Твердотопливные котлы на гранулах (пеллетах). Строение котлов на пеллетах

Пеллетный котёл – источник экономичного тепла, расположенный либо отдельно стоящим устройством, либо имеющим встроенную конструкцию, способный обогреть как отдельное помещение, так и целый дом. Для обогрева смежных помещений от одного котла используется вентиляционная система воздуховодов или простых вентиляционных отверстий между помещениями, причём разница температур между помещениями очень невелика и не влияет отрицательно на комфортное пребывание людей.

Водяное, газовое или электрическое отопление подошли к пику своих возможностей по КПД, но они не всегда доступны, особенно в отдалённых от газовых магистралей населённых пунктах или коттеджных посёлках, а про отдельно стоящие дома, и говорить нечего…

Оценивая экономические и практические наработки, потребители всё чаще останавливают свой выбор на пеллетных котлах, предпочитая их другим системам отопления.

Принцип работы пеллетного котла

Основными узлами пеллетных котлов являются камера для сгорания, горелка, бункер для пеллет и автоматика.
Пеллеты, разновидность твёрдого топлива, по первому шнеку попадают в предтопку, а из предтопки горелки – на форсунку по внутреннему шнеку.
После попадания пеллетных гранул на форсунку автоматика производит автоматический розжиг, сопровождающийся дальнейшим полным сжиганием поданных пеллет.

Для справки : пеллеты (англ. Pellet’s ) – это топливные древесные гранулы, имеющие форму маленьких цилиндров из древесных опилок, сформированные под высоким давлением. Химические закрепители и другие вредные вещества полностью отсутствуют.

Теплотворность 1 кг пеллет равна 5 кВт/час абсолютно экологичного тепла. А это столько же, сколько даст пол литра дизельного топлива. При этом сгорают пеллеты полнее и эффективнее, чем дрова, они плотнее и занимают меньше места, к тому же пеллеты не склонны к случайному самовозгоранию. Выбросы СО 2 значительно меньше, чем у угля, и парниковый эффект, как следствие, уменьшается.

Очистка золы производится сравнительно нечасто – раз в неделю или реже, а раз в год следует обслуживать дымоход.

Несколько простых, но важных правил, благодаря которым, после установки пеллетный котёл не потребует дополнительных мероприятий и переделок:

• лучше, чтобы пеллетный котёл был установлен в отдельном помещении (пристройка, подвал и др.);
• пол в котельной – бетон или керамическая плитка;
• расположение котла должно обеспечить уход, чистку и ремонт без сложностей, а от лицевой стенки котла до противоположной стены – не менее одного метра;
• температура в помещении, где установлен пеллетный котёл, – не менее +10˚C, влажность - нормальная.
• в соответствии с мощностью котла следует обеспечить приточно-вытяжную вентиляцию в помещении котельной.

Почему автоматический пеллетный котёл становится популярным?

Высокий КПД

КПД горящей древесины в чистом и сухом виде в открытом пламени составляет примерно 35%, но пеллеты такой же массы, сгорающие при точно таких же условиях, выдают до 85% эффективности. А в некоторых пеллетных печах предусмотрен дополнительный водяной контур отопления для разводки нагретой воды по помещениям, что повышает их КПД даже до 93%-ной величины.

• КПД электрической энергии – 97,0%;
• КПД природного газа – 87,1%;
• КПД древесных гранул – 86-93%.

Автоматика и удобство

Хранение запаса пеллет осуществляется в специальном бункере, связанном с камерой сгорания. Подача пеллет в котёл полностью автоматизирована с учётом недельной программы, задаваемой самим потребителем! Кроме очевидной экономии топлива есть и менее заметное преимущество – удобство, так как за пару часиков до приезда компании или семьи на дачу котёл сам включит розжиг, установит ровное пламя и встретит вас уютным теплом в доме.

По вашей программе, скажем в полночь, пеллетный котёл плавно отключит отопление, чтобы спалось крепче при более низкой температуре, а в утреннее время снова включится, чтобы гости и хозяева могли проснуться не в холодном, а в тёплом помещении. Управление автоматикой можно реализовать кнопками дисплея или с помощью удобного пульта ДУ.

Бункер пеллетного котла

Бункер средних размеров (200-300 литров) рассчитан до 3-х дней непрерывной работы котла. Расход пеллет для котла средней мощности (25 кВт) составляет менее 5 кг в сутки, сравните с дровами.

Кроме внутреннего бункера, возможно устройство более вместительного, внешнего, который ограничен лишь желанием и свободным объёмом хранилища. Чаще всего этим бункером становится достаточно большая пластиковая бочка или ещё более вместительная конструкция из металлических уголков, обшитых листовой фанерой.

Большой пластиковый пакет (биг-бэг), в котором и поставляются пеллеты, при аккуратной разгрузке тоже может стать своеобразным бункером, в котором хранится от 500 до 800 кг пеллет. Так как загрузка внешнего бункера реализуется снаружи помещения, то переносить пеллеты по дому не придётся.

Эксплуатация

За горением следит система управления, горелка для пеллетного котла загружается не более, чем горстью пеллет одновременно, поэтому перегреве системы невозможен. Для догорания очередной порции топлива после нажатие на кнопку выключения пеллетного котла потребуется 5, максимум 10 минут! После чего горение полностью прекращается.

Экологическая безопасность

В пеллетных котлах контур подачи воздуха для сгорания полностью отделён от контура обогрева воздуха, что избавляет всех от пагубного эффекта «выгорания» кислорода, поэтому в помещении комфортно. Многие пользователи предусматривают забор воздуха из подвального помещения, что дополнительно проветривает и сушит подвал. Возможность попадания угарного газа в помещение при этом полностью исключена.

Что ещё следует подчеркнуть, когда речь заходит о преимуществах пеллетных котлов:

• малошумящий и мало потребляющий электроэнергии вентилятор обеспечивает равномерную циркуляцию нагретого воздуха;
• общее потребление электроэнергии (вентилятор + автоматика) – не более 60-ти Ватт;
• так как топливо сгорает гораздо лучше, чем обыкновенная сухая древесина, то и продукты сгорания действительно минимальны;
• если сравнить с традиционной печью, пусть даже самого высокого качества, сгоревшие пеллеты, оставят вдвое меньше сажи и золы;
• система нагрева работает на обогрев воздуха, а не корпуса, что делает его безопасным для детей или животных;
• вместительный бункер – самообеспечение пеллетной печи топливом.
• контроль работы – термостат, таймер или интеллектуальные системы управления – это безопасный непрерывный режим работы котла.

Для справки: 1 тонна пеллет по своему объёму составит около полутора-двух кубометров, что даст возможность обеспечить себя большим запасом горючего (2-4 тонны пеллет = 4-6 м куб. объёма, что не так уж и много).

За последние годы разработано уже несколько удобных систем подачи пеллет в котёл (пневматическая, шнековая и другие), поэтому у покупателя есть возможность выбора.

Недостатки котла на пеллетах

Но, не будем идеализировать ситуацию, не всё так просто, есть, конечно, и небольшая ложка дегтя.

Хотя пеллеты производятся из отходов древесины, но на единицу выделенного тепла их стоимость всё же превышает стоимость обычных дров. Поэтому, за удобство приходиться доплачивать.

Хранение пеллет требует создания определённых условий, тут простым навесом не обойдёшься. От воды или повышенной влажности пеллеты разбухают и разваливаются, а шнеки могут забиваться. Поэтому хранить их следует в сухом помещении, например в подвале.

Стоимость комплекта дополнительного оборудования вместе с пеллетным котлом средней мощности, а это стабилизатор напряжения и бензогенератор получится около 250 тысяч рублей. Что согласитесь весьма недешево.
Расход пеллет зимой составляет примерно 1 тонну в месяц. Узнав стоимость пеллет в своем регионе, вы легко подсчитаете, во что вам выльется зима в частном доме. Цена сопоставима с электроотоплением и пока дороже природного газа. С другой стороны, постоянно растущие тарифы на энергоносители позволяют предположить, что все-же именно за пеллетными котлами будущее.

Видеообзор - котел 15кВт на пеллетах.

Итоги и выводы

Начатая в 1979 году успешная эксплуатация твердотопливных, в том числе и пеллетных котлов, дала отличные статистические данные. Использование передовых технологий производства оборудования и сырья привело к значительному повышению качества, безопасности и эффективности пеллетных котлов, не только сравнимых, но и во многом превосходящих другие технологии отопления.

В современном обществе всё чаще строятся дома с автономными системами отопления, поэтому спрос на древесное топливо неуклонно растёт, так как это – природный и возобновляемый источник тепловой энергии. Цены на пеллеты, ввиду доступности исходного сырья, достаточно стабильны, чего не скажешь о других энергоносителях: вот и становится пеллетный котёл как экономически, так и экологически оправданным решением.

Цена пеллетного котла зависит от площади отопления, но, как показывают расчёты, чем больше площадь, тем ниже срок окупаемости. Для небольших площадей этот срок составляет три-четыре года, а для больших – от одного до двух лет.

Впервые выпуск древесных пеллет был организован в США. Произошло это в годы энергетического кризиса 1970-х, когда западным государствам пришлось искать альтернативу нефтяному топливу, так как арабские страны сократили его поставки. Первый бытовой теплогенератор на пеллетах появился в середине следующего десятилетия. А в 1990-х такие котлы стали активно использоваться в европейских странах и очень быстро заняли прочное положение на рынке.

Этому способствовали как глобально-политические факторы (необходимость снижать потребление ископаемых энергоносителей, экологические проблемы и т.д.), так и чисто экономическая целесообразность: пеллеты ощутимо дешевле жидкого топлива, причем изменение цены на них более предсказуемо, чем на нефтепродукты.

Среди "пеллетников" встречаются "всеядные" модели, но для большинства котлов штатно предусматривают использование древесных пеллет высокого качества

Что нужно знать о пеллетах

Топливные пеллеты представляют собой гранулы, получаемые прессованием. Сырьем для них может служить не только древесина, но и отходы сельскохозяйственного производства, биомасса с энергетических плантаций и т.д. Однако большинство бытовых теплогенераторов рассчитано на использование древесных пеллет определенного стандарта, что гарантирует эффективную работу котлов при минимальном объеме технического обслуживания и количество вредных выбросов в окружающую среду, не превышающее предельно допустимое.

С 2010 года в странах Европейского Союза производство древесных пеллет регламентируется стандартом EN 14961-2. На его основе Немецкий институт пеллет (DPI) разработал нормы ENplus, сертификат соответствия которым рассматривается производителями и пользователями бытовых пеллетных котлов как гарантия высокого качества топлива.

Согласно нормативам, древесные топливные пеллеты подразделяются на классы А1,А2 и В. Гранулы двух первых из них используются в отопительных системах индивидуальных домов. Пеллеты третьего класса рассматриваются как индустриальные, т.е. предназначенные для промышленных котельных. Высший сорт пеллетного топлива - Л1. Именно оно рекомендовано для теплогенераторов малой и средней мощности. Такие гранулы должны обладать пониженной зольностью (не более 0,7%), повышенной температурой плавления золы (1200 °С) и соответствовать ряду других требований (насыпная плотность - не менее 600 кг/м3 истираемость - не более 1%, механическая прочность - не менее 97,5%, длина пеллет - от 3,15 до 40 мм, теплота сгорания - от 16,5 до 19 МДж/кг; ограничивается содержание хлора, серы, азота, ряда металлов). Диаметр пеллет класса А1 - 6 или 8 мм.

Качество гранул напрямую зависит от того, из какого сырья они произведены. Для выпуска пеллет класса А1 допускается использовать деловую древесину (бревна) и химически необработанные отходы деревообрабатывающей промышленности без добавления коры. Пеллеты класса А2 производятся из сырья более широкого спектра, в частности, им могут служить целиковые деревья без корневой системы. Поэтому они характеризуются большей зольностью - до 1,5%.

Отечественного стандарта для пеллетного топлива пока нет. Поскольку российские производители ориентируются на зарубежного потребителя (основной объем их продукции отправляется на экспорт), они стремятся соответствовать европейским нормативам. Но покупая топливо для котла, следует полагаться не на название "европеллеты" или "белый" цвет гранул, а на сертификат с подтвержденными характеристиками продукта. Требования к гранулам указываются в техпаспорте вашей установки или руководстве по ее эксплуатации.

В зависимости от способности работать на одном или нескольких видах топлива пеллетные котлы подразделяются на специализированные и универсальные

В качестве примера приведем характеристики рекомендованного топлива для отечественных котлов ZOTA Pellet: диаметр пеллет - 8 мм, длина - 15-35 мм, зольность - не более 0,7, влажность - не более 10%, насыпная плотность - не менее 620 кг/м3, содержание опилок - не более 4%, теплота сгорания - не менее 4,8 кВт-ч/кг.

Нередко производители котлов допускают сжигание пеллет различного качества при соответствующих изменениях настройки и периодичности техобслуживания. При необходимости можно подобрать котел для работы на высокозольном топливе - индустриальных и агропеллетах, сыпучих отходах деревообработки и сельскохозяйственного производства.

С факелом или ретортой

Сжигание пеллет организуется с применением горелок или традиционным для твердотопливных котлов способом - на колосниках. Различают два основных вида пеллетных горелок - факельные и ретортные. Первые из них по принципу действия и внешнему виду похожи на газовые и жидкотопливные вентиляторные горелочные устройства. Они компактны и применяются обычно на универсальных котлах, конструкция которых предусматривает возможность перехода с одного вида топлива на другой. При этом альтернативным вариантом могут быть не только дрова, брикеты и другие их твердые "собратья", но и солярка или сжиженный газ.

За счет такой универсальности можно, в свою очередь, перевести на пеллеты обычный котельный блок, рассчитанный на установку навесной вентиляторной горелки, потребуется только вовремя удалять из топки золу. Огневая труба факельной пеллетной горелки служит камерой сгорания топлива. Гранулы сжигаются в ней на вложенном колоснике (как вариант) с принудительной подачей требуемого количества воздуха. Образующиеся при этом продукты сгорания выдуваются в топку котла. Кроме вентилятора некоторые факельные горелки оснащают собственным устройством для подачи пеллет в зону горения.

Но для бытовых теплогенераторов чаще задействуют питатель от расходного бункера: управляемый контроллером горелки, он отсыпает по гибкой трубе нужное количество пеллет, которые попадают непосредственно на колосник горелочной трубы. Подача гранул питателем регулируется автоматикой по потребности в тепловой энергии, а воздуха для горения - в соответствии с условиями полного сжигания топлива.

В схеме управления горением задействуется тот или иной набор датчиков, среди них - датчик защиты от нарушения тяги, термостат защиты системы подачи топлива от обратного огня, фоторезистор, контролирующий наличие пламени, и другие. Для тонкой настройки работы горелки применяется так называемый лямбда-зонд. Определяя количество остаточного кислорода в дымовых газах, он предоставляет блоку управления горелки или котла информацию о том, как лучше отрегулировать подачу воздуха.

Пеллетные котлы нуждаются в электрическом питании, которое необходимо для подачи гранул, воздуха на горение, работы автоматики. Надежное электроснабжение особенно актуально для специализированных моделей (универсальные, как правило, можно эксплуатировать в ручном режиме, например, на дровах). Для них желательно предусмотреть источник бесперебойного питания.

Автоматика "умной" пеллетной горелки может иметь множество функций, в том числе по управлению элементами отопительной системы (циркуляционным насосом, бойлером, смесительным клапаном напольного отопления и др.). Ретортная горелка представляет собой чащу с каналами для воздуха, на которую пеллеты насыпаются сверху или выталкиваются шнеком. Сжигание топлива протекает во внутреннем пространстве котла (это называют объемным горением). В среднем котлы с ретортными горелками имеют немного более высокий КПД, чем при факельном горении, т.к. организовать сжигание в них можно более точно - с разделением подаваемого воздуха (первичный-вторичный) и т.д. Впрочем, при сравнении "продвинутых" котлов того и другого типа эта разница не очень заметна.

Кроме того, ретортные горелки проще "вписать" в топку котла, т.е. камера сгорания может быть более компактной (в той или иной степени это допускают и отдельные модели факельных горелок - с открытой сверху огневой трубой). Поэтому, несмотря на более громоздкую конструкцию, именно ретортными горелками обычно оснащаются специализированные пеллетные котлы. Они выпускаются и в навесном исполнении - для универсальных теплогенераторов.

Розжиг пеллетных горелок может производиться вручную или автоматически. Во втором случае применяются электронагреватели - прямого контакта или воздействующие на гранулы горячим воздухом, В периоды, когда котел включен, но потребность в тепле отсутствует, горелка с ручным розжигом переводится в режим ожидания с поддержанием минимального горения (подобно запальнику газового котла). При полной автоматизации пеллетной установки такая необходимость отсутствует.

Решая, какой котел будет обогревать загородный дом, нужно учесть не только затраты на приобретение и монтаж оборудования, но и будущие эксплуатационные расходы - на топливо и сервис. В среднем пеллетный котел дороже дизтопливного, но сами пеллеты дешевле солярки, так что "переплата" рано или поздно - в зависимости от расхода топлива - окупится.

Вопросы эффективности

Эффективное горение достигается и при сжигании гранул на колосниках в топках специализированных котлов. В наиболее передовых "пеллетниках" реализуется также пиролизное сжигание топлива: древесина попавших на колосники гранул подвергается термическому разложению с образованием горючих газов, которые затем дожигаются в камере сгорания. И только потом продукты сгорания попадают в теплообменник. Это позволяет получить КПД 95% и более (эффективность пеллетных теплогенераторов без пиролиза обычно не превышает 90-92%).

Эффективность котла зависит не только от горелки, но и от способности установки усвоить теплоту сгорания и передать энергию системе отопления. Теплообменники специализированных пеллетных котлов часто выполняют в виде пучка вертикальных дымогарных труб, пронизывающих объем водяной рубашки. Для улучшения теплопередачи в трубы встраивают спиральные турбулизаторы. В высокотехнологичных моделях они оснащаются автоматическим приводом, с помощью которого стряхиваются задерживающиеся в теплообменнике частички золы из дымовых газов. Под действием гравитации зола попадает в расположенный ниже отсек.

Сократить расход пеллет можно за счет применения солнечных коллекторов. Автоматика многих пеллетных котлов наделена необходимыми для этого функциями

Например, некоторые модели оснащают также устройством автоматической очистки колосниковой решетки (она откидывается книзу). Если котел рассчитан на сжигание малозольных пеллет стандарта А1, то его создатели ограничиваются ручным удалением золы из сборника. А вот в котлах, допускающих использование как пеллет, так и щепы, предусмотрен шнековый транспортер, автоматически перемещающий всю золу в специальный съемный контейнер.

При его заполнении пользователю очень легко оттранспортировать золу в нужное место: контейнер оснащен колесиками и ручкой, как у хозяйственной тележки. К слову, вопреки распространенным утверждениям, зарубежные эксперты не советуют рассматривать пеллетную золу как удобрение для растений.

Для котлов горизонтальной компоновки ведущие производители используют другие способы автоматической очистки теплообменника. Например, некоторые модели в исполнении с факельной горелкой и жаро-трубно-дымогарной конструкцией (горизонтальная топка с размещенным над ней пучком дымогарных труб) оснащаются компрессором для периодической продувки теплообменника воздухом, которая производится автоматически - через каждые 24 ч работы горелки.

Воздух в камеру сгорания автоматического пеллетного котла с топкой колосникового типа подается вентилятором, который устанавливается на выходе из теплогенератора, перед дымоходом. Плавное управление скорости вращения вентилятора позволяет регулировать расход воздуха в соответствии с необходимостью сжигать то или иное количество пеллет.

Питание для котла

Подача топлива в пеллетный котел организуется разными способами. Установки со стационарными встроенными ретортными горелками часто комплектуются расположенным сбоку или с тыльной стороны бункером объемом 300-500 л, который соединен с котлом шнековым транспортером жесткого типа.

При использовании навесной горелки применяется приставной бункер - забор топлива из него осуществляется питателем в виде трубы со шнеком внутри. Один конец трубы погружается в бункер. Гранулы поднимаются к верхней точке и сбрасываются по гибкому шлангу к горелке. Привод питателя расположен сверху трубы и управляется автоматикой горелки или котла. Как правило, трубчатые питатели для бытовых котлов оборудуются шнеком в виде гибкой спирали.

Обычно приставные бункеры для пеллет выпускаются в том же дизайне, что и сам котел. Выглядит такой комплект эстетично. А отсутствие жесткой связи между модулями дает возможность располагать их так, как это удобно в каждом конкретном случае. Кроме жестких и гибких шнековых транспортеров для подачи пеллет применяются вакуумные системы: гранулы перемещаются по гибкой трубе под действием разряжения, которое создается вентилятором.

Некоторые модели оснащают встроенным промежуточным бункером (его емкость зависит от мощности котла) с интегрированным вакуумным насосом. Пеллеты направляются в него непосредственно из хранилища, при этом длина линии до котла может составлять 30 м. Для подачи пеллет из удаленного (до 10-15 м) бункера используются и спиральные транспортеры, достоинством которых, так же как вакуумных, является гибкость. Что касается питателя с жестким шнеком, то его длина не должна быть большой, чтобы не происходило перемалывания гранул. Подача пеллет к горелке гибким шнеком может осуществляться из хранилища без промежуточного бункера.

В показанной на схеме котельной подача пеллет из хранилища осуществляется с помощью пневматической (вакуумной) системы. Производитель оборудования Buderus (Германия) допускает такую транспортировку гранулированного топлива на расстояние около 25 м с подъемами на 5 м и более. При этом бункер с пеллетами может находиться как внутри дома, так и снаружи - на садовом участке или под землей. Бак-аккумулятор и компактные насосно-гидравлические группы обеспечивают согласованную работу «пеллетника» с потребителями и другими источниками тепла.

Про запас

Хранение пеллет для котла можно организовать в отдельном помещении дома, примыкающем к котельной, а также в специальном резервуаре - силосе. Это может быть пластиковый или бетонный бункер, закопанный на приусадебном участке, а также объемный металлический или пластиковый бак, который размещается прямо в котельной. Удобным решением являются легко монтируемые гибкие силосы, которые представляют собой закрепляемые на рамах контейнеры из текстиля (по сути, мешки).

Силосы комбинируются со шнековым или пневматическим транспортером. Их заполнение также осуществляется автоматически. Правда, возможно это лишь там, где доставка гранул пользователю производится в специальных автоцистернах, оснащенных загрузочным вентилятором.

Гибкие тканевые силосы - современное решение для хранения пеллет. Их легко привезти, смонтировать, вписать в объем помещения.

Несмотря на значительные объемы производства пеллет в России, инфраструктура по доставке этого топлива пользователям по типу европейской в нашей стране пока отсутствует. На розничном рынке пеллеты продаются в мешках емкостью от 20 до 1000 кг. Покупать их в большой таре ("биг-бэгах") выгоднее, но перемещать такие упаковки сложнее. Поэтому владельцы пеллетных котлов часто закупают гранулы в мешках по 25-30 кг и пересыпают их в оперативный бункер вручную, не устраивая автоматизированного хранилища.

В большую часть отопительного периода одной загрузки 300-килограммового контейнера хватает на несколько дней работы котла мощностью 20-30 кВт. Кстати, такой способ топливоснабжения небольших теплогенераторов используют и зарубежные пользователи. Например, когда пеллеты приходится хранить в недостаточно сухом помещении (упаковка гранул - полиэтиленовая).

"Умный" котел

Все элементы пеллетной установки - котел, горелка, системы хранения и подачи топлива - должны составлять единый комплекс, согласованная работа элементов которого обеспечивается автоматикой. Носителем "интеллекта" котельной может быть автоматика горелочного устройства, самого котла или внешний блок управления.

Среди пеллетных котлов есть установки различной комплектации и разного уровня сложности. Применение высокотехнологичного "пеллетника" - это возможность реализовать все функции управления и регулирования современных систем отопления, вплоть до диспетчеризации и изменения настроек с помощью смартфона или планшетного компьютера. Впрочем, даже относительно простой пеллетный котел должен быть "умным". При управлении процессами сжигания гранулированного топлива не обойтись без электроники, которая часто попутно выполняет обязанности контролера отопительной системы, в том числе многоконтурной, включающей в себя другие источники тепла.

Во многих регионах проблема обогрева частых домов по-прежнему остается актуальной. Конечно же, на современном рынке представлен огромнейший ассортимент оборудования, использующего в качестве топлива самые разнообразные материалы, будь то газ, дрова, электричество или масло и т.д. Однако доступ к газовым магистралям и стабильным электросетям есть далеко не везде, поэтому твердотопливный обогрев во многих регионах остается наиболее предпочтительным.

Один из лучших вариантов твердотопливного отопительного агрегата – это пеллетный котел , который можно собрать своими руками.

Рассматриваемый агрегат является одной из модификаций обыкновенного твердотопливного котла, оптимизированной под работу с использованием специальных прессованных гранул в качестве топлива.

1. Применяемые гранулы являются очень бюджетным топливом, уступающим по этому показателю разве что магистральному газу.
2. Собрав пеллетный котел, вы сможете обеспечить экономичный и эффективный обогрев собственного дома.
3. Помимо этого, пеллетные котлы являются одним из наиболее безопасных видов отопительного оборудования для частного использования.

Принцип работы пеллетного котла

Как отмечалось, в качестве топлива такие котлы используют пеллеты, то есть гранулы из прессованной древесной стружки, опилок и прочих подобных отходов.

Работа котла основывается на предельно простом принципе. Вы загружаете пеллеты в специальный бункер, оттуда они по шнеку поступают незначительными порциями к горелке, в которой и осуществляется сгорание гранул.

Под воздействием пламени происходит нагрев воды в специальном резервуаре, подключенном к отопительной системе.

В результате при минимальных затратах вы получаете надежный, экологически чистый и высокоэффективны й обогрев.

Преимущества котла

Среди многочисленных преимуществ пеллетных котлов следует отметить их долговечность. Агрегаты из стали без проблем служат до 15-20 лет без необходимости капитального ремонта. В случае же если сборка котла выполняется с применением чугуна, показатель долговечности возрастает вплоть до 50 лет.

При желании можно собрать как энергонезависиму ю модель пеллетного котла, не требующую подключения к электросети, так и полноценный автоматизированн ый агрегат. В этом плане ориентируйтесь на свои запросы и предпочтения.

Руководство по сборке котла

Пеллетные котлы имеют достаточно сложную конструкцию. Инструкция по их сборке тоже будет нелегкой и многоэтапной. Для большего удобства процесс сборки каждого основного агрегата рассмотрен отдельно. Купите или изготовьте необходимые элементы, а затем попросту соберите их в единую систему.

Этот элемент пеллетного котла настоятельно рекомендуется покупать уже в готовом виде. Именно на горелку вы потратите больше всего денег.

Самостоятельное изготовление горелки практически невозможно по той причине, что эта часть котла является не попросту емкостью для розжига загруженных гранул, а сложным контрольно-регул ирующим механизмом.

Пеллетные горелки оснащаются специальными датчиками и имеют несколько предустановленны х программ, позволяющих добиться максимально рационального расхода топлива и обеспечить наиболее эффективный обогрев дома.

Корпус и теплообменник

Со сборкой корпуса и изготовлением теплообменника вы сможете справиться самостоятельно. Корпус котла лучше всего делать горизонтальным – при таком размещении агрегата достигается максимальная эффективность обогрева.

Для изготовления корпуса рекомендуется использовать шамотный кирпич. Вы попросту собираете своего рода короб без верхней крышки и размещаете в нем теплообменник с подключенными трубами и прочими элементами. Кирпич рекомендуется использовать по той причине, что он аккумулирует тепло гораздо эффективнее чугуна, стальных листов и прочих популярных материалов.

Теплообменник пеллетного котла представляет собой систему труб, соединенных между собой и подключенных к трубам теплоснабжения частного дома.

Первый шаг. Соберите из труб квадратного сечения теплообменник прямоугольной формы. Для этого нарежьте трубы на куски нужной длины и сварите их в единую конструкцию.

Второй шаг. Сделайте в профиле, выполняющем функцию вертикальной стойки, отверстия для подсоединения круглых труб.

Третий шаг. Подготовьте в оставшихся фронтальных трубах отверстия для труб отвода и подключения воды. Горячая вода будет отводиться через верхнее отверстие, холодная – подаваться снизу.

Используйте металлические трубы длиной от 150 мм. Далее можно будет использовать полипропиленовые трубы. В местах подключения труб к котлу обязательно установите шаровые краны. Дополнительно можете установить фильтры, если в них есть необходимость.

Четвертый шаг. Приварите заднюю часть агрегата к его фронтальной части и сварите боковые трубы.

На этом же этапе выберите удобное место для подсоединения дымоходной трубы диаметром от 10 см. Внизу отопительного агрегата предусмотрите небольшую камеру для сбора золы. Также конструкция пеллетного котла обязательно включает себя топливник. О нем далее.

Топливник

В топливнике, как уже отмечалось, хранятся пеллеты и отсюда же они подаются в горелку.

Первый шаг. Подготовьте необходимые материалы и приспособления. Вам понадобится шнек диаметром 7,5 либо 10 см, электромотор и металлический кожух. Двигатель вы соедините с блоком управления пеллетной горелки.

Функцию металлического кожуха может выполнять любая емкость подходящего объема с достаточно толстыми стенками.

Второй шаг. Установите в выгрузочную горловину кожуха входящий патрубок вашего шнека. К другой части шнека подключите гофрированную пластиковую трубу для подачи гранулированного топлива на горелку.

Горелка подает сигнал на электродвигатель – он запускает шнек – камера сгорания пеллетного котла наполняется требуемым количеством гранул.

В завершение вам останется лишь собрать все перечисленные элементы в единую конструкцию. Сделайте это и переходите к установке котла.

Установка котла

На этом этапе вам предстоит позаботиться об обустройстве котельного помещения и дымоотводящей системы.

Пол и стены котельной должны быть сделаны из материала, не поддерживающего горение. Пол можете делать из бетона. При желании вымостите его керамическим кафелем.

Котел устанавливайте на строго ровную поверхность. Выберите такое место, чтобы расстояние от лицевой стороны агрегата до ближайшей стены составляло не менее 100 см. Расстояние же от остальных стенок подбирайте так, чтобы в дальнейшем вам было удобно проводить профилактические работы, обслуживание и ремонт оборудования.

Важно, чтобы температура воздуха в котельном помещении не падала ниже +8-+10 градусов.

Уделите отдельное внимание вопросам обустройства дымоотводящей системы. От правильности и качества исполнения дымохода напрямую зависит не только эффективность работы самодельного пеллетного котла, но и безопасность жильцов дома.

В большинстве случаев для эффективного отведения дыма достаточно трубы диаметром 10-11 см. Важно, чтобы диаметр трубы немного превышал диаметр отверстия для отведения дыма из отопительного агрегата. Чем мощнее котел, тем массивнее должна быть труба.

Длину дымохода подбирайте так, чтобы он возвышался над кровлей здания хотя бы на 50 см, лучше – больше.

Для изготовления дымохода используйте герметичную трубу. Важно, чтобы материал изготовления трубы не поддерживал горение и стойко переносил воздействие высоких температур.

Дымоход обязательно утепляется. Для защиты трубы от атмосферных осадков установите на нее защитный конус.

В нижней части дымовой трубы сделайте отверстие для удаления конденсата. Для большего удобства можете подключить к отверстию кран. Также подготовьте отверстие для чистки трубы от сажи.

Запуск и уход за котлом

Запуск

Запуск оборудования можно производить только после установки пеллетного котла и подсоединения к нему соответствующих труб отопительной системы. После того как упомянутые задачи будут выполнены, включите подачу холодной воды в систему обогрева.

Понаблюдайте за работой котла. При наличии любого рода нехарактерных признаков выключите оборудование и откажитесь от его использования до устранения неполадок.

Уход

Самодельные пеллетные котлы, равно как и любые другие отопительные агрегаты, нуждаются в соответствующем уходе.

Каждые 2-3 недели очищайте зольник от отходов. Каждые 2-4 недели прочищайте дымоотводящий канал. На это у вас не уйдет много времени, зато игнорирование такого простого обслуживания приведет к существенному уменьшению эффективности котла и сделает оборудование потенциально небезопасным.

При желании к пеллетному котлу можно подключить дополнительные средства автоматизации. Это сделает эксплуатацию оборудования более удобной – вы попросту сможете забыть о необходимости дозагрузки топлива и прочих сопутствующих мероприятиях на какое-то время.

Современные средства автоматизации позволяют даже налаживать удаленное управление отопительным агрегатом, что также очень удобно.

И это не единственные возможные дополнения. Как вам, к примеру, системы самоочистки для котлов? Обязательно изучите доступные модификации и при желании купите такие дополнения для своего котла.

Собрать же простой пеллетный котел можно своими руками, следуя полученной ранее инструкции.

Удачной работы!

Видео – Пеллетные котлы отопления

Видео — Принцип работы пеллетного котла

Статья подготовлена при участии специалистов компании DOZATECH

Несмотря на то, что наша страна - один из крупнейших экспортеров голубого топлива, говорить о повсеместной газификации не приходится. Для многих потребителей и в Москве, и в Сибири самый дешевый способ отопления и сейчас недостижим, и не факт, что будет доступен в будущем. Поэтому приходится искать альтернативные источники обогрева, благо, выбор в этой сфере впечатляющий. И в последние годы ассортимент отопительного оборудования пополнился интересным агрегатом – пеллетным котлом. Остановимся подробнее на этом типе оборудования, для чего рассмотрим следующие аспекты:

• Что такое пеллетный котел отопления и на каком топливе он работает.
• Устройство агрегата.
• Преимущества и недостатки пеллетного котла.
• На что обратить внимание при выборе агрегата.

Что такое пеллетный котел

По сути, это разновидность твердотопливного котла, но рассчитанная на определенный вид топлива (пеллеты) и с возможностью полной или частичной автоматизации рабочего процесса.

Именно способностью функционировать в автономном режиме при минимальном вмешательстве владельцев пеллетные котлы кардинально отличаются от обычных, твердотопливных.

У них более высокий КПД (коэффициент полезного действия) - и за счет характеристик пеллет, и за счет особенностей конструкции. Пеллетные котлы могут быть как узкоспециальными – предназначенными только под пеллеты, так и комбинированными (универсальными) – способными работать на дровах или угле, некоторые модели работают практически на любой биомассе, в качестве топлива можно использовать шелуху, древесные отходы и подобное.

Александр Димитрев Представитель компании DOZATECH, производителя пеллетных котлов

При определенной конструкции котла в нем можно сжигать любую биомассу очень низкой калорийности – это щепа, кора, отходы деревообработки, сельхозотходы, лузга подсолнечника и другое.

Пеллеты, или древесные гранулы – экологически нейтральное топливо, получаемое, в основном, из отходов деревообрабатывающей промышленности (щепки, стружка, кора), но они могут быть и из отходов сельскохозяйственных культур. Появились пеллеты в тридцатые годы прошлого века, когда в штате Айдахо была изобретена и опробована первая установка по прессованию в гранулы отходов с местных лесопилок. Под сильным давлением сырьевая масса нагревается, что провоцирует образование лигнина, который и связывает мельчайшие частицы в плотные, гладкие гранулы. Это позволяет отказаться от использования химических веществ – пеллеты полностью натуральное, безопасное, в плане экологии, топливо. Диаметр гранул варьируется в пределах 6-8 мм, длина – до 50 мм. В европейских странах пеллеты относятся к стандартизированным видам топлива и производятся по стандарту DIN plus.

В нашей стране их производство не столь развито и поднадзорно, качество гранул, от которого будет зависеть и КПД котла, и его работоспособность, определяют визуально – белые лучше, чем серые. В отличие от древесины, у гранул пониженная влажность и повышенная плотность, ввиду чего при горении выделяется большее количество тепла и минимальное количество углекислого газа. Если перевести это свойство в цифры, для сравнения, получится следующее соотношение – при сжигании тонны пеллет выделится столько же тепла, сколько при сжигании 1,6 тонны дров. Зольность составит всего 0,5 % от сгоревшего объема, а выделяемые дымовые газы будут бесцветны.

Примерная теплотворная способность пеллет составляет 5 кВт/час с одного килограмма, но насколько реальная эффективность будет приближена к теоретическим данным, зависит и от качества самих пеллет, и от показателей котла, в котором они будут сжигаться.

Устройство агрегата

Сам пеллетный котел состоит из трех основных узлов:

• Топочная – оборудована специальной горелкой (ретортная или факельная) и двумя дверцами (контрольная, очистная).
• Конвективная зона – в ней расположен теплообменник: он может быть вертикальным, горизонтальным или комбинированным, трубчатого или пластинчатого типа. В конвективной зоне происходит нагревание теплоносителя в теплообменнике газами, выделяемыми в процессе горения пеллет. Большинство агрегатов рассчитаны только на отопление и имеют один контур, но в некоторых моделях - два контура: отопительный и водонагревательный.
• Зольник – в него поступают отходы горения (незначительные при нормальном дожиге), которые периодически удаляются через очистную дверцу.

Однако перечисленные узлы - это хоть и основная, но только часть, для работы которой необходима приставка АПТ (автоматическая подача топлива). Эта приставка включает следующие компоненты:

• Бункер – емкость для пеллет определенного объема, из которой гранулы поступают в топочную, может быть встроенным или наружным.
• Шнек – порционно подает гранулы на горелку по мере необходимости, приводится в действие редуктором.
• Вентилятор – необходим для поддержания процесса горения, так как устройство котла не предусматривает наличия естественной тяги.

Так как пеллетный котел - это автоматизированная система, его устройство также включает блок управления с дисплеем, на который выводится информация о текущем состоянии, и через него же задаются основные рабочие параметры. Контроллер регулирует розжиг горелки, подачу гранул и воздуха, остановку, по мере достижения нужной температуры, поддерживая выбранный владельцем режим отопления.

В зависимости от вместимости бункера и выбранного режима одной засыпки может хватить как на несколько дней, так и на неделю и даже больше.

Чтобы сделать отопительный процесс полностью автоматическим, котел можно соединять непосредственно с хранилищем – пневмотруба будет подавать гранулы в бункер по мере его опустошения.

Преимущества и недостатки пеллетного котла

Одно из главных преимуществ пеллетных котлов – экономичность, по этому показателю они уступают только газовому магистральному отоплению. Это связано и с высоким КПД оборудования, и с высокой теплотворностью пеллет, и с их доступной стоимостью. Второй аспект, привлекающий потребителя – автоматизация процесса. В отличие от остальных твердотопливных котлов, пеллетный как раз не нуждается в постоянном контроле и регулярной ручной подаче топлива. У агрегатов, работающих на дизельном топливе, он выигрывает и в плане экологичности – никаких запахов и черного дыма.

Главным же недостатком этих агрегатов является солидная цена – это самые дорогие твердотопливники, стоимость автоматизированной станции европейского производства измеряется сотнями тысяч, отечественные немного дешевле. Далеко не каждому частнику по карману такие вливания в отопительную систему своего дома. Однако учитывая долговечность оборудования, которая сегодня приближена к двум десятилетиям, это разумное вложение в долгосрочной перспективе.

Кроме высокой стоимости, к минусам относят энергозависимость – автоматика нуждается в электричестве, и если отключение на несколько часов (в среднем до 10) допустимо и не собьет настройки, то более длительное остановит работу котла. Станция должна быть оборудована независимым источником энергии, что еще увеличит стоимость системы.

На что обратить внимание при выборе агрегата

Несмотря на относительную «молодость» этого типа твердотопливников, на рынке большой выбор котлов зарубежного и отечественного производства. Чтобы подобрать оптимальный для своих условий агрегат, стоит обратить внимание на несколько важнейших параметров.

Мощность – у каждого производителя достаточно широкий модельный ряд, включающий как бытовые, так и промышленные агрегаты. Как и у любого отопительного оборудования, мощность измеряется в киловаттах (кВт), мощность бытовых моделей начинается от 15 кВт. Так как обогрева помещения со средними теплопотерями необходимо около 1 кВт на 10 м², такой котел способен обогреть дом в 150 м². Однако стоит учитывать, что котел нужен с небольшим запасом.

Пеллетные котлы это еще одна попытка разработчиков теплотехнического оборудования автоматизировать процесс сжигания твердого топлива, максимально приблизив его к технологии сжигания каменного угля в топках промышленных котельных.

Основной принцип, используемый при этом, состоит в придании топливу формы, удобной для транспортировки и дозированной подачи в зону горения.

Для этого производится предварительная подготовка топлива, и выпускаются пеллеты, называемые также топливными гранулами.

Поговорим о пеллетах

Пеллеты представляют собой вид биологического топлива, получаемого из древесных отходов, опилок, торфа и отходов сельского хозяйства. При их производстве не используется никаких клеящих составов и химических веществ.

Технологический процесс предельно прост: древесные отходы измельчаются до однородного состояния, а затем прессуются. При этом выделяется лигнин, входящий в состав древесины и обладающий клеящей способностью. Полученные гранулы достаточны прочные, сохраняют свою форму при транспортировке, и обладают высокой теплотворной способностью, составляющей 4500 ккал/кг.

Гранулы высокого качества устойчивы к воздействию влаги. Однако хранить пеллеты следует в сухом помещении: во влажном состоянии они теряют свою теплотворную способность и плохо горят. К несомненным достоинствам пеллет следует отнести их длительный срок хранения, не имеющий предела, что позволяет делать запасы топлива любого объема. К слову сказать, запасти в большом количестве газ или мазут намного сложнее: для них нужны специальные резервуары и особые условия хранения.

Диаметр гранул составляет от 5 до 10 мм, а их длина варьируется от 10 до 30мм, что позволяет механизировать и автоматизировать процесс подачи топлива в котел. Следует отметить, что один кубический метр пеллет весит приблизительно 1500кг и его достаточно для работы котла мощностью 20кВт в течение 7 дней, что позволит непрерывно и без участия человека, отапливать в мороз дом площадью 200м2 целую неделю.

Пеллетные котлы представляют собой относительно новый вид теплотехнического оборудования, в котором в качестве топлива используются пеллеты, называемые также топливными гранулами.

Где популярны пеллетные котлы?

Пеллетные котлы получили широкое распространение в Европе. При этом топливо для них преимущественно закупается в нашей стране. Основная причина их столь широкой популярности состоит в надежности, безопасности, доступности топлива и высоком уровне автоматизации, позволяющей максимально приблизить котлы этого вида к газовому оборудованию.

Следует отметить, что среди твердотопливных котлов только пеллетные котлы могут работать в течение недели без участия человека. Именно пеллетные котлы являются залогом так называемой «топливной независимости», позволяющей быть уверенным в возможности получения тепла при недостатке или отсутствии поставок природного газа, столь значимых для европейских государств.

Постепенно интерес к пеллетным котлам просыпается и в нашей стране, тем более, что сейчас для изготовления топливных гранул используется каменный уголь, что позволит увеличить продолжительность работы котла на одной загрузке топлива.

Конструктивные особенности

Пеллетные котлы условно можно разделить на несколько частей:

• Горелку
• Теплообменник
• Транспортер для подачи пеллет
• Бункер для хранения пеллет

Такая конструкция в значительной мере упрощает транспортировку котла

В пеллетных котлах используется гранульная горелка объемного типа, разработанная специально для сжигания топливных гранул. Горелка обеспечивает наиболее полное сгорание топлива и высокий КПД котла. Загрузка гранул в горелку может производиться снизу или сверху.

При необходимости сжигания любого другого вида твердого топлива горелку нужно накрыть листом металла, а затем топить котел обычными дровами, торфом или углем.

Для обеспечения подачи топливных гранул котлы комплектуются специальными бункерами, объем которых зависит от их мощности. При необходимости подачу топлива можно осуществлять из соседнего с котлом помещения, переоборудовав его под бункер.

Котлы имеют многоходовые теплообменники, позволяющие максимально использовать вырабатываемое тепло и снижать температуру дымовых газов до 100-200 С. Некоторые котлы имеют контур горячего водоснабжения.

Подача гранул к горелке производится с помощью шнекового транспортера, разделенного на две части: если в первом, ближнем к котлу, питателе, заканчиваются гранулы, включается второй транспортер и наполняет его пеллетами. Контроль над наличием гранул в питателе производится с помощью фотосенсора.

Такое разделение подачи топлива необходимо для повышения уровня безопасности котла: если при загрузке топливных гранул пламя вырвется из горелки, возгорание может произойти только на первом транспортере

В начале работы при запуске после простоя пеллеты загружаются в шнек вручную. Затем включается система автоматического регулирования, производится розжиг котла и начинается подача гранул в автоматическом режиме. При нагреве теплоносителя до заданной температуры подача гранул прекращается. При снижении температуры теплоносителя подача пеллет возобновляется и производится автоматический розжиг горелки.

Розжиг котла производится с помощью электрической спирали, встроенной в горелку, или с помощью струи раскаленного воздуха, подаваемой тепловентилятором. Скорость подачи пеллет выбирается автоматически.

При нагреве теплоносителя до заданной температуры транспортер останавливается, подача пеллет прекращается, а оставшееся в котле топливо догорает. При снижении температуры теплоносителя транспортер начинает работать, возобновляя подачу пеллет в горелку. Если в ней процесс горения не окончен, новая партия топлива воспламеняется. Если топливо прогорело, производится розжиг котла в автоматическом режиме.

Залогом успешной работы пеллетных котлов является высокое качество системы автоматического контроля.

• Недостатки пеллетных котлов отопления

Пеллетный котел отопления громоздок. В его конструкцию в обязательном порядке включается транспортер и бункер. При этом транспортер обязательно должен иметь хотя бы 2 хода, что позволяет отсекать топливо от горелки при случайном выбросе из нее струи пламени.

Эксплуатация котла требует особых мер безопасности. В частности устанавливать его нужно в помещении, исключающем использование в отделке материалов, способных поддерживать горение. Бункер для хранения пеллет также должен отсекаться от случайного контакта с открытым огнем при выбросе открытого пламени из котла.

На рынке теплотехнического оборудования можно найти пеллетные котлы следующих торговых марок:

• Kunzel (Германия),
• Attack (Словакия),
• Jaspi (Финляндия),
• Verner (Чехия),
• Biomaster,
• D"Alessandro,
• FACI,
• Ferroli,
• Sime(Италия),
• Atmos,
• Kalvis,
• Opop,
• Protherm,
• Viadrus
• Альт-А, (Россия)
• Станкоконструкция (Россия)
• Automatic-Лес (Россия)

Единственным недостатком пеллетного котла является его высокая стоимость.