Les je najstarejše kurivo, ki ga pozna človeštvo. Ker so količine fosilnih goriv omejene, onesnaževanje okolja pa je zaradi pridobivanja energije postalo že zelo nevarno za obstoj človeštva, je les ponovno postal zanimiv energetski vir.
Njegove druge prednosti so še, da je ob smotrni porabi stalno na razpolago, ob pravilnem kurjenju ne onesnažuje zraka, je domač vir energije, neodvisen od različnih kriz, zmanjšuje odliv kapitala za uvoz fosilnih goriv zato izboljšuje gospodarsko sliko države ter povečuje možnost odpiranja novih delovnih mest.
 |
Postopek zgorevanja lesa
Segrevanje in sušenje poteka do temperature 100° C. Bolj ko je les suh in zdrobljen na manjše delce, bolj je ta faza kratka in poraba energije manjša. Če je vlage v dimnih plinih preveč, je dim gost in težak, vlaga v dimnih plinih pa lahko kondenzira na stenah hladnega dimnika in ga poškoduje.
Sledi uplinjanje in termični razpad lesa, piroliza. V lesu je med 70 in 80% plinastih sestavin. S povišanjem temperature se izločita najprej kisik in vodik, ki se vnameta pri 250°C, nato pa razpadejo še trdni elementi, celuloza in lignin v plinasto stanje. Piroliza je endotermični proces, ki porablja energijo, medtem ko je zgorevanje eksotermični proces, ki sprošča energijo. V tej fazi oba procesa potekata vzporedno. Med termičnim razpadanjem se sproščata tudi ocetna in mravljična kislina, ki se v primeru dušenega procesa gorenja, zaradi zmanjšanja toplotne moči kotla, odlagata na stene kotla ali dimnika kot saje. To razpadanje lesa označujemo kot primarno zgorevanje. Za sekundarno zgorevanje moramo v področje dogorevanja dovajati dodatni zrak. S tem ob primerno visokih temperaturah dosežemo še popolno zgorevanje lesnih plinov, ki sproščajo največjo količino toplote. V zadnji fazi zgori še lesno oglje, ki dogori z mirnim svetlim plamenom. Minerali, ki jih vsebuje les se pretvorijo v pepel, ki ga lahko uporabimo kot naravno gnojilo.
Kotli na polena
Pogoj za dobro delovanje kotla je suh in zdrav les, izkoristek sodobnega kotla pa znaša do 90%. Kotel ima vgrajen ventilator prisilnega vleka, ločen dovod primarnega in sekundarnega zraka in lambda sondo. Oblika in velikost kurišča omogoča daljši čas pregorevanja, ki pri polni obremenitvi traja do sedem ur. Izboljšana toplotna izolacija zmanjša izgube kotla, zaradi dobrega zgorevanja pa je tudi pepela zelo malo.
Ko določamo potrebno velikost kotla je pomembno, da ni predimenzioniran, da bi najbolje deloval pa mu moramo prigraditi vmesni hranilnik toplote, ki služi kot kompenzator toplotne moči. S tem dosežemo prilagajanje toplotne moči kotla potrebam stavbe in optimalno zgorevanje. Vmesni hranilnik toplote pomaga pri izravnavanju obremenitev kotla in izboljšuje kvaliteto gorenja lesa. Velikost hranilnika lahko določimo po enačbi Volumen hranilnika = 40 x količina goriva za eno polnjenje zalogovnika v kilogramih. Za kotel, ki sprejme približno 20 kg drv v enem polnjenju, je volumen zalogovnika toplote 40 x 20 = 800 l.
Kotli na pelete
Drobce lesa pred stiskanjem osušijo in nato v prešah oblikujejo v paličice premera 6 do 10 mm in dolžine 5 do 30 mm. Delci se zaradi pritiska in občasnega dodajanja škroba zlepijo, njihova glavna prednost pa je sipkost, saj brez zatikanja potujejo iz zalogovnika po transportnih polžih do kurišča. Peleti vsebujejo 8 do 10% vlage, njihova kurilna vrednost pa je približno 18 MJ/kg. Skladiščimo jih lahko v zidanih ali premičnih zalogovnikih, v katere moramo preprečiti dostop vlage, saj lahko zaradi tega peleti razpadejo v prah in postanejo neuporabni za avtomatsko zgorevanje. Dovod pelet v zgorevalno retorto je lahko izveden od spodaj ali od zgoraj. Na zgornjem delu retorte je nameščen prstan za dovod sekundarnega zraka, ki zagotavlja popolno in kontrolirano zgorevanje lesnega plina. Ker imajo lesni peleti višjo energijsko vrednost (njihova vlažnost je namreč med 8 in 10%) so tem kotlom lahko prigrajeni dnevni zalogovniki toplote.
Kotli na sekance
Omogočajo avtomatsko delovanje in nalaganje kuriva s polžnimi transporterji in zajemanje iz silosov z rotacijskimi ali hidravličnimi napravami. Velikost kotlov, vrsto in konstrukcijo narekuje velikost lesnih sekancev. Prednosti kotlov na lesne sekance so odlično zgorevanje, dobri izkoristki, majhne obremenitve okolja, natančna regulacija odjema toplote in visoka stopnja udobja pri rokovanju. Slabe strani pa sta visoki investicijski stroški in sorazmerno velik prostor za skladiščenje lesnih sekancev.
Krmiljenje kotlov
Ceno kotlov na lesno biomaso močno povečuje mehanika in elektronika potrebna za vodenje procesa zgorevanja in regulacijo toplotne moči. Večina sodobnih in kakovostnih kotlov ima prigrajeno lambda sondo, ki meri ostanek kisika v dimnih plinih in tako regulira dodajanje potrebnega sekundanega zraka za zgorevanje. Zagon kotla oziroma ponoven vžig zagotavljajo različne izvedbe električnih vžigalnih sond nameščenih v kurišču ali pa puhal z vročim zrakom. Z dobro regulacijsko in nadzorno tehniko se delovanje kotlov na lesno biomaso močno približa delovanju kotlov na tekoča in plinasta goriva.
 Peletni kotel |
 Kotel na polena |
Povezane vsebine
