Διπλωματούχος Μηχανικός
Παραγωγής & διοίκησης της ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ ΑΕ
Η φωτιά από ξύλο έχει χρησιμοποιηθεί ως πηγή θερμότητας για χιλιάδες χρόνια. Μέσα στους αιώνες, οι μέθοδοι για την καύση ξύλου και άλλης βιομάζας έχουν εξελιχθεί από έναν ανοιχτό λάκκο σε πολύ εξελιγμένα, ελεγχόμενα συστήματα καύσης. Η ανάπτυξη στον τύπο των συσκευών για την κεντρική θέρμανση, χρησιμοποιώντας φούρνους ή λέβητες ή περισσότερη τοπική θερμότητα χρησιμοποιώντας σόμπες και τζάκια. Τα παραδοσιακά συστήματα καύσης καυσόξυλων έχουν ενισχυθεί με συστήματα που έχουν σχεδιαστεί για την καύση pellets, των γεωργικών αποβλήτων (πυρηνόξυλο, τσόφλια και κουκούτσια) ή των θραυσμάτων ξύλου(woodchips). Η ανάγκη για την ανάπτυξη συστημάτων που ελαχιστοποιούν την ατμοσφαιρική ρύπανση και μεγιστοποιούν την απόδοση θέρμανσης έχει οδηγήσει σε ευφάνταστα και καινοτόμα νέα σχέδια.
Πλεονεκτήματα του ξύλου και της βιομάζας
Με την προϋπόθεση ότι τα καυσόξυλα καλλιεργούνται με βιώσιμο τρόπο και χρησιμοποιούνται σε αποδοτικά συστήματα καύσης με ασήμαντες εκπομπές υδρογονανθράκων, τα καυσόξυλα αποτελούν ανανεώσιμη πηγή ενέργειας. Ήδη σήμερα, είναι μια σημαντική πηγή θέρμανσης στο μεγαλύτερο μέρος του κόσμου. Λόγω της δυνατότητας να είναι ουδέτερο για το C02, η αυξημένη χρήση καύσης μικρής κλίμακας μπορεί να έχει σημαντικό αντίκτυπο στη μείωση των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου.
Τα καύσιμα που χρησιμοποιούνται είναι κυρίως κορμοί ξύλου. Σε ξυλόσομπες και λέβητες χρησιμοποιούνται επίσης σε κάποιο βαθμό μπρικέτες ξύλου, pellet ξύλου, τύρφη, μπρικέτες τύρφης και μπρικέτες άνθρακα. Τα pellets ξύλου χρησιμοποιούνται επίσης σε ειδικά σχεδιασμένες σόμπες pellet και λέβητες pellet.
Οι οικιακές συσκευές καύσης ξύλου που τροφοδοτούνται με ξύλα περιλαμβάνουν τα ενεργειακά τζάκια τις σόμπες και τους λέβητες κεντρικής θέρμανσης. Τα ανοιχτά τζάκια δεν θεωρούνται συσκευές θέρμανσης λόγω της χαμηλής θερμικής τους απόδοσης.
Ξυλόσομπες
Η ξυλόσομπα είναι μια αυτόνομη συσκευή για τη θέρμανση του χώρου μέσα στον οποίο βρίσκεται, χωρίς τη χρήση αγωγών. Οι σόμπες απελευθερώνουν χρήσιμη θερμική ενέργεια με ακτινοβολία και μεταφορά στο περιβάλλον τους. Αν και όλες οι σόμπες χρησιμοποιούν και τις δύο μορφές μεταφοράς θερμότητας, γενικά ταξινομούνται ως σόμπες ακτινοβολίας ή κυκλοφορίας (συναγωγής), ανάλογα με τον κύριο τρόπο μεταφοράς θερμότητας. Τα τοιχώματα της εστίας και η εστία της εστίας είναι συνήθως επενδυμένα με πυρίμαχα υλικά. Ορισμένες σόμπες είναι εξοπλισμένες με σχάρες στάχτης, συνήθως με κουτί τέφρας κάτω από τη σχάρα. Άλλα δεν έχουν σχάρα και η στάχτη βγαίνει απευθείας από την εστία.
Ενεργειακά Τζάκια
Τα ενεργειακά τζάκια νερού είναι συσκευές θέρμανσης του χώρου στον οποίο είναι εγκατεστημένα όπως και επίσης των θερμαντικών σωμάτων της υδραυλικής εγκατάστασης. Το μεγαλύτερο ποσοστό θερμικής ενέργειας τους αποδίδεται στο νερό και κάποιο μικρότερο ποσοστό από την ακτινοβολία στον χώρο που βρίσκεται εγκατεστημένο. Σε αυτό βοηθάει πολύ η χρήση της πόρτας η οποία σφραγίζει τον θάλαμο και μπορεί ακόμη και με την χρήση δευτερεύοντος αέρα να αποδώσει ακόμη παραπάνω θερμότητα στον θάλαμο καύσης.
Ξυλολέβητες
• Λέβητες άνω φλόγας. Οι λέβητες άνω φλόγας, είναι οι απλότεροι και πιο φθηνοί οικιακοί λέβητες για την καύση ξύλου. Η καύση λαμβάνει μέρος σε όλο τον όγκο του ξύλου και καίγεται την ίδια στιγμή όπως και στις ξυλόσομπες. Ο λέβητας έχει ένα σημείο εισόδου του αέρα κάτω από την σχάρα που καίγονται τα ξύλα και μια είσοδο αέρα πάνω από το σημείο καύσης του ξύλου. Τα ξύλα τροφοδοτούνται από την πάνω πόρτα και οι στάχτες απομακρύνονται από την κάτω πόρτα. Αυτοί οι λέβητες χρησιμοποιούν φυσικό ελκυσμό ή φυσητήρες από μπροστά στην κάτω πόρτα.
• Λέβητες κάτω φλόγας. Στους λέβητες κάτω φλόγας, η αεριοποίηση και μερική καύση λαμβάνει μέρος σε ένα μικρό κομμάτι του συνόλου των ξύλων στο κάτω μέρος τους. Η τελική καύση λαμβάνει μέρος σε έναν ξεχωριστό θάλαμο καύσης. Οι στάχτες πέφτουν από μια σχάρα στο δοχείο στάχτης. Τα καύσιμα που μπορούν να κάψουν αυτοί οι λέβητες είναι ξύλα και woodchips. Επίσης μπρικέτες ξύλου και τύρφης μπορούν να καούν σε κάποιο βαθμό. Συνήθως τέτοιου είδους λέβητες είναι φυσικού ελκυσμού, αλλά υπάρχουν και εκδόσεις με φυσητήρα ή απορροφητήρα καυσαερίων.
• Λέβητες κάτω ελκυσμού. Η τελευταία εξέλιξη στην καύση ξύλου είναι οι λέβητες κάτω ελκυσμού ή πυρόλυσης. Τα καυσαέρια πιέζονται με ροή προς τα κάτω μέσα από τρύπες μιας κεραμικής, συνήθως, σχάρας. Δευτερεύον αέρας εισέρχεται στην σχάρα ή στον δευτερεύον θάλαμο καύσης, ο οποίος είναι μονωμένος με κεραμικά. Η τελική καύση παίρνει μέρος σε υψηλές θερμοκρασίας. Λόγω της υψηλής αντίστασης της ροής των καυσαερίων χρειάζεται ένας φυσητήρας ή ένας απορροφητήρας καυσαερίων. Αυτοί οι φυσητήρες επιτρέπουν την ακριβή τροφοδοσία και διασπορά του πρωτεύοντος και δευτερεύοντος αέρα στον θάλαμο καύσης.
• Δοχεία αδρανείας. Η χρήση δοχείου αδρανείας θερμότητας επιτρέπει τη βέλτιστη καύση σε ονομαστικό φορτίο. Στη συνέχεια, η εξαρτώμενη από το χρόνο ζήτηση για θέρμανση χώρου και ζεστό νερού παρέχεται από τη δεξαμενή. Ωστόσο, συχνά τα εγκατεστημένα δοχεία αδρανείας θερμότητας είναι πολύ μικρά και συχνά κακώς μονωμένα. Είναι πολύ σημαντικό το δοχείο αδρανείας να είναι αρκετά μεγάλο ώστε να συσσωρεύει τη συνολική θερμότητα που απελευθερώνεται από τον κάθε κύκλο καύσης του ξυλολέβητα. Ως γενικός κανόνας, το δοχείο αδρανείας πρέπει να είναι 18 φορές μεγαλύτερο από τον όγκο της εστίας και μια κοινή σύσταση είναι η εγκατάσταση δοχείων αδρανείας τουλάχιστον 1,5 m3. Ένα καλά μονωμένο δοχείο αδρανείας αποτελεί περαιτέρω προϋπόθεση για υψηλή συνολική απόδοση του συστήματος.
• Λέβητες και καυστήρες Pellet ξύλου. Η χρήση pellets ξύλου για οικιακή θέρμανση είναι ένα μάλλον πρόσφατο φαινόμενο. Οι συσκευές με καύση pellet αναπτύχθηκαν τη δεκαετία του 1980, αλλά σημαντική διείσδυση στην αγορά των σομπών pellet έχει σημειωθεί μόνο τα τελευταία δέκα χρόνια.
Οι καυστήρες pellet για χρήση σε λέβητες κεντρικής θέρμανσης αναπτύχθηκαν κατά τη δεκαετία του 1990 και πλέον κατέχουν σημαντικό μερίδιο στην εγχώρια αγορά θέρμανσης. Τα καύσιμα pellet παρουσιάζουν ιδιαίτερο ενδιαφέρον, καθώς έχουν τη δυνατότητα να εξουδετερωθούν με πολύ χαμηλές εκπομπές, μπορούν να εκμεταλλευτούν μεγάλο μέρος της ευκολίας των συμβατικών καυσίμων και επειδή οι καυστήρες pellet μπορούν να αντικαταστήσουν τους καυστήρες πετρελαίου σε υπάρχοντες λέβητες, μειώνοντας έτσι τον χρόνο απόσβεσης.
• Λέβητες βιομάζας. Οι λέβητες βιομάζας, είναι μια ξεχωριστή κατηγορία στους λέβητες στερεών καυσίμων. Αποτελούνται από το σιλό, το σύστημα τροφοδοσίας (διπλός κοχλίας), τον χώρο καύσης και τον λέβητα. Μπορούμε να τους διαχωρίσουμε σε δύο κατηγορίες, τους λέβητες βιομάζας για γεωργικά απόβλητα (πυρηνόξυλο, κουκούτσια και φλοιοί ξηρών καρπών), και τους λέβητες βιομάζας για θραύσματα ξύλου (woodchips, πριονίδι και ροκανίδι). Οι πρώτοι είναι οι πρόγονοι των λεβήτων Pellet, και έχουν εξελιχθεί μαζί τους με αυτόματη έναυση, διπλούς κοχλίες, και πλήρη έλεγχο της καύσης, και οι δεύτεροι είναι μια ειδική κατηγορία γιατί διαφοροποιούνται λόγω του συστήματος τροφοδοσίας (κυλινδρικό σιλό). Αυτές οι ειδικές κατηγορίες λεβήτων βιομάζας συναντώνται συνήθως εκτός του αστικού ιστού, όπου ο χώρος αποθήκευσης της βιομάζας είναι πολύ μεγαλύτερος και η καύση τους δεν ενοχλεί από την οσμή τους γύρω κατοίκους.
Ξύλο και βιομάζα οι λύσεις σε περιόδους κρίσης και όχι μόνο
Κλείνοντας, μπορούμε να φτάσουμε στο συμπέρασμα ότι οι λέβητες ξύλου και βιομάζας έχουν εξελιχθεί τόσο πολύ που μπορούν να μας δώσουν ποιοτική καύση, σταθερή απόδοση και χαμηλούς ρύπους προς το περιβάλλον. Με τους ηλεκτρονικούς ελεγκτές και ακριβή έλεγχο της καύσης, μπορούν να εκμεταλλευτούν στο έπακρο την καύση. Υπάρχουν λύσεις που μπορούν να χρησιμοποιηθούν εντός του αστικού ιστού, υπό συγκεκριμένες προϋποθέσεις, και εκτός με το πλεονέκτημα της αποθήκευσης. Παραμένουν μια λύση που ανεξαρτητοποιούν τους καταναλωτές από τα ελεγχόμενα υγρά και αέρια καύσιμα, και μπορούν να δώσουν ένα συγκριτικό πλεονέκτημα σε καιρούς ενεργειακών κρίσεων. Παρόλα αυτά ακόμη και σε εποχές με σταθερές τιμές στα καύσιμα, παραμένουν αρκετά ανταγωνιστικοί με την χαμηλή τιμή αγοράς των καυσίμων και τον γοργό ρυθμό απόσβεσης τους.
