Zkušenosti s provozem kotle na dřevoplyn v rodinném domku (2)

Ještě jednou bych se chtěl vrátit ke zkušenostem s vytápěním kotlem na dřevoplyn v rodinném domku. První článek byl určité seznámení, co mě vedlo k této volbě a v čem spočívá vlastní vytápění na dřevoplyn. Ten kdo má ale o tento způsob vytápění hlubší zájem možná ocení trochu více technických informací. Jak už jsem zmínil ve svém předešlém článku na svých webových stránkách jsem zveřejnil veškeré své postřehy i celkový popis jak celá teplovodní soustava funguje, jak pracuje samotný kotel, jak probíhá regulace i jak je to po stránce spotřeby paliva či režimu topení včetně přípravy paliva i o jaký vytápěný prostor se jedná. V tomto článku zkráceně popíši každý z těchto bodů.

Vytápěný prostor a technicko-ekonomické údaje

Pokud jde o vytápěný prostor jedná se o nepodsklepený dům, přízemí a podkroví. Vytápěný prostor v přízemí je 170m³ a v podkroví 140m³. Podle technické zprávy z projektu pro zhotovení ústředního topení byla vypočtena tepelná ztráta včetně přirážek a ztráty infiltrací na 13400 W. Instalovaný výkon topných těles byl stanoven na 14.200 W. Topný zdroj má jmenovitý výkon 25 kW a celková spotřeba energie pro vytápění na rok vychází podle projektové dokumentace na 28,27 MWh.

Jak celá teplovodní soustava funguje ?

Klasická teplovodní soustava je zapojena tak, že kotel je zapojen přímo do systému a při topení se ohřívá všechna voda najednou. Teplota na kotli odpovídá i teplotě na radiátorech. Tento způsob má mnoho nevýhod, hlavně pokud jde o regulaci i ekonomiku provozu. U fluidního kotle je zapojení jiné. Existují tu dva teplovodní okruhy vzájemně propojeny směšovacím ventilem. První primární okruh je také nazýván okruh kotle. Teplá voda z kotle není odváděna přímo do systému, ale prochází skrz směšovací ventil a vrací se spět do kotle. Ve směšovacím ventilu se mísí s vodou z druhého okruhu, který se nazývá topný okruh nebo chcete-li okruh radiátorů. Hlavní smysl celého zapojení je v tom, že pomocí směšovacího ventilu lze oba okruhy od sebe oddělit a nebo je plně či postupně propojit. Důvod se nazývá nízkoteplotní koroze. Dřevo, i když se nám zdá suché, stále obsahuje vodu, a ta se bude během hoření odpařovat. Voda se zplodinami napadá těleso kotle, a proto je potřeba zajistit odvod vody mimo kotel, když se ještě nachází v plynném stavu. Minimální teplota, kdy se ještě voda z paliva je schopna udržet v rozumné míře ve stavu plynném, je 65-60°C. Myslíme tedy teplotu vody uvnitř kotle.

Mít ale stále na radiátorech okolo 60°C není z pohledu ekonomiky provozu a tepelné pohody vždy možné. Další důvod proč jsou oba okruhy odděleny, je možnost regulace. Elektronický pokojový termostat v domě nepřímo ovládá servo pohon který je umístěn na směšovacím ventilu, a tím je zajištěna regulace průtoku teplé vody do systému. Celé to je ale možné také proto, že sám kotel je schopen svým vnitřním regulátorem ovlivňovat hoření plynu, a tím teplotu na primárním okruhu. Takže ve výsledku to může vypadat tak, že v domě je 21°C radiátory jsou studené, ale kotel má na svém primárním okruhu 85°C.

Jak pracuje samotný kotel?

Konstrukcí a hlavně principem se Verner V25V liší od běžných kotlů na tuhá paliva. Nejde zde o klasické hoření, ale o zplynování spalitelných složek a následného hoření vzniklého plynu. Provoz kotle se dělí na dva režimy.

Pracovní moment – natápění, kdy se do spodku plnící komory skrz klíny topeniště a trysku umístěnou v dnu kotle vhání předehřátý vzduch z vestavěného ventilátoru. V tento moment dochází k uvolňování a následnému hoření plynu.

Proluka – tepelná rezerva, kdy ventilátor je vypnutý a nedochází k uvolňování ani hoření plynu. Ventilátor je spínán elektronickým regulátorem, který je ovlivňován nastavenou teplotou na primárním okruhu. Tento regulátor je možné nastavit na tzv. řízenou proluku, kdy na analogových hodinách na kotli lze pomocí spínačů nastavit časové vypnutí kotle. To je vhodné např. na noční provoz, kdy není nutné objekt plně vytápět. Pokojový elektronický regulátor tedy zajistí uzavření směšovacího ventilu a regulátor kotle řízenou proluku. Po opětném sepnutí najede kotel během několika minut opět na plný výkon. V momentě proluky je hoření dřeva v útlumu a palivo spíše připomíná slabé doutnání nebo také výrobu dřevěného uhlí bez přístupu vzduchu v milíři.

K hoření plynu dochází ve spalovací komoře, kam je plyn vháněn štěrbinou ze dna plnící komory. Tento prostor je vyroben ze speciálního žárobetonu a uzpůsoben tak, aby hořící plyn odcházel dvěma dutinami do prostoru výměníku, kde spaliny procházející válcovými průduchy předávají své teplo vodě a následně odcházejí do komína. (Žárobetonové tvarovky podléhají nejvíce opotřebení a po čtyrech topných sezónách jsem je musel nechat u svého kotle vyměnit.)

Palivo

Pokud jde o samotné palivo, vyzkoušel jsem polenové dřevo, měkké-krajinky, tvrdé dubové odřezky z parketárny i dřevěné brikety. Velké polenové dřevo má mnoho předností. Umožňuje snadnější manipulaci s palivem a snadnější přikládání. Tvrdé dřevo má zase tu výhodu, že má větší hustotu, a tím i větší hmotnost při stejném objemu a z toho plynoucí delší dobu samotného hoření.

I přes zmiňované klady polenového dřeva musím říci, že jsem od tohoto paliva upustil, jelikož:

1. Jedná se o palivo, které v místě mého bydliště není zas snadné získat za rozumnou cenu.
2. Velké polenové dřevo není možné do kotle naskládat velmi natěsno, a tím vzniká situace, že během odhoření polene vznikne velká mezera mezi dalším polenem a tryskou ve dnu komory a kvantita a kvalita hořícího plynu se sníží. Tento způsob má pomalejší náběh na plný výkon po delší proluce např. v ranních hodinách.

Tvrdé dřevo se mi rovněž moc neosvědčilo. Tak jako u polenového dřeva se jedná o finančně nákladnější investici, dále tvrdé dřevo déle a problematičtěji vysychá a komplikovaněji se zpracovává. Pokud jde o spotřebu, tak jsem nezpozoroval až tak znatelný rozdíl v množství dubových odřesků a měkkého dřeva (krajinek). Domnívám se, že tvrdé dřevo hůře zplynuje než dřevo měkké a to hlavně z důvodů delšího vysychání. A sehnat opravdu kvalitně vyschlé palivové tvrdé dřevo není snadné. Dále, např. dubové dřevo uvolňuje velké množství kyselin které nejsou k tělesu kotle moc šetrné.

Z předchozího vyplývá, že mi nejvíce osvědčilo dřevo měkké a drobnější, které rychle a dobře vysychá, velmi dobře zplynovává, dobře se s ním zatápí, snadno se zpracovává a jeho pořizovací cena je více než příznivá - cca 200 Kč za 1 m³.

Samostatnou kapitolou jsou dřevěné brikety. Musím říci z vlastní zkušenosti, že vše kladné, co se o tomto palivu píše je skutečně pravda. Zvláště v dřevozplynujícím kotli je znát jak účinné toto palivo je. Perfektní účinnost, efektivní hoření, snadná manipulace, vlivem velké objemové hmotnosti i delší doba samotného hoření. Bohužel cena po zásahu naší socialistické vlády se pro mě z nepochopitelných důvodů zvedla z původních 5% na 22%, což je v rozporu se všemi snahami o ekologické uvědomění a potřebami získávání energie z obnovitelných zdrojů. Bohužel v naší zemi asi nikdy nenastane situace, kdy si vládnoucí levicová strana uvědomí, že nelogické zdražování na nesprávných místech nebude znamenat zisk ale bohužel pravý opak.

Jako člen zastupitelstva obe Mukařov jsem byl jmenován do komise dohlížející na šetrné a ekologické získávání energie pro vytápění v obci tak jak ukládá zákon. Je opravdu velmi těžké přesvědčovat veřejnost o ekologickém uvědomování, když je velmi malá podpora ze strany státu ohledně cen ekologických paliv. Bohužel stále více lidí se hlavně z ekonomických důvodů postupně vrací k zastaralým způsobům spalování neekologických surovin. Bohužel najdou se i tací, kteří si stále pletou kotel s odpadkovým košem.

Vznik tohoto článku umožnil grant Nadace Sluníčko číslo 5/03.

Obr. 2: Servo pohon na směšovacím ventilu
Obr. 3: Regulátor kotle
Obr. 4: Detail regulátoru kotle
Obr. 5: Výměník

Tweet

Regulace teploty plynových motorů

Bioplynová stanice s kogeneračními jednotkami TEDOM

Olej pro plynové motory – klíčová volba pro kogenerační jednotky

Kam směřuje české odpadové hospodářství z pohledu prevence jejich vzniku?

Jak získat udržitelnou biomasu