background image

Kotły na paliwo stałe. 

Kotły na paliwo stałe są ciągle popularnym sposobem ogrzewania domów jednorodzinnych jaki 
większych  obiektów.  Podstawową  ich  zaletą  są  niskie  koszty  ogrzewania,  jednocześnie  przy 
stosunkowo niskich kosztach inwestycji. Wymagają jednak w mniejszym lub większym stopniu 
obsługi oraz paliwa o odpowiedniej jakości. Szczególnie jakość paliwa wpływa bezpośrednio na 
trwałość  kotła,  jego  bezawaryjną  pracę  i  sprawność,  co  przekłada  się  bezpośrednio  na 
rzeczywiste koszty ogrzewania. 

 

Kocioł HS 70-P.LC firmy Heitzmann 

Kotły  mogą  być  zasilane  różnymi  paliwami:  węglem,  drewnem,  ziarnami  zbóż,  słomą  itp.  Niektóre, 
wyposażone np. w dodatkowy ruszt, pozwalają spalać węgiel i drewno. W innych można przejść na gaz lub 
olej  po  zamontowaniu  palnika.  Kotły  wielopaliwowe  to  kompromisowe  rozwiązanie.  Każdy  rodzaj  paliwa 
wymaga  innej  konstrukcji  kotła  aby  zapewnić  optymalne  warunki  jego  pracy.  Możliwość  wyboru  paliwa  
w danym urządzeniu odbywa się najczęściej kosztem sprawności kotła, która będzie niższa niż w urządzeniu 
zaprojektowanym dla jednego konkretnego rodzaju paliwa. 

Kocioł  na  paliwo  stałe  zamienia  energię  paliwa  na  ciepło,  które  następnie  przekazywane  jest  do  instalacji 
grzewczej. Ogrzewanie  budynku wiąże się z duża zmiennością zapotrzebowania na ciepło w zależności od 
temperatur zewnętrznych. Dlatego, kotły umożliwiają regulację mocy grzewczej, która odbywa się w sposób 
ręczny  lub  automatyczny.  Regulatory  kotłów  sterują  pracą  urządzenia,  ale  również  mogą  regulować  ilość 
dostarczanego  ciepła  do  ogrzewanego  budynku  w  zależności  od  zapotrzebowania.  Mogą  również  chronić 
kocioł  przed  zbyt  niską  temperaturą  wody  grzewczej,  która  może  prowadzić  do  korozji  jego  elementów 
konstrukcji. 

Rodzaje kotłów 

                                           

 

Kocioł z seri UWT firmy SAS  

Kocioł VIKING K-WRM25 firmy NIBE-BIAWAR 

background image

 

Najprostszymi  urządzeniami  są  kotły  z  obsługa  ręczną  i  rusztem  stałym.  Paliwo  uzupełniane  jest  ręcznie  
i wystarcza zazwyczaj od kilku do kilkunastu godzin – w zależności od zapotrzebowania budynku na ciepło. 
Regulacja  wydajności  tych  kotłów  odbywa  się  za  pomocą  przymykania  lub  otwierania  klapy  powietrza  
i przepustnicy po stronie spalin. 

Kotły  z  dolnym  spalaniem  –  podczas  spalania  żarzy  się  tylko  dolna  warstwa  paliwa.  Po  wypaleniu  się, 
następna cześć paliwa z zasobnika zajmuje jej miejsce. 

Można  powiedzieć,  że  w  kotłach  z  dolnym  spalaniem  paliwo  dozowane  jest  samoistnie,  w  zależności  od 
potrzebnej  mocy  grzewczej.  Tutaj  również  moc  grzewczą  kotła  reguluje  ilość  powietrza  dostarczanego  do 
spalania.  Ten  rodzaj  pracy  stosowany  jest  najczęściej  przy  zasilaniu  węglem,  ze  spalania  którego  powstaje 
znaczna ilość części lotnych. Kotły z górnym spalaniem – paliwo spalane jest w całej swojej objętości, moc 
kotła 

zależy 

od 

stanu 

jego 

napełnienia 

paliwem 

ilością 

doprowadzanego 

powietrza. 

Obsługa  kotła  związana  z  uzupełnianiem  paliwa  może  być  uciążliwa  dla  wielu  użytkowników.  Ale  i  tutaj 
można  znaleźć  rozwiązanie,  jakim  są  kotły  z  podajnikiem  paliwa  (kotły  retortowe),  nazywane  też 
„automatycznymi”.  Mimo  wyższej  ceny  od  typowych  kotłów  zapewniają  wygodniejszą  obsługę,  gdyż 
załadunek paliwa może odbywać się raz na kilka dni. W tego rodzaju kotłach paliwo magazynowane jest w 
zasobniku,  z  którego  podawane  jest  do  kotła  podajnikiem  ślimakowym  lub  tłokowym.  Następnie  trafia  do 
palnika  gdzie  zostaje  spalone.  Specjalnymi  kanałami  dostarczane  jest  powietrze  do  strefy  spalania  przez 
wentylator.  Wydajnością  wentylatora  i  ilością  paliwa  dostarczanego  do  kotła  przez  podajnik  steruje 
elektroniczny regulator, który w ten sposób kontroluje warunki spalania i reguluje moc grzewczą urządzenia. 
Kotły  tego  typu  pracują  z  wysoką  sprawnością  przy  małym  jak  i  dużym  obciążeniu  oraz  z  niższą  emisją 
zanieczyszczeń w porównaniu z tradycyjnymi rozwiązaniami. 

Nowoczesne kotły wyposażone są w układy automatycznie rozpoznające wartość opałową paliwa. Powietrze 
do  spalania  doprowadzane  jest  bezstopniowym  wentylatorem  z  regulowaną  prędkością  obrotową. 
Temperatura kotła, spalin i zawartość tlenu resztkowego w spalinach mierzone są sondą lambda i czujnikami 
znajdującymi  się  w  kanale  spalinowym  i  w  samym  kotle.  Na  podstawie  pomiarów  ilość  dostarczanego 
powietrza do spalania zostaje automatycznie skorygowana, tak aby zapewnić optymalne warunki pracy kotła 
z maksymalną jak i minimalną mocą grzewczą. 

Moc i sprawność kotła 

Nowe  budynki  potrzebują  stosunkowo  mało  ciepła  do  ich  ogrzania.  Również  starsze,  po  modernizacji  
i  ociepleniu  przegród  zewnętrznych  będą  potrzebować  mniej  ciepła  niż  pierwotnie,  co  pozwoli  na 
zastosowanie  kotła  o  mniejszej  mocy  grzewczej.  Często  producenci  podają  współczynniki  (np. 
zapotrzebowania  na  ciepło  na  podstawie  powierzchni  budynku),  za  pomocą  których  łatwo  można  dobrać 
kocioł o odpowiedniej mocy  grzewczej dla danego budynku.  Ale, łatwo wcale nie oznacza dobrze. Należy 
pamiętać, że takie obliczenia mają jedynie charakter orientacyjny. Każdy budynek wymaga indywidualnego 
podejścia  do  sposobu  jego  ogrzewania  i  tylko  dokładne  obliczenia  zapotrzebowania  na  ciepło  pozwolą 
zastosować urządzenie o odpowiedniej mocy oraz optymalnie rozwiązać instalację grzewczą. 

Moc  kotła  pracującego  na  potrzeby  ogrzewania  budynku  powinna  być  równa  lub  większa  od 
zapotrzebowania na ciepło budynku o maksymalnie 10 %. Dotyczy to sytuacji, w której używane jest paliwo 
o odpowiedniej jakości – zalecane przez producenta. Stosowanie paliwa o niskiej jakości może obniżyć moc 
kotła nawet o 50 % w stosunku od mocy nominalnej. 

Jeśli  kocioł  ogrzewa  budynek  i  wodę  użytkową  należy  to  uwzględnić.  Jeśli  zapotrzebowanie  na  ciepło  do 
c.w.u. nie przekracza 20 % zapotrzebowania na ciepło budynku, to można ją pominąć. Jeśli jest większe, to 
moc kotła powinna być większa lub równa sumie zapotrzebowania budynku na ciepło i ciepła potrzebnego 
do ogrzewania wody użytkowej. 

Przez  około  95  %  okresu  grzewczego  temperatury  zewnętrzne  oscylują  w  okolicach  0°C.  W  tym  okresie 
kocioł będzie pracował z mocą niższą od nominalnej – przy obciążeniu częściowym. Jedynie przez kilka do 

background image

kilkunastu  dni  występują  obliczeniowe  temperatury  zewnę
zbliżona do nominalnej, której może odpowiadać

ść

ś

 

Przebieg sprawności wybranych kotłów zasilanych paliwem stały w zależ

ś

ąż

kotła do potrzeb cieplnych budynku nie tylko obniż
koszty  ogrzewania,  ponieważ  kocioł  bę

ż ą

ś ą

ż

ąż

częściowym,  czyli  przez  zdecydowanie  wię

ą

ęść

osiągają  najwyższą  sprawność  zazw
urządzenia.  Szczególnie  w  starych  i  prostych  kotłach  sprawność
obciążeniu. Dotyczy to również kotłów obecnie oferowanych o najprostszej i najtań
jakości paliwa, na sprawność i trwałość

ą ż

regulacji i właściwa eksploatacja. 

ę

ą  obliczeniowe  temperatury  zewnętrzne  gdzie  wykorzystana  zostanie  moc  kotła 

że odpowiadać maksymalna sprawność kotła. Właś

ści wybranych kotłów zasilanych paliwem stały w zależ

ś

ąż

kotła do potrzeb cieplnych budynku nie tylko obniży koszt inwestycji, ale przede wszystkim, zapewni niż

ż  kocioł  będzie  pracował  z  wyższą  sprawnością  również

ąż

ęściowym,  czyli  przez  zdecydowanie  większą  część  okresu  grzewczego.  Kotły  zasilane  paliwem  stałym 

ą

ą

ż ą

ść  zazwyczaj  przy  znamionowej  lub  zbliżonej  od  niej  mocy  grzewczej 

ądzenia.  Szczególnie  w  starych  i  prostych  kotłach  sprawność  znacznie  spada  przy  zmniejszonym 

ąż

ż kotłów obecnie oferowanych o najprostszej i najtań

ś

ść i trwałość kotła mają też znaczny wpływ jego cechy konstrukcyjne oraz sposób 

ę

ą

ętrzne  gdzie  wykorzystana  zostanie  moc  kotła 

ż

ć

ść kotła. Właściwe dopasowanie  

 

ści wybranych kotłów zasilanych paliwem stały w zależności od obciążenia 

wszystkim, zapewni niższe 

ż

ę

ż ą

ścią  również  przy  obciążeniu 

ęś

ę

ą

ęść  okresu  grzewczego.  Kotły  zasilane  paliwem  stałym 

żonej  od  niej  mocy  grzewczej 

ą

ść  znacznie  spada  przy  zmniejszonym 

ąż

ż kotłów obecnie oferowanych o najprostszej i najtańszej konstrukcji. Oprócz 

ś

ść

ść

ą ż znaczny wpływ jego cechy konstrukcyjne oraz sposób 

background image

Przykładowy schemat instalacji z kotłem firmy HKS Lazar 

Wymiennik 

Głównym  elementem  kotła  decydującym  o  jego  trwałości  jest  wymiennik,  w  którym  spaliny  przekazują 
ciepło wodzie grzewczej. Zastosowane materiały użyte do budowy wymiennika i jego konstrukcja decydują 
o  skuteczności  przekazywania  ciepła  i  trwałości  urządzenia.  Wymienniki  wykonywane  są  ze  stali  lub  z 
żeliwa. 
Wymiennik  ciepła  kotłów  żeliwnych  składa  się  z  pojedynczych  członów  połączonych  ze  sobą.  Pojedyncze 
człony można łatwo transportować co ułatwia wstawienie kotła do pomieszczenia kotłowni. Moc grzewczą 
kotła można zwiększyć przez dołożenie dodatkowego członu. W przypadku uszkodzenia któregoś z członów 
żeliwnych można go łatwo wymienić. 

Kotły stalowe mają wymiennik spawany ze stali kotłowej. Ich konstrukcja jest lżejsza od kotłów żeliwnych. 
Stal  pozwala  na  lepsze  dopasowanie  geometrii  wymiennika  ciepła  do  optymalnych  warunków  spalania  dla 
danego  rodzaju  paliwa.  Jest  też  mniej  wrażliwa  od  żeliwa  na  nagłe  i  częste  zmiany  temperatury  wody  w 
kotle. 
Na  powierzchni  wymiany  ciepła,  po  stronie  spalin  i  wodnej  wymiennika  żeliwnego  z  mniejszą 
intensywnością tworzą się osady niż w kotłach stalowych. Żeliwo jest również bardziej odporne na korozję. 
Kotły żeliwne są mniej wrażliwe na niską temperaturę spalin i wody grzewczej, niż kotły stalowe. 

Regulacja 

Układy  regulacji  kotłów  mają  zapewnić  optymalne  wykorzystanie  paliwa  zgodnie  z  zapotrzebowaniem. 
Mają  również  podnieść  komfort  obsługi  kotła  i  instalacji  grzewczej,  oraz  zapewnić  ochronę  kotła  przed 
uszkodzeniem.  W  kotłach  o  prostej  konstrukcji  regulacja  temperatury  wody  grzewczej  odbywa  się  za 
pomocą  tzw.  miarkowników  ciągu  –  przy  pomocy  dźwigni  i  łańcuszka  termostat  otwiera  bądź  przymyka 

background image

przepustnicę  powietrza  regulując  w  ten  sposób  ilość  powietrza  dostarczanego  do  spalania,  tym  samym 
utrzymuje zadaną temperaturę wody grzewczej w kotle. 

W  kotłach  z  wentylatorem  powietrza  regulator  elektroniczny  zwiększa  lub  zmniejsza  wydajność 
wentylatora.  Przez  zmianę  jego  prędkości  obrotowej  dostarczana  jest  odpowiednia  ilość  powietrza  do 
spalania. W ten sposób regulowana jest moc grzewcza kotła, który może pracować z mocą np. od 30 do 100 
% swojej znamionowej mocy grzewczej. 

Najbardziej  złożone  układy  regulacji  sterują  pracą  wentylatora,  ilością  podawanego  paliwa,  kontrolują  czy 
nie  cofa  się  płomień  z  palnika  do  zasobnika  paliwa,  kontrolują  i  regulują  temperaturę  wody  grzewczej 
powracającej z instalacji do kotła, oraz mogą sterować pracą pomp obiegowych i zaworów mieszających w 
zależności  od  temperatury  na  zewnątrz  budynku  (regulacja  pogodowa)  i  temperatury  w  pomieszczeniu. 
Niektóre kotły wyposażane są w dodatkowy wymiennik ciepła, który chroni urządzenie przed nadmiernym 
wzrostem  temperatury  wody  grzewczej,  np.  przy  braku  zasilania  energii  elektrycznej.  Wymiennik 
schładzający  wykonany  jest  w  formie  wężownicy  (wężownica  schładzająca).  Po  przekroczeniu 
dopuszczalnej  temperatury  wody  w  kotle,  zawór  termostatyczny  otwiera  się  i  zimna  woda  wodociągowa 
przepływa  przez  wężownicę.  Po  odebraniu  ciepła  z  kotła  ogrzana  w  wężownicy  woda  wyrzucana  jest 
następnie do kanalizacji. 

Wężownica  schładzająca  jest  dodatkowym  elementem,  który  chroni  kocioł  przed  przegrzaniem  
i uszkodzeniem jego elementów konstrukcji. 

Wyższy komfort i oszczędność 

Dla zapewniania maksymalnego wykorzystania energii zawartej w paliwie (wysokiej sprawności kotła), oraz 
dla  poprawienia  komfortu  obsługi  stosowane  są  zasobniki  wody  grzewczej,  które  pełnią  również  funkcję 
akumulatora  ciepła.  Niezależnie  od  zapotrzebowania  na  ciepło  budynku  kocioł  może  pracować  ze  swoją 
optymalną mocą grzewczą i najwyższą sprawnością. Nadmiar wyprodukowanego ciepła gromadzony jest w 
zasobniku,  z  którego  instalacja  grzewcza  pobiera  tyle  ciepła  ile  w  danej  chwili  potrzebuje  aby  ogrzać 
budynek. 
Dzięki  zasobnikowi  wydłuża  się  czas  pomiędzy  kolejnymi  załadunkami  paliwa.  Kocioł  może  pracować 
zawsze z optymalną mocą grzewczą obniżając zużycie paliwa nawet o 30 % w ciągu roku. 

Obsługa 

Wybór  rodzaju  kotła  będzie  zależał  od  ceny  danego  paliwa  i  jego  dostępności  w  danym  rejonie  kraju. 
Obecne  kotły  na  paliwo  stałe  charakteryzują  się  lepszym  wykorzystaniem  paliwa.  Pracują  z  wyższą 
sprawnością od starszych konstrukcji. 

Każdy  kocioł  w  mniejszym  lub  większym  stopniu  wymaga  obsługi,  która  związana  jest  z  uzupełnianiem 
paliwa  i  jego  regularnym  czyszczeniem.  Tak  więc,  udział  użytkownika  kotła  ma  olbrzymie  znaczenie  dla 
zapewnienia właściwej pracy urządzenia. To użytkownik decyduje o tym jakie paliwo stosuje – o dobrej czy 
niskiej  jakości.  Co  będzie  mieć  duży  wpływ  na  koszty  ogrzewania  oraz  na  trwałość  i  niezawodność  kotła. 
Szczególnie okresowe czyszczenie ma duże znaczenie na efektywne wykorzystanie paliwa. Gdyż osady na 
powierzchni  wymiany  ciepła  powodują  znaczny  spadek  sprawności  urządzenia  lub  nawet  uszkodzeniem 
jego  elementów.  W  niektórych  przypadkach,  również  obsługa  i  odpowiednie  ustawianie  regulatora  kotła 
może  sprawiać  trudności.  Jednak  decydując  się  na  ogrzewanie  kotłem  na  paliwo  stałe,  mimo  konieczności 
jego  obsługi,  można  zapewnić  sobie  jedne  z  najniższych  kosztów  ogrzewania  przy  stosunkowo  niskich 
kosztach  inwestycji.  Wybierając  urządzenia  zasilane  paliwami  ekologicznymi  jak  drewno,  pelet  itp., 
możemy również przyczynić się do ochrony środowiska naturalnego. 

Krzysztof Gnyra