Czym ogrzać dom?

Pytanie Czytelnika

Droga redakcjo! Za chwilę stanę się dumnym posiadaczem własnego domu. Zanim jednak się wprowadzę, muszę wykonać kilka przeróbek. Między innymi czeka mnie wymiana całej instalacji centralnego ogrzewania. Na razie nie ma u nas gazu ziemnego, ale ma być za kilka lat, chociaż nie jest to zbyt pewne. Mam stary kocioł węglowy, palenie w nim odpada – nie zamierzam kilka razy dziennie brudzić się w kotłowni. Ale co jest lepsze – gaz płynny czy olej opałowy? A może jednak węgiel, tylko zainwestować w nowoczesny kocioł z podajnikiem? Poradźcie, bo naprawdę nie wiem, co wybrać.

Jeżeli do domu doprowadzony jest gaz ziemny, większość osób wykorzystuje go jako paliwo do ogrzewania – jest dostępny w każdej chwili, „czysty” i stosunkowo niedrogi. Problem pojawia się, gdy musimy zdecydować, czym ogrzewać na obszarze niezgazyfikowanym. Możemy wybrać wygodny, ale drogi w eksploatacji gaz płynny lub olej opałowy, albo paliwo stałe, wymagające od nas większego nakładu pracy, ale za to tańsze. Dlatego coraz większą popularność zdobywają węgiel (dostępny w wielu postaciach) oraz biomasa. Stają się one poważną konkurencją dla innych paliw, w tym nawet gazu ziemnego.

Ile kosztuje ogrzewanie?

Założone normatywne zapotrzebowanie na energię cieplną – 100 kWh/m2 rocznie. Czas ogrzewania w ciągu roku – 5000 h, przy średniej temperaturze zewnętrznej +5°C.

Poznajmy rodzaje paliw Zanim zdecydujemy się na konkretny rodzaj paliwa, warto zapoznać się z ogólną charakterystyką.

Gaz ziemny

Jest to paliwo pochodzenia naturalnego, które tylko w niewielkim stopniu zanieczyszcza atmosferę. Ilość wytwarzanego w procesie spalania dwutlenku węgla jest dużo mniejsza niż w przypadku oleju opałowego i węgla, co znacznie ogranicza efekt cieplarniany. Gaz ziemny, przy dostarczeniu odpowiedniej ilości powietrza, spala się całkowicie bez sadzy i popiołu. Do większości domów doprowadzany jest gaz GZ-50, charakteryzujący się najwyższą wartością opałową spośród wszystkich rodzajów gazu ziemnego. W niektórych rejonach kraju mogą być dostępne: GZ-35 i bardzo rzadko spotykany GZ-41,5.

Gaz płynny

Często bywa określany mianem LPG. Skrót ten pochodzi od angielskiej nazwy Liquefied Petroleum Gas i w dosłownym tłumaczeniu oznacza skroplony gaz z ropy naftowej. Podstawowymi składnikami LPG są propan (C3H8) i butan (C4H10). Do celów grzewczych wykorzystywany jest propan lub mieszanina propan-butan.

Propan charakteryzuje się wysoką wartością opałową. Jego największą zaletą jest niska temperatura wrzenia, która wynosi -42°C. Dzięki temu można go przechowywać w zbiornikach naziemnych. Propan jest prawie dwukrotnie cięższy od powietrza i w związku z tym ulatniający się w pomieszczeniu gaz zalega przy podłodze.

Butan ma nieco mniejszą wartość opałową niż propan. Podstawową wadą jest wysoka temperatura wrzenia (-0,5°C), dlatego wykorzystywany jest tylko w mieszaninie.

Temperatura wrzenia mieszaniny propan-butan zależy od tego, jaki jest jej skład procentowy. Temperatura ta waha się w zakresie od -42 do -0,5°C. W przypadku dużej zawartości procentowej propanu można stosować zbiorniki naziemne, w przeciwnym tylko zbiorniki podziemne.

Olej opałowy

Do ogrzewania stosuje się olej opałowy lekki.

Olej zawiera więcej siarki niż inne paliwa. W wyniku reakcji z wodą tworzy ona szkodliwy dla komina kwas siarkowy. Dlatego komin musi być wykonany ze stali kwasoodpornej.

Węgiel

W domach jednorodzinnych wykorzystywany jest przede wszystkim węgiel kamienny. W handlu dostępnych jest wiele różnych gatunków węgla, charakteryzujących się różnymi wartościami opałowymi oraz różną zawartością siarki i popiołu. Popularnymi gatunkami na rynku są: węgiel sortymentu orzech (spalany w najtańszych kotłach), miał węglowy (spalany w kotłach z nadmuchem) oraz tzw. eko-groszek (wykorzystywany w kotłach retortowych). Z węgla kamiennego produkuje się także brykiety i koks.

Drugim rodzajem węgla jest węgiel brunatny. Charakteryzuje się niższą wartością opałową niż kamienny i jest sprzedawany przede wszystkim w postaci brykietów. Jednak znaczenie jego jest dość marginalne – producenci nowoczesnych kotłów zalecają stosowanie go jedynie jako paliwa zastępczego.

Biomasa

Staje się coraz bardziej popularnym rodzajem opału. Jest paliwem odnawialnym, czyli takim, które powstaje w stosunkowo krótkim czasie (w porównaniu np. do czasu powstawania węgla). Jest traktowana jako paliwo ekologiczne – źródło energii, które w ogólnym bilansie nie emituje do atmosfery ziemskiej dwutlenku węgla, zatem nie wpływa na pogłębianie się efektu cieplarnianego. W procesie fotosyntezy asymiluje dwutlenek węgla, który jest z powrotem uwalniany do atmosfery w procesie spalania.

Do biomasy zalicza się odpady drzewne, słomę oraz rośliny energetyczne.

Odpady z drewna

Wykorzystywane są w formie przetworzonej lub nieprzetworzonej. Odpady z drewna występują w postaci drewna opałowego, kory, igliwia, zrębków, gałęzi, wiórów. Drewno przetworzone to trociny, brykiety i pelety.

Spalanie drewna wymaga zastosowania kotłów o specjalnej konstrukcji. W kotłach ze zwykłej stali można palić tylko drewno liściaste, które ma znikomą zawartość związków żywicznych. Drewno iglaste można bezpiecznie spalać w kotłach zgazowujących wykonanych ze stali kwasoodpornej.

Szczególnym rodzajem drewna opałowego są brykiety i pelety. Pelety powstają w wyniku sprasowania pod wysokim ciśnieniem rozdrobnionych części drewna, słomy lub wierzby energetycznej. Mają standardowe wymiary, nie zawierają żadnych dodatkowych substancji chemicznych, odznaczają się bardzo niską zawartością popiołów. Mają dość wysoką wartość opałową i stosowane są w kotłach retortowych, z automatycznymi podajnikami. Ułatwia to znacznie obsługę kotła i zapewnia pełną automatyzację procesu spalania.

Rośliny energetyczne

Jest to rodzaj opału, który można wyhodować samemu, mając do wykorzystania np. tereny nieużytków rolnych lub ziemię niskiej klasy. Szczególnie popularne są gatunki o dużym rocznym przyroście masy, takie jak wierzba, miskant olbrzymi lub malwa pensylwańska. Rocznie z jednego hektara uprawy można uzyskać 20-30 ton suchej masy.

Słoma

W polskim rolnictwie zużywa się zaledwie 60% słomy, ponad 35% (około 7 mln ton rocznie) pozostaje na polach. Można spalać ją w kotłach c.o. Ze spalenia 1,7 tony słomy uzyskuje się tyle samo energii, co ze spalenia 1 tony węgla. Wykorzystywać można słomę powstałą ze zbóż, rzepaku czy roślin strączkowych. Słomę należy spalać w kotłach specjalnie przeznaczonych do tego rodzaju paliwa, gdyż jedynie wtedy uzyskamy odpowiednią wydajność kotła. Najbardziej efektywne jest spalanie sprasowanych bloków słomy (tak zwanych balotów). Słomę pszenną można wykorzystywać świeżo po ścięciu, pozostałe gatunki muszą być składowane i suszone.

Zaletą słomy jest to, że zawiera ona niewiele popiołów, a w czasie procesu spalania powstają niewielkie ilości tlenku siarki (0,05-0,1%), tlenków azotu (0,002%) oraz tlenku węgla (0,2%). Dla porównania, w tradycyjnych kotłach na węgiel powstaje 0,5-1% tlenku węgla.

Co wybrać, czyli porównanie paliw

Bezsprzecznie najlepszym paliwem jest gaz ziemny. Ma wiele zalet, które powodują, że jest paliwem bezkonkurencyjnym. Nawet cena działek zgazyfikowanych jest wyższa od tych, na których gazu ziemnego nie ma. Co decyduje o jego popularności? Przede wszystkim jest przesyłany gazociągiem w miejsce przeznaczenia, dzięki czemu nie musimy magazynować go w domu. Za gaz płacimy po zużyciu, a nie przed, jak w przypadku pozostałych paliw. Gazowe urządzania grzewcze, poza okresowymi przeglądami serwisowymi, nie wymagają obsługi. Umożliwiają ponadto pełną automatyzację i łatwą regulację procesu spalania. Dzięki temu możemy utrzymywać w domu stałą temperaturę, programując ją np. na okres doby lub tygodnia, w zależności od naszych indywidualnych potrzeb. Pozwala to na obniżenie zużycia paliwa i – tym samym – kosztów ogrzewania.

Szczególnie energooszczędnym rodzajem kotłów gazowych są kotły kondensacyjne, które odbierają ciepło zawarte w parze wodnej, usuwanej wraz ze spalinami przez komin. Stosując taki kocioł, dodatkowo zmniejszamy ilość zużywanego w ciągu roku paliwa.

Wykonanie instalacji gazu ziemnego jest tańsze niż w przypadku gazu płynnego i oleju opałowego.

Jednak ma on także wady. Jesteśmy uzależnieni od lokalnego dostawcy gazu, który kształtuje jego ceny. Mogą też wystąpić sytuacje, gdy zaczyna go odbiorcom brakować (np. w okresach przygotowania do świąt), ponieważ sieci, ze względów ekonomicznych, projektowane są na mniejsze zapotrzebowanie gazu niż to, które występuje w okresie szczytu świątecznego.

Jeżeli go nie mamy, musimy wybrać ogrzewanie gazem płynnym lub olejem opałowym albo zdecydować się na któreś z paliw stałych. Paliwa płynne są wygodniejsze w użytkowaniu, stałe zaś – tańsze.

Stosując gaz płynny i olej opałowy, ciepło z procesu spalania otrzymujemy natychmiast. W przypadku paliw stałych uruchomienie systemu ogrzewania wymaga więcej czasu i... pracy. Ponadto, przy paliwach płynnych, proces spalania gazu jest w pełni kontrolowany, a urządzenia nie wymagają stałej obsługi. Powstające spaliny są czyste i nie ma problemu składowania odpadów z paleniska.

Gaz płynny, w przeciwieństwie do oleju opałowego, nie wydziela nieprzyjemnego zapachu, co stanowi dużą zaletę dla osób wrażliwych. Ponadto nie występuje ryzyko wycieku paliwa w budynku mieszkalnym.

Na gaz płynny warto zdecydować się szczególnie wtedy, gdy wiadomo, że w niedalekiej przyszłości będziemy mieli gaz ziemny. Jeśli zainwestujmy w dobry kocioł gazowy, to po doprowadzeniu gazu ziemnego wystarczy wymienić palnik i nie będziemy musieli ponosić już żadnych dodatkowych kosztów inwestycyjnych.

Podstawową wadą stosowania paliw płynnych są wysokie koszty związane z wykonaniem instalacji – niezbędny jest zbiornik do magazynowania tych paliw oraz miejsce, w którym go postawimy – przy zachowaniu wymaganych odległości od innych obiektów.

Gaz płynny można magazynować w zbiorniku naziemnym albo podziemnym. Zbiorników podziemnych nie można montować na terenach o wysokim poziomie wód gruntowych, gdyż ciśnienie hydrostatyczne wody może spowodować wypchnięcie zbiornika z ziemi. Jedyne, co możemy wtedy zrobić, to częściowo wkopać zbiornik w ziemię i zakopcować, czyli pokryć od góry warstwą ziemi. Powstałą górkę można ładnie obsadzić roślinnością, dzięki czemu może wyglądać atrakcyjniej niż zbiornik niczym nieosłonięty.

Wybór zbiornika uzależniony jest także od rodzaju gazu, którym zostanie wypełniony. W przypadku propanu możemy instalować zarówno zbiorniki naziemne, jak i podziemne. W przypadku mieszaniny propanowo-butanowej możemy stosować jedynie zbiorniki podziemne. Ograniczenie wyboru związane jest z temperaturą wrzenia butanu. Stabilizacja temperatury zapewnia ciągłość procesu parowania i jednocześnie stabilizuje ciśnienie panujące w zbiorniku w ciągu całego roku. Wadą zbiorników podziemnych są wysokie koszty robót związanych z posadowieniem zbiornika i wykonania napraw w przypadku awarii. Ponadto podlegają one częstszej kontroli Urzędu Dozoru Technicznego niż zbiorniki naziemne.

Posadowienie zbiornika pod ziemią jest dobrym rozwiązaniem, chociaż kosztuje drożej niż montaż zbiornika na ziemi. Przy zbiornikach zakopanych mniejsze jest ryzyko wybuchu gazu w czasie upałów – ciśnienie gazu jest dużo niższe niż w zbiorniku stojącym na powierzchni.

Decydując się na gaz płynny, warto najpierw wybrać konkretnego dostawcę gazu i kupić kocioł z palnikiem przystosowanym do spalania tego rodzaju gazu. Rodzaj palnika zależy bowiem od tego, jaki gaz będziemy stosować.

Istotną wadą gazu płynnego jest możliwość stosowania kotła na to paliwo jedynie w pomieszczeniach, w których poziom podłogi znajduje się powyżej powierzchni gruntu. Gaz płynny jest cięższy od powietrza i nie unosi się do góry, tylko pozostaje przy podłodze. Gdyby nastąpił wyciek w piwnicy, usunięcie go byłoby bardzo trudne. Na szczęście można kupić kocioł gazowy z zamkniętą komorą spalania i zamontować go w dowolnym pomieszczeniu mieszkalnym (o ile tylko nasz dom nie stoi bezpośrednio na ziemi).

Olej opałowy również wymaga magazynowania. Zbiorniki montowane są zazwyczaj w budynku. Dzięki temu instalacja doprowadzająca paliwo do kotła jest dużo krótsza niż w przypadku gazu płynnego – i dzięki temu tańsza. Zbiorniki na olej opałowy możemy zamontować w pomieszczeniu technicznym znajdującym się na poziomie parteru lub w piwnicy. Jednak, z uwagi na to, że olej opałowy wydziela nieprzyjemny zapach, piwnica będzie lepszym rozwiązaniem. Zmniejszymy wtedy ryzyko przenikania zapachów do pomieszczeń mieszkalnych.

Producenci starają się przeciwdziałać temu zjawisku stosując szczelne połączenia oraz wykonując warstwy antydyfuzyjne w zbiornikach z tworzyw sztucznych. Warstwy te zmniejszają ilość cząstek, które mogą przeniknąć przez ściankę zbiornika i przedostać się do otaczającego powietrza. Jeżeli jednak w domu mieszka osoba uczulona na produkty ropopochodne, to mimo tych zabezpieczeń, jedynym wyjściem może być lokalizacja zbiornika poza budynkiem.

Decydując się na olej opałowy, musimy pamiętać, że przy każdej dostawie tego paliwa należy wykonać regulację palnika. Jest to spowodowane zmiennymi parametrami oleju opałowego, zależnymi od dystrybutora. Zmiana parametrów oleju powoduje niecałkowite spalanie oraz osadzanie się na wymiennikach powstającej w czasie spalania sadzy, a to przyczynia się do obniżenia sprawności kotła. Żeby nie płacić za dodatkowe regulacje palnika, warto tak dobrać pojemność zbiorników na olej, żeby wystarczyło go na cały rok. Wówczas regulację będzie można wykonywać przy okazji corocznego przeglądu kotła.

Wadą kotłów olejowych jest konieczność jednorazowego kupienia dużej ilości paliwa i zagrożenie pożarowe powstające w przypadku wycieku oleju.

Stosowanie kotła na gaz płynny lub olej opałowy jest bardzo wygodne. Należy jedynie pamiętać o okresowych przeglądach urządzeń, o wykonaniu odpowiednich regulacji oraz o napełnianiu zbiornika. Są to jednak paliwa bardzo drogie w eksploatacji. Szczególnie niepewny jest olej opałowy, z uwagi na ryzyko znaczącego wzrostu jego ceny w przyszłości.

Dużo tańsze jest stosowanie węgla, drewna lub innego paliwa stałego. Kotły na te paliwa stosowane są nawet na obszarach zgazyfikowanych, gdyż koszt ogrzewania nimi jest wtedy dużo niższy niż przy zastosowaniu gazu ziemnego. Zwłaszcza, jeżeli ktoś ma dostęp do tanich odpadów z drewna albo może hodować rośliny energetyczne przeznaczone na opał.

Produkowane obecnie kotły na paliwa stałe w niczym nie przypominają tych z ubiegłych lat. Są nowoczesne, zautomatyzowane i często po prostu... ładne. Mają zazwyczaj bardzo wysoką sprawność, o ile palimy w nich tym gatunkiem paliwa, do którego są przeznaczone. Mogą współpracować (lub muszą, w zależności od rodzaju kotła) z podajnikiem paliwa. To oznacza dużą wygodę dla właścicieli kotła – dzięki temu można o wiele rzadziej, niż przy starych typach kotła, dosypywać paliwo – nawet raz na tydzień).

Ważne jest jednak, żeby nie korzystać z paliw złej jakości, czyli zasiarczonych, z dużą zawartością popiołów i niskokalorycznych.

Wadą wszystkich kotłów na paliwo stałe jest konieczność zastosowania instalacji typu otwartego, z otwartym, a nie ciśnieniowym naczyniem wzbiorczym. Oznacza to dostęp tlenu do wody grzewczej, który może powodować szybsze niszczenie instalacji niż ma to miejsce w układzie zamkniętym.

Każdy kocioł na paliwo stałe, nawet ten najbardziej nowoczesny, wymaga okresowego czyszczenia i usuwania popiołu, o czym także należy pamiętać.

Ciekawym, i bardzo tanim w eksploatacji rozwiązaniem, może być zastosowanie biomasy. Staje się ona coraz bardziej popularna, zwłaszcza tam, gdzie jest pod dostatkiem słomy lub istnieje możliwość zakupienia taniego drewna odpadowego albo nawet samodzielnej uprawy roślin energetycznych. Jednak wartość opałowa biomasy jest dwukrotnie niższa niż węgla, co oznacza, że potrzebujemy jej znacznie więcej i musimy przewidzieć miejsce na jej składowanie. Magazyn ten musi zapewniać odpowiednie warunki jej przechowywania. Biomasa powinna w tym czasie schnąć, gdyż jej wartość opałowa jest tym wyższa, im niższa jest jej wilgotność. Na przykład największą wartość opałową ma drewno suche o wilgotności do 25%, czyli sezonowane co najmniej rok. Stosunkowo mało miejsca zajmują brykiety, które powstają w wyniku zagęszczenia odpadów z drewna. Brykiety można stosować w kotłach przeznaczonych do spalania drewna oraz kominkach i piecach. Dzięki zagęszczeniu masy i niskiej zawartości wilgoci mają wyższą wartość opałową niż drewno nieprzetworzone.

Podsumowanie

Najtańsze jest ogrzewanie biomasą i węglem. Jednak, decydując się na ten rodzaj paliwa, musimy uwzględnić wysokie koszty inwestycyjne, gdyż prawdziwe oszczędności na eksploatacji uzyskamy tylko w drogich, nowoczesnych kotłach na paliwo stałe.

Droższe eksploatacyjnie są kotły gazowe. Jednak zastosowanie np. kotła kondensacyjnego znacząco podwyższy sprawność kotła i obniży zużycie paliwa.

Najdroższym rozwiązaniem, zarówno inwestycyjnie, jak i eksploatacyjnie, jest zastosowanie paliw płynnych – gazu płynnego i oleju opałowego. Ich niewątpliwą zaletą w stosunku do tańszych paliw stałych jest pełna automatyzacja procesu spalania i brak konieczności jakiejkolwiek obsługi kotła.