Dwa kotły w jednym domu

Jeszcze kilka lat temu ten, kto planował budowę domu lub modernizację starej instalacji grzewczej, rozważał przede wszystkim zastosowanie paliw płynnych: gazu bądź oleju opałowego. Obydwa paliwa zapewniają bowiem bezobsługową pracę urządzeń grzewczych, a to wielka zaleta w porównaniu z paliwami stałymi, takimi jak węgiel, koks czy drewno. Niestety, teraz za komfort i wygodę przyszło płacić znacznie więcej niż się ktokolwiek spodziewał. Dlatego węgiel i drewno znowu wróciły do łask. Ale w domach ogrzewanych do tej pory gazem bądź olejem nie musi to wcale oznaczać rezygnacji z istniejącego kotła na te paliwa. Jeśli tylko jest odpowiednia ilość miejsca oraz możliwość wykonania drugiego przewodu kominowego, warto zostawić istniejący kocioł. Możliwe jest bowiem takie wykonanie instalacji, aby zasilały ją obydwa urządzenia. W ten sposób, nie tracąc komfortu, jaki dają kotły na gaz i olej, mamy jednocześnie możliwość obniżenia kosztów ogrzewania przez zastosowanie paliw stałych.

Takiego jak teraz wyboru kotłów na paliwa stałe jeszcze nie było. Oprócz kotłów bardzo tanich, bo prostych i mało zaawansowanych technicznie, mamy do wyboru również takie, których sprawność jest niewiele niższa od tej, jaką mają tradycyjne (niekondensacyjne) kotły na gaz i olej, a jeden załadunek paliwa wystarcza w nich na kilka czy nawet kilkanaście dni bezobsługowej pracy. Standardem jest również możliwość współpracy takich kotłów z nowoczesnymi instalacjami grzewczymi (np. ogrzewaniem podłogowym), sterowania ich pracą za pomocą pokojowych czujników temperatury, a nawet regulatorów pogodowych.

To najprostsze pod względem konstrukcji, a zarazem najtańsze kotły na paliwa stałe. Dostarczanie do nich powietrza do spalania odbywa się na zasadzie naturalnej, to znaczy jest wymuszane podciśnieniem panującym w kominie. Do regulacji ilości tego powietrza służy proste urządzenie zwane miarkownikiem ciągu, połączone cięgnem z klapką w drzwiczkach popielnika. Wzrost temperatury wody w kotle powoduje przymykanie się klapki, a tym samym ograniczenie dostępu powietrza i zmniejszenie intensywności palenia. Spadek temperatury powoduje odwrotną reakcję.

Wśród kotłów bez mechanicznego nadmuchu wyróżnia się dwie grupy urządzeń:

Z górnym spalaniem. W tego typu urządzeniach komora zasypowa jest jednocześnie komorą spalania. Ich działanie polega na tym, że od razu rozżarza się cała ilość wsypanego do kotła paliwa. Stałopalność tych kotłów, czyli czas pracy kotła na jednym załadunku paliwa, nie przekracza z reguły 8 godzin, a sprawność - 76%.

W kotłach z górnym spalaniem można spalać koks, węgiel, a zastępczo - drewno.

Z dolnym spalaniem. Są zdecydowanie nowocześniejsze od tych z górnym spalaniem i przez to droższe, jednak różnica w cenie zakupu zwraca się przeważnie po dwóch sezonach grzewczych, gdyż kotły te zużywają mniej paliwa (ich sprawność dochodzi do 80%). Spalanie odbywa się w nich na tylnej ścianie komory zasypowej lub w komorze spalania znajdującej się z tyłu komory zasypu, przy czym spala i rozżarza się nie cała objętość paliwa naraz, ale tylko ta w dolnej części na ruszcie . W miarę spalania poziom zasypanego paliwa bardzo wolno się obniża. Spaliny z kolei odprowadzane są przez kanały (ciągi) konwekcyjne o wydłużonej drodze oraz zwiększonej powierzchni oddawania ciepła umieszczone w górnej części kotła.

Stałopalność takich kotłów może dochodzić nawet do 18 godzin.

Kotły z dolnym spalaniem poleca się wtedy, gdy właściciele nie chcą inwestować w urządzenia o bardziej rozbudowanej automatyce, ale jednocześnie chcą mieć zagwarantowaną dłuższą stałopalność.

Są nowocześniejsze i droższe od wyżej opisywanych, od których różni je to, że powietrze potrzebne do spalania dostarczane jest przez wentylator nadmuchowy lub wyciągowy. Całym procesem spalania zarządza mikroprocesor, który w zależności od temperatury wody w kotle czy też temperatury w pomieszczeniu steruje pracą wentylatora, a w ten sposób - ilością powietrza potrzebnego do spalania.

Większość sterowników kotłów nadmuchowych steruje także pracą pomp obiegowych c.o. (czasami pompą do ładowania zasobnika c.w.u.) oraz ma możliwość współpracy z pokojowym regulatorem temperatury.

Dobre kotły z wentylatorem mają następujące wyposażenie:

- wielopunktowy system nadmuchu powietrza, który usprawnia spalanie,

- dodatkowe zabezpieczenie termiczne STB, czyli bezpiecznik odcinający prąd zasilający wentylator nadmuchowy po przekroczeniu temp. 95°C, w celu ochrony kotła przed przegrzaniem,

- stosunkowo dużą komorę zasypową.

Kotły z nadmuchem przystosowane są do spalania węgla kamiennego, miału węglowego i drewna. Ich sprawność niejednokrotnie przekracza 80%, a stałopalność dochodzi nawet do 36 godzin.

Tego typu urządzenia przeznaczone są dla użytkowników, którzy poszukują kotłów uniwersalnych, przeznaczonych do spalania różnych rodzajów paliw stałych i wymagających obsługi nie częściej niż raz lub dwa razy na dobę.

Mają zintegrowany z kotłem zasobnik, z którego za pomocą podajnika paliwo jest automatycznie dozowane do kotła. Często oprócz podstawowego paleniska kotły te mają dodatkowe ruszty do spalania paliwa zastępczego: drewna lub węgla.

Sprawność tych urządzeń zawiera się z reguły w przedziale 84-92%. Jeden pełny załadunek zasobnika zależnie od jego wielkości oraz rodzaju paliwa wystarcza na okres od 3 do 7 dni palenia. Zaletą tego typu kotłów jest także i to, że nie trzeba ich całkowicie wygaszać w celu opróżnienia paleniska z żużlu i popiołu. Popiół i żużel są bowiem automatycznie spychane do popielnika, który jest z reguły tak skonstruowany, że popiół z szuflady wystarczy usuwać raz dziennie, a z niektórych urządzeń nawet co 4 dni. Samego załadunku paliwa do zasobnika można dokonywać podczas pracy kotła.

Dzięki zastosowaniu specjalnych palenisk kotły z automatycznym podawaniem paliwa emitują do atmosfery znacznie mniej zanieczyszczeń niż opisywane wcześniej. Zainteresują więc inwestorów, którzy chcą ogrzewać dom paliwem stałym, nie zanieczyszczając środowiska.

Kotły z automatycznym podawaniem paliwa są przystosowane do spalania takich paliw, jak węgiel sortymentu groszek, miał węglowy, trociny, zrębki, brykiety trocinowe oraz pellety.

Chociaż do ogrzewania domów drewnem często stosuje się kotły z dolnym spalaniem, to bez wątpienia najlepsze są kotły spalające drewno na zasadzie zgazowania. Spalanie przebiega w nich w trzech fazach. Najpierw drewno jest dosuszane i odgazowywane - wtedy wydziela się gaz drzewny. W drugim etapie gaz ten się spala, a w trzecim następuje dopalanie cząstek zawartych w spalinach i oddanie ciepła wodzie krążącej w wymienniku. Kotły zgazowujące osiągają sprawność na poziomie 90%. Spalanie jednego załadunku drewna (stałopalność) trwa od kilku do kilkunastu godzin. Dużą zaletą tego typu urządzeń jest pełne zautomatyzowanie spalania (możliwość zmiany wydajności w zakresie od 20 do 100% mocy nominalnej). Ich wada to ograniczenie do jednego tylko paliwa - drewna. Co więcej, drewno musi być dobrze wysuszone, ponieważ spalanie drewna wilgotnego jest nie tylko mniej efektywne, ale stanowi też poważne zagrożenie dla samego kotła.

O ile kocioł gazowy można zainstalować w kuchni bądź w łazience, czyli pomieszczeniach nieprzeznaczonych na stały pobyt ludzi, o tyle z kotłami na paliwo stałe tak zrobić się nie da. Przepisy wymagają wydzielenia na taki kocioł odrębnego pomieszczenia o wysokości nie mniejszej niż 2,2 m (w istniejących budynkach dopuszcza się wysokość 1,9 m), w którym możliwe jest spełnienie następujących warunków:

- fundament, na którym stanie kocioł, wystaje 5 cm ponad poziom podłogi;

- w podłodze jest kratka ściekowa;

- podłogę w całym tym pomieszczeniu wykonano z materiałów niepalnych;

- jest w nim wentylacja grawitacyjna składająca się z następujących elementów:

- nawiewu, zapewniającego stały dopływ powietrza do spalania bezpośrednio z zewnątrz budynku przez otwór o przekroju min. 200 cm2 umieszczony nie wyżej niż 1 m nad podłogą,

- wywiewu przez oddzielny kanał wentylacyjny o przekroju minimum 14×14 cm, z wlotem umiejscowionym pod sufitem i wylotem wyprowadzonym ponad dach.

Pomieszczenie nie może być zbyt małe, ponieważ trzeba zapewnić swobodny dostęp do kotła, aby można go było czyścić i konserwować. Zwykle każdy producent sam określa minimalne odległości od ścian dla swoich urządzeń, dlatego warto o nie zapytać.

Trzeba też pamiętać, że kotły na paliwa stałe są bardzo ciężkie. Średnio ważą ok. 400-500 kg, a zatem strop lub podłoga, na której staną, muszą być przygotowane do takiego obciążenia.

Ponadto jeśli w kotłowni ma się znajdować skład paliwa, to odległość między nim a kotłem nie powinna wynosić mniej niż 40 cm (niektórzy producenci kotłów zalecają nawet 100 cm).

Największym bodaj problemem, z jakim spotykają się inwestorzy chcący zamontować w domu drugi kocioł, jest zapewnienie dodatkowego przewodu kominowego. Każde urządzenie grzewcze musi mieć bowiem swój odrębny komin. Problem polega jednak na tym, że w domu zwykle brakuje niewykorzystanego, czyli tzw. rezerwowego, komina dymowego bądź spalinowego. Nie da się też w prosty sposób podłączyć kotła na paliwo stałe do kanału spalinowego czyli tego, do którego był podłączony kocioł na gaz lub olej. Strumień i objętość spalin usuwanych z kotłów na paliwa stałe jest bowiem dużo większa niż z kotłów na gaz i olej, dlatego kominy te muszą mieć większy przekrój.

Co zatem można zrobić? Możliwości jest kilka.

1. Jeśli w kominie wymurowanym z cegieł znajdują się wolne kanały wentylacyjne, można próbować połączyć ze sobą dwa kanały, by uzyskać w ten sposób jeden o przekroju wystarczającym do podłączenia kotła na paliwo stałe.

2. Jeśli wkład ze stali kwasoodpornej, którym odprowadzane są spaliny z kotła na gaz lub olej, jest wstawiony do dużo większego kanału kominowego z cegły, wtedy można zdemontować wkład i wykorzystać wolny kanał do podłączenia kotła na paliwo stałe, a wkład przełożyć do wolnego kanału wentylacyjnego - jeżeli tylko jego wymiary będą wystarczające. Jeśli nie, konieczne będzie zamontowanie gotowego komina stalowego na zewnątrz budynku, chyba że... zdecydujemy się na wymianę kotła gazowego na urządzenie z zamkniętą komorą spalania. Wtedy istnieje możliwość odprowadzenia spalin na zewnątrz bezpośrednio przez ścianę.

3. Możemy pozostawić istniejący układ odprowadzania spalin z kotła i dostawić zewnętrzny komin dymowy do podłączenia kotła na paliwo stałe. Najlepiej nadają się do tego kominy stalowe z rur dwuściennych, w których między ścianką wewnętrzną (która koniecznie musi być wykonana ze stali żaroodpornej) a zewnętrzną - odporną na działanie czynników atmosferycznych - znajduje się warstwa izolacji cieplnej z wełny mineralnej. Taki komin nie wymaga żadnej obudowy. Jest na tyle lekki, że może być przykręcony do ściany budynku na specjalnym wsporniku.

Jak podłączyć dwa kotły do instalacji

Większość domowych instalacji grzewczych zasilanych kotłami gazowymi i olejowymi to instalacje typu zamkniętego, czyli zabezpieczone przed wzrostem ciśnienia naczyniem przeponowym i zaworem bezpieczeństwa. Tymczasem zgodnie z obowiązującymi przepisami kotły na paliwa stałe mogą pracować tylko w instalacjach typu otwartego, czyli zabezpieczonych naczyniem otwartym.

Nasuwa się więc pytanie: jak obydwa kotły mogą zasilać tę samą instalację, by możliwe było korzystanie zarówno z jednego, jak i drugiego urządzenia grzewczego? Można to wykonać na dwa sposoby.

Otwarcie instalacji grzewczej. Polega na zmianie naczynia zabezpieczającego z zamkniętego na otwarte. Rozwiązanie to stosuje się dość rzadko, bo jest kłopotliwe. Po pierwsze dlatego, że o ile naczynie zamknięte umieszcza się w sąsiedztwie kotła (niektóre kotły mają je nawet fabrycznie zamontowane wewnątrz obudowy), o tyle naczynie otwarte musi się znajdować powyżej najwyższego punktu instalacji grzewczej (zwykle umieszcza się je na strychu lub poddaszu). W istniejącym domu z zamontowaniem takiego naczynia może być problem, bo musi być ono połączone bezpośrednio z kotłem pionowym odcinkiem rury. Po drugie - bo mało jest kotłów na gaz i olej, które są przygotowane do pracy w układach otwartych. Częściej stosuje się więc rozwiązanie opisane niżej.

Rozdzielenie instalacji grzewczej. W rozwiązaniu tym kocioł na paliwo stałe przyłącza się do istniejącej instalacji za pomocą małego płytowego wymiennika ciepła. Wymiennik oddziela dwa układy hydrauliczne - ten, w który włączony jest kocioł na paliwo stałe, i ten z drugim kotłem i całą instalacją c.o., pozwalając jednocześnie na pośrednie przekazywanie ciepła między nimi. Dzięki takiemu rozdzieleniu każdy układ ma swoje zabezpieczenie: ten z kotłem gazowym lub olejowym jest zabezpieczony naczyniem zamkniętym, ten z kotłem na paliwo stałe - otwartym, przy czym może być ono zamontowane w tym samym pomieszczeniu co kocioł.

Kotły razem czy osobno

Wielu właścicieli domów planuje ustawienie kotła na paliwo stałe i kotła na gaz bądź olej w jednym pomieszczeniu. Nie jest to najlepsze rozwiązanie - zwłaszcza jeśli kocioł na gaz ma otwartą komorę spalania, czyli pobiera powietrze do spalania bezpośrednio z pomieszczenia, w którym się znajduje. W pomieszczeniu, w którym pali się węglem bądź miałem, jest zawsze sporo pyłu i kurzu, a powietrze do spalania powinno być wolne od zanieczyszczeń, gdyż powodują one szybkie zatykanie się dysz palnika i spadek sprawności kotła gazowego.

Dwa w jednym

Alternatywą dla zastosowania dwóch oddzielnych urządzeń grzewczych - kotła na paliwo stałe i kotła na paliwa płynne - są tzw. kotły wielopaliwowe. Są to urządzenia przystosowane do spalania zarówno wybranych paliw stałych, jak i paliw płynnych. Mogą być:

- jednokomorowe, wtedy spalają różne rodzaje paliwa w tej samej komorze;

- dwukomorowe; inna komora służy wtedy do spalania paliw stałych, a inna - do płynnych.

Kotły jednokomorowe są tańsze, ale ich eksploatacja jest nieco kłopotliwa, gdyż spalanie w nich gazu bądź oleju wymaga zamontowania palnika, a przejścia na ogrzewanie paliwem stałym - jego zdemontowania.

W kotłach dwukomorowych palnik do spalania paliwa płynnego jest zamontowany na stałe. Przechodzenie z jednego rodzaju paliwa na inne nie stanowi więc żadnego problemu. Co więcej, w niektórych urządzeniach przełączanie z jednego paliwa na drugie odbywa się automatycznie - gdy dopala się paliwo stałe, włącza się palnik.