Efektywniejsze kotłownie opalane drewnem. zasobnika paliwa

HTML
DOWNLOAD

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "Efektywniejsze kotłownie opalane drewnem. zasobnika paliwa"

Filip Janowski
8 lat temu
Przeglądów:

1 Efektywniejsze kotłownie opalane drewnem. zasobnika paliwa Oddzielić palenisko od Autor: Włodzimierz Kotowski, Eduard Konopka - Politechnika Opolska ( Energia Gigawat nr 1/2012) Przez wiele stuleci ludzkość opalała swoje piece kuchenne oraz ogrzewające pomieszczenia mieszkalne drewnem, co ilustruje rys. 1. Ich eksploatacja była ekologicznie uciążliwa, gdyż spaliny zawierały opary smoły wraz z sadzą. Źródło: Alfred Heiler/Pixelio. Rys. 1. Standardowy system opalania pieców kuchennych oraz ciepłowniczych w domach do XX wieku był nie tylko ekologicznie uciążliwy, ale termicznie nisko sprawny. Dziś wiadomo powszechnie, że w temperaturach stopni Celsjusza drewno ulega pirolizie do gazu palnego oraz węgla drzewnego. Po prostu pokaźne ilości wyzwalającego się gazu drzewnego przewyższały ówczesną wydajność palenisk i przez to w silnie zakopconych spalinach było sporo palnych komponentów. Z technologicznego punktu widzenia było to następstwem faktu, że zasobnik paliwa nie był oddzielony od komory paleniskowej. Tych wad nie mają wariantowe konstrukcje standardowych, domowych kotłowni XXI wieku, zasilanych kawałkami pociętego drewna, czy jego zrębkami, po uprzednim wysuszeniu do procent zawilgocenia, względnie peletami (wypraskami trocin lub 1

2 mączki drzewnej oraz słomy). Na rys. 2 zaprezentowano jeden z kilku wariantowych typów domowej kotłowni tym znamiennej, że spalanie wraz z pirolizą paliwa przebiega na dole paleniska, a od którego bywa oddzielony zasobnik drewna. Drewno w szybie zasypowym osuwa się samoczynnie do paleniska, z którego tworzące się pokaźne ilości gazu drzewnego przepływają do własnej komory (kanału) spalania. Źródło: Guntamatic Rys. 2. Dziś typowa domowa kotłownia opalana ciętym drewnem tym znamienna, że spalanie wraz z pirolizą paliwa przebiega na dole paleniska, a spalanie tworzącego się gazu drzewnego dokonuje się w oddzielnej komorze. Do komory spalania i to również węgla drzewnego tworzącego się poprzez pirolizę biomasy obok gazu palnego doprowadza się tylko część powietrza, tzw. pierwotnego, a jego główną ilość, określaną jako powietrze wtórne, kieruje się do komory spalania tworzącego się w pokaźnych ilościach gazu drzewnego. Stąd spaliny o temperaturze około 1100 stopni Celsjusza przepływają do wymiennika ciepła przez który cyrkuluje woda, ogrzewająca pomieszczenia mieszkalne lub użyteczności publicznej. Dokładna międzynarodowa nazwa tego typu pieca grzewczego brzmi kotłowa zgazowarka drewna. W tego typu kotłowniach domowych spala się drewno cięte, zrębki lub pelety. Dwa ostatnie spośród wymienionych rodzajów drewna bywają podawane z przydomowych zbiorników magazynowych do kotłów automatycznie włączanymi podajnikami ślimakowymi. Pelety mają tą przewagę nad drewnem ciętym i jego zrębkami, że 2

3 charakteryzują się wysoką gęstością energetyczną, dzięki której ta sama masa w/w paliwa zajmuje znacznie mniejszą objętość. W dodatku dogodność w stosowaniu peletów w domowych kotłowniach tkwi w tym, że dostawca przywozi je w autocysternach z których bywają pneumatycznie przeładowywane do domowych zasobników. Zaprezentowane wyżej kotłownie opalane różnego rodzaju biomasą drzewną są najczęściej wyposażone w dmuchawy z napędem elektrycznym, które instaluje się głównie w kanałach spalin. Poza tym te urządzenia ciepłownicze posiadają w większości automatyczne regulatory mocy w zależności od zadanej temperatury wody grzewczej. Tą regulację dokonuje się na kilka sposobów: między innymi można ograniczać dopływy powietrza pierwotnego i wtórnego lub nadmiarowe ciepło gromadzić w zbiorniku buforowym z gorąca wodą, a którą można ogrzewać wodę użytkową. W latach 2006/2007 zainstalowano na terenie Niemiec aż domowych kotłowni opalanych biomasą drzewną, co ilustruje rys. 3 (C. Hilgers; Sonne Wind & Wärme, 76,15,2010). Nie dziwi nikogo fakt, że z wyżej wymienionych powodów najwięcej sprzedano nowych domowych kotłowni opalanych peletami. Natomiast zaskoczeniem dla czytelników będzie zapewne stwierdzenie, że kotłowni opalanych drewnem ciętym zamontowano w RFN, w wymienionym wyżej czasie aż , co stanowi 36 procent. W tego typu kotłowniach użytkownik bowiem najczęściej sam rozszczepia siekierą okrąglaki drewna (najczęściej zakupione o odpowiedniej długości), następnie suszy na wolnym powietrzu (z około 50 do procent zawilgocenia) i w końcu tak rozdrobnione biopaliwa ładuje ręcznie co 2-12 godzin do zasobników pieca. To, że jedna trzecia wśród nabywców nowych kotłowni wybrała ten typ wynika z faktu, że jest to dziś w Unii Europejskiej najtańsze ogrzewanie mieszkań. Źródło: TFZ Straubing, Stand Februer 2010 Rys. 3. W latach 2006/2007 zainstalowano w Niemczech nowych kotłowni domowych, opalanych różnego rodzaju drewnem 3

4 Piece kominkowe w tym zestawieniu stanowią niemałą pozycję, bo sięgają 7 procent, tj sztuk i to opalanych peletami. Dziś są one najczęściej jednocześnie grzejnikami całego domku jednorodzinnego poprzez cyrkulację przez nie wody lub powietrza, osiągając dzięki temu sprawność powyżej 90 procent. Na rys. 4 zaprezentowano kształtowanie się cen peletów w latach na terenie Niemiec. We wrześniu 2010 roku cena peletów w tym kraju wynosiła 228,35 euro/tonę, co odpowiadało 46,60 eurocentom za 10 kwh ciepła. Tymczasem ceny tak gazy ziemnego, jak i lekkiego oleju opałowego kształtowały się w tym samym okresie o 64 eurocenty za 10 kwh ciepła wyżej od wymienionych wcześniej wyprasek z trocin lub mączki drzewnej. Źródło: Carmen Rys. 4. Kształtowanie się cen peletów w Niemczech w latach ; euro/tonę Na terenie Niemiec zużycie nośników energii w gospodarstwach domowych obniżyło się w latach o 6,7 procent w tym olejów opałowych prawie o jedną czwartą, ale na drewno opałowe wraz z peletami zwiększyło się o 15,8 procent. Do tych zmian w tym okresie przyczynił się wzrost cen paliw płynnych aż o 43,8 procent, a gazu ziemnego o 31,7 procent. Omawiane w tej rozprawie kotłownie opalane drewnem można uczynić w eksploatacji jeszcze bardziej opłacalnymi, jeśli doposaży się je w relatywnie niedrogie buforowe zbiorniki ciepła i podłączy do nich solarne baterie grzewcze, co zresztą jest już realizowane w znaczącym wymiarze. 4

5 Jeżeli od około 2000 roku występuje w krajach Unii Europejskiej intensywny rozwój nie tylko domowych ciepłowni, ale i lokalnych elektrociepłowni opalanych głównie peletami, to wyłania się oczywiste pytanie, kto jest i nadal będzie ich znaczącym dostawcą. Otóż, obecnie pelety dostarcza głównie Ameryka Północna, a w dalszej perspektywie Australia i Ameryka Południowa obok oczywiście bieżącej ich wytwórczości w krajach europejskich. W Niemczech, Austrii, Szwajcarii, Czechach oraz Danii pelety bywają stosowane głównie w ciepłowniach domowych. Natomiast kraje skandynawskie zużywają ten odnawialny nośnik ciepła głównie w lokalnych elektrociepłowniach oraz miejskich ciepłowniach sieciowych. Tymczasem w takich krajach jak Wielka Brytania, Belgia, Holandia oraz Polska, pelety bywają przede wszystkim mieszane z węglem w elektrowniach zawodowych z celem ograniczenia emisji CO 2, która w ramach ochrony środowiska jest kontrolowana i oceniana jedynie w odniesieniu do nieodnawialnych nośników energii. Po prostu globalne działania na rzecz ochrony klimatu i to w skali światowej obejmujące rozwój odnawialnych źródeł energii są i będą w znaczącym stopniu uzależnione od wytwórczości i stosowania peletów tak z drewna, jak i ze słomy. Zaprezentowane w niniejszym studium wdrażanie innowacji w systemie ogrzewania budownictwa mieszkaniowego zależy przede wszystkim od aktywności społeczeństw w poszczególnych krajach. 5

Podobne dokumenty

"Dogrzewanie" sieci ciepłowniczych

Dogrzewanie sieci ciepłowniczych "Dogrzewanie" sieci ciepłowniczych Autor: Włodzimierz Kotowski, Eduard Konopka ( Energia Gigawat nr 2-3/2013) W Europie wykorzystuje się już od trzydziestu lat ciepło z baterii słonecznych do wspomagania