Системите за централно отопление са изключително ефективен начин за отопление на сгради и осигуряване на битова гореща вода. В съществуващите сгради все още често се срещат котли на нафта или газ, но от съображения за опазване на околната среда и климата те все по-често се заменят с отоплителни системи, базирани на възобновяеми енергийни източници. Един от основните варианти са пелетните котли. Те изгарят стандартизирани дървесни пелети – малки цилиндрични елементи, произведени от сушени дървени стърготини, които са страничен продукт от дървопреработката. Дървесината се приема за възобновяем енергиен източник, тъй като при устойчиво горско стопанство използването ѝ за енергия се смята в голяма степен за CO₂-неутрално.
Пелетните котли се предлагат в диапазон на мощност от приблизително 4 до 240 kW, което ги прави подходящи за еднофамилни къщи, жилищни сгради, търговски имоти и хотели. За по-големи топлинни нужди се предлагат и каскадни системи. Котелът се захранва автоматично с гориво. Мощността на тези съоръжения е напълно достатъчна за захранването на всички стандартни отоплителни инсталации като радиатори, подово, стенно и таванно отопление. За разлика от пелетните камини, котлите служат като централни генератори на топлина за цялата сграда.
В съвременните системи целият отоплителен процес протича автоматично. Отделните стъпки се регулират и наблюдават от сензори и управляващи устройства, за да се осигури максимална ефективност и безопасност по всяко време.
Съхранение: Дървесните пелети трябва да се съхраняват на сухо място – в бункер, силоз или специално помещение. Това пространство трябва да бъде напълно обезопасено срещу пожар и искри, тъй като дървесният прах е леснозапалим.
Транспорт: От зоната за съхранение пелетите се транспортират механично (чрез шнеков транспортьор) или пневматично (чрез смукателен вентилатор) до междинен контейнер.
Подаване и запалване: От този междинен контейнер пелетите падат или се плъзгат в прецизно дозирани количества в горивната камера върху плочата на горелката. Запалка с горещ въздух възпламенява пелетите напълно автоматично за кратко време.
Горене: След като огънят се разпали, подаването на въздух и допълнително гориво се контролира прецизно. Ламбда сонда в димоотвода непрекъснато измерва остатъчния кислород, като по този начин определя качеството на горене и осигурява възможно най-чистото и пълноценно оползотворяване на енергията.
Топлопренос: Горещите димни газове преминават през топлообменник, където топлината се предава на водата в отоплителната система. Охладените отработени газове след това се отвеждат през комина.
Буферен съд (Акумулиране): В повечето случаи е разумно в системата да се интегрира буферен резервоар. Той служи като топлинен акумулатор, от който се захранват отоплителният кръг и системата за подгряване на битова гореща вода.
Отстраняване на пепелта: Пепелта, получена от изгарянето, пада през решетка в специализиран пепелник. Оттам тя се отстранява ръчно или автоматично се компресира и транспортира до външен контейнер, който трябва да се изпразва веднъж или два пъти на отоплителен сезон.
В зависимост от техническия дизайн и принципа на работа пелетните котли се различават по технология на горене, степен на автоматизация и конструкция на горелката.
Съществува фундаментална разлика между конвенционалните и кондензационните пелетни котли. Стандартните модели изхвърлят отработените газове през комина с относително висока температура. Кондензационните пелетни котли обаче оползотворяват и топлината на кондензация, съдържаща се в димните газове. За тази цел газовете се охлаждат значително, което води до кондензация на водните пари в тях и отвеждане на освободената топлина към отоплителната система. Това може значително да увеличи ефективността на инсталацията. За целта обаче са необходими влагоустойчив комин, вентилатор и кондензатор.
Освен по технологията на горене, котлите се различават и по нивото си на автоматизация. Полуавтоматичните компактни агрегати нямат голям бункер за съхранение, а разполагат с вграден резервоар, който трябва да се пълни ръчно. Основното предимство на тези уреди са техните компактни размери.
Предимства и недостатъци на пелетните котли
Предимства:
– Удобство: Напълно автоматичната работа ги прави практически неразличими по комфорт от газовите или нафтовите котли.
– Регионална наличност: Производството на пелети е предимно местно, което осигурява независимост от вноса на изкопаеми горива.
– Ценова стабилност: Дългосрочните сравнения показват, че пелетите имат много по-стабилни и предвидими цени на пазара.
– Комбиниране на системи: Пелетните котли се комбинират отлично с други технологии, като например със соларни термични инсталации.
Недостатъци:
– Първоначална инвестиция: Освен самия котел, е необходимо да се закупи и оборудване за съхранение и транспортиране на горивото.
– Изисквания за пространство: Извън мястото за самия котел е необходимо голямо и напълно сухо складово помещение или подходящ силоз.
– Поддръжка: Подвижните компоненти в системата се износват и изискват редовна техническа поддръжка. Контейнерът за пепел също трябва да се почиства периодично.
Опазване на околната среда и климата
На теория дървесните пелети горят по климатично неутрален начин, тъй като при изгарянето си отделят само толкова въглероден диоксид, колкото дървото е абсорбирало по време на растежа си. На практика обаче процесите изискват по-детайлен анализ:
Добивът, сушенето, пресоването (т.е. самото производство) и транспортът на пелетите също генерират емисии на CO₂, които трябва да бъдат взети предвид в общия енергиен баланс. Тези емисии варират значително в зависимост от произхода и метода на производство. Те са сравнително ниски при кратки транспортни маршрути и суровини от сертифицирано, устойчиво горско стопанство. Ако обаче пелетите се транспортират на дълги разстояния, въглеродният им отпечатък нараства съответно.
В допълнение към климатичните фактори трябва да се вземат предвид и емисиите на атмосферни замърсители. Изгарянето на дървесина отделя значително повече фини прахови частици (ФПЧ) и азотни оксиди в сравнение с газовото гориво. Въпреки че съвременните котли намаляват тези нива чрез оптимизирано горене, в много региони е необходимо монтирането на допълнителни системи за пречистване, като например електростатични филтри.
Не на последно място, дървесината е ограничен ресурс. Използването единствено на остатъчна дървесина от дървопреработката за производство на пелети е екологично обосновано. Използването на дървесни трупи (обла дървесина) за тази цел обаче би създало конкуренция за суровини на пазара и би застрашило важната роля на горите като естествени депа за съхранение на CO₂.
Снимки: Buderus