Kúrenie olejovými kotlami patrí medzi ekologické a energeticky úsporné spôsoby vykurovania, ktoré v západných a južných krajinách využíva každá tretia domácnosť, zatiaľ čo na Slovensku nie je príliš rozšírené. Kotly na odpadový olej predstavujú zaujímavé a často ekonomické riešenie pre technické zabezpečenie budov, najmä v oblasti vykurovania. Ich hlavnou výhodou je možnosť použitia v miestach, kde nie je dostupný verejný plynovod, čo ich robí ideálnymi pre odľahlé oblasti alebo nehnuteľnosti bez pripojenia na plynovú sieť. Dodávky vykurovacích olejov zabezpečujú špecializované firmy.
Princíp fungovania olejového kotla
Vykurovacie systémy na báze olejových kotlov sa skladajú z troch hlavných častí, kde sa spaľovaním vykurovacieho oleja vyrába teplo. Termálny olejový kotol na olej realizuje predovšetkým prenos tepla spaľovaním paliva. Najprv sa palivo dopraví do horáka, kde sa rozpráši na drobné kvapôčky oleja a zmieša sa so vzduchom v určitom pomere. Táto zmes sa následne rozpráši do pece, zapáli sa a dôjde k prudkej spaľovacej reakcii, pri ktorej sa uvoľní veľké množstvo tepelnej energie.
Vo vnútri pece je výhrevná plocha, kde vysokoteplotný plameň a spaliny odovzdávajú teplo teplovodivému oleju. Teplovodivý olej má dobrú tepelnú stabilitu a prenos tepla a jeho teplota po absorpcii tepla stúpa. Ohriaty teplovodivý olej nepretržite cirkuluje v potrubí systému prostredníctvom obehového čerpadla. Počas cirkulácie prenáša teplo do procesného zariadenia alebo materiálov, ktoré je potrebné zohriať, čím sa realizuje ohrev výrobného procesu. Po dokončení prenosu tepla sa znížená teplota oleja vráti do olejovej pece na prenos tepla a znova sa zahreje.
Optimalizácia spaľovania a riadenie
Pre optimálne horenie by mala byť teplota v spaľovacej komore čo najvyššia, ideálne okolo 2000°C. To sa dá dosiahnuť zväčšením povrchu, na ktorom sa olej odparuje, napríklad umiestnením perlitu alebo koksu do odparovacej komory. Perlit časom degraduje, ale koks sa osvedčil lepšie, pretože nasaje olej a odparovanie prebieha aj v jeho kapilárach. Absolútnou nutnosťou pre stabilné horenie je dávkovacie čerpadlo, ktoré zabezpečuje rovnomerný prísun oleja, pretože cez škrtiaci ventil nebola rovnomernosť dostatočná. Problém vstrekovacieho efektu je možné eliminovať pomocou rozšíreného potrubia s vloženou škrtiacou tryskou, v ktoreých sú pred a za tryskou vzduchové komory eliminujúce pulzovanie oleja. Prívodná trubka oleja môže byť chladená vzduchom, ktorý prúdi v okolitej trubke s otvormi.
Moderné kotly sú vybavené automatickou reguláciou odstavenia horáka po spotrebovaní oleja, dosiahnutí stanovenej teploty nádoby, alebo automatickou zmenou výkonu. Niektoré čerpadlá majú možnosť externého riadenia pomocou impulzných signálov. Pre zvýšenie tepelnej pohody a efektivity je dôležité regulovať výkon kotla, napríklad pomocou ekvitermnej regulácie, ktorá prispôsobuje teplotu vykurovania vonkajšej teplote. V prípade vyhoreného oleja môže bytový termostat spínať záložný plynový alebo elektrický kotol, aby nedošlo k vychladnutiu domu.
Typy vykurovacích olejov a ich využitie
Vykurovacie oleje sa spravidla delia na ľahké a ťažké. Ľahké vykurovacie oleje, ktoré vznikajú pri spracovaní ropy, produkujú pri spaľovaní menej emisií. Ťažké vykurovacie oleje sú tiež ropným produktom. Je dôležité si uvedomiť, že v jednom kotle nie je možné kombinovať alebo striedať oba typy olejov, pretože konštrukcia horákov sa líši v závislosti od používaného paliva.
Špeciálnym typom sú kotly určené na použitý olej a iné ťažké oleje. Tieto zariadenia umožňujú majiteľom využiť širokú škálu minerálnych a rastlinných olejov, čo predstavuje ekologické a úsporné riešenie. Patria sem všetky typy použitého oleja, ako napríklad motorové oleje (ELTO, TOEL, TOLEX - kvapalné palivo vyrobené spracovaním ropy), hydraulický olej, rastlinný, strojový alebo syntetický olej. Podmienkou pre ich použitie je obsah polychlórovaných aromatických uhľovodíkov pod 10mg/kg.
Výzvy pri spaľovaní použitého oleja a fritovacieho tuku
Použitý fritovací tuk, často znečistený zvyškami cesta, predstavuje problém kvôli svojej konzistencii - nie je úplne tuhý, ale skôr ako pasta. Pre spaľovanie v horákoch je potrebné, aby bol olej pri teplote 40°C absolútne tekutý. Hoci existujú technológie na jeho zužitkovanie, zrážanie tuku môže byť prekážkou. Hoci je možné zahrievať zásobník s tukom odpadovým teplom alebo teplou vodou z kotla, pre väčšiu efektivitu môže byť potrebné použiť prísady, ktoré zabránia stuhnutiu tuku po vychladnutí.
Pri spaľovaní akéhokoľvek použitého oleja, vrátane fritovacieho, je dôležité mať na pamäti, že aj pri veľmi vysokých teplotách spaľovania (napríklad 3000°C) môže byť proces neekologický. Použitý olej obsahuje mikroskopické častice a oděrky z motora/prevodovky, ktoré často obsahujú toxické kovy. Oxidy týchto kovov môžu unikať komínom do ovzdušia, čo predstavuje environmentálne riziko. Preto je pred spaľovaním oleja nevyhnutná filtrácia od pevných častíc, napríklad klasickým vodným filtrom s 80-mikrónovou vložkou. Napríklad, z IBC kontajnera je možné olej filtrovať samospádom do bandasky vedľa kotla.
Konštrukčné a technické aspekty horákov a kotlov
Recyklacia oleja pomocou systemu OLEOBOX
Na trhu sú dostupné rôzne typy horákov a kotlov na použitý olej. Niektoré horáky, ako napríklad nemecké Kroll alebo chorvátske Olusterm (predávané aj ako nemecká kvalita), sa osvedčili lepšie ako iné, ktoré sa môžu upchávať. Profesionálne vyrábané kotly na tekuté a tuhé palivo môžu byť prispôsobené pre montáž horáka na olej, niekedy aj na dvierka kotla. Príkladom je adaptácia horáka na olej do klasických pecí ako Viadrus, kde sa používajú špeciálne príruby do dvierok.
Prívod oleja do horáka je možné riešiť samospádom cez sústavu ventilov (hlavný uzáver, elektroventil, škrtiaci ventil) alebo pomocou čerpadla. Elektroventil by mal mať upravené tesnenie, aby guma v oleji nebobtnala. Termostatický ventil riadený výstupnou teplotou vody z kotla môže regulovať prívod oleja, pričom drážka v tesnení zabezpečí minimálny prietok, aby plameň nezhasol. V prípade zhasnutia plameňa ventilátor ochladí termostat a ten vypne elektroventil aj ventilátor.
Ponuka kotlov a príslušenstva na trhu
Trh s kotlami na použitý olej a súvisiacimi produktmi je pomerne široký:
- Nové a prestavané kotly na starý olej: Ponúkajú sa novo postavené liatinové kotly s výkonom 30 kW, určené na starý olej. K dispozícii sú aj kotly na motorový olej s výkonom 35 kW a 70 kW, ktoré sú dodávané bez olejového horáka a elektroniky, s možnosťou dokúpenia. Tieto kotly sú určené na spaľovanie všetkých druhov použitého oleja. Ohrievače vzduchu a kotly typu Koza NG30 s výkonom do 400 m², určené na starý olej (prepracovaný motorový, rastlinný, strojový, minerálny, syntetický olej atď.). Príkladom je kotol Edisgas.
- Teplovodné kotly na vykurovací olej alebo diesel: Viessmann (napr. Vitola 200) s výkonom 15-25 kW, určené na vykurovací olej alebo diesel. Tieto kotly sú plnoautomatické a po kompletnom servise a nastavení sú pripravené na prevádzku. Teplovodný kotol Heizbosch s výkonom 30 kW, fungujúci na vykurovací olej alebo diesel, s veľkou spaľovacou komorou a plnoautomatickou prevádzkou. Teplovodný kotol Hoval s výkonom 30 kW, určený na vykurovací olej alebo naftu, s integrovaným nerezovým bojlerom na úžitkovú vodu. Po výmene horáka je možná prevádzka aj na pelety alebo použité oleje.
- Teplovzdušné kotly: Sú vhodné na rýchle vyhrievanie malých, stredných a veľkých priestorov alebo budov, ako sú haly, skleníky, dielne či sklady. Niektoré modely sú kombinované a umožňujú kúrenie drevom aj olejom. Kotly vyrobené z plechu s hrúbkou 5 mm sú dostupné v rôznych výkonoch.
- Horáky a príslušenstvo: Nové horáky na starý/použitý olej s nastaviteľným výkonom 10-50 kW, dodávané s náhradnou tryskou, elektródou a nadstavcom pre lepšie spaľovanie. Disponujú ochranou proti pretečeniu oleja z nádržky. Horáky na pelety (rotačné) s výkonom 20, 25 a 35 kW, určené na prestavbu kotlov na drevo, uhlie či štiepku. Prestavbou získate kotol na viac palív s automatickým zapaľovaním a podávaním paliva.
Kombinovateľnosť olejových kotlov s inými technológiami
Olejové kotly je možné efektívne kombinovať s inými zdrojmi energie, vrátane obnoviteľných zdrojov energie (OZE), ako sú solárne kolektory alebo tepelné čerpadlá. Moderné termické kolektory dokážu v letných mesiacoch pokryť až 100 % potrieb na ohrev vody. V tomto prípade je navyše potrebná zostava zásobníkov na olej, ktoré sú na trhu v objemoch od 700 do 1500 litrov.
Optimalizácia prevádzky a údržba
Pre optimálnu prevádzku a dlhú životnosť kotla je nevyhnutná pravidelná údržba, vrátane čistenia spaľovacej komory a výmeny opotrebovaných častí, ako sú trysky alebo elektródy. Niektoré moderné kotly na olej je možné ovládať aj na diaľku cez internet.
Ekonomizéry spalín
Prídavné ekonomizéry spalín sú zariadenia určené na zvýšenie efektivity vykurovacích systémov. Ekonomizér sa nasadí na výfukovú rúru čo najbližšie ku kotlu (peciam). Prepojením cez flexi hadicu (teplovzdušnú) je možnosť vykurovať minimálne 2 miestnosti zbytkovým teplom, čím sa znižujú priame náklady a šetrí. Ekonomizér Vám môže zvýšiť teplotu v miestnostiach o 30% až 40%, čím šetríte náklady na palivo. Disponujú oceľovou konštrukciou a vývodmi horúceho vzduchu, napríklad s priemerom 80mm.
Legislatívne a environmentálne aspekty spaľovania použitého oleja
Spaľovanie odpadov, vrátane použitých olejov, podlieha prísnym normám. Je nelegálne, pretože použitý olej nie je palivo, ale nebezpečný odpad. Odpady sa môžu spaľovať iba vo vyhradenom technickom zariadení (obvykle kotol s horákom) za presne vymedzených podmienok, ktoré určuje orgán štátneho dozoru. Spoločnosti, ktoré narábajú s odpadovým olejom, by mali registrovať jeho množstvo.
Možné riešenia sú:
- Zriadenie koncesie na manipuláciu s nebezpečným odpadom a recyklácia vlastného oleja (prefiltrovanie pevných častíc).
- Recyklácia oleja v subjekte, ktorý má túto licenciu.
Spaľovanie použitého oleja je spojené s rizikom emisií toxických kovov a iných škodlivých látok do ovzdušia, čo môže mať negatívny vplyv na životné prostredie a zdravie.