Пеллетные котлы

Конструкция и принцип работы

Центром или самым важным элементом данного аппарата является горелка, в ней сконцентрирован практически весь процесс, так же она связана с контроллером котла, которому, собственно, и подчиняется.

Существует две разновидности горелок:

Ретортная.
Факельная.

Ретортная горелка имеет вид чаши, выполненной из чугуна или жаропрочной стали, в которой происходит процесс горения топлива. Топливо в нее поступает снизу. Для того, чтобы происходило охлаждение поверхности в зоне горения, предусмотрен подвод первичного воздуха с боков чаши.

Также предусмотрен и подвод вторичного воздуха сквозь отверстие в горелке, или другие технологические отверстия в конструкции устройства. Зола, которая образовывается при горении, опадает с ретортной горелки под воздействием поступающего топлива. Во время работы пламя направляется вверх, это должно быть учтено при конструкции котла на пеллетах.

Данный вид горелок разделяется на подвижные и неподвижные. Первый вид способен работать на высокозолистом топливе, а также на топливе с примесями пыли на щепках, опилках, угле с пылью. Второй вид работает исключительно на сухом гомогенизированном топливе, таком, как качественный мелко фракционный уголь, на древесных пеллетах.

Факельная представляет собой трубу, которая и является камерой сгорания. Работает все следующим образом: с одной из сторон подаются пеллеты при помощи шнека, а из другого конца выходит горизонтально направленное пламя. Нагнетание воздуха происходит со стороны попадания топлива. Данный вид горелки наиболее распространенный, поскольку в ретортных часто сбивается механизм подачи топлива из-за его засорения.

Итак, рассмотрим как же работает данное устройство более детально на примере факельной горелки. Камера, где происходит процесс горения, расположена внутри котла, внешняя часть горелки выполнена в виде корпуса, где находится шнек, который служит для транспортировки пеллет и вентилятор для подачи воздуха.

Для того, чтобы работал электроподжиг и была возможность поддерживать пламя, предусмотрена плата управления, наличие фотодатчика и элемента накаливания. Сверху расположено отверстие для подачи топлива.

В действии это выглядит все следующим образом, поступает команда от контроллера на шнек и он начинает подачу небольшого количества топлива в камеру, затем происходит его остановка. Происходит включение элемента накаливания и начинает работать вентилятор, что заставляет пеллеты возгораться.

Далее фотодатчик производит фиксацию наличия устойчивого огня, и подает сигнал блоку управления, который отключает элемент накаливания. Далее работает в описанном выше режиме.

На рынке представлены модели, в которых бункер-хранилище установлен над патрубком горелки, это в свою очередь дает возможность топливу поступать в него, не проходя через дополнительный конвейер.

Преимущества и недостатки

Пеллетный котел считается самым экологичным агрегатом, несмотря на высокую стоимость

Для получения полного представления о работе твердотопливных отопительных котлов недостаточно знать их принцип работы и устройство. Для этого потребуется ознакомиться с достоинствами и недостатками. К положительным сторонам относят следующие характерные черты:

повышенный показатель экономичности, исключающий потребность в создании больших запасов дров или угля;
высокий КПД, достигнуть которого удается лишь при эксплуатации газового котельного оборудования;
высокая теплотворность исходного материала;
достаточно низкая в сравнении с тепловым эффектом стоимость твердого топлива;
абсолютная безопасность эксплуатации оборудования этого типа;
возможность полной автоматизации рабочего процесса;
возможность обходиться при контроле состояния системы без участия человека, поскольку встроенная автоматика контролирует подачу топлива и температурный режим системы;
долговечность и надежность оборудования в целом.

Автоматика котла работает на электричестве, что увеличивает расходы на отопление

У агрегатов этого класса имеются недостатки, которые обязательно учитываются при выборе конкретного образца отопительного оборудования:

высокая стоимость комплектующих изделий, производимых специально для ремонта агрегатов своими руками;
сложность с приобретением горючего топлива (пеллет), объясняемая плохой налаженностью процесса производства древесных гранул;
высокий расход электроэнергии, связанный с дополнительными затратами электричества на автоматизацию процессов.

Особенностью работы оборудования является необходимость в проведении новой настройки системы отопления после ее вынужденной остановки на время более 10-ти часов. К сложностям обращения с пеллетными котлами относят и постоянную заботу пользователя о непрерывности поступления электропитания от источника тока. Чтобы не зависеть от неожиданных отключений электроэнергии, рекомендуется установить автономный генератор.

Принцип работы пеллетного котла

Данное оборудование является твердотопливным котлом, для работы которого используется особый вид топлива, называемый пеллеты. Этот отопительный материал выпускается в виде небольших гранул, которые изготавливаются прессованием отходов деревообрабатывающих предприятий. Пеллетными котлами отапливаются здания, а также в них подается горячее водоснабжение. Котлы имеют различную мощность, начиная с 15 и заканчивая 100 кВт.

Использование топливных пеллетов для котлов отопления.

Отопительные котлы существуют трех видов:

Предназначающиеся для использования в виде топлива исключительно пеллетов.
Использующие резервное топливо в виде брикетов или дров. Однако, применяя резервное топливо, котел проработает только в течение нескольких часов.
Комбинированные, в которых имеется несколько камер сгорания. Такое оборудование работает не только на пеллетах, можно использовать дрова или уголь.

Пеллетный котел представляет собой отопительный прибор в виде конструкции, изготовленной из листовой стали. В оборудовании объединяется несколько механизмов одновременно:

Котел, имеющий специальную пеллетную горелку.
Транспортер, по которому гранулы подаются в камеру сгорания.
Бункер, в котором хранится топливо.

Принцип работы оборудования следующий:

В бак шнеком загружаются пеллеты, которые затем попадают в топку, где сгорают. При горении гранулы выделяют петло, разогревающее теплоносители, которые разносят тепло по всему помещению, которое отапливается.

Особенности эксплуатации пеллетных котлов отопления.

Благодаря особой конструкции камеры сгорания, которая представляет собой что-то вроде форсунки, получается высокий коэффициент полезного действия пеллетного котла, достигающий около 96 % у оборудования, принадлежащего к премиум-классу.

Для изготовления теплообменника котлов используют чугун или сталь. Чугун имеет отличную устойчивость к коррозийным процессам, однако, является довольно хрупким и не способным выдерживать гидроудары. Сталь не боится высокое давление, но ее необходимо обрабатывать специальными веществами, предохраняющими от появления ржавчины.

Пеллетный котел имеет автоматическое управление, регулирующее подачу топлива и поддерживающее температуру, на которую запрограммирован теплоноситель. Обслуживать оборудование достаточно просто. Засыпаются гранулы в бункер один раз за 2-14 суток (частота засыпки зависит от того, какой объем имеет емкость).

Правда, необходимо выполнять регулярную чистку дымогарных каналов и удаление золы из предусмотренного в конструкции котла зольного ящика. Устройства имеют различные сроки эксплуатации, на которые влияет класс оборудования. В среднем пеллетные котлы служат в течение 10-50 лет.

Автоматический котел на пеллетах определенно имеет ряд преимушеств

Степень определенной свободы добавляет домовладельцу котел на пеллетах, позволяя почувствовать максимальный комфорт. Загрузка пеллетных гранул производится в специальную емкость, соедененную посредством шнека с камерой сгорания. Современные системы автоматики, способствуют програмированию по обеспечению гранулами котла отопления на пеллетах на неделю вперед.

Некоторые конструкции позволяют подключать пульт дистанционного управления. Автоматический режим предполагает эффективную экономию топлива, за счет включения или отключения горелки, в зависимости от интенсивности отопительного периода в течение суток.

Обеспечение топливом для постоянной работы без перерывов осуществляет резервуар с объемом достигающим 300 литров. Прогнозируемая потребность в пеллетах на сутки работы составляет 15 -20 кг при мощности до 25 кВт. Полная загрузка бункера гарантирует непрерывную работу пеллетного котла в течение трех суток.

Несложные манипуляции позволяют произвести монтаж дополнительного внешнего бункера. Увеличивая размеры приемника, можно добиться пролонгированной работоспособности на одной загрузке без вмешательства человека. Единственно о чем придется позаботиться — следить за своевременной очисткой отстойника от золы.

Работа горелки регламентируется и отслеживается системой управления. Во избежании чрезмерного перегрева, гранулированные пеллеты поступают в камеру сгорания частями в ограниченном количестве. При необходимости котел выключается нажатием одной кнопки. Пеллетный котел автоматически прекращает деятельность по истечении 10 минут. Промежуток между нажатием на кнопку и полным прекращением работы, необходим для полного сжигания ранее поданной партии пеллет.

Принцип работы и устройство

Пеллетный котел – это твердотопливный котел, который работает на гранулах из древесины, сжигающихся под давлением. Топливо в него подается дозировано с помощью специального устройства – шнека. Это уменьшает массу несгораемых веществ и повысить таким образом КПД. Таков принцип работы пеллетного котла. Иногда топливо поступает под собственным весом гранул.

Происходит это так: пеллеты насыпаются в принимающее устройство или бункер, в котором хранятся неограниченное время. Чем больше объем бункера, тем дольше котел проработает автономно. В среднем объем рассчитан на два-три дня. Использование дополнительных емкостей способно поднять автономность до двух недель.

Шнек, который подает топливо, конструктивно похож на спираль. Он вращается, и пеллеты перемещаются по внутренней «резьбе», попадая в горелку.

В конструкцию входят следующие элементы:

Топка с дверцами;
Колосники;
Теплообменник;
Внешняя обшивка;
Комплект элементов для сжигания пеллет: горелка, шнек (устройство подачи твердого топлива), емкость для хранения пеллет (бункер), рекуператор;
Блок управления автоматикой.

Конструкция пеллетного котла

Для увеличения КПД в горелку компрессором нагнетается воздух. В некоторых моделях используется теплообменник накопительного типа, аккумулирующий тепло, обычно уходящее с дымом.

Все процессы регулируются электроникой, начиная от подачи пеллет и заканчивая удалением золы. В системе автоматического управления используется разный набор сенсоров: автомат защиты от прерывания тяги, прекращения подачи топлива и защиты от обратного пламени, сенсор, контролирующий наличие самого пламени.

Для тонкой и корректной настройки используется лямбда-зонд по типу автомобильного. По остатку кислорода газах и дыме он выдает сигнал на корректировку объема воздуха, подающегося в котел.

Изготовление пеллетной горелки

Пеллетные установки часто игнорируются покупателями из-за их дороговизны по сравнению с газовым и электрическим оборудованием, при этом проблема решается путём изготовления устройства в домашних условиях.

Общая схема для самостоятельного изготовления пеллетной горелки

Камеру сгорания можно обустроить из трубы квадратного или круглого сечения. Отдавать предпочтение лучше жароустойчивой стали, способной противостоять повышенным температурам, толщина стенок должна быть не меньше 4 мм.

Крепление самодельной установки к котлу производится фланцевой пластиной, изготовленной из жаропрочной стали толщиной от 3 мм.

Контейнер для подачи топлива в камеру сгорания можно приобрести либо изготовить своими руками. Самый оптимальный вариант – сразу делать установку, в которой топливо будет подаваться автоматически. Для этого в приобретённую трубу нужного диаметра помещаем шнек. Вращение устройства будет производиться за счёт подшипника, редуктора и двигателя, работающего на низких оборотах.

Дополнительно в магазине приобретается вентилятор, который будет нагнетать воздух. Вентилятор закрепляется на пластине, которая изготавливается в зависимости от размеров и конструкции дверцы используемого в вашем доме котла.

Важно также побеспокоиться о регулировке количества поступающего топлива и объёма нагнетаемого вентилятором воздуха, иначе самодельное устройство будет работать нестабильно. В домашних устройствах регулировка силы подачи воздуха и количества пеллетов производится в ручном режиме

Данный способ неудобен из-за того, что требует постоянного присмотра за горелкой

Данный способ неудобен из-за того, что требует постоянного присмотра за горелкой.

Для автоматизации приобретается электрический элемент накаливания и фотодатчик. Первое устройство производит розжиг пламени в случае, если пеллеты погасли, также регулирует включение устройства. Фотодатчик следит за появлением пламени: если пламя стабильное, датчик передаёт сигнал на элемент накаливания для прекращения розжига.

Для автоматизации системы также приобретается датчик заполнения. Он будет оповещать электронную начинку устройства о степени заполнения камеры сгорания пеллетами.

Пеллетные горелки – современное оборудование для котлов, которое позволяет повысить экологичность процесса и снизить затраты на топливо. При этом само оборудование в магазине имеет высокую стоимость. Для базовых бытовых нужд лучше отдавать предпочтение самодельным устройствам, работу которых при необходимости можно автоматизировать.

Примерная стоимость пеллетных котлов для отопления частного дома

Средняя цена оборудования, работающего на гранулах, варьируется в диапазоне от 140 до 250 тыс. руб.

В зависимости от степени автоматизации и производителя.

При покупке аппаратов, использующих в качестве топлива древесные гранулы, требуется учитывать, что агрегаты нуждаются в техническом обслуживании, которое заключается в проведении регулярной чистки. Для них также нужно правильно выбрать вид используемого топлива. Пеллетные котлы являются современными, экологически безопасными и выгодными агрегатами. Благодаря достойным техническим характеристикам это оборудование начинает завоевывать популярность среди владельцев частных домов.

Особенности установки пеллетного котла

Если у вас нет специальных навыков, для установки котла следует обратиться к профессионалам. Грубые ошибки при подключении могут привести к выходу прибора из строя, и вы больше не сможете предъявлять претензии по гарантии.

Следует помнить, что каждая модель котла имеет свои особенности, поэтому не стоит пренебрегать технической документацией. Кроме того, при установке пеллетных котлов необходимо соблюдать правила, действующие для всех твердотопливных установок:

Высота потолков должна составлять на менее 2,2 м, а площадь – от 12 м².
Наличие естественной и принудительной вентиляции является обязательным.
Для облицовки стен и пола нужно использовать негорючие материалы – керамическая плитка, штукатурка.
Требования к основанию под котел зависят от веса конкретной модели. В некоторых случаях нужна заливка фундамента.
При выборе места размещения котла сразу стоит подумать о возможности доступа к основным узлам агрегата, которые требуют проверки и обслуживания.
Обязательным условием является наличие естественного освещения.

Во время работы необходимо также соблюдать следующие правила:

не хранить в котельной больший объем топлива, чем нужно для одной закладки;
убирать из помещения легковоспламеняющиеся, взрывоопасные материалы, тряпки;
между котлом и силосом (хранилищем пеллет) следует соорудить негорючую перегородку;
расстояние от топливного бункера до горелки должно составлять не менее 1 м.

Как организовать непрерывное электроснабжение

При установке системы следует учитывать, что пеллетные котлы требуют постоянного доступа к электросети, поэтому на них распространяются общие правила подключения электроустановок:

подключением пеллетного котла должен заниматься электромонтажник, с соответствующим допуском к работам такого уровня;
запитка станции выполняется напрямую от щитовой, при этом отсекающие автоматы ставят вне помещения котельной;
обязательно должно быть установлено УЗО;
металлические детали конструкции заземляют;
для котлов длительного горения на пеллетах требуется установить стабилизатор, так как оборудование этого вида очень чувствительно к перепадам напряжения.

Некоторые важные части установки — система дымоудаления, автоматический розжиг, датчики, автоматические системы, электропривод — функционируют только при наличии электричества. Необходимо установить источник бесперебойного питания (ИБП) на основе батарей большой емкости для обеспечения непрерывной работы системы даже в случае отключения электроэнергии. В зависимости от модели, ИБП может обеспечить автономную работу котла на срок до 2-3 дней.

Требования к дымоходу для пеллетных котлов

Из-за некоторых конструктивных особенностей пеллетных котлов дымоход должен соответствовать определенным параметрам:

Подключаемый к котлу дымоход должен выдерживать рабочую температуру около 450-550 °С и максимальный нагрев на краткий срок до 1000 °С.
Сечение трубы овальное или круглое, точные размеры минимального диаметра трубы указаны в технической документации.
Дымоход должен также обеспечивать стабильную тягу в трубе.

Особенности установки пеллетного котла

Если вы не обладаете специальными навыками, для установки отопительного котла лучше всего обратиться к квалифицированным специалистам. Грубые ошибки, допущенные в процессе подключения, могут привести к поломке оборудования, как следствие, вы можете лишиться возможности получения гарантийного обслуживания.

Следует учитывать, что каждая модель котла имеет свои особенности, поэтому не пренебрегайте технической документацией. Кроме того, при установке пеллетных котлов нужно руководствоваться нормами, которые распространяются на все твердотопливное оборудование:

Высота потолков должна составлять на менее 2,2 м, а площадь – от 12 м².
Наличие естественной и принудительной вентиляции является обязательным.
Для облицовки стен и пола нужно использовать негорючие материалы – керамическая плитка, штукатурка.
Требования к основанию под котел зависят от веса конкретной модели. В некоторых случаях нужна заливка фундамента.
При выборе места размещения котла сразу стоит подумать о возможности доступа к основным узлам агрегата, которые требуют проверки и обслуживания.
Обязательным условием является наличие естественного освещения.

В процессе эксплуатации также стоит соблюдать следующие правила:

не хранить в котельной больший объем топлива, чем нужно для одной закладки;
убирать из помещения легковоспламеняющиеся, взрывоопасные материалы, тряпки;
между котлом и силосом (хранилищем пеллет) следует соорудить негорючую перегородку;
расстояние от топливного бункера до горелки должно составлять не менее 1 м.

Как организовать непрерывное электроснабжение

При монтаже конструкции стоит учитывать, что пеллетные котлы требуют постоянного доступа к электроэнергии, а значит, на них распространяются общие правила подключения электроустановок:

подключением пеллетного котла должен заниматься электромонтажник, с соответствующим допуском к работам такого уровня;
запитка станции выполняется напрямую от щитовой, при этом отсекающие автоматы ставят вне помещения котельной;
обязательно должно быть установлено УЗО;
металлические детали конструкции заземляют;
для котлов длительного горения на пеллетах требуется установить стабилизатор, так как оборудование этого вида очень чувствительно к перепадам напряжения.

Некоторые важные узлы конструкции – система дымоудаления, авторозжиг, датчики, автоматические системы, электропривод – работают только при наличии электроэнергии. Для обеспечения постоянной работы системы, даже во время отключения электроэнергии, необходимо установить источник бесперебойного питания (ИБП), который работает на основе аккумуляторных батарей большой емкости. В зависимости от модели ИБП может обеспечивать автономную работу котла до 2-3 суток.

Требования к дымоходу для пеллетных котлов

Вследствие некоторых конструктивных особенностей котлов, работающих на пеллетном топливе, дымоход должен соответствовать ряду параметров:

Подключаемый к котлу дымоход должен выдерживать рабочую температуру около 450-550 °С и максимальный нагрев на краткий срок до 1000 °С.
Сечение трубы овальное или круглое, точные размеры минимального диаметра трубы указаны в технической документации.
Дымоход должен также обеспечивать стабильную тягу в трубе.