Kotły podajnikowe na węgiel

Kotły poda­jnikowe to ogrom­ny skok jakoś­ciowy w tech­nice spala­nia węgla. Gdzie w takim razie jest przy­czy­na, że ist­niejąc na rynku już praw­ie ćwierć wieku nie tylko nie wyparły starszych tech­nologii, ale wciąż pozosta­ją w mniejs­zoś­ci pod wzglę­dem sprzedaży? To proste: plusem kotłów poda­jnikowych jest głównie wygo­da, nato­mi­ast minusa­mi – znacznie wyższa cena, mniejsza uni­w­er­sal­ność paliw, skom­p­likowanie przekłada­jące się na więk­szy potenc­jał do awarii. A tak się skła­da, że to kosz­ty i uni­w­er­sal­ność paliw są dla więk­szoś­ci Polaków decy­du­jące.

Jak się żyje z kotłem poda­jnikowym? Jakie prob­le­my lik­widu­je a jakie stwarza? Jak wyglą­da kwes­t­ia pali­wa i real­nych kosztów eksploat­acji? Te sprawy spróbu­ję tutaj streś­cić.

Inna kultura spalania węgla

Pal­nik retor­towy nie bez powodu nazy­wa się pal­nikiem – to jest urządze­nie, które przy praw­idłowej reg­u­lacji i dobrym sterown­iku stale spala węgiel poprawnie, czyli do przezroczystych spalin. To zupełnie inny świat niż pospo­lite źle użytkowane kotły zasy­powe. Tam ładu­je się dużo pali­wa na raz i z koniecznoś­ci trze­ba reg­u­lować moc dław­iąc dopływ powi­etrza czyli psu­jąc a nawet prz­ery­wa­jąc spalanie. Stąd dym, smród i wybuchy.
W pal­niku retor­towym spalane jest (poprawną tech­niką współprą­dową) tylko tyle pali­wa, ile aku­rat potrze­ba, więc jest możli­wość wszys­tko dobrze dopal­ić.

Poniższy filmik pokazu­je pal­nik retor­towy w trak­cie pra­cy na wyso­kich obro­tach.

Tu z kolei pal­nik Bato­ry zamon­towany w kotle w nor­mal­nym środowisku pra­cy.

Poniżej z kolei pal­nik retor­towy grze­ją­cy z mocą paru kilo­watów, czyli sytu­ac­ja codzi­en­nej pra­cy w lekko dodat­nich tem­per­at­u­rach za oknem.

Kotły retortowe

His­to­rycznie pier­wsze kotły retor­towe pojaw­iły się w Polsce w połowie lat 90. w ramach kra­jowego pro­gra­mu mod­ern­iza­cji tech­nologii ogrze­wa­nia. Ściąg­nię­to dobrze znane na Zachodzie pal­ni­ki retor­towe (których tech­niczny rodowód się­ga początków XX wieku) i dos­tosowano je do spala­nia węgla kami­en­nego. Następ­nie tech­nolo­gia została udostęp­niona ogółowi firm kot­lars­kich.

Retorta prosta / “fajkowa” / I generacji

Te pier­wsze wer­sje pal­ników retor­towych nazy­wane są obec­nie retortą prostą, “fajkową” lub I gen­er­acji. Nadal moż­na je spotkać w nowych kotłach, ale prze­ważnie tych naj­tańszych.

Schemat prostego pal­ni­ka retor­towego. Poda­jnik śli­makowy wypy­cha tutaj pali­wo przez kolano do pal­ni­ka. Pali­wo w kolanie jest ubi­jane, więc gdy­by opał był spieka­ją­cy, to sklei się w jed­ną bryłę i pal­nik przes­tanie dzi­ałać. Rysunek: zawijan.wordpress.com

Prob­le­mem prostej retorty jest wymóg stosowa­nia wyłącznie dobrego, suchego ekogroszku najlepiej typu 31.x czyli niespieka­jącego i niekok­su­jącego. W połowie lat 90. taki ekogroszek kosz­tował ~300zł/t. Ale gdy tylko kotły tego typu się upowszech­niły, szy­bko jego cena poszy­bowała w kos­mos i dziś 1000zł za tonę najlep­szego bezprob­le­mowego ekogroszku nie jest niczym dzi­wnym. Co gorsza pokłady tych typów węgla pomału się kończą.

Retorta II generacji / z przeciwzwojem

Kon­struk­torzy kotłów poda­jnikowych zauważyli te prob­le­my i opra­cow­ali pal­ni­ki retor­towe II gen­er­acji, które mają radz­ić sobie z gorszy­mi węgla­mi i miałem. Posi­adanie takiego pal­ni­ka umożli­wia spalanie nieco spieka­ją­cych bez więk­szych prob­lemów, co oczy­wiś­cie obniża kosz­ty ogrze­wa­nia (gorszy groszek czy miał są sporo tańsze) i polep­sza kom­fort życia (mniej cza­su spęd­zone na bojach z kotłem).

Przykład pal­ni­ka II gen­er­acji (choć różni pro­du­cen­ci mianu­ją już swo­je wyro­by gen­er­acją czwartą czy piątą). W tego rodza­ju pal­niku zami­ast kolana pod paleniskiem zna­j­du­je się prosty śli­mak zakońc­zony odwrot­nie skierowanym zwo­jem. W ten sposób pali­wo jest wypy­chane do góry, przy okazji rozluź­nia się i miesza, co poma­ga spalać węgle spieka­jące. Źródło: palnikbatory.pl

Kotły z podajnikiem tłokowym

Poda­jnik tłokowy, zwany też szu­flad­owym, wsuwa pali­wo na ruszt od boku właśnie z uży­ciem tło­ka. Taki poda­jnik jest prosty w budowie, trwały, toleru­je bard­zo różnych rozmi­arów opał, ale szu­flowanie pali­wa duży­mi por­c­ja­mi jest jed­ną z przy­czyn dość brud­nego czyli niezbyt efek­ty­wnego spala­nia.

Poda­jnik tłokowy. Fot. kotlyzywiec.eu

Kotły z poda­jnikiem tłokowym mają wysok­ie moce (zwyk­le od 20kW, rzad­ko od 15kW wzwyż) i spala­ją tym gorzej im niżej muszą pra­cow­ać. Stąd sen­sownym ich zas­tosowaniem są duże słabo ocieplone budyn­ki, gdzie stale mają co robić. Bard­zo kiep­sko nadadzą się do pra­cy latem przy pod­grze­wa­niu ciepłej wody, gdyż mają wtedy ten­dencję do wygasa­nia.

Czym różni się kocioł podajnikowy od zasypowego

Na co trze­ba być przy­go­towanym i czego należy się spodziewać prze­chodząc z kotła zasy­powego na poda­jnikowy?

Kocioł podajnikowy – nie znaczy całkiem automatyczny

Określe­nia “kocioł poda­jnikowy” oraz “kocioł automaty­czny” bywa­ją uży­wane zami­en­nie, choć jest to naduży­cie. Auto­matem jest kocioł gazowy – tam człowiek nie ingeru­je w para­me­try pro­ce­su spala­nia pali­wa. W kotle poda­jnikowym sterown­ik jest właś­ci­wie ślepy – nie ma wglą­du w jakość pro­ce­su spala­nia. On tylko poda­je pali­wo i powi­etrze w takich pro­por­c­jach, jakie ustaw­ił mu oper­a­tor. Przy­pom­i­na to sytu­ację w sil­nikach spali­nowych z gaźnikiem, gdzie ręcznie reg­u­lowało się skład mieszan­ki. Ben­zy­na miała przy­na­jm­niej stałe para­me­try, nato­mi­ast węgiel bywa bard­zo różny, co utrud­nia właś­ci­wą reg­u­lację.

W najprost­szych i naj­tańszych sterown­ikach człowiek ustaw­ia po pros­tu tem­po podawa­nia pali­wa i siłę nad­much w taki sposób, aby spalanie prze­b­ie­gało praw­idłowo (oce­na jest “na oko”). Ustaw­ień dokonu­je się raz i masz spokój póki nie wsyp­iesz bard­zo odmi­en­nego rodza­ju pali­wa. To jest możli­we, bo na rynku są bard­zo różne “ekogrosz­ki” – od czeskiego węgla praw­ie-że-brunatnego po naj­moc­niejsze węgle kok­su­jące, które pier­wot­nie nie były przewidziane do pal­ników retor­towych, ale dziś takie wyjeżdża­ją spod zie­mi, więc jakoś trze­ba sobie z nimi radz­ić. Każde z tych paliw wyma­ga skra­jnie różnych nastaw i bywa, że dostawa z innego źródła to dłuższy pobyt w kotłowni w celu “nauczenia” kotła nowego pali­wa.

Ist­nieją sterown­i­ki bardziej zaawan­sowane (i droższe, nawet ~1000zł za sam sterown­ik), gdzie ustaw­ienia są uproszc­zone lub przy typowych węglach wprowadza się tylko drob­ne korek­ty wzglę­dem tego, co postanow­ił algo­rytm. Nie ist­nieje jed­nak żaden sterown­ik kotła poda­jnikowego, który wyręczy człowieka zawsze i wszędzie. Każdy właś­ci­ciel kotła poda­jnikowego zetknie się z koniecznoś­cią zmi­an w nastawach i po mniejszych lub więk­szych bólach wyczu­je o co w tym chodzi.

Ceny kotłów podajnikowych

Kocioł poda­jnikowy w marke­cie zna­jdziesz już w cenie ok. 4000zł. Jeśli nato­mi­ast prze­jrzysz wyro­by więk­szych pro­du­cen­tów kotłów, to ceny zaczy­na­ją się od 5–6 tysię­cy. Nie wspom­i­na­jąc o kotłach “kla­sowych” – ich ceny to 8–10 tys. zł.

Skąd takie różnice? Naj­tańsze kotły poda­jnikowe zwyk­le są tak tanie dzię­ki następu­ją­cym cechom:

  • najprost­sza retor­ta – I gen­er­acji, która bez prob­lemów przyjmie tylko dobry ekogroszek. Jeśli trafi się pali­wo spieka­jące — będą prob­le­my.
  • tani sterown­ik – jest tani, bo jest prosty. Umie krę­cić śli­makiem i dmuchawą, ale jak dłu­go krę­cić, jak moc­no dmuchać — to wszys­tko ty musisz mu powiedzieć na pod­staw­ie obserwacji.
  • gorsza jakość wyko­na­nia – zaawan­sowanie kon­strukcji, gruboś­ci blach (także śli­ma­ka, który im cieńszy tym szy­b­ciej się ściera), jakość podze­społów praw­dopodob­nie będą gorsze w tan­im kotle, bo na czymś trze­ba prze­cież oszczędz­ić. Nieste­ty niefa­chowe oko tego nie wykry­je. Rzecz ujawni się dopiero w eksploat­acji, gdy np. po 2–3 lat­ach zuży­je się śli­mak poda­jni­ka albo wysyp­ie chińs­ka przekład­nia napę­du poda­jni­ka.

A skąd biorą się ceny w okoli­cach 10 tysię­cy, do niedaw­na zdawało­by się kos­miczne jak na kotły węglowe?

  • lep­sze podze­społy – np. żeli­wny śli­mak i pal­nik, które są o wiele trwal­sze od stalowych, ale i droższe w pro­dukcji
  • zaawan­sowany sterown­ik – sam w sobie potrafi kosz­tować ok. 1000zł bo opra­cow­anie dobrego algo­ryt­mu, który maksy­mal­nie wyręczy człowieka, jest pra­cochłonne i niełatwe
  • kosz­ty prac roz­wo­jowych – opra­cow­anie kotłów speł­ni­a­ją­cych najwyższe normy emisji kosz­towało pro­du­cen­tów niemało (mimo że kotły nie wyda­ją się wiele różnić od “zwykłych”) i ter­az muszą sobie odbić te wydat­ki
  • dopłaty do wymi­any kotłów – jak w każdej branży roz­dawnict­wo pub­licznych pieniędzy nakrę­ca wzrost cen

Dodatkowe koszty i wymogi techniczne

Insta­lacji kotła poda­jnikowego prze­ważnie nie towarzyszą dodatkowe kosz­ty i nie trze­ba praw­ie niczego na siłę mod­ern­i­zować (w szczegól­noś­ci grube rury i żeli­wne grze­jni­ki nie są żad­nym prob­le­mem). Ale są ważne wyjąt­ki:

  • Kotły w najwyższych klasach emisji (5. klasa / ecode­sign) wyma­ga­ją kom­i­na odpornego na kon­den­sat, bowiem pro­duku­ją tak zimne spaliny, że zawarta w nich wilgoć i kwasy kon­den­su­ją w kominie a to grozi z cza­sem jego zniszcze­niem i cuch­ną­cy­mi wyk­wita­mi wewnątrz domu. Możesz ryzykować jazdę bez wkładu i bez dokład­nego czyszczenia kotła (tem­per­atu­ra spalin wzrośnie). Możesz zas­tosować wkład stalowy do spalin z gazu ziem­nego, ale nie ma on gwarancji na pracę z kon­den­satem kwa­su siarkowego z węgla i po paru lat­ach sko­ro­du­je. Trwałym rozwiązaniem jest rozwierce­nie kom­i­na i wkład ceram­iczny – opc­ja nieste­ty naj­droższa.
  • Kocioł poda­jnikowy może pra­cow­ać w insta­lacji graw­ita­cyjnej (bez pompy), ale z uwa­gi na częsty wymóg gwaran­cyjny zabez­pieczenia odpowied­nio wysok­iej tem­per­atu­ry wody powraca­jącej z insta­lacji, konieczny może być mon­taż zaworu miesza­jącego, z którym graw­itac­ja sobie nie poradzi i potrzeb­na będzie pom­pa.
  • Przed zaku­pem kotła poda­jnikowego sprawdź, czy będzie pasował do two­jej kotłowni – nie tylko wymi­ara­mi pudła! Skon­troluj też: wysokość wylo­tu spalin, umiejs­cowie­nie przyłączy wod­nych i odstępy od ścian, szczegól­nie odstęp od strony poda­jni­ka musi wynosić aż ok. 1m, by możli­we było w razie potrze­by wyję­cie śli­ma­ka z poda­jni­ka bez wykuwa­nia dzi­ury w ścian­ie.

Zużycie energii

Wbrew pozorom kotły poda­jnikowe nie zuży­wa­ją poważnych iloś­ci prą­du. Wenty­la­tor i sil­nik poda­jni­ka w kotle retor­towym mają moce po 30–50W. W kotłach z poda­jnikiem tłokowym sil­nik poda­jni­ka miewa nawet i 500W (taka specy­fi­ka tego poda­jni­ka), ale nie oznacza to dużo więk­szego zuży­cia energii, gdyż poda­jnik pracu­je krótko i spo­rady­cznie, a i dawka pali­wa jest więk­sza. Apetyt na moc współczes­nej pompy obiegowej to z kolei raptem kil­ka-kilka­naś­cie watów.

Paliwa do kotłów podajnikowych

W kotłach poda­jnikowych ogółem moż­na spalać:

  • ekogroszek” – węgiel o gran­u­lacji zwyk­le 5–25mm
  • groszko-miał – tańszą mieszankę węgla groszku z grub­szą frakcją miału
  • eko­mi­ał – pro­dukt uboczny z pro­dukcji ekogroszku, podob­ny do niego gran­u­lacją, ale w ziar­nach zna­j­du­je się dużo popi­ołu
  • zwykły miał

Nie każde pali­wo nada­je się do każdego kotła i rodza­ju pal­ni­ka:

  • w retor­tach I gen­er­acji moż­na spalać tylko dobry niespieka­ją­cy ekogroszek
  • w retor­tach II gen­er­acji moż­na spalać wszys­tkie w/w rodza­je paliw, nat­u­ral­nie im tańsze i gorsze tym prob­lemów może być więcej
  • w kotłach z poda­jnikiem tłokowym również moż­na spal­ić każdy rodzaj pali­wa, ale najbardziej opła­cal­ny jest zwykły miał, gdyż właśnie dla takiego słabego pali­wa zapro­jek­towano te kotły: nie są mis­trza­mi czys­tego spala­nia, ale za to przełkną wszys­tko.

Spo­rady­cznie wys­tępu­jące grub­sze kawał­ki węgla nawet rozmi­arów drob­ne­go węgla orzecha nie stanow­ią poważnego prob­le­mu. Mech­a­nizmy poda­jników mają dość siły, by skruszyć grub­sze brył­ki węgla (ale im ich więcej tym szyb­sze zuży­cie śli­ma­ka a co wrażli­wsi będą słyszeć chru­panie niosące się po rurach w całym domu). Nie poradzą sobie nato­mi­ast z kamieni­a­mi lub duży­mi kawałka­mi met­alu – poda­jnik zabloku­je się i będzie koniecz­na ręcz­na inter­wenc­ja.

Kocioł podajnikowy na węgiel kiepsko nadaje się do pelletu

Kotły retor­towe zapro­jek­towane są z myślą o węglu – nie nada­ją się do spala­nia pel­letu z dwóch przy­czyn:

  • Przy pale­niu pel­letem w trak­cie podtrzy­ma­nia żar z pal­ni­ka może łat­wo cofnąć się do poda­jni­ka. Aby temu zapo­biec, konieczne jest stosowanie tzw. sys­te­mu straża­ka, który ugasi cofa­ją­cy się żar w razie potrze­by.
  • Pal­nik retor­towy spali pel­let mało efek­ty­wnie, gdyż nie jest to pali­wo kok­su­jące, a takie właśnie jest potrzeb­ne do podtrzy­ma­nia żaru w trak­cie pos­to­jów. Pel­let, zami­ast się żarzyć, stale gazu­je i okle­ja kocioł smołą.

Wysoką efek­ty­wność spala­nia pel­letu zapew­ni­a­ją spec­jalne kotły na pel­let, gdzie pali­wo to jest spalane we właś­ci­wych warunk­ach, a podtrzy­manie jest wye­lim­i­nowane przez zas­tosowanie automaty­cznej zapalar­ki, umożli­wia­jącej wygaszanie kotła gdy nie jest potrzeb­ny i jego samoczynne uru­chomie­nie, gdy ciepło będzie znów potrzeb­ne.

Oczy­wiś­cie zna­jdziesz takie kotły retor­towe, których pro­du­cent dopuszcza spalanie pel­letu i dodał ku temu stosowne zabez­pieczenia. Jak najbardziej możesz tego próbować, ale najpewniej szy­bko odczu­jesz, że nie warto.

Ruszt awaryjny naprawdę jest na sytuacje awaryjne

Mon­towany w kotłach poda­jnikowych ruszt awaryjny został pomyślany do użytku… właśnie tak: w razie awarii poda­jni­ka lub sterown­i­ka, by klient nie zamarzł nim przy­będzie ser­wis! Tym­cza­sem dzi­ały mar­ketingu niek­tórych firm kot­lars­kich zak­li­na­ją rzeczy­wis­tość nazy­wa­jąc kocioł poda­jnikowy z rusztem awaryjnym kotłem dwu­paleniskowym. Jest to właś­ci­wie odpowiedź na zapotrze­bowanie lud­noś­ci, która nierzad­ko użytku­je kocioł poda­jnikowy odwrot­nie niż został on zapro­jek­towany: na co dzień palą na rusz­cie, a pal­nik retor­towy uruchami­a­ją awaryjnie.

Ruszt awaryjny nie jest pełnowartoś­ciowym paleniskiem! Kocioł poda­jnikowy, w którym palone jest na rusz­cie awaryjnym, pracu­je gorzej niż tani śmieci­uch – kop­ci i smoli się, szczegól­nie przy spala­niu drew­na, bo nie jest do tego przys­tosowany. Jeśli przymierza­sz się do zakupu kotła poda­jnikowego licząc, że prze­ważnie będziesz pal­ić na rusz­cie awaryjnym, wtedy ten zakup nie ma dla ciebie sen­su! Po co przepła­cać za kocioł, który więk­szość żywo­ta przepracu­je zupełnie tak jak dwa-trzy razy tańszy zasy­powiec?

Jeśli masz stały dostęp do taniego pali­wa, np. drew­na, a nie chcesz spędzać życia w kotłowni, znacznie lep­szym wyjś­ciem będzie zas­tosowanie kotła z buforem ciepła.

Naprawy i konserwacja

Chłop­s­ka jak i aka­demic­ka teo­ria nieza­wod­noś­ci potwierdza: nieza­wodne jest tylko takie urządze­nie, którego nie ma. W kotle zasy­powym nie ma poda­jni­ka, więc jest on w pełni bezob­słu­gowy i nie psu­je się nigdy. W kotle poda­jnikowym jest mech­a­nizm poda­ją­cy pali­wo, który może się zaci­nać, zuży­wać i ule­gać awar­i­om. Jed­nak kiedy dzi­ała, wyręcza człowieka w żmud­nej robo­cie. Taki jest sens stosowa­nia wszel­kich maszyn.

Najbardziej praw­dopodob­ną awar­ią w trak­cie pra­cy kotła z poda­jnikiem śli­makowym jest zablokowanie poda­jni­ka. Przy­czyną najczęś­ciej będzie kami­en­ny lub stalowy dodatek w węglu. Kocioł wtedy przes­ta­je pra­cow­ać, trze­ba ręcznie wydobyć z poda­jni­ka przy­czynę prob­le­mu (są stosowne wyczys­t­ki, tak że nie zawsze trze­ba wybier­ać pon­ad 100kg węgla z zasob­ni­ka) i zamon­tować nową zawleczkę na wałku śli­ma­ka.

Każdy śli­mak – czy to stalowy, czy żeli­wny – z biegiem lat zuży­wa się przez tar­cie. Bardziej odporny na to jest masy­wniejszy śli­mak żeli­wny. Śli­mak stalowy jest tym trwal­szy, z im grub­szej blachy został naw­inię­ty (~8mm to nie jest za dużo). Tym, co najbardziej skra­ca życie stalowego śli­ma­ka i zasob­ni­ka jest wilgo­tne pali­wo. Duże iloś­ci wilgo­ci w połącze­niu z siarką zawsze obec­ną w węglu skutku­ją błyskaw­iczną korozją stalowego śli­ma­ka w pobliżu pal­ni­ka, gdzie pali­wo ule­ga pod­grza­niu i pow­sta­ją żrące sub­stanc­je. W takich warunk­ach końcówka śli­ma­ka potrafi zniknąć w parę lat.

Koń­cowy efekt korozji śli­ma­ka stalowego po sześ­ciu lat­ach eksploat­acji. Fot. stra­maw, forumbudowlane.pl

Aby stalowy śli­mak i zasob­nik trochę posłużyły zale­cane bywa przez pro­du­cen­tów, by po każdym sezonie grzew­czym zde­mon­tować je, oczyś­cić i sprawdz­ić stopień zuży­cia a zasob­nik poma­lować od środ­ka far­bą antyko­rozyjną.