Ogrzewanie na holzgas (gaz drzewny)

Holzgas, czyli gaz drzewny, jest paliwem nadającym się do zasilania silników, ale nie tylko. Można go z powodzeniem stosować również do produkcji ciepła czy ciepłej wody, zatem — do ogrzewania.

Ogrzewanie przy wykorzystaniu drewna to jeden z najtańszych sposobów na zapewnienie ciepła. Drewno jest bowiem tanie i nie jest objęte podatkami. Przyszłością jest ogrzewanie na biomasę, co wynika z odnawialności tego paliwa.

Kocioł na gaz drzewny

Pojęcie to wprowadza nieco w błąd. Oznacza bowiem nie kocioł opalany gazem drzewnym wyprodukowanym zewnętrznie, a urządzenie, wewnątrz którego zachodzi piroliza (produkcja gazu drzewnego) i spalanie holzgazu. Inne nazwy tego typu urządzeń, jakie można spotkać w handlu, to między innymi: kocioł na pirolizę, kocioł na holzgas lub kocioł zgazowujący.

Kocioł zgazowujący na pierwszy rzut niewtajemniczonego oka nie różni się zbytnio od zwykłego kotła na drewno. Posiada palenisko, zasobnik paliwa i popielnik. Różnica jego działania jest jednak znaczna — pali się w nim nie od dołu do góry, lecz odwrotnie.

Ten niezbyt urodziwy rysunek przedstawia schemat kotła na zgazowanie drewna. U jego góry znajduje się zasobnik paliwa (1), dostęp do niego jest przez drzwiczki widoczne z lewej strony rysunku. W tym zasobniku następuje przemiana drewna w gaz drzewny na skutek dostarczenia ciepła od spodu.

Poniżej zasobnika znajduje się dysza (2), w której następuje spalanie gazu drzewnego, uprzednio wymieszanego z powietrzem, które dopływa z zewnątrz. Element ten wykonany jest z materiału żaroodpornego.

Pod dyszą znajduje się popielnik (3, drzwiczki widoczne z lewej strony rysunku), w którym następuje dopalenie się mieszaniny gazu drzewnego z powietrzem.

Kocioł na gaz drzewny z tyłu posiada odprowadzenie spalin do komina, w tym miejscu montowany jest wymiennik ciepła (4) pozwalający na ogrzewanie się wody od przepływających gorących spalin.

U góry zasobnika paliwa po prawej stronie widoczna jest klapa, którą otwiera się podczas rozpalania kotła. Wtedy przepływ powietrza i spalin jest jak w zwykłym kominu — od dołu do góry. Otwiera się wtedy tę klapkę i drzwiczki do popielnika, co pozwala na rozpalenie się paliwa. Gdy paliwo się rozpali, zamyka się klapkę i drzwiczki, wtedy gaz drzewny i spaliny przepływają 'normalnie’ przez kocioł.

Ogrzewanie przy użyciu takiego kotła jest nieco uciążliwe, bowiem trzeba co jakiś czas dokładać do niego drewna. Czas ten zależy oczywiście od wielkości urządzenia.

Gaz drzewny w innym kotle

Można też wykorzystać gaz drzewny do ogrzewania spalając go w zewnętrznym urządzeniu. Holzgas produkowany jest wtedy w generatorze, nieco oczyszczany a następnie spalany np. w zwykłym kotle CO.

Rozwiązanie takie ma tę zaletę, że nie ma konieczności zakupu nowego kotła. Można wykorzystać istniejący kocioł centralnego ogrzewania czy nawet kocioł do ogrzewania wody użytkowej. Dodatkowo gaz drzewny wyprodukowany w zewnętrznym generatorze można wykorzystać również do innych celów, np. do zasilania silnika spalinowego w agregacie prądotwórczym.

Gaz drzewny do spalenia nie wymaga tak dokładnego oczyszczenia jak w przypadku zasilania nim silnika. Co więcej, nie ma także konieczności schłodzenia go, jest to nawet niewskazane, ponieważ powodowałoby tylko stratę energii.

Rozwiązanie takie ma jedną wadę, mianowicie trzeba w kotle wymienić palniki, które najprawdopodobniej nie będą przystosowane do spalania niskokalorycznego paliwa jakim jest holzgas.

Ogrzewanie na gaz drzewny wyprodukowany zewnętrznie ma tę zaletę, że tylko od wykonawcy generatora zależy, jak długo układ ten będzie pracować autonomicznie. W prostych gazogeneratorach z otwartym lejem zasypowym można wyobrazić sobie automatyczny lub włączający się cyklicznie podajnik paliwa.

Wyprodukowana w ten sposób energia (zresztą tak samo jest w wypadku kotłów zgazowujący) może być już wykorzystana w dowolny sposób, np. może zasilać wodne ogrzewanie podłogowe albo zwykłe grzejniki.

Inne sposoby

Produkcja holzgazu i jego wykorzystanie do zasilania silnika spalinowego wiąże się również z możliwością jednoczesnej produkcji ciepła. Wynika to z tego, że w kilku miejscach układ ten wymaga chłodzenia i może być w związku z tym źródłem ciepła.

Po pierwsze, spaliny z silnika mają temperaturę, którą można sporo zmniejszyć, przekazując ciepło np. do powietrza lub wody.

Po drugie, gaz drzewny przed spaleniem wymaga jego schłodzenia i w tym miejscu ciepło to również można odebrać czynnikiem, który później zostanie do czegoś wykorzystany.

Samo chłodzenie silnika również jest źródłem ciepła, łatwym do wykorzystania zwłaszcza w przypadku silników chłodzonych powietrzem. W przypadku takich silników jednak należy zamontować w ogrzewanym pomieszczeniu czujnik obecności tlenku węgla w powietrzu, aby zminimalizować ryzyko zatrucia spowodowanego przez ewentualny przeciek tlenku węgla gdzieś w silniku.

Te wszystkie miejsca nie są źródłem ciepła wysokiej jakości, to znaczy dostarczają raczej małe jego ilości i w dość niskich temperaturach. Wykorzystanie ciepła z tych miejsc nie jest łatwe, ale nie jest też niewykonalne. Skoro w ten sposób działa samochodowe ogrzewanie, można więc to ciepło wykorzystać też w domu.

Przygotowanie gazu drzewnego do spalenia w palniku

Gaz drzewny przeznaczony do spalenia w silniku wymaga szeregu zabiegów zabezpieczających silnik przed zanieczyszczeniem i uszkodzeniem oraz poprawiających jakość gazu. Gdy chcemy spalić go bezpośrednio w kotle, piecu czy dowolnym innym tego typu urządzeniu, większość z tych zabiegów można pominąć.

Wynika to z tego, że zanieczyszczenia płynące z gazem drzewnym, smoła i pyły mają niewielki wpływ na funkcjonowanie palników. W przypadku bezpośredniego spalania holzgazu nie ma również konieczności jego schładzania. Uzasadnione byłoby jedynie usunięcie z gazu pary wodnej

Ciekawe publikacje:

• H. LaFontaine, P. Zimmerman – „Drewno zamiast benzyny. Jak zbudować generator gazu drzewnego i jeździć samochodem ponad 5 razy taniej?”
• H-P. Ebert – Palenie drewnem we wszystkich rodzajach pieców
• T. Pehle – Kominki i piece. Budowa, podłączanie, eksploatacja
• H. Koczyk, B. Antoniewicz – Nowoczesne wyposażenie techniczne domu jednorodzinnego. Instalacje sanitarne i grzewcze.

Zobacz także