Лучшая замена дровам, электричеству и газу! пеллетный котёл: что это такое?

Котел на пеллетах: принцип работы

Рисунок 3. Сравнительная таблица расхода топлива разных видов.

Пеллетное отопление — это наиболее безопасная, экологически чистая технология хай-тэк, которая позволяет автоматизировать работу котельной полностью, в отличие от использования угля и дров. Котел на пеллетах состоит из 3-х механизмов, которые объединены в единое функциональное устройство: как правило, это котел со специальной горелкой, в котором сжигается топливо, бункер, в котором хранится запас гранул, и механизм, подающий пеллеты в камеру сгорания.

Основой системы отопления данного вида является котел для сжигания пеллет. Котел на пеллетах имеет следующий принцип работы: древесные гранулы засыпаются в бункер и оттуда подаются по мере необходимости в топку котла при помощи специального шнека, управляемого автоматикой. Чем больше нам нужно тепла, тем больше расход гранул. Когда температура воздуха в помещении достигает требуемого уровня, шнек останавливается и гранулы перестают попадать в печь, экономя расход топлива. Вместимость бункера может быть разной. Есть бункеры, которые можно загрузить гранулами на целый год, сезон, месяц, неделю или просто на несколько дней. Использовать котел на пеллетах желательно в паре с дополнительным, резервным котлом.

Немного о топливе и его сжигании

Пеллетное топливо

Пеллеты представляют собой спрессованную, измельченную древесину. Гранулы имеют размеры 6-8 мм в диаметре и 50-70 в длину (среднестатистические показатели). При изготовлении топливных элементов не используются клеи и посторонние химические добавки. Технология производства выглядит следующим образом:

• деревосодержащие отходы тщательно высушиваются,
• после измельчения происходит второй цикл сушки, в ходе которого влажность сырья доводится до 2-3%,
• в специальной установке мелкие опилки подвергаются воздействию высокой температуры, давления, пара,
• при спрессовывании из дерева выделяются масла и смолы, которые работают как естественный клеевой состав, соединяя опилки в достаточно прочную гранулу с показателем влажности до 15%.

Каждый производитель пеллетных котлов рекомендует загружать в свои установки топливо с определенными характеристиками. Играют роль:

• какие типы пеллетных горелок котлов применяются,
• тип системы подачи топлива,
• характеристики структуры удаления зольных остатков.

При использовании не рекомендуемого класса пеллет, котел будет снижать коэффициент полезного действия, требовать процедур обслуживания. Это совсем не хочется наблюдать в отопительный сезон. Пеллетный котел, правильно выбранный, обеспеченный автоматикой подачи топлива и удаления зольных остатков не потребует вмешательства в свою работу.

Пеллеты из шелухи подсолнуха

На массовом рынке предлагаются не только гранулы, созданные исключительно из древесных остатков, считающиеся топливом высокого качества. На практике можно приобрести пеллеты, сделанные из шелухи подсолнечника, гречки, других злаков, с содержанием измельченных косточек разных фруктовых культур. Характер исходного сырья влияет на количество выделяемой теплоты при сгорании и массу топлива, которое потребит пеллетный котел в сутки, неделю, месяц.

Первое включение котла

1. Заполняют бункер для пеллет.
2. Проверяют давления воды в отопительной сети и при необходимости подпитывают до нормативного значения.
3. Открываю дымовую заслонку.
4. Розжигают горелку – через рабочий пульт котла или вручную.
5. Проверяют соответствие рабочих параметров проектным.
6. Полную остановку ПК выполняют после догорания всего топлива. Процесс контролируют через смотровое окно.
7. С целью предотвращения образования конденсата следят за температурой входного теплоносителя водонагревателя. Он не должен быть холодным иначе это приведет к обильному образованию конденсата, увеличению сажи в газовом тракте, как на стенках теплообменника, так и в дымовой трубе, что резко снижает КПД установки.

Распространенные ошибки обвязки пеллетного котла отопления:

1. Отсутствует контроль за температурой обратной воды, поступающей в котел.
2. Плохая герметизация газового тракта, утечка пиролизного газа и падение КПД.
3. Отсутствует теплоизоляция основания под котлом, как следствие конденсация с выделением вредных веществ.
4. Несоответствие габаритов помещения требованиям пожарной безопасности, приводит к невозможности обслуживания шнека с пеллетами и бункера.

Пеллетные котлы эффективны и просты в эксплуатации, поскольку имеют возможность продолжительной автономной работы. Себестоимость тепловой энергии такой установки не высокая, а использовать ее гораздо удобнее, чем другое отопительное оборудование в деревянном доме. Однако все это будет зависеть от того насколько правильно сделан выбор оборудование, его монтаж и наладка.

Устройство

Среди всех типов твердотопливных котлоагрегатов только пеллетные котлы с автоматической подачей топлива способны функционировать более 7 дней без участия оперативного персонала.

Базовые элементы конструкции таких котлов:

1. Гранульная горелочное устройство объемного типа с самоочисткой.
2. Многоходовой котловой теплообменный аппарат.
3. Шнековый транспортер для топливоподачи с бункером
4. Группа безопасности с контроллером.

В таких агрегатах применяется объемное гранульное горелочное устройство. В нем реализуется практически полное сгорание гранул и современный КПД пеллетных котлов. Расход пеллет дозируется.

Загрузка в горелочное устройство выполняется верхней или нижней. Обычно агрегаты имеют возможность использовать любое твердое топливо, для этого на горелку устанавливается специальный лист металла, после чего агрегат работает, как традиционный твердотопливник.

Пеллетные котлоагрегаты оборудуются эффективными многоходовыми теплообменниками, которые способны выполнить максимальный теплосъем от выработанного тепла, тем самым снижают температуру дымовых газов до 90-150 С. Система дымоотвода имеет устройства самоочистки.

Многие модификации выполненные двухконтурными для отопления и ГВС или имеют возможность подключение к внешнему бойлеру косвенного нагрева. Такие источники отопления имеют высокий срок эксплуатации более 10 лет.

Стоит учесть при выборе

• Пеллетный котел во время работы заметно шумит, ведь в нем установлен вентилятор и другие подвижные детали. Если спальня расположена недалеко от котельной, то стоит позаботиться о звукоизоляции;
• Пеллетный котел нуждается в постоянном электропитании. Если в доме нередки отключения и перепады напряжения, стоит позаботиться о покупке дизельной или бензиновой электростанции или блока бесперебойного питания;
• Пеллетный котел периодически нуждается в техническом обслуживании. Вентилятор, блок управления, система пневмотранспорта, шнеки — техника, которая рано или поздно изнашивается…

Правда, для реализации этого способа загрузки должна быть предусмотрена возможность подъезда к складу транспортного средства. Кроме того, приемное отверстие топливного склада не может располагаться намного выше уровня земли, иначе кран-манипулятор просто не сможет поднять тюк с пеллетами на нужную высоту.

Выгрузка пеллет из биг-бэга в топливный склад осуществляется с помощью переносной пневматической системы

В принципе, подавать «биг-бэги» к загрузочному люку топливного склада коттеджа зачастую можно и прямо с фуры с помощью автокрана, имеющего достаточную грузоподъемность и вылет стрелы (как правило, не менее 10—15 метров).

Некоторые поставщики пеллетных котлов предлагают для выгрузки пеллет из «биг-бэгов» в топливохранилище коттеджа переносные пневматические системы. Производительность таких систем, как правило, небольшая, около 10 килограммов в минуту. При доставке нескольких тонн пеллет на эту процедуру придется потратить несколько часов. Но зато можно обойтись без приглашения наемных работников.

Характерно, что с помощью переносной пневмосистемы можно загружать склады не только с вертикальной, но и с горизонтальной загрузкой.

Следует отметить, что в загородных домах, эксплуатируемых от случая к случаю, в «режиме выходного дня», для хранения запаса пеллет можно ограничиться покупкой бункера увеличенного размера из стали. Размер стального бункера увеличенных размеров составляет 1000—1100 литров. Если топочная имеет достаточно большие размеры, то можно установить такой бункер рядом с котлом, в противном случае придется предусмотреть для его размещения отдельное помещение.

Что такое пеллеты

Грубо говоря, пеллеты – это спрессованные измельченные отходы деревообработки. Материал измельчают (получаются опилки до 4 мм в размере), сушат (обжигают в специальных камерах), потом увлажняют паром, гранулируют, охлаждают и фасуют.

Различают несколько типов гранул, качество которых зависит от оттенка. Чем светлее гранулы, тем лучше. Это обусловлено материалом, из которого их сделали – темные изготовлены из древесины с корой или вообще из биомассы. Такие хуже горят, выделяют меньше тепла и оставляют больше золы.

Пеллеты

Высший сорт пеллет – Л1. Такие обладают целым рядом качеств, удовлетворяющих самым высоким требованиям. Наиболее распространены пеллеты с диаметром от 6 до 8 мм. Длина варьируется от 15 до 35 мм.

На видео показан принцип работы котла:

Пеллетный котел конструкция и принцип работы

Стандартная конструкция пеллетного котла включает все атрибуты традиционного твердотопливного аппарата в дополнении к которому присутствует система шнеков. Комплекс взаимосвязанных механизмов позволяет осуществлять доставку гранул непосредственно на форсунку горелки. Попадая на форсунку, гранулы поочередно разжигаются, поддерживая постоянный процесс горения. Общая система автоматизации пеллетного котла:

Стандартные элементы производства тепловой энергии:

— котел;
— горелка;
— теплообменник;
— вентилятор;
— система автоматики;
— турбуляторы, камера сгорания и другие конструктивные детали.

Неотъемлемым механизмом пеллетного котла является резервуар для загрузки гранул и шнековый транспортёр пеллет до форсунки.

Безусловно, существует множество конструкций и модификаций, но все котлы пеллетные объединяет общая схема работы. Топливные гранулы загружаются в резервуар, из него продвигаются шнековым механизмом до пеллетной горелке. Специальная пеллетная горелка напоминает металлический дуршлаг. Гранулированные пеллеты, попадая на него разжигаются, при помощи обычного ТЭНа и раздуваются вентилятором.

Процесс пополнения камеры сгорания происходит автоматически, после полной загрузки бункера-приемника, пеллетный котел может проработать несколько суток. Далее энергия тепла посредством теплообменника передается теплоносителю и осуществляется прогрев помещения.

Интенсивность выделения тепла и его количество при сгорании 1 килограмма пеллетных гранул сопоставимо с 0,5 литрами солярки и соответствует 5 кВт/час. Отметим, что сгорание пеллет и выделении при этом тепловой энергии, происходит результативней и с большим коэффициентом полезного действия, в отличии от обычных дров. Высокая результативность и максимальное сгорание гранул, приводит к тому, что котлы на пеллетах меньше засоряются и домовладельцу приходиться реже прибегать к очистке котла от сажи и золы.

Требования к монтажу

Пеллетный котел – это сложный агрегат, который относится к объектам повышенной пожарной опасности. Выполнение монтажных работ должно проводится специально обученными людьми, имеющими допуск.

Основные требования:

1. Агрегат устанавливается на несгораемом основании.
2. Топочная обязана соответствовать требованиям СНИП и проекту.
3. Размещение котлоагрегата выполняется так, чтобы было свободное пространство для техобслуживания: высота потолков — более 2.0 м, промежуток перед фронтом котла — не менее — 0,7 м, с боковых сторон — 0,4 м, между задней частью агрегата и стенкой — 0,2 м.
4. Подача воздуха выполняется принудительной через центробежный вентилятор. В топочной обустраивают не закрываемое вентиляционное отверстие – 10 см.
5. В топочной должно быть отдельное электропитание и система заземления котельного оборудования.
6. Котел подключается к системе дымоотвода, работающей по принципу естественной или принудительной вентиляции. При естественной системе разрежение в котле должно быть выше 5 Па, что регулируется высотой 600 см от патрубка котлоагрегата.
7. Дымоход устанавливают отдельно стоящим из нержавеющей трубы с теплозащитой и установкой конденсатоотводчика.

Расчет расхода топлива при обогреве пеллетным котлом

Расход топлива на отопление зависит от многих факторов. Составить ориентировочный расчет расхода пеллет во время отопительного сезона можно, воспользовавшись условным расчетом. В качестве примера берется загородный дом площадью в 200 кв.м со стандартными стенами, высотой потолков до 3 м, утепленным чердаком, утепленными оконными конструкциями и дверями. Отопление данного дома производит пеллетный котел мощностью 20 кВт.

1. При полной мощности оборудование потребляет 4 кг пеллет за 1 час (5 кВт с 1 кг топлива), соответственно в сутки ему понадобится — 4 кг х 24 часа = 96 кг.
2. Затем можно рассчитать количество пеллет, которое следует приобрести на 1 месяц — 96 кг х 30 дней = 2880 кг.
3. Учитывая, что любой пеллетный котел может быть настроен в режиме экономичной работы, полученное число следует уменьшить на 10%. Итого на отопление дома при температуре ниже 0 градусов в течение месяца потребуется около 2592 кг топлива.
4. Чтобы рассчитать, какой расход денежных средств потребуется для закупки топлива, следует полученное число умножить на стоимость 1 кг пеллет. Обычно эта сумма составляет от 20000 до 25000 руб. в сезон в зависимости от их вида и качества.
5. Кроме того, необходимо учитывать, что данный вид оборудования не может работать без электричества, поэтому в смету затрат на отопление следует закладывать не только пеллеты, но и расход денежных средств на электроэнергию.

Системы подачи гранул из хранилища в котел

Присоединение внешнего бункера к котлу на древесных гранулах, осуществляется посредством шнековой (червячной) и вакуумной топливной передачи

При выборе варианта подключения, обращают внимание на несколько характеристик:

1. Энергозатраты.
2. Шумовые характеристики.
3. Зависимость от постоянного наличия электроэнергии.

Обратив внимание на перечисленные выше моменты, можно подобрать оптимальный вариант для частного дома или промышленного помещения

Шнековая транспортировка пеллет

Шнеки для подачи топлива в пеллетные котлы, являются одним из самых распространенных способов транспортировки гранул. Данное решение имеет следующие особенности:

• Небольшие энергозатраты – шнек приводится в движение электродвигателем, с мощностью не более 180 Вт/час. Работа и соответственно затраты электроэнергии, происходят в постоянном режиме.
• Шумовые характеристики – движение червячной передачи осуществляется практически без шума. По этой причине, шнек можно использовать в котельной, примыкающей к жилым помещениям.
• Зависимость от электричества – по шнековой трубе, со склада пеллет, постоянно поступают топливные гранулы. Остановка движения приводит к моментальному отключению котла.

Бункер-накопитель со шнеком достаточно сложно встроить в уже существующие помещения. Использование червячной передачи уменьшает полезную площадь хранилища, практически на 20%.

Вакуумная подача древесных гранул

Вакуумная система топливоподачи из склада к котлу также имеет свои достоинства и недостатки, связанные с конструктивными особенностями и характеристиками устройства:

• Затраты электроэнергии – насос работает приблизительно 15 минут в течение суток. При этом, пиковая нагрузка на электросеть составляет 1,5 кВт.
• Шумовые характеристики – по интенсивности шума, работу насоса можно сравнить с бытовым пылесосом. Потребуется дополнительная звукоизоляция котельной и хранилища.
• Зависимость от электричества – для нормальной работы котла достаточно, чтобы насос проработал не более 15 мин. в сутки. Если именно в это время не произойдет отключение напряжения в сети, система отопления продолжит работать.

Вакуумная транспортировка пеллет от склада хранения к бункеру отопительного котла, более удобна и эффективна. Длина транспортного маршрута увеличивается до 30 м, на 10 м больше, чем допустимый предел у шнековой передачи. Появляется множество вариантов для размещения хранилища на участке возле дома. Возможно одновременное подключение сразу нескольких емкостей или увеличение уже существующего бункера до 30 м³.

Требования ППБ к хранилищам пеллет

Котельная и хранилища пеллет являются потенциально опасными помещениями с большой вероятностью возникновения пожара. Обязательно применение превентивных мер, предотвращающих возникновение пожара.

Общими рекомендациями ППБ являются:

• Помещение запрещается загружать под самый верх. Пространство между пеллетами и верхней крышкой бака оставляют для беспрепятственной циркуляции воздуха через приемный патрубок и клапан для сброса давления.
• Склад проветривают перед каждой загрузкой топлива.
• Котел останавливают приблизительно за час до дозаправки бункера.
• Обеспечение пожаротушения бункера, используемого в промышленных целях, предусматривает установку автоматических систем пожаротушения.
• Для предотвращения возгорания бункера, все металлические части заземляются, проводится регулярная очистка механических частей и электродвигателей от скопившейся пыли.
• Между котлом и складом устанавливают шлюзовой затвор.
• Подающий шнек оснащается системой пожаротушения.
• Автоматика оснащается датчиками остановки работы котла, при нагреве температуры шнековой подачи до 85-90°С.

Как показывает практика, самому изготовить бункер для пеллетного котла, с учетом всех требований ППБ, невозможно. Использование кустарных установок увеличивает вероятность возникновения пожара.

Особенности отопления пеллетным котлом

Главной особенностью данных агрегатов является использование пеллет в качестве основного сырья. Данный вид топлива является самым экологически чистым и безопасным. В состав топлива входят только спрессованные древесные отходы, поэтому при их сгорании отсутствует выброс вредных веществ.

С конструктивной точки зрения данный тип твердотопливного котла также обладает рядом отличительных свойств:

• Топливный бункер. Как правило, водогрейный отопительный агрегат поставляется вместе с пеллетным бункером, где хранится сырье. Бывают встроенного (является составной частью котла) или внешнего типа.
• Шнек. Специальный механизм подачи топлива в топку, который оснащен электромотором. С помощью данного прибора осуществляется сброс пеллет через гибкий шланг в дозатор.
• Горелка. Специальная горелка с модуляцией пламени обеспечивает высокий КПД отопительного оборудования, а по эффективности работы сравнима с газовыми теплогенератором.

Многоходовая конструкция котла также увеличивает теплоотдачу теплообменника и эффективность отопления в целом, при этом температура продуктов сгорания находится в пределах 100-200 градусов.

Когда чаще всего выбирают пеллетные котлы

Чаще всего это происходит при отсутствии газовой магистрали, при невозможности установить газовый котел. Несомненно, газовый агрегат является самым экономичным и простым в эксплуатации. Однако, при отсутствии возможности его установки, почти единственной альтернативой становится покупка твердотопливного котла. Пеллетный котел, как разновидность устройств на твердом топливе, упрощает жизнь хозяевам загородного дома. При оптимальных настройках подходить к теплогенератору можно раз в неделю, а не раз в несколько часов, как в случае с классическим ТТ агрегатом с ручной загрузкой топлива.

Многие владельцы частных домов также задумываются об установке электрического котла. Однако, как показывает практика, это намного затратное устройство в плане оплаты счетов за электроэнергию. Даже с учетом льготных тарифов на отопление и т.д.

Краткий обзор импортных изделий

Зарубежной альтернативой отечественным изделиям является пеллетная горелка Китурами, перечень ее характеристик следующий:

• диапазон мощности – от 8 до 33 кВт;
• КПД изделия – до 95%, общее значение КПД зависит от конструкции котла;
• дистанционный контроллер;
• датчики температуры, уровня воды, перегрева, переполнения шнека гранулами;
• самоочищающийся колосник.

Недостатками данного устройства есть высокая стоимость и зависимость от надежности электроснабжения. В остальном изделие достаточно надежно и не вызывает нареканий, им комплектуются твердотопливные установки DRAGON KRP.

Пеллетная горелка Ferroli

Не менее высокой надежностью отличается пеллетная горелка Ферроли Sun P7 и Sun P12, которая устанавливается на твердотопливные агрегаты BUDERUS и SFL. Максимальная мощность – 34 и 55 кВт соответственно, набор опций такой же, как и у предыдущего производителя. Вентилятор – центробежного типа, обеспечивающий достаточное количество воздуха.

Импортная пеллетная горелка Pelltech отличается большой линейкой предлагаемых мощностей, от 20 кВт (Pelltech PV-20) до 1 МВт (Pelltech PV-1000). Хорошо работает совместно с котлами VIESSMANN, в комплект поставки последних как опция входит узел очистки газов с дымососом, он нужен для установок мощностью свыше 200 Квт.

Как выбрать котел с автоматической подачей

Для того чтобы правильно выбрать пеллетный котел необходимо уделить внимание следующим показателям: тип горелочного устройства и топливоподачи, тепловая мощность агрегата, конструкция теплообменника и его материал, автоматическая система розжига и золоудаление. Самые бюджетные варианты пеллетных отопительных агрегатов с ручной подачей топлива

Он подходит только для приусадебных домов, не предусмотренных для постоянного проживания жильцов. Автоматические пеллетные котлы очень дорогие, но хорошо работают при больших площадях нагрева, более 500 м2

Самые бюджетные варианты пеллетных отопительных агрегатов с ручной подачей топлива. Он подходит только для приусадебных домов, не предусмотренных для постоянного проживания жильцов. Автоматические пеллетные котлы очень дорогие, но хорошо работают при больших площадях нагрева, более 500 м2.

Полуавтоматическая подача топлива, наиболее приемлемый вариант для большинства систем автономного отопления. Объем гранул в них регулируется вручную, остальные функции топливоподачи и ведения теплового процесса в котле — полностью автоматизированы.

В котлах использующих пеллеты существует 2-а типа горелок:

1. Факельные — наиболее простая конструкция, практически работает без засорения форсунки, имеет мощный горизонтальный факел направленный в топочную камеру.
2. Ретортные — с вертикальным пламенем горения топлива. Имеют хорошие эксплуатационные показатели работы по экономичности, бесшумности и безопасности.

Тепловую мощность котла выбирают по стандартному соотношению из расчета 1 кВт на 10 м2 обогреваемой площади. Для северных и южных районов вводятся соответствующие повышающие и понижающие коэффициенты, в связи с тем, что зимние температуры наружного воздуха у них отличаются от центральных районов России.

Также повышающий коэффициент потребуется для домов, которые имеют плохую теплозащиту стен. В случае если необходимо учесть дополнительную мощность для нагрева горячей воды, вводят поправочный коэффициент не ниже 1.2.