Твердотопливный котел на пеллетах

Твердотопливные котлы на пеллетах — особенности, плюсы и минусы

Пеллетный котел GRANDEG

Без сомнения — газ является эффективным и экономичным источником тепловой энергии. Вот только магистральные газопроводы проложены не везде. В этом случае потребитель вынужден искать альтернативу газовому оборудованию. Многие отдают предпочтение пеллетным котлам отопления, которые вырабатывают тепловую энергию, сжигая прессованные древесные гранулы.

Этот вид топлива представляет собой прессованные древесные гранулы. Их производят из отходов деревоперерабатывающей промышленности. Так что это экологически чистый вид топлива, не содержащий никаких химических добавок. Кроме того, он очень выгоден по экономическим показателям. При сгорании определенного количества пеллет выделяется значительно больше тепла, чем от некоторых других энергоносителей.

По количеству продуцируемой энергии 1 тонна этого топлива заменяет 1,6 т дров, 500 литров дизельного топлива или 480 кубических метров природного газа. Поэтому на фоне сравнительно небольшой стоимости гранулы предпочтительны для использования в качестве топлива. Их применяют в общественных котельных и частных домовладениях.

Устройство и свойства оборудования

Котлы, работающие на пеллетах, имеют стандартную конструкцию и универсальны в монтаже. Они состоят из:

• Металлического корпуса.
• Бункера для топлива.
• Горелки.
• Топки.
• Дымохода.

Принцип их работы ничем не отличается от аналогичных устройств, использующих иные виды топлива. Пламя и разогретые газы отдают избыточную температуру в конвективных областях, нагревая теплоноситель. Грамотно рассчитанная и продуманная конструкция характеризуется высоким коэффициентом полезного действия. В подавляющем большинстве моделей он превышает 85%.

Теплообменник чаще всего изготовлен из стали или чугуна. Если сравнить эти материалы между собой, то первый обладает лучшей механической прочностью, а второй отлично переносит воздействие агрессивной среды. Значительно реже устанавливают узлы из меди или алюминия. Они обладают прекрасной теплоотдачей, но повышают стоимость готовой продукции.

Альтернативой, позволяющей повысить надежность теплообменника, служит сталь с антикоррозийными добавками. По устойчивости к агрессивной среде она близка к чугуну, а по прочности — к стали.

Пеллетное отопительное оборудование предназначено для обогрева больших и малых зданий и обладает следующими характеристиками:

• Мощность от 15 кВт до нескольких мегаватт.
• Теплоноситель прогревается до 95 градусов по Цельсию, что исключает его закипание в системе и возможность гидроудара.
• Теплообменник способен выдерживать давление теплоносителя до 2,5 бар.
• Поступление воздуха в теплогенерирующую камеру контролируется автоматикой.
• Обшивка корпуса выполнена из высокопрочной стали. Не менее надежны и детали соединений.
• Дымовые газы не представляют опасности для человека.

Особенности оборудования

Работающие на пеллетах котлы отличаются небольшим объемом камеры сгорания. Это вызвано тем, что акцент теплообразования смещен в сторону конвективной части оборудования. Необычна и конструкция горелки, которая обеспечивает высокую эффективность при образовании тепловой энергии.

Третья особенность заключена в большом сроке эксплуатации. Модели премиум-класса служат не меньше 20 лет.

Общая отличительная черта всех устройств — высокий уровень автоматизации процессов. Здесь предусмотрено управление не только температурой, но и подачей топлива в камеру сгорания.

Устройство длительное время может работать без участия человека. Все зависит от размеров бункера. Как правило, он вмещает запас ресурсов, которых хватит на 7 дней эксплуатации.

Достоинства и недостатки оборудования

Твердотопливные котлы на пеллетах, устанавливаемые в частных домах, имеют мощность, как правило, не превышающую 100 кВт. Наиболее простой и распространенный способ определения нужной производительности оборудования — это деление общей площади на 10. Именно 1 кВт мощности достаточно для обеспечения теплом 10 квадратных метров помещения.

Достоинства

Пеллетные котлы — распространенный вид отопительных систем

Отопление частного дома данным видом оборудования имеет ряд преимуществ:

1. Приборы не нуждаются в специфическом уходе. Очистка зольников производится 1-2 раза в месяц. Некоторые варианты продукции комплектуются автоматическими системами очистки.
2. Реально высокий КПД. В зависимости от модели он колеблется в диапазоне 70-95%.
3. Модели могут быть одно- и двухконтурными. Последние обеспечивают дом горячей водой для хозяйственных нужд.
4. Котел прост в установке. Допускается самостоятельный монтаж в отличие от газовых аналогов.
5. Используемое топливо не относится к категории взрывоопасных. Сама конструкция отличается высокой пожарной безопасностью.
6. Энергоноситель удобно транспортировать и хранить. Не нужна специальная тара. Минимальные требования к складским помещениям — важно лишь отсутствие влажности.
7. При сгорании пеллеты не выделяют неприятного запаха.
8. При введении оборудования в эксплуатацию не требуются разрешительные документы и согласование с органами государственного контроля.

Недостатки

Естественно, что недостатки у пеллетных котлов тоже присутствуют. Но их список небольшой:

1. Сравнительно высокая стоимость. Оборудование обойдется дороже, нежели газовые, электрические и некоторые другие аналоги.
2. По сравнению с магистральным газом данный вид топлива обходится дороже. Впрочем, он выигрывает по цене у дизельного топлива, электричества и угля.
3. Приобретение и транспортировка энергоносителя составляет определенные неудобства. Его производство налажено не везде.
4. Важно! Вопросы поставок пеллет необходимо решить еще до принятия решения относительно вида оборудования. Если производитель или склады готовой продукции размещаются далеко, то доставка обойдется дорого.
5. Некоторые импортные модели не рассчитаны на суровый климат. Необходимо внимательно изучать технические показатели устройства.

На рынке страны еще встречаются устаревшие модели пеллетных котлов. Цена на них, естественно, снижена, и это привлекает многих покупателей. Стоит быть готовым к тому, что данные варианты нуждаются в более частой очистке зольника (1-2 раза в неделю).

Котлы отопления на пеллетах (древесных гранулах)

Проблема снижения затрат на отопление на сегодняшний день выходит на первое место для многих категорий граждан. Особенно она коснулась собственников частных домов с индивидуальной системой отопления, канализации и водопроводом. Очень часто разумным решением для сокращения расходов являются котлы для отопления на пеллетах.

Пелеттный котел Ekoret фирмы VIADRUS с топливным бункером

Котлы такого типа только совсем недавно получили широкое распространение и в домах россиян, но, благодаря невысокой цене, дешевизне топлива и простоте обслуживания, они все чаще и чаще устанавливаются для отопления помещений. Ниже будут рассматриваться особенности конструкции и принцип, на котором работают котлы на пеллетах. Отзывы покупателей, которые приводятся в статье, помогут оценить все за и против покупки пиролизного котла на пеллетах.

Пиролизом называется распад органических соединений при высоких температурах. При доступе кислорода процесс пиролиза превращается в обычное сгорание. Если же доступ кислорода ограничить, то углеводородное топливо будет разлагаться на низкомолекулярные горючие соединения и шлак. В случае с пиролизом древесины образуется смесь из газов метилового спирта, ацетона, бензола и небольшого количества других горючих веществ и практически чистый углерод с примесями оксидов металлов.

Совсем недавно в качестве топлива повсеместно использовали древесный уголь – топливо, которое получают путем обжигания древесины без доступа воздуха в угольных ямах. Такой традиционный метод получения древесного угля приводит к значительным потерям тепловой энергии при первичном сгорании. Современный твердотопливный котел на пеллетах лишен этого недостатка и способен полностью использовать тепловую энергию, которая образуется при пиролизе древесины. Поэтому такое устройство называют также газогенератором.

Принцип работы котла на пеллетах

Котлы длительного горения на пеллетах состоят из трех отдельных механизмов:

Функционирует котел на пеллетах следующим образом:

1. пеллеты загружаются в бункер для топлива;
2. подача пеллет в котел производится шнековым транспортером;
3. в топке котла пеллеты сгорают и разогревают теплоноситель.

В котлах для отопления на пеллетах используется принцип сжигания топлива «сверху – вниз». При этом горение проходит намного медленнее, чем в обычной топке, где топливо горит «снизу – вверх» и циркулирующие нагретые потоки газов вовлекают в процесс слои топлива, которые находятся выше. Конструктивно это решается следующим образом.

В самой топке расположена горелка с форсункой для подачи нагретого воздуха непосредственно к зоне горения. Благодаря этому появляется возможность контролировать скорость сгорания топлива, перемещая зону огня постепенно вниз. Подача нагретого воздуха дает возможность сжигать топливо наиболее полным образом. При этом зола и сажа образуется в минимальном количестве, а КПД (коэффициент полезного действия) котлов, работающих на пеллетах, увеличивается до 96%.

Такой механизм работы обеспечивает постепенное сгорание топлива. Котлы длительного горения на пеллетах могут работать на одной закладке более суток, что делает это оборудование довольно удобным для использования в быту. Кроме этого, наличие в конструкции оборудования топливного бункера дает возможность максимально автоматизировать работу отопительного оборудования.

Конструкция и внутреннее устройство

Котлы на пеллетах по своей конструкции схожи с общей схемой, по которой изготавливаются все твердотопливные котлы. Однако, у них имеются некоторые особенности. Например, размер топки у этих моделей намного меньше, так как теплообменник у них нагревается не столько за счет открытого пламени, сколько за счет горячего воздуха в конвекционных каналах. Это позволяет более полно использовать тепловую энергию. Температура выхлопных газов в оборудовании такой конструкции не превышает обычно 150 градусов Цельсия.

Внутренне устройство котла на пеллетах с автоматической подачей топлива

Топка пиролизного котла на пеллетах сконструирована с расчетом возможности контроля подачи воздуха в нее. Наличие топливного бункера позволяет управлять подачей пеллет в нее с возможностью регулировки скорости и температуры горения. За счет этого достигается возможность регулирования температуры нагрева теплоносителя в системе. Конструктивно это решается установкой шнекового транспортера, который непосредственно и производит подачу топлива.

Для изготовления котлов для отопления на пеллетах чаще всего используются высокопрочные стальные сплавы. Топку и теплообменник изготавливают из коррозиестойкого чугуна. Необходимо заметить, что срок службы чугунных котлов может достигать 45-ти лет, что намного больше, чем показатели оборудования, которое изготовлено из стали.
Разжигаются пеллетные гранулы с помощью специального электрического ТЭНа. Воздух в топку нагнетает вентилятор. После того, как оборудование переходит в рабочий режим, электрическая цепь отключается. Таким образом, котлы, работающие на пеллетах, потребляют совсем немного электроэнергии.

Автоматическая работа

Современные модели котлов длительного горения на пеллетах обязательно оснащаются автоматикой, которая подает гранулы в топку по определенной программе, а также включает и выключает горелку для экономии расхода топлива и поддержания заданного температурного режима, который в течение суток может изменяться. Панель управления находится на самом котле или на пульте дистанционного управления.

Дистанционное управление котлом с помощью переносного устройства

Среднеразмерный 25-киловаттный котел на пеллетах, расход топлива в котором составляет приблизительно 5 кг топлива в сутки, оборудуется бункером объемом от 250 до 350 литров. Таким образом, непрерывная полностью автоматическая работа оборудования может осуществляться как минимум трое суток. С установкой внешнего бункера это время можно еще увеличить.

Конструкция внешнего бункера

За счет того, что подача пеллет в котел выполняется дозировано, горелка не перегревается и все оборудование можно отключить дистанционно, прекратив подачу топлива. При этом котел автоматически прекратит работу через несколько минут, когда полностью сгорит загруженная доза пеллетных гранул.

Стоимость оборудования и отзывы покупателей

Вообще цена твердотопливных котлов – это не самое сильное место этого оборудования. Дело в том, что котлы, работающие на пеллетах, стоят существенно дороже, например, газового оборудования той же мощности. Тем не менее, существенная эксплуатационная экономия за счет доступности и дешевизны топлива обеспечивает ему высокий спрос.
Если же говорить про уровень цен, то можно привести следующие данные. Котел на пеллетах Zota (российского производства) мощностью 15 кВт стоит приблизительно 150 тыс. руб. Цена самого мощного (мощностью 100 кВт) составляет около 350 тыс. руб. Владельцы этих котлов отмечают, что себестоимость одного кВт тепловой энергии обходится не дороже 1 руб. (при условии закупки топлива по цене до 4,00 руб./кг).

Котел на пеллетах Zota Pellet

Пеллетный котел Grandeg (изготавливается в Латвии) мощностью 25 кВт продается в среднем по 250 тыс. руб. 100-киловаттный котел того же производителя обойдется уже в 500 тыс.

Котел на пеллетах Grandeg GD-ECO (Латвия)

Если проанализировать отзывы владельцев этого оборудования, то можно отметить, что все они подтверждают значительную экономичность отопительного оборудования такого типа и удобство эксплуатации. Котельная на пеллетах за один отопительный сезон позволит сэкономить десятки тысяч рублей только на топливе.

Кроме этого, котлы для отопления на пеллетах отличаются бесшумной работой и эргономичным дизайном.
Некоторые владельцы жалуются на то, что это оборудование для работы нуждается в подключении к электрической сети. Однако расходуют электричества такие устройства совсем немного.

Цена на пеллеты составляет около 5500 рублей за одну тонну, т.е. один килограмм, в среднем стоит около 5-6 рублей. При необходимости можно наладить производство пеллет купив необходимое оборудование или сделав его своими руками.

В видео ниже показано, как работает котел на пеллетах.

Особенности твердотопливных котлов на пеллетах

Среди множества отопительных установок, использующих для генерации тепла различные виды твердого топлива, особое место занимают твердотопливные котлы на пеллетах. Последние представляют собой гранулы цилиндрической формы, изготавливаемые методом прессования отходов древесины, торфа, соломы, шелухи подсолнечника и прочих отходов сельскохозяйственного производства. Теплотворная способность данного биотоплива в полтора раза выше, чем у сухих дров, поэтому пеллеты широко используются для производства тепла на Западе и становятся все более популярными в нашей стране.

Конструкция и принцип работы пеллетного котла

Прежде чем определить плюсы и минусы обогрева зданий с применением древесных гранул, стоит разобраться в устройстве и принципе действия агрегатов, которые их сжигают. Современный твердотопливный отопительный котел на пеллетах – это высокотехнологичная автоматизированная установка, показывающая самую эффективную работу среди всех агрегатов других типов, его КПД составляет до 92% (по информации заводов – изготовителей). Продолжительность горения без вмешательства человека определяется двумя факторами:

• запасом гранул в бункере, из которого они подаются в топку;
• периодичностью очистки внутренних элементов агрегата от золы и пепла.

На рисунке изображен твердотопливный котел на пеллетах с горелочным устройством факельного типа.

Пеллетный котел с ручной загрузкой топлива

Агрегат состоит из камеры сгорания и жаротрубного теплообменника, заключенных в водяную рубашку. «Сердцем» теплогенератора является пеллетная факельная горелка с принудительным нагнетанием воздуха. Продукты горения, выходя из топки, делают 3 хода по жаровым трубам и отдают свою теплоту водяной рубашке. После этого они попадают в дымоход и выбрасываются наружу, в котлах большой мощности для этой цели задействован второй вентилятор – дымосос. В некоторых моделях для дополнительного отбора тепла у дымовых газов на выходе из агрегата устанавливается дополнительный теплообменник – экономайзер. Благодаря ему КПД повышается на 3—5%.

По количеству ходов, совершаемых дымовыми газами в жаровых трубах, все твердотопливные котлы длительного горения подразделяются на одно-, двух – и трехходовые. В первых продукты сгорания сразу из топки попадают в газоходы теплообменника, не меняя направления движения. В остальных агрегатах они делают перед выбросом 2 или 3 хода, самыми эффективными считаются трехходовые теплогенераторы, поскольку они отбирают теплоту у дымовых газов по максимуму.

Горелочные устройства

Горелки, которыми оборудуются пеллетные котлы отопления, бывают двух типов: факельные и ретортные, последние еще называют устройствами объемного горения. Двухходовой агрегат с ретортной горелкой в действии представлен на рисунке:

Котел с автоматической подачей топлива в разрезе

Горелка выполнена в виде чаши с прорезями по бокам, в них сквозь воздушный канал вентилятор нагнетает воздух для горения. Топливные гранулы подаются в нижнюю часть «чаши» шнековым конвейером, а в него пеллеты попадают из бункера способом свободного падения через дозирующее устройство. Все устройства, задействованные в процессе сжигания топлива, управляются контроллером отопителя. Принцип работы ретортной горелки изображен на схеме:

Горелка факельного типа функционирует несколько иначе, шнековый конвейер в ней подает гранулы на специальную площадку, где сквозь них вентилятор продувает воздух. В процессе работы возникает мощный устойчивый факел, направленный горизонтально, как показано на схеме:

Оба горелочных устройства функционируют одинаково надежно и хорошо прогревают водяную рубашку теплогенератора. Небольшое предпочтение отдается факельной горелке, поскольку известны случаи, когда из-за низкого качества пеллет чаша реторты засорялась, пламя становилось неустойчивым, а то и вовсе угасало.

Для организации непрерывной подачи топлива в отопительных установках небольшой мощности применяется навесной или приставной бункер для пеллетного котла. Его вместительности хватает от 1 суток до нескольких дней, учитывая, что для выделения 10 кВт тепловой энергии каждый час надо сжигать 2 кг гранул. Другими словами, для обогрева 100 м2 площади среднестатистического здания используется 2 кг топлива в час, в сутки это выйдет 48 кг .

При насыпной плотности пеллет 650 кг/м3 объемный расход топлива в сутки составит 0.07 м3. Для теплогенераторов средней и большой мощности организовывается подача гранул из отдельно стоящего бункера или емкости конической формы, подвешиваемой к стене. В этом случае возникает необходимость в еще одном шнековом конвейере для перемещения биотоплива от бункера к горелке, длина шнека может достигать 10 м.

Бункер с конвейером для подачи пеллет в топку котла

Производители теплогенерирующего оборудования в частный дом или производственное здание рекомендуют выполнять очистку зольника, пространства топки и дымогарных труб в среднем 1 раз в неделю. Некоторые из них предлагают поставку агрегата со специальным комплектом инструментов для чистки. В него входят различные щетки или даже портативный мощный пылесос, он отлично справляется с удалением золы из дымогарных труб трехходовых отопительных установок.

Из вышесказанного можно сделать вывод, что при наличии достаточно большого бункера для хранения гранул и шнекового конвейера для их транспортировки непрерывная длительность горения пеллетного агрегата составляет 7 дней, по их истечении нужна остановка для обслуживания и чистки.

Краткий обзор средств автоматизации

Современные пеллетные котлы длительного горения имеют высокий уровень автоматизации, сопоставимый с газовыми или электрическими отопителями. Перечень функций, обеспечивающих комфорт и безопасность эксплуатации, впечатляет:

• Управление средствами топливоподачи с дозированием.
• Розжиг и погашение горелки в автоматическом режиме.
• Регулировка интенсивности горения и удаления дымовых газов путем изменения производительности нагнетателя воздуха и дымососа.
• Контроль максимального и минимального уровня теплоносителя в водяной рубашке.
• Контроль за давлением воды.
• Автоматический сбросной клапан и воздухосбрасыватель (группа безопасности).
• Датчики, контролирующие расход пеллет и сигнализирующие об их минимальном количестве в бункере.
• Датчики температуры теплоносителя.
• Датчик наличия тяги в дымоходе.

Пеллетная горелка в разрезе

Стоит уделить отдельное внимание системе розжига, вмонтированной в горелку. Она состоит из элемента накаливания и фотодатчика, связанных с электронным блоком управления. Когда шнек доставит необходимое для розжига количество топлива, он останавливается, а включается электрический нагревательный элемент. От раскаленного электрода кучка гранул воспламеняется, что регистрирует фотодатчик. После того как вентилятор увеличит поток воздуха на горение и шнек добавит топлива, появится устойчивый факел пламени. Тогда по сигналу фотодатчика контроллер отключит элемент накаливания.

Преимущества и недостатки пеллетных котлов

Осуществлять отопление дома водогрейной установкой на прессованных гранулах – один из наилучших вариантов, и вот почему:

• высокая теплоотдача топлива и конструкция установки обеспечивают КПД до 92%;
• выбросы в атмосферу вредных веществ минимальны;
• высокий уровень автоматизации обеспечивают комфортную и безопасную эксплуатацию отопителя;
• длительность горения – этот показатель лучше, чем у других твердотопливных водонагревателей;
• не требуется частое обслуживание;
• возможность присоединения выносных регуляторов температуры в помещениях и датчика наружного воздуха;
• удаленное управление с помощью GSM – модуля или мобильных приложений для смартфона.

Многие российские и зарубежные производители декларируют свои изделия как котлы на дровах и пеллетах, поскольку в них существует возможность переходить с одного вида топлива на другое. Для этого всего лишь нужно снять с фронтальной панели горелку и поставить вентилятор на монтажной пластине, после чего в топку через дверцу можно загружать дрова. Приборы автоматики и управления адаптированы для подобных переходов и будут успешно регулировать процесс сжигания древесины.

У каждой монеты есть две стороны, так и отопители на древесных гранулах имеют свои недостатки. Например, их нежелательно приобретать людям, проживающим в районах с ненадежным электроснабжением, поскольку установка без электроэнергии функционировать не сможет. В крайнем случае придется обзавестись бензиновым генератором электричества или блоком бесперебойного питания.

Второй существенный минус – высокая стоимость оборудования, самая большая среди твердотопливных «собратьев». Например, использовать пеллетные котлы для дачи может оказаться не всегда целесообразным, поскольку это удовольствие не из дешевых.

Заключение

Нет сомнений в том, что пеллетный котел для частного дома – один из самых приемлемых вариантов обогрева. Благодаря своим отличным показателям эти отопительные установки обещают стать самыми популярными в обозримом будущем, несмотря на главное препятствие – высокую цену.

Рекомендуем:

Обзор пеллетных горелок для твердотопливных котлов Как сделать пеллетную горелку своими руками Обзор твердотопливных котлов белорусского производства

Источники: http://gidotopleniya.ru/kotly-i-kotelnoe-oborudovanie/tverdotoplivnye/pelletnye-kotly-otopleniya-plyusy-i-minusy-3506, http://teplowood.ru/kotly-otopleniya-na-pelletax-drevesnyx-granulax.html, http://cotlix.com/tverdotoplivnye-kotly-na-pelletax

Как вам статья?