Atutem tego paliwa stałego jest jego niska cena. Zwłaszcza w formie nieprzetworzonej, prosto z lasu, drewno jest najtańsze. Niestety, wymaga pracochłonnego przygotowania do spalania — pocięcia i porąbania na mniejsze kawałki. Oprócz tego, drewno musi być sezonowane, aby mogło być efektywnie spalone. Chodzi o to, by drewno wyschło do wilgotności nie przekraczającej 20-25%, co pozwala na zmniejszenie straty na odparowanie tej wody z drewna.

Działanie kotła na drewno

Schemat przepływu powietrza, spalin i wody przez kocioł na drewno.

Kotły na drewno w najprostszej wersji wymagają ręcznego załadunku paliwa. Otwiera się komorę załadunkową i wkłada do niej pocięte lub porąbane drewno. Przekrój takiego kotła na drewno przedstawiono schematycznie na powyższej ilustracji. W wersji bardziej zaawansowanej, paliwo jest podawane do komory spalania automatycznie. Dotyczy to kotłów na drewno rozdrobnione, czyli głównie zrębki i pelety.

Powietrze dociera do kotła, następnie pokonuje komorę spalania, gdzie na ruszcie zamienia się w gorące spaliny. Następnie, spaliny opływają kolejne przestrzenie wymiennika ciepła i na drodze konwekcji i promieniowania oddają ciepło do wody. Gorąca woda opuszcza kocioł i kierowana jest do instalacji centralnego ogrzewania.

Ze względu na efektywność prowadzenia procesu spalania, znacznie lepiej sprawują się kotły na tzw. holzgas, czyli kotły zgazowujące. W takich kotłach proces spalania prowadzony jest dwuetapowo. Najpierw następuje uwolnienie z drewna lotnych składników smolistych (tzw. piroliza), które są następnie dopalane z wykorzystaniem dodatkowego strumienia powietrza.

Kotły na pellety

Ze względu na cenę tego paliwa, kotły na pellety nie są zbyt popularne. Niestety, pellet będzie zawsze droższy od drewna, bo wymaga odpowiedniej przeróbki, która co oczywiste zużywa energię. Za to pellet jest znacznie wygodniejszym paliwem, bo dostarcza się go w workach lub big bagach, dobrze nadaje się też on do kotłów z automatycznym podawaniem do komory spalania.

Fotografię działającego palnika na pellety przedstawia poniższa ilustracja.

Palnik spalający pelety

W kotłach stosowane są najczęściej podajniki ślimakowe. Wraz z dużym zasobnikiem paliwa i automatem sterującym, zapewnia on co najmniej kilkudniową autonomię. Oznacza to, że mając taki kocioł można spokojnie wyjechać na dłuższy urlop i nie ryzykować zamarznięcia wody w domu.

Z przeprowadzonych przeze mnie w ubiegłym roku analiz, ogrzewanie pelletem lub brykietem jest o ok. 80% droższe, niż drewnem. W chwili, gdy piszę te słowa, cena tony pelletu waha się w granicach 560-750 PLN.

To właśnie dlatego kotły gazowe są bardzo często traktowane jako podstawowe i domyślne źródło ciepła dla dziś budowanych domów. Dopiero jeśli nie da się zainstalować kotła na gaz ziemny, inwestorzy zastanawiają się nad alternatywnymi rozwiązaniami.

Rodzaje kotłów gazowych

Tak naprawdę z punktu widzenia użytkownika i późniejszych kotłów eksploatacji, istotne są dwa podziały:

• ze względu na rodzaj paliwa, tj. na kotły na gaz ziemny i na gaz ciekły (płynny, LPG, propan),
• na kotły kondensacyjne i tradycyjne.

Kotły na gaz ziemny są wybierane najczęściej. Mają niezłą sprawność, w wersji kondensacyjnej łatwo przekraczają 105%. Kotły na gaz ciekły są wybierane zazwyczaj tylko wtedy, gdy gaz ziemny dostępny będzie dopiero w niedalekiej przyszłości. Gaz ciekły jest bowiem bardzo drogim nośnikiem ciepła (rzuć okiem na to zestawienie cen ciepła, jeśli nie wierzysz) i dlatego wybierany jest bardzo niechętnie.

Kotły tradycyjne są wciąż zauważalnie tańsze, niż kotły kondensacyjne. Ich sprawność jest niższa, bo nie odzyskują ciepła skraplania pary wodnej zawartej w spalinach. Tak w ogóle to jest to temat na tyle ciekawy, że aż wart osobnego artykułu.

Zalety kotłów gazowych

Też w dużym skrócie, bo i o tych zaletach można byłoby napisać cały artykuł. Najistotniejszą zaletą moim zdaniem jest ich mała wielkość i zwartość konstrukcji. Dzięki temu, że paliwo podawane jest w trybie ciągłym, sam kocioł nie ma zasobnika na paliwo i jest malutki. Na tyle malutki, że można go zawiesić na ścianie w kuchni czy łazience, niczym szafkę. Kotły na paliwa stałe są znacznie większe i cięższe.

Kotły gazowe są bezobsługowe. Bardzo rzadko wymagają czyszczenia i regulacji. Załadunek paliwa ogranicza się do opłacenia rachunków za gaz. Kotły takie doskonale współpracują z każdym rodzajem automatyki: pogodową i pokojową. Dzięki temu możliwe jest efektywne dostarczanie ciepła w odpowiednich ilościach i nie marnuje się go.

Kotły dzielimy oczywiście ze względu na materiał, z którego zostały wykonane. Mamy do czynienia z kotłami żeliwnymi (wykonywanymi poprzez łączenie odlanych z żeliwa segmentów), stalowymi (wykonywanymi poprzez spawanie stalowych blach do żądanego kształtu) oraz kotłami z innych metali, np. z odpornych na korozję stopów aluminium.

W zależności od sposobu przygotowania ciepłej wody użytkowej, wyróżniamy kotły jednofunkcyjne i dwufunkcyjne. Kotły dwufunkcyjne posiadają wbudowany podgrzewacz ciepłej wody użytkowej. Kotły jednofunkcyjne zaś posiadają tylko jeden wymiennik ciepła. One mogą podgrzewać ciepłą wodę użytkową, ale w zewnętrznym zasobniku ciepła.

Według rodzaju komory spalania kotły dzielimy na kotły z otwartą i zamkniętą komorą spalania. Różnica polega na tym, że w przypadku kotłów z otwartą komorą spalania powietrze do podtrzymania procesu spalania pobierane jest z pomieszczenia, w którym zainstalowany jest kocioł. Jest to rozwiązanie łatwiejsze, ale rodzi ze sobą pewne kłopoty. Przykładowo, przepisy zabraniają umieszczać w pomieszczeniach z takim kotłem wlot do kanału wentylacyjnego instalacji mechanicznej wentylacji wywiewnej, bo może to powodować cofanie się spalin do pomieszczenia w przypadku wystąpienia słabego ciągu kominowego. Kotły z zamkniętą komorą spalania wyposażone są w wentylatory wymuszające przepływ powietrza i spalin przez kocioł, dzięki czemu możliwe jest podłączanie ich nawet do bardzo krótkich kominów. W przypadku małych kociołków (ale dość dużych, by ogrzać dom jednorodzinny) możliwe jest nawet usuwanie spalin przez poziomą rurę wychodzącą przez ścianę pomieszczenia!

Z punktu widzenia kierunku przepływu spalin w kotle wyróżniamy kotły jedno- i wielociągowe. Przykładem kotła jednociągowego może być najprostszy kominek z płaszczem wodnym, przez który spaliny przemieszczają się cały czas pionowo z dołu do góry. Nowoczesne kotły są często wielociągowe, np. pierwszy ciąg spalin ma miejsce w komorze spalania a drugi i trzeci w płomieniówkach. W komorze spalania palnik umieszczony jest z przodu kotła, następnie spaliny są zawracane do płomieniówek (drugi ciąg) i raz jeszcze w kierunku wylotu do komina (trzeci ciąg).

No i teraz podział, na który najwięcej ludzi zwraca uwagę — ze względu na rodzaj paliwa. Mamy do czynienia z kotłami na paliwa stałe (węgiel kamienny, drewno, ale także pellet, brykiet, zrębki, owies, i tak dalej), na paliwa ciekłe (olej opałowy) i na paliwa gazowe (gaz ziemny, propan, propan-butan/LPG/gaz płynny). O ile kotła na paliwa gazowe i ciekłe są zbliżone w konstrukcji, bo proces spalania jest podobny, o tyle kotły na paliwa stałe to już zupełnie inna historia.

Moim zdaniem najistotniejszym podziałem kotłów jest ich podział ze względu na temperaturę pracy i wykraplanie się pary wodnej ze spalin we wnętrzu kotła. Wyróżniamy kotły tradycyjne, wysokotemperaturowe, w których temperatura spalin jest znacznie wyższa, niż temperatura skraplania pary wodnej ze spalin. Dziś takie kotły to przede wszystkim kotły na paliwa stałe. Drugą grupą są kotły o obniżonych parametrach, a dokładniej o obniżonej temperaturze spalin. Są one nowocześniejsze, mają zastosowane rozwiązania, które umożliwiają odzyskanie większej energii ze spalin niż w kotłach tradycyjnych. Mają więc wyższą sprawność od tradycyjnych. Szczytem na cyplu w optymalizacji pod tym kątem są kotły kondensacyjne, w których następuje skraplanie pary wodnej. Dzięki temu ich sprawność może przekraczać 100%. Czemu tak się dzieje, opiszę w kolejnym artykule.

Kotły dzielimy też według pojemności wodnej. Pojemność wodna to nic innego jak ilość wody, która mieści się we wnętrzu kotła — w wymiennikach ciepła, rurach i całej armaturze. Większość nowoczesnych kotłów ma małą pojemność wodną, czyli mieści w sobie mało wody. Dzięki temu szybko osiągają one żądaną temperaturę pracy. Są także lekkie (woda w końcu jest dość ciężka) co umożliwia ich montaż na przykład na ścianie kuchni czy łazienki. Tradycyjne kotły o dużej pojemności wodnej dłużej osiągają parametry pracy i są znacznie cięższe, przez co muszą być ustawiane na podłodze w pomieszczeniu kotłowni.

Kocioł centralnego ogrzewania jest sercem całej instalacji. Jako taki zastąpił montowane w pomieszczeniach piece kaflowe, które umożliwiały lokalne ich ogrzewanie.

Często kocioł jest określany niepoprawnie mianem pieca. Piece dostarczają ciepło do pomieszczeń bezpośrednio, podczas gdy kotły produkują nośnik ciepła rozprowadzający ciepło po budynku. Przykładowo, włączony palnik w kuchence gazowej można uznać za piec, a gdy postawimy na nim napełniony wodą czajnik — mamy do czynienia z kotłem.