Drewno opałowe jest jednym z najpopularniejszych nośników energii stosowanych w domach jednorodzinnych na terenie Polski. Kotły wykorzystujące drewno kawałkowe lub brykiety, dlatego ceni się je ze względu na stosunkowo prostą konstrukcję i niewysoką cenę. Użytkowanie ich wiąże się jednak z koniecznością załadunku paliwa co kilka godzin. Kotły zgazowujące drewno powinny odznaczać się większą komorą załadowczą i większymi drzwiami zasypowymi w porównaniu do kotła węglowego. Moc kotła węglowego jest uzależniona przede wszystkim od ilości załadowanego paliwa. Także od jego wilgotności i ilości doprowadzonego powietrza. 

Jak wygląda proces spalania drewna?

Spalanie drewna wydaje się opanowane od dawna, a w związku z tym dosyć proste, ale z punktu widzenia technologii spalania, emisji zanieczyszczeń i sprawności kotłów na rynku występują różniące się od siebie konstrukcje. Ogólnie można podzielić je na kotły z górnym i dolnym spalaniem.

Kotły z górnym spalaniem

Kotły z górnym spalaniem są najtańsze i mają prostą konstrukcję, ale jednocześnie są najmniej efektywne. Tutaj komora spalania jest połączona z komorą zasypową. Wiąże się to z tym, że spalanie odbywa się w całej objętości złoża przez co jest ono trudne w sterowaniu i odbywa się dość szybko. W kotłach tego typu mogą występować duże wahania sprawności urządzenia wynikające z pracy z mocą inną niż nominalna. Czas spalania nie przekracza zwykle kilku godzin. Sterowanie odbywa się poprzez regulację ilości dostarczanego powietrza do spalania. Kiedy jest zbyt mała ilość tlenu spalanie jest niezupełne część energii z niespalonej, odgazowanej z drewna substancji jest tracona. Poprawa sprawności urządzenia jest możliwa poprzez zastosowanie zbiornika buforowego magazynującego ciepło niezależnie od chwilowego zapotrzebowania budynku.

Kotły z dolnym spalaniem

Kotły z dolnym spalaniem są droższe i cechują się większym zaawansowaniem technologicznym. Oddzielnie jest komora spalania i komora zasypowa. Natomiast paliwo nie spala się w całej objętości. Gdy wypala się jedna porcja paliwa, grawitacyjnie opada kolejna część załadunku. Zalety tych urządzeń to wyższa sprawność i mniejsza emisja szkodliwych substancji. Wynikają one z dłuższego obiegu spalin, spalania drewna w porcjach, rozdziałowi powietrza  do spalania na pierwotne i wtórne oraz dopalania gazów powstałych z procesu spalania w komorze paleniskowej.

Kotły zgazowujące drewno

Przykładem urządzenia z konstrukcją dolnospalającą jest kocioł zgazowujący. Wytwarzanie ciepła odbywa się w nim w sposób odbiegający od typowego spalania drewna. Wyróżnia się cztery etapy spalania:

1. Suszenie drewna – odbywa się w górnej części kotła. Drewno jest podgrzewane przez spaliny i oddaje wilgoć.
2. Zgazowanie drewna – odbywa się w środkowej części kotła. Drewno w wyniku dalszego podgrzewania przy ograniczonym dopływie powietrza wydziela gaz drzewny.
3. Spalanie gazu – wytworzony w tej sytuacji gaz, spala się na specjalnym ruszcie. Do niego doprowadzane jest powietrze wtórne. Temperatura w tej strefie przekracza 1000°C.
4. Dopalanie drewna – węgiel drzewny pozostały po zgazowaniu jest dopalany w komorze popielnika. Spaliny opuszczające kocioł nie zawierają części stałych.

Kotły zgazowujące drewno i ich sprawność

Sprawność kotłów zgazowujących wynosi powyżej 85%, a jeden załadunek wystarcza na 8-12 godzin pracy. Wentylatory nadmuchowe lub wyciągowe zapewniają odpowiednią ilość powietrza. Kotły zgazowujące odznaczają się bardzo niską emisją zanieczyszczeń i spełniają 5 klasę emisji spalin. Zapewnienie długiej żywotności i prawidłowej pracy tych urządzeń wymaga odpowiedniego przygotowania instalacji grzewczej. Konieczne jest stosowanie np. laddomatu i buforu ciepła.

Laddomat to urządzenie mające za zadanie utrzymanie stałej temperatury wody w kotle. W fazie rozpalania odcina on dopływ zimnej wody z instalacji wymuszając w kotle tzw. „mały obieg wody”. Dzięki temu woda kotłowa szybko osiąga wysoką temperaturę. Po przekroczeniu nastawy termostatu zaczyna on mieszać ją z wodą z instalacji. Zapewnia to zgodną z zaleceniami producentów kotłów stałą wysoką temperaturę wody na powrocie.

Wykorzystanie w całości sprawności kotła wymaga zamontowania buforu ciepła. Wtedy obieg wody jest rozdzielony. Woda krąży między kotłem i zasobnikiem oraz zasobnikiem i instalacją grzewczą w domu. W przypadku braku zapotrzebowania na ciepło, nadmiar tego ciepła jest akumulowany w buforze na długi czas. Zasobnik ciepła pełni też funkcję zabezpieczającą instalację przed potencjalną awarią. Przy braku prądu lub uszkodzeniu pompy obiegowej wody, zawór zabezpieczający laddomatu otwiera się, a ciepło wytworzone w kotle odbierane jest przez bufor poprzez grawitacyjne krążenie wody.