohřívač otopné vody, který je napojen na systém vytápění dalších místností. Asi 2/3 vyrobeného tepla se tímto způsobem přenáší do otopné vody (do radiátorů, podlahového vytápění, apod.) a 1/3 výkonu vytápí s kamny sáláním a vedením. Při vytápění více místností je ovšem nutné počítat a plánovat s větší spotřebou paliva a také s častějším ručním přikládáním. Další možnost kombinace peletových kamen je se solárním ohřevem vody. 

Důležitou součástí peletých kamen je hořák, nejčastěji hrncový. Zapalování kotle se děje automaticky horkým vzduchem, přísun paliva do hořáku je řízený, pelety jsou dávkovány malým šnekovým dopravníkem do hořáku.

Otvor pro komínové připojení je dle platné ČSN realizován nejčastěji v Ø 150 mm (podle výkonu a typu kamen a výšky komína).

Pro vytápění dalších místností nebo pro přípravu teplé užitkové vody jsou také nabízena peletová kamna s adaptérem, který tvoří výměník spaliny – voda. Tento výměník je možno napojit na stávající systém ústředního vytápění v bytě. Další možností je propojení solárního ohřevu vody s výměníkem peletových kamen tak, že odpadá nutnost zapojení běžného kotle ústředního vytápění (doporučeno pro nízkoenergetické a pasivní domy).

U peletových kamen se počítá s celkovou technickou účinnost spalování (ηs), protože  teplo předávané kamny do okolí zde není ztrátou spojenou s účinností (ηk) , která hraje roli u kotlů v kotelně. Toto teplo se v případě peletových kamen umístěných ve vytápěné místnosti využívá k sálavému vytápění.                                                                                                                  

Výroba a prodej pelet

Pelety jsou vysoce stlačené výlisky válcovitého tvaru, nejčastěji vyráběny v průměru 6 mm a různorodé délce 5 – 40 mm. Pelety jsou vyráběny z dřevních zbytků, obvykle z pilin a hoblin. Kromě těchto dřevních pelet se také na trhu objevují pelety rostlinné, kůrové, rašelinové a pelety z dalších materiálů z biomasy a jejich vzájemných směsí – tzv. směsné pelety.

Dřevní pelety mohou dosahovat různé barvy v závislosti na použitém druhu dřeva, na kvalitě suroviny ovlivněné vlhkostí nebo příměsi kůry apod. a použitém technologickém procesu výroby. Dřevní pelety mají stabilní a nízkou vlhkost (obsah vody obvykle kolem 8 %) a nízký obsah popele (kolem 1 %).

Na rozdíl od topenišť spalujících dřevo se při hoření pelet nevytváří kouř. Při dokonalém spalování vzniká bezbarvý CO2 (oxid uhličitý) a H2O (vodní pára) a jen nepatrné množství škodlivin. Při hoření dále vzniká jen nepatrné množství popele, odpovídající přibližně 0,5 % spáleného paliva, což představuje cca 5 kg popele na 1 tunu pelet. Tento popel lze výhodně využít jako zahradní hnojivo.

Kvalita pelet se posuzuje podle několika norem, na trhu převládají německé normy DIN a DIN plus a rakouské norma ÖNORM M 7135. Tyto normy určují, jaké musí být složení pelet.

Výhřevnost pelet je závislá na jejich kvalitě a složení. U dřevěných pelet lze poznat jejich původ díky zabarvení. Čistá dřevní peleta bez příměsí kůry bývá nejsvětlejší, čím je peleta tmavší, tím v ní bývá více příměsí, nejčastěji kůry. Platí tedy obecné pravidlo čím světlejší peleta, tím kvalitnější.

Pelety je možno nakoupit v kamenných nebo internetových obchodech s palivy nebo u distributorů a výrobců pelet. Obchodník, který nemá během roku na skladě dostatečné zásoby paliva nebo prodeje řeší formou pořadníku, není kvalitním dodavatelem a je lepší se obrátit na konkurenci. Také ceny pelet se významně liší během roku – v létě bývají zpravidla nejnižší a je dobré nakoupit zásobu na celou zimu, jelikož v zimě ceny pelet mohou narůst až o 40 %.

Pelety mohou být dodávány ve velkoobjemových textilních vacích (big bag) o hmotnosti kolem 1000 kg, v plastových pytlích o hmotnosti 10 – 25 kg, cisternovým nákladním autem s možností pneumatické dopravy do skladu pelet (foukání flexibilní hadicí), nebo volně ložené na nákladním autu (tento systém se však již opouští).       

Pro veškeré kotle a kamna na pelety jsou vhodným palivem především dřevní pelety. U některých kotlů je možno použít i pelety rostlinné, kůrové, slámové apod. O možnostech použití nedřevních nebo necertifikovaných pelet se však vždy informujeme u výrobce kotle. Některé méně kvalitní směsné pelety totiž mohou peletový kotel poškodit a především v peletových kamnech špatně hoří.

 

Skladování a manipulace

Pelety lze skladovat uvnitř vytápěné budovy v odděleném skladovacím prostoru nebo ve stojanu v textilním zásobníku. Uskladnění mimo budovu vyžaduje vybudování speciálního skladu, který lze alternativně umístit i pod zem. Lze také využít vyřazené nádrže na zemní plyn nebo topný olej. Plnění skladů je nejsnažší pneumaticky – cisternovým autem, které palivo přivezlo. Sklad by měl být dimenzován pro veškeré množství paliva potřebné na celou topnou sezonu (pro rodinný dům lze orientačně kalkulovat 10 m3).

Vlastní přikládání pelet lze řešit např. šnekovým nebo pneumatickým dopravníkem z blízkého skladu pelet, v případě pneumatické dopravy se zde jedná o vzduchotlaké (sací) potrubí. 

Menší množství pelet pro peletová kamna lze skladovat v suchém krytém prostoru např. na paletě v původních plastových pytlích v sklepě, v komoře nebo uvnitř budovy v odděleném skladovacím prostoru – peletovém silu. Sklad by měl být dimenzován pro veškeré množství paliva potřebné na celou topnou sezonu (pro roční zásobu pelet pro peletová kamna postačí cca 4 m3).       Vlastní přikládání pelet, popř. doplňování do zásobníku peletových kamen je výhradně ruční.

 

Orientační spotřeba a cena paliva

– Pro automatické kotle

Pro kotel s jmenovitým výkonem 10 kW (s přihlédnutím ke střední účinnosti kotle 87,5 %) je zapotřebí asi 2,5 kg pelet za hodinu (s výhřevností 18 MJ/t, resp. 5 kWh/kg). Za celé otopné období, které průměrně odpovídá asi 1500 hodinám provozu kotle na plný výkon, budou zapotřebí přibližně 4,5 tuny dřevěných pelet za rok. Tento výpočet je pouze orientační a v praxi záleží na mnoha faktorech (typ kotle, velikost a zateplení vytápěného objektu, ztráty v systému, typ paliva a další). Při ceně 5000 Kč/t představuje orientační roční náklad na palivo 23 tis. Kč.

Při využití rostlinných a jiných směsných druhů pelet, které mají o něco nižší výhřevnost, bude zapotřebí cca 3 kg pelet za hodinu, což odpovídá přibližně 5 tunám těchto pelet za rok, tedy asi 20 tis. Kč za roční náklady na palivo při počítané ceně 4000 Kč/t rostlinných a jiných směsných pelet na bázi biomasy.

Pro přípravu teplé užitkové vody je nutno kalkulovat s další potřebou tepla cca 25 GJ/rok. To představuje asi 1,7 tun pelet (cca 8 tis. Kč za palivo) ročně navíc a instalaci akumulační nádrže.

– Pro peletová kamna

Pro kamna s tepelným výkonem 10 kW jsou zapotřebí asi 2 kg pelet za hodinu (s výhřevností 18 MJ/t, resp. 5 kWh/kg). Tato kamna vytopí zhruba prostoru do 100 m2. Při plném výkonu, který odpovídá asi 800 hodinám doplňkové vytápění místností za rok, bude zapotřebí přibližně 1,6 tun dřevěných pelet za rok. Tento výpočet je pouze orientační a v praxi záleží na mnoha faktorech (typ kamen, velikost a zateplení místností, typ paliva a  další). Při ceně 5000 Kč/t představuje orientační roční náklad na palivo 8 tis. Kč.

Při využití rostlinných a jiných směsných druhů pelet, které mají zpravidla nižší výhřevnost, bude zapotřebí asi 2,5 kg pelet za hodinu, což odpovídá přibližně 2 tunám těchto pelet za rok, tedy opět asi 8 tis. Kč za roční náklady na palivo při počítané ceně 4000 Kč/t rostlinných a jiných směsných pelet.

 

Ing. Vladimír Stupavský, CZ Biom – České sdružení pro biomasu

Celý článek je uveřejněn v čísle 5/10 časopisu Energie 21

 

Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *