Moderní spalovací technologie na dřevěné peletky

Nejdůležitější přednosti:

• Progresivní spalovací technologie z hlediska produkce CO₂ neutrální
• Plynulá regulace výkonu, bezobslužný provoz po dobu delší než devadesát hodin, elektrické zapalování, týdenní nebo denní program na elektronickém regulátoru.
• Účinnost a emise srovnatelné s olejovým i plynovým topením.
• Optimální rozdělení topné vody k vytápění více místností, specielně pro nízkoenergetické domy.
• Provoz je nezávislý na vzduchu v místnosti (do místnosti je dodáván "čerstvý" vzduch přes adaptér venkovního vzduchu)

Topeniště a kotle na pevná paliva byla dlouhá léta jak úřady tak v médiích hanlivě označována jako "dodavatelé svinčíku", nebo "energetičtí marnotratníci". V posledních letech nastal v tomto odvětví razantní technický rozvoj. Základem pro něj byla mimořádně snížená spotřeba v nově postavených objektech, takže se o decentrálním topidle na pevná paliva mohlo začít uvažovat opět jako o moderním zdroji tepla pro rodinný dům. Zvláště zajímavá technologie na současném trhu, určená pro spalování dřevěných peletek, je známá pod značkou Primär-ofen®-Technik. Toto palivo je velmi kvalitní a i v relativně jednoduchých spalovacích zařízeních je jak po stránce emisí, tak i po stránce dosahované účinnosti plně srovnatelné s nákladnými zařízeními na spalování biomasy. Umístění topidla v obývací místnosti snižuje ztráty vedení a sálání na úplné minimum, takže z pohledu německého předpisu na úspory energie pro rok 2000 dává lepší výsledky než klasický systém ústředního topení.

Grafické znázornění skladovaného množství dřeva a peletek pro rodinný dům s rozdílnou spotřebou tepla (obr. 1) Průměrná spotřeba v Německu v r. 1993 Nízkoenergetický dům (r. 2000) Dřevo Peletky Dřevo Peletky 7,1 t (15,7 m3) 4,4 t (6,3 m3) 1,8 t (4,0 m3) 1,1 t (1,6 m3) Rodinný dům se 100 m2 obytné plochy Rodinný dům se 100 m2 obytné plochy

Nové technologie a lepší izolace ale způsobí v příštích letech další, drastické snížení spotřeby tepla na vytápění. Tuto sníženou spotřebu lze pak výhodně pokrývat kombinovaným zdrojem - např. kvalitním nízkoemisním topidlem s vestavěným tepelným výměníkem v kombinaci se slunečním kolektorem a zásobníkem tepla. Změnu v nárocích na spotřebu tepla v Německu ukazuje obr. 1.

Přirozeně, že očekávat rychlou a totální náhradu současných vytápěcích systémů na fosilní paliva by bylo nerealistické a falešné. Je ale významným inovačním průlomem, když spalovací zařízení z hlediska produkce CO₂ neutrální se stává plnohodnotnou alternativou desítky let zlepšovanému zařízení pro spalování fosilních paliv (zemní plyn, kapalný plyn, topné oleje). Dosud je totiž Německo ve využití biomasy "rozvojovou zemí". V realizaci decentrálních topných systémů s novým energetickým nosičem - dřevěnými peletkami, leží rozhodující klíč ke smysluplnému snížení emisí CO₂ pomocí zvýšeného využití energetického potencionálu domácí biomasy pro vytápění rodinných domů. Základním předpokladem k tomu je ale návrat od překonaných vynucovaných připojení na tepelné sítě určeného energetického zdroje na územích s nízkou hustotou zástavby od podpory nerentabilních megalomanských projektů.

Shrnutí předností oproti ústřednímu nebo dálkovému vytápění: viditelný živý plamen a sálavé i konvenční teplo v místnosti teplo se vyrábí "pouze v potřebném množství" a to přímo v místě spotřeby dimenze topidla odpovídá skutečné potřebě tepla (u izolovaných staveb často velmi nízké) minimální ztráty vedením a sáláním stoprocentní CO2 neutralita (produkce při spalování je stejná jako jeho spotřeba při biologickém růstu dřevin)

Obr. 2: Možnosti úspor energie pomocí lokálního vytápění

Nepříjemnou nutností při použití topidel na pevná paliva je ale komín. Z této nutnosti lze ale udělat i přednost. Jestliže je toto topidlo projektováno již při stavbě nového domu, je výhodné využít společné instalační šachty pro komín, přívod spalovacího vzduchu, popř. i pro další instalační vedení jako je např. připojení slunečních kolektorů k tepelnému zásobníku. Toto systémové řešení je technicky výhodné i finančně zajímavé. To dlouho zavrhované a zapomenuté řešení vytápění, kdy se do obývacího pokoje (popřípadě dalších místností s velkými nároky na tepelný výkon) instaluje topidlo s vestavěným teplovodním výměníkem se v nových podmínkách ukazuje jako jednoznačně výhodnější než klasické ústřední vytápění. (viz obr. 2)
Shrnutí předností oproti ústřednímu nebo dálkovému vytápění:

• viditelný živý plamen a sálavé i konvenční teplo v místnosti
• teplo se vyrábí "pouze v potřebném množství" a to přímo v místě spotřeby
• dimenze topidla odpovídá skutečné potřebě tepla (u izolovaných staveb často velmi nízké)
• minimální ztráty vedením a sáláním
• stoprocentní CO₂ neutralita (produkce při spalování je stejná jako jeho spotřeba při biologickém růstu dřevin)

Jeden příklad na ukázku možnosti uplatnění decentrálních zdrojů při snížené spotřebě tepla. Pro 100 m² vytápěné obytné plochy bylo v Německu v roce 1993 podle průměrných statistických hodnot potřeba 4,4 t peletek nebo 7,1 t kusového dřeva za rok. Pro nízkoenergetický dům postavený v roce 2000 se tyto hodnoty snižují na 1,1 t peletek nebo 1,8 t kusového dřeva za rok. Zde hraje významnou roli účinnost spalování, které je u peletek větší než 90% a u dřeva pak větší než 70%. Množství 1,1 t peletek ve 40 pytlích po 15 kg se pohodlně vejde na 2 europalety o rozměrech 80x120 cm. Krbová kamna typu "Topline" firmy WODTKE mají násypku na 50 kg peletek a vyžadují tedy naplnění pouze 20x za rok.
U odlehlých nebo malých místností je výhodné instalovat kamna s vestavěným vodním výměníkem s firemním označením Primär-ofen-kessel (teplovodní krbová kamna). Na ně připojené keramické topné panely popř. podlahové nebo stěnové sálavé topné systémy jsou nejoptimálnější pro vytápění místností. Cena peletek je kupodivu prakticky stejná jako cena suchého dřeva připraveného pro spalování. Surovin pro přípravu peletek je přitom dostatek. Proto se také toto palivo razantně prosazuje na trhu ve Skandinávii, USA, Kanadě a v Rakousku.
Teplovodní krbová kamna instalovaná v obývacím pokoji v kombinaci se solárním systémem má rozhodující přednosti ve srovnání s klasickým ústředním vytápěním se stabilním nebo závěsným kotlem především ve zvláště efektivním využití primární energie paliva. Obr. 2 ukazuje možnosti úspor u těchto čistých topných systémů.
Vysoká účinnost (např. u teplovodních krbových kamen typu "SMART" dosahuje hodnoty až 94%) vytváří předpoklady pro velmi efektivní řízené vytápění, zvláště pak, jestliže je výkon kamen řízen přímo prostorovým termostatem ve vytápěné místnosti. Firma WODTKE vyvíjí řídící jednotku, která umožní stálou modulaci výkonu mezi hodnotami 2,2 a 10 kW. U kamen vybavených elektrickým zapalováním pak i vypnutí a opětovné nastartování topidla. Díky vysoké regulační pružnosti a nízké setrvačnosti nejsou pro teplovodní krbová kamna potřebná zvláštní opatření zabraňující poškození zbytkovým teplem při náhlém odstavení jako je tomu u teplovodních kotlů na kusové dřevo nebo u kotlů s vodními výměníky.
Emise produkované topidlem na peletky jsou v současné době až 20krát menší než u kotlů na kusové dřevo a jsou na úrovni emisí velkých elektrárenských bloků. Vzhledem k definovaným vlastnostem paliva a jeho automatickému dávkování nemohou být tyto hodnoty nepříznivě ovlivněny chybou obsluhy. To znamená, že tyto extrémně nízké hodnoty emisí naměřené ve zkušebně jsou u těchto malých topidel na peletky dosahovány i v praktickém provozu. Na základě těchto předností lze konstatovat, že tento čistý, CO₂ - neutrální a přitom cenově výhodný spalovací systém může být v budoucnu ideálním systémem pro vytápění bytů a rodinných domů.

Zvláště užitečné je také seriové vybavení kamen spalinovým ventilátorem a senzorem pro měření množství přiváděného spalovacího vzduchu. U kamen systému Primärofen®-Technik není kvalita ovzduší žádným problémem oproti topidlům bez nuceného odtahu spalin. Řídící systém reaguje na změnu tlakových poměrů mezi vzduchovým a spalinovým traktem a změnou otáček ventilátoru udržuje tento poměr optimální.(viz obr. 4)


Obr. 4: Vytápění nezávislé na vnitřním vzduchu

V tomto bodě selhávají konvenční krbová kamna, což se projevuje při otevření dvířek na přikládání paliva. Tento problém u systému Primärofen®-Technik nevzniká nebo může být jednoduše odstraněn. Před uvedením kamen Primärofen®-Technik iniciovala firma WODTKE rozsáhlé zkoušky a povolovací řízení.
Široká paleta typů a více jak 10 let zkušeností v oboru dávají ostatním odborným firmám i konečným zákazníkům záruku pro všechny alternativy spalovacích zařízení na peletky:
-krbová kamna teplovzdušná
-krbová kamna teplovodní + teplovzdušná
-krbová vložka teplovodní
-krbová vložka teplovodní + teplovzdušná
Vývoj typů s teplovodními výměníky je dotován německým Úřadem pro životní prostředí. Malý průřez sortimentem nabízených typů ukazuje obr. 2 a tab. 1
Před instalací topného systému Primärofen®-Technik je nutné bezpodmínečně splnit některé podmínky. Předně musí být proveden přesný výpočet tepelných ztrát jednotlivých místností. Na jeho základě je pak nutné připravit projekt instalace a případně podat ohlášení na příslušný stavební úřad.
Vytápění pomocí decentrálního zdroje je však dosud pro mnoho architektů, projektantů, montážních firem, ale i návrhových programů pro topenáře zcela neznámé. Proto je nutné postupně budovat služby zajišťující potřebné know-how především v oblasti projektování. Také je potřeba ještě mnoho "osvětové" práce, aby se zapomenutý systém decentrálního vytápění s čistým, CO₂ neutrálním a obnovitelným zdrojem energie ujal do používání. Základem úspěchu je kvalitní projekt, který obsahuje všechny potřebné informace jak pro topenářskou firmu, tak pro jednotlivé uživatele. Tak se potom zabrání zbytečným obtížím a dodatečným finančním nárokům na přestavbu chybně fungujících zařízení. Tato nová technologie je také výzvou pro hospodářské komory, úřady, politiky, odborné firmy, média i průmysl jak z hlediska spotřebitelů, tak i z hlediska životního prostředí.

TopLine	PE
Smart

	Tep. výkon celkový [kW]	Výkon teplovodního výměníku [kW]	Tep. výkon minimální [kW]	Objem zásobníku paliva [l]	Palivo
Krbová kamna typová řada "TopLine"
TopLine PO 04.8	8,0	-	2,2	84,0	dřevěné peletky
TopLine PO 04.8E	8,0	-	2,2	84,0	dřevěné peletky
TopLine PO 04.8E SL	8,0	-	2,2	84,0	dřevěné peletky
TopLine PO 04.8E SL WW	10,0	6,0	2,2	84,0	dřevěné peletky
Krbová kamna typová řada "Smart"
Smart PO 04.6	6,0	-	2,0	42,0	dřevěné peletky
Smart PO 04.6E	6,0	-	2,0	42,0	dřevěné peletky
Smart PO 04.6E WW	10,0	8,0	2,0	42,0	dřevěné peletky
Krbová kamna typová řada "PE"
PE 04.6E	6,0	-	2,0	60,0	dřevěné peletky
PE 04.6E WW	10,0	8,0	2,0	60,0	dřevěné peletky
E = elektrické zapalování; WW = vestavěný teplovodní výměník; SL = dálkové ovládání