Taustaa Keskuslämmityskattiloiksi kutsutaan kattiloita, joissa tuotettu lämpöenergia siirretään yleensä joko veden tai ilman avulla samassa kiinteistössä tai hyvin lähellä sijaitsevaan kohteeseen käytettäväksi. Selkeä rajanveto keskuslämmityskattilan ja lämpölaitoksen väliin ei ole yksinkertaista eikä välttämättä edes tarpeellista. Keskuslämmityskattilassa käytetyt polttotekniset ratkaisut poikkeavat jonkin verran suurempiin laitoksiin nähden, sillä puun tehokas ja puhdas poltto on haastavampaa pienessä mittaluokassa.
Yleensä keskuslämmityskattiloiden tehot ovat noin 15-500 kW kohteesta riippuen. Omakotitalossa lämmitysteho on noin 15-25 kW, maatilalla 25-150 kW ja kiinteistöissä 200-400 kW. Kattilassa lämpiävä vesi aiheuttaa rakenteeseen paineen, minkä vuoksi kattilan valmistajalta vaaditaan valmistuslupa.
Keskuslämmityskattiloiden kehitys on osaltaan jatkoa tulisijojen kehittymiselle. Suuremmissa rakennuksissa ja erityisesti kerrostaloissa lämmitystehon tarve oli suuri ja keskuslämmityskattila vastasi osaltaan kysyntään. 1950-luvulta asti käytössä olleessa alapalokattilassa oleva polttoainesäiliö mahdollisti tasaisen polttoainesyötön.
Aluksi kattilat toimivat puulla, mutta jo seuraavalla vuosikymmenellä käytössä yleistyi vaivattomampi öljynpolttokattila. Kattilassa oli kuitenkin kaksoispesä, jolloin siinä voitiin polttaa muun muassa roskia. Öljy oli pääpolttoaine, ja puuta käytettiin yleensä lämpimänä kautena. Puun poltto tapahtui kaksoispesäkattilassa yläpolttona.
Pilkkeitä polttava yläpolttokattila on yleisin omakotitalojen lämmityksessä Suomessa. Hintatekijä on valinnassa keskeinen ja yläpolttokattilan yksinkertainen rakenne mahdollistaa halvan kattilan. Kaksoispesäkattiloita on käytössä jonkin verran, mutta puunpoltto on niissä yleensä tilapäistä. Keski-Euroopassa myytävät kattilat ovat lähes poikkeuksetta käänteispalokattiloita. Kattilan korkea hinta on estänyt kattiloiden yleistymisen Suomessa.
Alkuvaiheessa polttoainesäiliö oli osa keskuslämmityskattilaa, jolloin palamisprosessin alkuvaiheita tapahtui jo varastosäiliössä. Kuivuminen ja ensimmäiset vaiheet pyrolyysistä tuottivat happamia nesteitä, minkä vuoksi säiliön piti olla hapon kestävästä teräksestä ja rakenne vesijäähdytetty.
Palakooltaan pienillä polttoaineilla (esimerkiksi hake) kattila ei toiminut kovin hyvin, jos arinaratkaisu oli sama kuin haloille. Puulastut alkoivat lämmön vaikutuksesta pyrolysoitumaan nopeasti ja kaasua syntyi yleensä enemmän kuin laitteessa pystyttiin polttamaan.
Palamattomat aineet tiivistyivät lämmönsiirtopinnoille ja likasivat ne. Tämän vuoksi enää lähinnä halot (pituus yli 0,5 m) säilötään kattilan polttoainesäiliössä. Primääri-ilman säätämisellä voitaisiin polttaa myös muunkokoisia jakeita. Yleensä tämä tarkoittaa arinarakojen säätämistä.
Kehitys Keskuslämmityskattiloiden kehitystä ohjaa nykyisellään kysyntä, johon Suomessa vaikuttaa kattilan hinta. Kotitalouksien lämmityskattiloille on ehdotettu Suomessakin päästöraja-arvoja, jotka edellyttäisivät polttotekniikan kehittämistä.
Suuntaa-antavana kehityksenä voidaan pitää Keski-Euroopan kattilavalmistajien käyttämiä ratkaisuja, jotka perustuvat tiukempiin päästömääräyksiin. Erityisesti Itävallassa ja Saksassa pientalojen pilkekattiloiden hyötysuhde on saatu kehitettyä korkeaksi ja päästöt alhaiseksi. Periaate on näissä poikkeuksetta käänteispolttomenetelmä.
Muita eroavaisuuksia suomalaisiin kattiloihin ovat muun muassa jälkipalotilan muuraus, kaksinkertaiset luukut, integroitu savukaasuimuri, teollinen muotoilu sekä palamisprosessin jatkuva mittaus ja säätö.
Tulevaisuudessa lämmityskattiloiden päästöjä tullaan madaltamaan ja turvallisuutta lisäämään. Mahdollisesti myös erilaiset polttoaineiden yhdistelmät voivat yleistyä, kuten öljy-puu-kaksoispesäkattilan rinnalle on tullut pelletti-pilke-kaksoispesä. Kattilatekniikan kehittely on kuitenkin vielä pientä.
Periaate Keskuslämmityskattiloita ja toimintaperiaatteita on erilaisia. Periaatteita on käsitelty polttotavan yhteydessä.
Jaottelua Keskuslämmityskattilat voidaan jakaa kolmeen ryhmään polttotavan mukaan: alapalokattilat, yläpalokattilat ja käänteispalokattilat. Muina kohtina tässä tekstissä käsitellään stokeripoltin, etupesäpoltin ja kaksoispesäkattila.
Lähdekirjallisuus
Wahlroos, L. 1979. Kotimaiset polttoaineet ja keskuslämmityskattilat. T:mi Energiakirjat. Kokemäki.
Tissari, J (toim.). 2005. Puun polton pienhiukkaspäästöt. Loppuraportti 31.8.2005. Kuopion yliopiston ympäristötieteiden laitosten monistesarja. Kuopio.
sivun alkuun