Kotły na biomasę stają się coraz bardziej popularne ze względu na to, że zapewniają niskie koszty ogrzewania a ich praca jest przyjazna dla środowiska. Tego typu źródła ciepła cechują się rozwiązaniami gwarantującymi bezpieczeństwo i komfort użytkowania instalacji grzewczej.
Kupowane i montowane kotły na biomasę muszą spełniać wymagania wynikające z przepisów: Dyrektywy 2009/125/WE z dnia 21 października 2009, w szczególności w Rozporządzeniu Komisji (UE) 2015/1189 z dnia 28 kwietnia 2015 r. w sprawie wykonania dyrektywy Parlamentu Europejskiego i Rady 2009/125/WE w odniesieniu do wymogów dotyczących ekoprojektu dla kotłów na paliwa stałe.
Kotły na biomasę gwarantują tanie ogrzewanie domu oraz pozytywny wpływ na środowisko naturalne jak również czystą kotłownię. Spalając biomasę, otrzymujemy dużą ilość ciepła, dlatego jest ona atrakcyjnym paliwem do centralnego ogrzewania. Najpopularniejsza biomasa pochodzi z roślin, której wytwarzanie jest dość proste i tanie. Kolejną zaletą jest to, że podczas spalania nie uwalniają się związki chemie uciążliwe dla środowiska jak przy spalaniu paliw kopalnych, bo powstający w tym procesie tlenek węgla jest pochłaniany przez hodowane rośliny i nie przybywa go w atmosferze. Najczęściej stosowaną biomasą jest Pelle w postaci granulatu trocin, wiórów, zrębków lub słomy. Jednorazowy załadunek nie starcza na długo.
Biomasa ze względu na formę występowania w przyrodzie dzieli się na:
· stała – odpady drzewne, brykiety, pellety, słoma, osady ściekowe, zrębki drzewne.
· ciekła – etanol, metanol i inne frakcje olejów roślinnych,
· gazowa – biogaz (gaz błotny).
Duża różnorodność produktów wspólnie określanych mianem biomasy wymusza stosowanie podziału w zależności od rodzaju zastosowania.
Do uzyskania ciepła wykorzystuje się najczęściej:
· drewno o niskiej jakości technologicznej oraz odpadowe,
· odchody zwierząt,
· osady ściekowe,
· słomę, makuchy i inne odpady produkcji rolniczej
· wodorosty uprawiane specjalnie w celach energetycznych,
· odpady organiczne np. wysłodki buraczane, łodygi kukurydzy, trawy, lucerny,
· oleje roślinne i tłuszcze zwierzęce,
· biogaz.
Pelety to biomasa sprasowana pod bardzo wysokim ciśnieniem. Ze stosunkowo niedużej jej objętości uzyskuje się więc sporo energii. Nieduże rozmiary granulatu peletu sprawiają, że łatwo go dozować korzystając z kotłów z podajnikiem przez co są wygodne w użytkowaniu.
Za wygodę to trzeba jednak zapłacić dobrej klasy kocioł na pelety z podajnikiem to niemały wydatek. Koszty na ogrzewanie domu peletem są porównywalne z kosztami ponoszonymi na eksploatację kotła na gaz ziemny. Stosowanie peletów ma sens przede wszystkim wtedy, jeśli się korzysta z kotła na biomasę umożliwiającego ich automatyczny załadunek. Urządzenia te są jednak konstruowane z myślą o spalaniu w nich węgla typu ekogroszek, pelety traktuje się raczej jako paliwo zastępcze. Aby uzyskać możliwie najniższe koszty eksploatacji, lepiej kupić specjalny kocioł na biomasę przeznaczony do spalania peletu. Urządzenia tego typu są bardziej odporne na związki chloru znajdujące się w biomasie. Posiadają sterowni zoptymalizowany pod kątem spalania takiego właśnie paliwa, przez co osiągają wyższą sprawność a zużycie paliwa jest mniejsze. Przeważnie wyposażone są w sondy lambda kontrolujące poziom tlenu w spalinach dzięki temu uwzględnienia temperaturę w pomieszczeniu lub na zewnątrz sterujące pracą wentylatora nadmuchującego powietrze, podajnika paliwa i pomp obiegowych.
Rodzaje kotłów
- Kotły z górnym spalaniem
- Kotły z dolnym spalaniem
- Kotły zagazowujące drewno
Jako najważniejsze zalety kotłów na biomasę należą:
- przyjazne dla środowiska
- niskie koszty zakupu paliwa
- niższa emisja SO2, NOx i CO oraz neutralnym bilansem CO2
wykorzystują zaawansowane urządzenia sterujące, które nadzorują nie tylko proces podawania paliwa ale również spalanie
- uwzględniając zadaną temperaturę i wydatek wody sterownik dopasowuje intensywność procesu spalania pod kątem ilości doprowadzonego paliwa i powietrza
- zapewnienie sterowania układem podawania paliwa do miejsca spalania.
Komfort użytkowania kotła zapewnia zasobnik paliwa
Nowoczesne sterowniki realizują funkcje związane z załączaniem/ wyłączaniem kotła, rozpalaniem, regulacją wydajności spalania. Również nadzorowane jest czyszczenie palnika i wymiennika ciepła. Sterować można nie tylko funkcjami wewnętrznymi kotła ale również pracą urządzeń zewnętrznych łącznie z koordynacją dodatkowych źródeł ciepła. Sterownik nadzoruje pomiar temperatury paliwa a w razie potrzeby uruchamiany jest system zapobiegający cofaniu płomienia do zbiornika paliwa.
W nowoczesnych kotłach na pellet zastosowanie znajdują palniki, które w połączeniu z innymi urządzeniami samoczynnie dopasowują pracę do bieżącego zapotrzebowania na ciepło. Kolejnym rozwiązaniem technicznym są palniki ze zmienną geometrią, temperatura pracy palnika jest nadzorowana za pomocą sterownika. Dzięki rozpalaniu paliwa z uwzględnieniem określonych faz usunięto ryzyko powstawania wybuchów a czyszczenie kotła wykonuje się podczas jego pracy. Jeżeli dojdzie do zaniku napięcia zasilania to po jego powrocie kocioł będzie pracował w oparciu o wcześniejsze ustawienia.
Kotły zgazowujące drewno wykorzystują proces spalania drewna przebiegający dwuetapowo. Najpierw w komorze wsadowej dochodzi do niecałkowitego spalenia drewna przy ograniczonym dostępie powietrza. W skutek tego powstają gazy, które dopalają się w komorze wtórnej. Kocioł dla prawidłowej pracy wymaga utrzymania odpowiednio wysokiej temperatury. Dlatego woda krążąca po instalacji nie może mieć zbyt niskiej temperatury aby nie doprowadzić do wychłodzenia komory i zatrzymania procesu zgazowania. A utrzymywanie temperatury czynnika roboczego na poziomie 70–80°C w całym sezonie grzewczym powodowałoby przegrzewanie pomieszczeń i konieczność cyklicznej pracy kotła. W efekcie kocioł zgazowujący drewno najczęściej współpracuje z buforem ciepła i zaworem mieszającym. Rozwiązanie to zapewnia utrzymanie odpowiednio wysokiej temperatury czynnika krążącego w piecu a do obwodów grzewczych trafia woda o odpowiedniej temperaturze. Bufor ciepła o pojemności 10 litrów/ m2 powierzchni domu jest w stanie skumulować ciepło zapewniając ogrzanie domu przynajmniej na kilka godzin po wygaszeniu kotła.