Pastaruoju metu labai išaugo biomasę deginančių katilų paklausa. Vis daugiau individualių namų savininkų pasirenka vietinį kurą. Ši tendencija įgauna pagreitį ir komunalinėse katilinėse. Priežastys gerai suprantamos - šildytis kuo pigiau, naudoti vietinius resursus, mažiau teršti aplinką.

Su pirmuoju argumentu galima sutikti. Biomasės kaina didėja, bet ne taip greitai kaip dujų. Vietinių išteklių lyg ir būtų daug, nors miškininkai mano kitaip. Lietuva miškingas kraštas, bet pradėjus eksploatuoti dešimčių megavatų galios katilines ištekliai pradės sekti, o kaina - neišvengiamai didėti. Paskutinis argumentas irgi nėra labai svarus, kaip skelbia šio kuro šalininkai.

Biokuro paruošos sąnaudose nemažą dalį sudaro neatsinaujinantys energijos šaltiniai - apie 20 proc. pagaminto kuro ekvivalento. Jį deginant aplinka teršiama. Kuo labiau biokuras perdirbtas ir kuo toliau pervežamas, tuo jis brangesnis, tuo daugiau teršiama aplinka, tuo daugiau sunaudojama energijos iš neatsinaujinančių šaltinių. Tona medienos granulių kainuoja apie 500 litų. Palyginti su akmens anglies kaina ir kaloringumu (1 t akmens anglies ekvivalentiška 1,3-1,5 t biomasės), ekonominis efektas nėra labai džiuginantis.

Katilų konstrukcijos ypatumai

Kad išsaugotų potencialių klientų susidomėjimą biomasę deginančiais katilais, jų gamintojai nuolat tobulina katilų konstrukciją, gerina energinius parametrus. Galima pasirinkti universalius automatizuotus katilus, kuriuose galima deginti biomasės granules, skiedras, įvairius grūdus, sijotą akmens anglį, o avariniu atveju - ir paprastas malkas.

Pabrėžtina, kad biomasės, ir pirmiausia medienos, deginimas nėra pats efektyviausias energijos gavimo būdas. Todėl naudojant perdirbtą brangią biomasę (granules, briketus) kurui būtina palaikyti optimalius degimo parametrus ir mažinti šilumos nuostolius sistemose, kad šilumos energija būtų gaminama kuo efektyviau.

Senos konstrukcijos katiluose su rankiniu kuro padavimu ir elementariu traukos reguliatoriumi granulių ir briketų deginimas neduos ne tik ekonominio, bet ir ekologinio efekto. Retai susimąstoma, kad toks katilas ne tik išmeta didelį kiekį oksidų (ypač anglies monoksido), bet ir daug kietųjų dalelių, o sąlyginės kuro sąnaudos gana didelės.

Norint pasiekti 87-92 proc. naudingumo koeficientą (klasė A ir aukštesnė), katilų konstrukcijoje naudojama trijų eigų degimo dujų kanalai ir horizontalūs vandens kanalai. Katilo patvarumui užtikrinti esant optimaliai grūdų deginimo temperatūrai (1 200 °C) pakuros sienelės dengiamos keraminėmis plokštėmis, optimalus paduodamo oro kiekis reguliuojamas lambda zondu.

Dėl eksploatacijos kylančios grėsmės

Nepaisant tokios sudėtingos konstrukcijos, esant nepalankiai šildymo sistemos konfigūracijai, net moderniausias katilo valdiklis nesugebės užtikrinti optimalaus darbo režimo. Jau projektuojant statinį, būtina numatyti patikimą aplinkos oro padavimą į katilinę arba tiesiai į katilo pakurą. Rudenį tam pakaks praverto patalpos lango, bet žiemą dirbant katilui bus atšaldoma ne tik katilinė, bet ir gretimos patalpos. Ypač didelis oro poreikis reikalingas židiniams - net 10 m³/kW·val.

Neužtikrinus reikiamo oro padavimo, nebus pakankama trauka ir kamine. Pravėrus katilinės duris, galime susidurti su gana nemaloniu reiškiniu - atbuliniu oro srautu patalpų ventiliacinėje sistemoje. Per patalpos oro ištekėjimo kanalus (virtuvėje, vonioje) pradedamas siurbti šaltas aplinkos oras, reikalingas kurui degti, aušinamos patalpos. Dėl deguonies trūkumo degimo metu susidaro didelis kiekis nuodingų dujų (anglies monoksido). Trūkstant reikiamo oro kiekio, bus didinamos pakuros ventiliatoriaus apsukos ir siurbiamos per kamino ir katilo nesandarumus į katilinę degimo dujos, kurios, patekusios į patalpas, gali sukelti pavojingą apsinuodijimą.

Sandariuose pastatuose sutrikus ventiliavimui, taip pat staigiai pradeda didėti ir anglies dvideginio koncentracija. Jai pasiekus 1 500 ppm vertę, pasireiškia mieguistumas, sulėtėja reakcija, o viršijus 2 000 ppm - rimtai žalojama sveikata. Siekiant apsisaugoti nuo apsinuodijimo, rekomenduojama naudoti anglies dvideginį kontroliuojančius prietaisus (MG106CO2, LARS), o katilinėse - anglies monoksido jutiklius).

Būdai galimiems pavojams išvengti

Nuo nelaimės galima apsisaugoti, sumontavus grunto kolektorių. Įsiurbiamas aplinkos oras tokiame kolektoriuje pašildomas iki teigiamos temperatūros. Tai taip pat gerina katilo darbą. Katilui tiekiamas pakankamas oro kiekis ir neatšaldomos patalpos. Toks kolektorius įrengiamas analogiškai kaip patalpoms ventiliuoti skirtas kolektorius. Oras paduodamas kuo arčiau katilo pakuros (mažesni šilumos nuostoliai patalpoje) arba tiesiai į pakurą/pakuros ventiliatorių, jei tai numatyta konstrukcijoje.

Tiksliai apskaičiuoti konstrukciją pagal supaprastintas formules nepavyks, nes kanalo skersmuo ir ilgis priklauso nuo daug parametrų - katilo galios ir ištekančių dujų temperatūros, kanalo aerodinaminių nuostolių, pastato sandarumo ir kamino aukščio, patalpos ir aplinkos temperatūrų bei kitų veiksnių. Šiuo atveju galioja paprasta taisyklė - geriau 20 proc. per daug negu 5 proc. per mažai. Oro srauto greitis, esant maksimaliam debitui, ir ortakių konstrukcija turi garantuoti minimalius aerodinaminius triukšmus. Tam netiks rifliuoti skardiniai ortakiai, pasižymintys dideliais aerodinaminiais nuostoliais. Jeigu oro padavimo kanalas grunte trumpas ir neužtikrina oro pašildymo iki teigiamos temperatūros, verta ortakius patalpos viduje izoliuoti. Tai ne tik sumažins sistemos darbo triukšmus, bet ir pašalins drėgmės kondensaciją ant ortakių. Jeigu naujos statybos arba rekonstrukcijos metu įrengiamas grunto kolektorius pastato ventiliavimo sistemai, vieną arba du arfinės schemos kolektoriaus kanalus verta panaudoti vien tik orui į katilinę tiekti, o aplinkos oro paėmimo kaminas bus bendras.

Svarbus parametras - natūrali trauka kamine. Jeigu oro padavimo sistemos ir kamino konstrukcija neužtikrina minimalios traukos kanale (20-26 Pa), reikalingos normaliam degimo procesui užtikrinti, teks naudoti dūmų siurbimo įrenginį, dar vadinamą traukos generatoriumi. Jo veikimas analogiškas srautiniam siurbliui. Tokia konstrukcija apsaugo ventiliatorių nuo tiesioginio kontakto su aukštos temperatūros degimo dujomis. Jį valdyti automatiškai reikalingas traukos slėgio jutiklis ir valdiklis. Be traukos generatorių neišsiversime, kai sumontuotas žemas arba su mažesnių matmenų kanalu kaminas.

Dauguma montuojamų šildymo sistemų yra uždaros su priverstine cirkuliacija. Toks variantas turi daug pranašumų: mažesnis vamzdynų skersmuo, tolygiau paskirstoma šiluma, efektyviau reguliuojami srautai, esant aukštai šilumnešio temperatūrai, nepasireiškia šilumnešio „pradinis virimas".

Eksploatuojant dujinius arba skystojo kuro katilus, dingus tinklo įtampai nieko pavojingo sistemoje neatsitiks - degimas stabdomas automatiškai, o katilo inercija labai nedidelė. Be to, katilai sertifikuoti darbui uždarose sistemose, o slėgiui sistemoje sumažėjus iki minimalios ribos (1-1,5 bar), katilas taip pat stabdomas automatiškai.

Biokuro katilai uždarose sistemose

Jei katile deginamas biokuras, tokių pranašumų nėra. Pirmiausia, katilas turi būti sertifikuotas darbui uždarose slėginėse sistemose pagal slėginių indų direktyvą su nuoroda, koks leistinas slėgis šildymo sistemoje (3 arba 1,5 bar). Problemų kyla, naudojant katilus su rankine kuro padavimo sistema ir didelės talpos pakura. Visiškai jam išdegti reikia 30-120 minučių. Sustojus siurbliui, būtinas avarinis katilo aušinimas arba avarinis cirkuliacinio siurblio maitinimas šilumai perduoti į sistemą. Priešingu atveju katilo konstrukcija arba šildymo sistemos elementai dėl perkaitimo gali būti pažeisti.

Avariniam aušinimui katilo šilumokaityje įrengiami specialūs kanalai, kuriais prateka aušinantis vanduo arba montuojamas specialus termovožtuvas, tiekiantis šaltą vandenį tiesiai į katilo šilumokaitį, viršijus leistiną temperatūrą. Nesudarius minėtų sąlygų, eksploatuoti katilą slėginėse sistemose pavojinga ir draudžiama.

Panašių problemų kyla ir eksploatuojant ardyninio tipo katilus su automatine kuro padavimo sistema. Tiesa, išdegimo laikas šio tipo katiluose trumpesnis (20-60 minučių). Retortiniuose katiluose ir granulių degikliuose kuro kiekis pakuroje dar mažesnis. Nepaisant to, būtina apsauga nuo sistemos perkaitimo.

Apsauga nuo perkaitimo

Geriausia naudoti mechaninius termovožtuvus, kurių veikimui nereikalinga elektros energija, o vanduo tiesiai į katilą tiekiamas per slėgio ribotuvą-reduktorių. Gaminami ir specialūs apsauginiai vožtuvai su integruotu slėgio reduktoriumi ir atbuliniu vožtuvu. Kaimo vietovėse vandenvietės maitinamos iš to paties elektros tinklo kaip ir gyventojai. Tad sutrikus elektros energijos tiekimui, vandens tiekimas sustoja po kelių minučių. Siekiant užtikrinti bent minimalią katilo aušinimo trukmę, galima įrengti atskirą hidroforą-akumuliatorių.

Kai modernizuojant esamą gravitacinę šildymo sistemą montuojamas cirkuliacinis siurblys, taip pat būtina imtis priemonių katilui nuo perkaitimo apsaugoti, nes sustojęs siurblys sudarys didelį pasipriešinimą vandens cirkuliavimui gravitaciniame režime. Paprasčiausias variantas - sumontuoti lygiagretų cirkuliacinio siurblio apylankos kanalą su normaliai atviru elektriniu vožtuvu (užsidaro padavus įtampą). Siurbliui veikiant, kanalas uždarytas. Dingus elektros įtampai, siurblys sustoja, atsidaro apylankos kanalas ir sistemoje susidaro pakankamas debitas, apsaugantis katilą nuo perkaitimo.

Eksploatuojant šildymo sistemą su priverstinės cirkuliacijos sistema, verta įsigyti avarinio maitinimo šaltinį cirkuliaciniam siurbliui. Rinkoje galima pasirinkti generuojančius sinusinę įtampą ir stačiakampės arba modifikuotos sinusinės formos įtampą (FDS System) maitinimo šaltinius. Pastarieji nors yra pigesni ir ekonomiškesni, bet tinka ne visiems cirkuliaciniams siurbliams.

Dėl didelio kiekio aukštesnių harmonikų siurblys dirba su padidintomis vibracijomis. Kyla pavojus elektros varikliui perkaisti. Energijos šaltinių gamintojai rekomenduoja naudoti specialius akumuliatorius su želiniu elektrolitu (nepastebimas sprogių dujų išsiskyrimas), bet gerai tiks ir automobilių akumuliatoriai. Normaliu režimu avarinio maitinimo šaltinis palaiko akumuliatoriaus įkrovimą ir cirkuliacinį siurblį maitina tinklo įtampa. Dingus tinklo įtampai, cirkuliacinis siurblys automatiškai perjungiamas maitinimui konvertuota įtampa naudojant akumuliatoriuje sukauptą energiją.

Temperatūrų režimas

Kaip ir kiekvienai šilumos mašinai, katilo ekonomiškumui ir ilgaamžiškumui svarbu tinkamas temperatūrų režimas - tiekiamo ir ištekančio vandens temperatūra, temperatūra degimo kameroje ir ištekančių dujų temperatūra, šilumnešio srautas per katilo šilumokaitį ir generuojama galia. Jų optimalus derinys nustatomas bandymų metu ir nurodomas gaminio pase.

Efektyviausiai katilas veikia, kai generuojama galia ne mažesnė kaip 70 proc. ir dirbama pastoviu režimu. Ir dujiniai, ir kietojo kuro katilai parenkami su minimaliu rezervu arba 5-10 proc. mažesnės galios negu realūs šilumos poreikiai pastate šalčiausiu periodu. Tai sumažina sistemos įrengimo sąnaudas.

Per didelės galios katilas dirbs su dažnomis pertraukomis. Kiekvienas paleidimas ir stabdymas visoms šiluminėms mašinoms trumpina jų eksploatacijos laiką. Be to, tokia galia ne visada reikalinga šildymo sistemoje. Padėtis tampa dar labiau komplikuota, kai šildymo sistemos energijos imtuvams reikalingas šilumnešis su skirtingais bei kintamais temperatūros parametrais ir kintamu debitu.

Karštam vandeniui ruošti, oro šildymo kaloriferiams reikalinga aukšta tiekiamo vandens temperatūra ir didelis debitas, o šildomoms grindims - žemos temperatūros šilumnešis. Galimi keli problemos sprendimo būdai. Pirmas - naudoti šilumos akumuliatorių. Jo talpa priklauso nuo katilo galios, šildymo sistemos savybių bei reikiamo katilo įjungimo periodiškumo.

Individualiam namui šilumos akumuliatoriaus talpa gali būti 0,5-0,7 m³. Sistemoje su akumuliatoriumi katilas dirba optimaliu režimu su pastovia galia. Minimali grįžtamo vandens temperatūra palaikoma specialiu vožtuvu, nukreipiant dalį karšto vandens atgal į katilą arba reguliuojant cirkuliacinio siurblio apsukas. Jo darbui neturi įtakos šildymo sistemoje besikeičiantys atskirų energijos imtuvų poreikiai ir hidrauliniai nuostoliai. Generuojama šiluma kaupiama akumuliatoriuje ir pagal poreikį tiekiama atskiriems šilumos imtuvams. Didelis privalumas tas, kad katilą reikia jungti ne taip dažnai ir galima staigiai padengti, esant pikui, didesnius šilumos energijos poreikius, naudojant akumuliatoriuje sukauptą energiją.

Sumontavus specialius valdiklius (dažnai jie yra standartinėje katilų komplektacijoje), galima valdyti katilo darbą, akumuliatoriaus pakrovimą ir 3-4 energijos imtuvus šildymo kontūrus ir net saulės kolektorių sistemos darbą. Sistemoje su šilumos akumuliatoriumi galima naudoti kelis skirtingos galios ir konstrukcijos katilus - dujinį, kietojo ar skystojo kuro. Tačiau tokiai sistemai įrengti būtina nemažo dydžio katilinės patalpa, kurioje užtektų vietos ir katilams, ir akumuliacinei talpai. Jeigu pastate nėra galimybės įrengti akumuliatorių, taikomas paprastesnis variantas ir montuojamas hidraulinis atskirtuvas. Jo talpa 100-150 litrų ir akumuliuotos šilumos kiekis jame nedidelis, bet sumažinama atskirų energijos imtuvų cirkuliacinių kontūrų su skirtingais parametrais įtaka katilo darbui.

Katiluose daugėja elektronikos

Modernūs cirkuliaciniai siurbliai tapo sudėtingais daugiafunkciais prietaisais su integruota elektronika. Elektros variklio apsukos reguliuojamos dažnio keitikliu. Numatyta apsauga nuo vadinamosios sausos eigos ir aukštos šilumnešio temperatūros bei automatinis nuorinimas, vidinė našumo reguliavimo sistema. Be jų neįmanomas modernių šildymo sistemų darbas.

Paprastesnėse šildymo sistemose arba atskirose cirkuliacinio kontūro sekcijose, kai temperatūros režimas patalpose reguliuojamas termostatiniais vožtuvais, galima naudoti cirkuliacinius siurblius su elektronine valdymo sistema. Jie palaiko pastovų debitą arba pastovų paduodamo šilumnešio slėgį, nepriklausomai nuo šilumos imtuvų parametrų (Experia ir Experia L, LFP. Taip palaikoma temperatūra nepriklauso nuo šilumos suvartojimo atskiruose cirkuliacinio kontūro atšakose.

Siekiant užtikrinti minimalią cirkuliaciją per katilo šilumokaitį, kai visi kontūro šildymo prietaisų termostatai uždaryti, įrengiamas katilą šuntuojantis vožtuvas, atsidarantis esant nustatytam slėgių skirtumui tarp ištekančio ir grįžtančio vandens magistralių. Padidėjus slėgiui, vožtuvas atsidaro ir palaiko minimalų cirkuliacijos debitą. Vožtuvas reguliuojamas, uždarius visus termostatus ir siurbliui dirbant minimalaus debito režimu (I pakopa). Sistemai dirbant normaliai, siurblys perjungiamas į minimalaus arba maksimalaus slėgio palaikymo režimą. Šios serijos siurblius galima montuoti ir karšto vandens padavimo magistralėje (maksimali temperatūra 105-115 °C) bei išnaudoti šildymo galios mažinimo funkciją. Siurblio automatika reaguoja į per dvi valandas (0,1 °C/min.) sumažėjusią (10-15 °C) tiekiamo vandens temperatūrą ir automatiškai sumažina siurblio našumą.

Temperatūrai padidėjus 10 °C ir daugiau, įjungiamas normalaus našumo režimas. Eksploatuojamoms paprastos konstrukcijos gravitacinėms sistemoms modernizuoti, kai nereikia reguliuoti našumo, galima naudoti Auraton 1106 Sensor (LARS) serijos valdiklius.

Siurblys valdomas pagal nustatomą tiekiamo šilumnešio temperatūrą (jutiklis valdiklio komplektacijoje). Siurblys įjungiamas, kai katilo temperatūra pasiekia nustatytą vertę, arba pasirenkamas pastovaus darbo režimas. Jame numatyta siurblio apsauga nuo užsikirtimo: siurblys periodiškai (kas 14 dienų) prasukamas, kai katilas nedirba. Tokioms sistemoms tiks Efekta ir Maxima (LFP) serijų cirkuliaciniai siurbliai su rankine 7 pakopų našumo reguliavimo įranga optimaliam debitui sistemoje nustatyti.

Daugiau funkcijų turi sudėtingesnis valdiklis Auraton 1111 Multi. Juo galima valdyti du cirkuliacinius siurblius arba vieną siurblį ir 3 eigų vožtuvą, šilto vandens ruošimo kontūro siurblį bei katilo pakuros ventiliatorių. Valdiklis atlieka šilto vandens kaitintuvo apsaugos nuo atšaldymo funkciją - kontūro cirkuliacinis siurblys įjungiamas, kai vandens temperatūra kaitintuve mažesnė negu katilo tiekiamo šilumnešio temperatūra. Tiems atvejams, kai reikia valdyti siurblio našumą išoriniu signalu, skirta POeMEGA cirkuliacinių siurblių serija. Valdymas atliekamas išoriniu analoginiu 0-10 Vdc signalu. Be jau minėtų standartinių funkcijų, galimas valdymas binariniais (max./min. debitas) arba skaitmeniniais signalais (GENIbus).

Rekomendacijos šildymo išlaidoms mažinti

Nors ir kokie geri būtų granulėmis kūrenami katilai, užtikrinti tokio komforto ir patikimumo kaip dujiniai jie negali. Dėl šios priežasties eksploatuojantieji sistemas su dujiniais katilais nelinkę jų atsisakyti, bet dėl didelės dujų kainos ieško būdų, kaip sumažinti išlaidas būstui šildyti. Siūlymas įsirengti šilumos siurblį iš karto atrodytų keistas ir gal net sunkiai įgyvendinamas. Pradėkime nuo pradžių.

Koks katilas geriausiai derėtų prie šilumos siurblio? Reikalaujantis minimalios priežiūros, paprastai valdomas nuotoliniu būdu, galintis dirbti plačiu paduodamo/grįžtančio vandens temperatūrų ir generuojamų galių diapazonu. Visus šiuos reikalavimus tenkina dujinis katilas. Be to, pastatuose, kuriuose įrengti dujiniai katilai, vietos granulių arba kietojo kuro katilui nėra, kaip ir nėra galimybės sumontuoti atskirą kaminą. Taigi, šilumos siurblys vienintelis pasirinkimas beveik nereikalaujančiai jokios priežiūros saugiai sistemai.

Ką daryti, kad tokia sistema dirbtų efektyviai? Pirmiausia keičiasi dujinio katilo paskirtis - jis tampa pagalbiniu energijos šaltiniu, o šilumos siurblys šildo patalpas pereinamuoju periodu, kol aplinkos temperatūra didesnė kaip -5 °C. Esant tokiai temperatūrai, pastatui šildyti pakaks paduodamo vandens temperatūrą pakelti iki 40-50 °C, o šilumos energijos poreikiui tenkinti tereiks 6-9 kW galios šilumos siurblio. Jis taip pat šildys vandenį. Šaltuoju periodu, kai neužtenka šilumos siurblio galios išaugusiam energijos poreikiui patenkinti ir krenta grįžtančio vandens temperatūra, pradės veikti dujinis katilas.

Pateiktoje šildymo sistemos schemoje dujinis katilas dirba, palaikydamas pastovią paduodamo vandens temperatūrą, o šilumos siurblio valdiklis keturių eigų vožtuvu reguliuoja paduodamo į šildymo sistemą šilumnešio temperatūrą. Kuo didesnis energijos poreikis, tuo didesnė generuojamos galios dalis tenka dujiniam katilui. Galimas variantas, kai reguliuojančiu vožtuvu šilumos siurblys ir katilas sujungiami nuosekliai - iš šilumos siurblio ištekantis vanduo iki didesnės temperatūros pašildomas dujiniu katilu.

Kad tokia sistema sėkmingai veiktų, šilumos siurblio valdiklis turi turėti papildomas funkcijas (šilumos siurblio lygiagretus darbas su dujiniu katilu ir visiškas jo stabdymas, esant žemoms aplinkos temperatūroms, kai naudojamas šilumos siurblys „oras-vanduo" arba grįžtančio į jį vandens temperatūra pasiekia minimalią vertę) ir valdymo elementus, formuojančius signalus, tinkamus katilui valdyti.

Kadangi dauguma dujinių ir skystojo kuro katilų gali būti valdomi nepotencialiniais kontaktais (On/Off), teks papildomai sumontuoti kelias tarpines rėles. Pateiktas variantas užtikrins sistemos darbą, kai sistemoje cirkuliuojantis šilumnešis neviršys maksimalios leistinos šilumos siurblio tiekiamo vandens temperatūros (55-58 °C), nes padidėjus slėgiui sistemoje suveiks apsauginė šilumos siurblio slėgio relė. Galimi ir kiti kombinuotos sistemos variantai. Įvertinant dideles granulių ir jų deginimui pritaikytų katilų kainas bei jau anksčiau minėtus reikalavimus, toks katilo ir šilumos siurblio tandemas gali tapti ekonomiškai patraukliu variantu.

Patikimumą lemiantys veiksniai

Analizuojant šildymo sistemas, negalima nepaminėti kondensacijos ir minimalių temperatūrų įtakos ir šildymo sistemų patikimumui, ir jų efektyvumui. Katilų instrukcijose nurodoma minimali grįžtančio vandens temperatūra gana plačiose ribose - nuo 45 iki 65 °C. Realiai rasos taškas (drėgmės degimo dujose kondensacija) priklauso nuo daug parametrų - drėgmės kiekio dujose, barometrinio slėgio ir slėgio kamino kanale, dujų sudėties, kuro drėgmės.

Rasos taškas labai svarbus, deginant sieros turintį kurą (akmens anglį, skalūnų alyvą ir pan.). Susidariusi sieros rūgštis sukelia intensyvią katilo konstrukcijos elementų koroziją. Deja, mažai kalbama apie ištekančių degimo dujų temperatūrą. Vyrauja nuomonė, kad žema degimo dujų temperatūra - efektyvaus katilo darbo rodiklis. Normaliomis sąlygomis deginant sausą kurą, rasos tašką bus 35-45 °C, o rūgšties rasos taškas - net 145 °C. Galima teigti, kad sieros sukeliama korozija deginant biomasę daug mažesnė negu deginant anglį ir skystąjį kurą, nes biomasėje jos kiekis nedidelis.

Norint sumažinti kondensaciją dūmų kanaluose, dalis specialistų rekomenduoja palaikyti aukštesnę dujų degimo temperatūrą. Vadovaujamasi gerai žinoma priklausomybe - temperatūrai padidėjus 15-20 °C, katilo nuostoliai padidėja 1 proc. Jie nėra didesni už kitas nuostolių dedamąsias, o eksploatuojantieji katilus turi skirtingus prioritetus - vieniems svarbiau kamino konstrukcijos ilgaamžiškumas, kitiems - katilo. Kondensacijos procese atsirandanti šiluma gali būti panaudojama katilo ekonomiškumui gerinti.

Didelės galios katiluose populiaru įrengti vadinamuosius rekuperatorius (ekonomaizerius). Mažos galios katiluose jie prigijo tik dujiniuose katiluose. Tai lėmė kuro savybės - sudeginus 1 m³ metano gauname 1 m³ CO₂  ir 2 m³ vandens garų (dujų temperatūra didesnė kaip 100 °C). Drėgnos degimo dujos neša daug didesnį šilumos kiekį negu sausos. Kondensuojantis degimo dujų garams, galima gauti apie 11 proc. katilo generuojamos galios priedą. Galios padidėjimas, naudojant kondensaciją, priklauso nuo kuro degimo šilumos ir kondensacijos santykio su kuro šilumingumu (degimu be kondensacijos). Gamtinėms dujoms šis santykis siekia 1,11, o krosnių kurui - tik 1,06.

Rasos taško temperatūrai turi įtakos ir oro pertekliaus koeficientas degimo procese (λ= 1,09-1,30). Dujoms jis palaikomas nuo 1,15 iki 1,20. Kai grįžtančio vandens temperatūra 57 °C, galimas katilo darbas kondensaciniu režimu - kondensuojantis degimo dujose sukauptai drėgmei pašildomas grįžtantis į katilą vanduo. Susidarančio kondensato kiekis 25-30 kW galios katilui apie 2,5 l/val. Jeigu dujinis katilas dirba 40/30 °C režimu, kondensacija galima nuo -15 iki +20 °C aplinkos temperatūros, dirbant 75/60 °C režimu - tik iki -11,5 °C, o 90/70 °C - kondensacijos riba -2,5 °C

Taigi, papildomos išlaidos perkant dujinį kondensacinį katilą turi prasmę tik įrengiant žemos temperatūros šildymo sistemą. Prie šios sistemos privalumų priskiriamas mažas temperatūros skirtumas tarp patalpos ir šildančių paviršių bei tolygesnis šilumos pasiskirstymas patalpoje. Svarbu, kad šiuo atveju patalpų mikroklimatas palankesnis alergiškiems žmonėms, nes mažesni dulkių srautai dėl oro cirkuliavimo, nejaučiamas oro perkaitinimas nuo aukštos temperatūros šildymo paviršių, mažiau džiovinamas patalpų oras, o interjero negadina vamzdynai ir radiatoriai. Bet teks pamiršti parketą ir kilimais nuklotas grindis, dėl didelės sistemos inercijos greitai įšylančias patalpas. Geriausiai tokia sistema tinka virtuvėje, vonioje, svetainėje, jei klojamos specialios plaukiojančios grindų plokštės su maža šilumos varža. Neturėtų stebinti projektuotojų siūlymas naudoti mišrią šildymo sistemą. Pavyzdžiui, svetainėje montuoti šildomos sienos segmentus ir radiatorių, prijungtą prie židinio kamine sumontuoto šilumokaičio vandeniui šildyti. Priklausomai nuo židinio matmenų, toks šilumokaitis gali generuoti iki 15 kW galią. Jeigu šilumokaičio šildomos patalpos yra antrajame aukšte, geriausia įrengti gravitacinę cirkuliacinę sistemą. Sistemos nereikės apsaugoti nuo elektros energijos tiekimo sutrikimų.

Deginant sausą biokurą (būtent toks kuras turi būti naudojamas) mažos galios katiluose, nėra galimybės panaudoti kondensacijos šilumos, nes sausose degimo dujose pernešamas mažas energijos kiekis, ir nėra prasmės komplikuoti konstrukcijos. Didelės galios katiluose, kai deginama didesnės kaip 40 proc. drėgmės biomasė, kondensacinių šilumokaičių panaudojimas labai didina katilo efektyvumą.

Taigi, galimi įvairūs šildymo sistemų variantai. Paskutinis žodis jas projektuojant teks valdymo specialistams. Suderinti kelių šilumos mašinų darbą ir daugiafunkcės šildymo sistemos reguliavimą įmanoma tik su specialiais valdikliais, turinčiais ir apsaugos nuo pavojingų režimų sistemas. Pasirinkus visos sistemos hidraulinės dalies konfigūraciją ir joje numatomus naudoti komponentus, būtina konsultuotis su valdymo sistemų specialistais, kurie parinks tinkamus valdiklius bei sistemos valdymo algoritmus. Gali būti ir taip, jog teks keisti pirminį sistemos konfigūracijos variantą.

R. Ambrulevičius

Mano ūkis, 2013/01