Připravil: Radek Sýkora, foto: archivy firem Wiessmann, Okofen, Dřevo-Produkt SV, Klastr Česká peleta, Defra a Attack
Při volbě kotle je především nutné znát tepelnou ztrátu vytápěných prostor. Ztrátu by měl kvalifikovaně zjistit projektant nebo energetický auditor a podle velikosti určit potřebný výkon topidla. Aby topení bylo úsporné, musí mít kotel dostatečnou účinnost. Vysoká účinnost znamená i kvalitní spalovací proces s nízkými emisemi škodlivin. Podmínkou úsporného provozu také je, aby kotel pracoval ve výkonovém optimu. To lze zaručit účinnou regulací podle venkovní a vnitřní teploty. A jaký typ úsporného kotle na místně dostupnou biomasu si můžeme pořídit
Zplyňovací kotel
Ten na dřevo je vhodný pro ústřední vytápění rodinných domů nebo menších budov. Palivem mohou být polena nebo dřevní brikety. Výkon kotlů se pohybuje zhruba mezi 10–100 kW a je možno jej regulovat. Oproti automatickým kotlům na pelety bývá levnější, ovšem vyžaduje pravidelnou obsluhu.
Někteří výrobci nabízejí i kombinované zplyňovací kotle, které dokáží spalovat téměř veškeré palivo na bázi biomasy, tedy polena, pelety, dřevní štěpku i například obilí. Předností univerzálních kotlů je možnost rychlé záměny paliva. Cena je však vyšší.
Účinnost zplyňovacích kotlů na dřevo je 88 až 92 procent, tepelný výkon lze automaticky regulovat přívodem vzduchu v závislosti na venkovní teplotě a požadované vnitřní teplotě. Otopnou plochu můžeme orientačně stanovit při tepelných ztrátách objektu 50 W/m2 a 15 kW výkonu kotle na 300 m2.
Kotel se nejčastěji instaluje ve sklepě. Při výkonech do 50 kW není zapotřebí oddělený prostor. Připojení na soustavu ústředního vytápění se provádí obvyklým způsobem a soustavu ohřevu užitkové vody by měla doplňovat akumulační nádrž.
Dřevo a brikety
Jako palivo pro zplyňovací kotle na dřevo se hodí veškeré palivové dříví, dřevní a rostlinné brikety. Velikost jednotlivých kusů je omezena provedením přikládacího otvoru a topeniště. Například pro kotel se jmenovitým výkonem 15 kW je zapotřebí 4–5 kg polen za hodinu (s výhřevností 15 GJ/t, resp. 4,2 kWh/kg). Za celé otopné období, které průměrně odpovídá asi 1500 hodinám provozu, bude potřeba přibližně 7,5 tun palivového dřeva za rok. Tento výpočet je orientační a v praxi záleží na mnoha faktorech systému.
Dřevěné brikety mají vyšší výhřevnost (a nižší obsah vody) než palivové dřevo, proto lze uvažovat se spotřebou 3,7 kg dřevěných briket za hodinu, tedy okolo šesti tun za rok. Pro přípravu teplé užitkové vody je nutné kalkulovat s další potřebou tepla asi 25 GJ/rok. To představuje asi dvě tuny briket ročně navíc a instalaci akumulační nádrže.
Rostlinné brikety mají nižší výhřevnost i cenu. Je možné je spalovat ve většině kotlů na dřevo pro centrální vytápění domů, nehodí se však pro kamna v místnostech.
Kotel na pelety
Je určen pro vytápění rodinných domů, kanceláří a podobně. Tyto kotle jsou plně automatizované, s dobrými spalovacími vlastnostmi s nízkými emisemi, a to díky přesnému elektronicky řízenému systému dávkování paliva a spalného vzduchu.
Tepelný výkon kotle pro rodinné domy se obvykle pohybuje v rozmezí 10–30 kW a lze zpravidla automaticky regulovat v rozsahu 30–100 %. Účinnost kotle bývá až 94 procent. Otopná plocha je při tepelných ztrátách objektu 50 W/m2 a výkonu kotle 10 kW orientačně 200 m2.
Kotel se nejčastěji instaluje ve sklepě. Při výkonech do 50 kW není pro instalaci zapotřebí oddělený prostor. Při dopravě paliva šnekovým dopravníkem by měl být sklad pelet co nejblíže ke kotli, při použití pneumatického (nasávacího) potrubního systému se doporučuje dopravní vzdálenost do 25 metrů. Připojení kotle na původní otopný systém se provádí běžným způsobem. Soustava by měla být doplněna akumulační nádrží.
Palivo s certifikací
Zaručeně kvalitní dřevní pelety mají označení ENplus, rozšířené po celém světě, ČR nevyjímaje. Díky certifikaci ENplus dostává zákazník stále stejně vysokou kvalitu, kterou požadují normy i auditoři. U nás se pod označením ENplus vyrábí asi 70 % všech dřevních pelet, celosvětově asi polovina. Největší podíl ENplus pelet mají v Rakousku a Německu, tam jejich výroba přesahuje 90 % celkové produkce.
Při použití nekvalitních pelet musíme očekávat problémy při spalování. Obsahují totiž látky, které v peletách nejsou povoleny, například příliš vysoké množství popela, kůry, průmyslových lepidel, barev a podobně. Také se obvykle drolí a mají nižší výhřevnost.
Jiným typ představují rostlinné pelety (agropelety), vyrobené ze zemědělské rostlinné biomasy. Jsou spíše průmyslovým palivem a ve většině dostupných kotlů pro domácnosti s nimi topit příliš nelze.
Vytápění štěpkou
Dřevní štěpka se vyrábí z lesních těžebních zbytků, z odpadu dřevařského průmyslu, recyklací dřevního odpadu nebo štěpkováním rychlerostoucích dřevin. Patří mezi nejlevnější paliva: Jeden GJ tepla vyrobíme zhruba za třetinu nákladů v porovnání s plynem.
Kotle na dřevní štěpku jsou určeny zejména pro ústřední vytápění větších budov, ale kotle nejnižších výkonů (kolem 15 kW) lze použít v rodinných domech. Při vyšších výkonech (stovky kW) je využití dřevní štěpky hospodárnější, než spalování pelet.
Nové kotle na štěpku bývají většinou automatizované s dobrými spalovacími vlastnostmi a s nízkými emisemi. Ve většině z nich je také možno spalovat i pelety, ale je to ekonomicky méně nevýhodné. Průměrná účinnost těchto kotlů je mezi 80 až 90 %.
V obytných domech se kotel instaluje nejčastěji ve sklepě. Při výkonech do 20 kW není zapotřebí pro kotelnu oddělený prostor, ale je nutné zabezpečit odvětrávání skladu štěpky.
Kotel na obilí
Jako palivo lze využít také odpadní potravinářské nebo tzv. energetické obilí, přímo určené ke spalování. Spalování obilí je sice technologicky náročnější než spalování například dřevních pelet, ale umožňuje využít levnou surovinu a v určitých lokalitách to může být alternativa k topení uhlím, plynem či jinými palivy. V našich podmínkách se pro přímé spalování nejvíce osvědčil oves.
Při výběru kotle pro konkrétní objekty je však třeba získat informace od výrobců nebo prodejců. Na trhu je totiž k dispozici řada topidel na biomasu, ale jen některé se hodí pro spalování sypkého obilí. Někteří výrobci ale nabízejí skutečně univerzální topidla, jejichž speciální topeniště nebo hořáky umějí spalovat nejen různé druhy biomasy (včetně obilí), ale také kvalitní uhlí.
Extra tip: Řízené vytápění nelze vypustit!
Příkladem ekonomického a ekologického topidla je zplyňovací kotel na kusové dřevo Attack DPX Lambda, jenž získal cenu Grand Prix na letošní výstavě For Arch 2013. Kotel má moderní technologií řízení procesu spalování pomocí sondy Lambda pro dosažení výhodného poměru emisí a účinnosti (je přes 90 %). Všechny parametry se zobrazují na displeji a změny je možné zadat na ovládacím panelu kotle. Všechny modifikace kotlů se dají vybavit i regulátorem pro řízení připojené akumulační nádrže, solárních panelů či jiných zdrojů tepla v různých provedeních topných systémů.
Možnosti dotace
V rámci programu Nová zelená úsporám bylo v tomto roce možné získat dotaci i na kotel nebo kamna na biomasu. Bez současného zateplení domu to bylo až 80 tisíc Kč, při výměně kotlů spojené se zateplením až 100 tisíc Kč. Zda tomu tak bude i v roce 2014 ještě není zcela zřejmé, takže je potřeba sledovat oficiální webové stránky programu www.nzu2013.cz. Zvláštní informace poskytuje i sdružení Klastr Česká peleta (www.kcp.cz).
Požadované parametry
Při výběru kotle je třeba zkontrolovat, zda vyhovuje pohledu zákona o ochraně ovzduší. Nejméně technologicky vyspělé kotle totiž nebude možno od příštího roku prodávat a posléze ani používat. Technologické stupně kotlů na tuhá paliva popisují tzv. emisní třídy, které stanovuje ČSN 303-5. Každý kotel na tuhá paliva, uváděný na trh, musí být zařazen do příslušné emisní třídy. Emisních tříd je pět, přičemž 1. emisní třída vykazuje nejhorší parametry, 5. emisní třída naopak parametry nejlepší. V tabulce jsou porovnány hlavní parametry kotlů z hlediska produkce emisí i omezení jejich prodejů a používání.
Článek z RPN č. 12/2013
