В частных домах, где отсутствует централизованное газоснабжение, решить проблему с отоплением поможет установка пеллетного котла.

При обогреве посредством пеллет затраты на топливо снижаются, автоматизируется процесс горения.

Пеллетные котлы достаточно экономичны, благодаря чему пользуются большой популярностью.

Что такое пеллентный котёл для отопления частного загородного дома

Пеллетный котел — это вид твердотопливного котла, работающий за счет использования специальных горючих гранул — пеллет. Пеллетное топливо имеет ряд преимуществ:

1. Низкая стоимость .
2. Удобное хранение . Горючие гранулы не занимают много места. Их длина — 7 см ., а диаметр — 5—10 мм.
3. Нескольких мешков топлива хватит на всю зиму .

Фото 1. Пеллетный котёл, установленный в помещении. Рядом хранится запас пеллет для сжигания в устройстве.

Устройство агрегата и принцип работы

Пеллетный котел состоит из 3 элементов:

• из емкости, оборудованной горелкой для сжигания топлива;
• из конвективной системы, в которой расположен теплообменник;
• из бункера, содержащего бак для отходов горения.

Для работы прибора требуется приставка, обеспечивающая своевременную подачу топлива. Пеллетный котел оснащен блоком управления, с помощью которого задают параметры работы устройства.

Теплообменник изготавливается из стали или чугуна . Зарубежные производители предпочитают использовать чугун. На нем не появляется ржавчина, но этот материал плохо реагирует на изменения температуры и много весит. В России модели комплектуются стальными теплообменниками. Они быстро реагируют на перепады температуры, мало весят, но предрасположены к появлению коррозии. Поэтому большинство производителей покрывают котлы антикоррозийным составом.

В топку котла подаются пеллеты, там они полностью сгорают. За счет этого нагревается теплоноситель , который распространяет тепло по всему помещению.

От размеров бункера зависит время подачи пеллет. Периодически требуется чистить каналы от накопившихся выбросов.

Преимущества

1. Работа устройства безопасна для окружающей среды. Материалы для горения не содержат примесей.
2. Агрегат экономичен. Пеллеты в котле полностью сгорают и расходуются в минимальном количестве.
3. Модельный ряд твердотопливных котлов разнообразен.
4. Процесс работы устройства автоматизирован.
5. При правильной эксплуатации котел прослужит долгие годы.

Недостатки

1. Высокая цена. Хотя ценовая политика у многих производителей демократична, купить пеллетный котел могут позволить себе не все.
2. Часть моделей пеллетных котлов работает от электричества , поэтому стоит заранее позаботиться об источнике тока или генераторе.

Виды отопительных котлов на пеллетах: камины, устройства с водяным контуром

Котлы по виду используемого топлива бывают:

• пеллетными;
• условно комбинированными;
• комбинированными.

Пеллетные котлы используют в качестве топлива древесные гранулы. Непрерывная работа пеллетного устройства достигается за счет стабильной и своевременной подачи пеллет.

Условно комбинированные приборы допускают использование брикетов, дров и прочего сырья. Но сжигание альтернативного топлива возможно только в крайних случаях. При этом к конструкции котла прилагаются дополнительные детали. Например, колосниковая решетка, которая устанавливается в топку до момента загрузки дров.

Комбинированные котлы используют несколько видов топлива. Это возможно за счет наличия двух или более топок. Такие приборы имеют большие размеры и стоят дороже .

По типу подачи топлива пеллетные котлы бывают:

• автоматическими;
• полуавтоматическими;
• с механической подачей топлива.

Автоматические пеллетные изделия работают без человеческого вмешательства . Достаточно просто включить прибор.

Работой полуавтоматического устройства руководит процессор, но мощность задается владельцем вручную. Периодически (не более 1 раза в неделю ) чистят зольники. В среднем этот процесс занимает 15 минут.

Конструкция механизированных пеллетных котлов самая простая , устройства компактны и стоят дешевле других моделей. Работа приборов полностью зависит от человека.

Из-за небольших размеров бункера загружать устройство придется каждые 2—3 дня.

По целевому назначению пеллетные котлы делятся:

• на водогрейные отопительные модели;
• на конвекционные печи-камины;
• на гибридные установки.

Водогрейные отопительные котлы поддерживают в помещении благоприятный температурный режим и нагревают воду. Такое оборудование подойдет для небольших офисов, частных домов, дач. Но устанавливать приборы лучше всего в подвале или в специально отведенном месте.

Конвекционные печи-камины служат для обогрева небольших помещений. Они устанавливаются в жилой комнате, практически бесшумны, имеют небольшие размеры и привлекательный внешний вид.

Гибридные котлы внешне похожи на печи-камины. Приборы снабжены функцией обогрева с помощью водяного теплоносителя. Некоторые модели имеют варочную поверхность и духовой шкаф.

У твердотопливных котлов бывают следующие виды горелок:

• факельные;
• объемного горения;
• каминные.

Факельные горелки неприхотливы . Они подойдут для дач, где не требуется бесперебойная работа устройства. Минусом является однонаправленность факельного огня, который локально нагревает стенки котла.

Горелки объемного горения устанавливают в промышленных котлах большой мощности. Такие приборы нетребовательны к качеству гранул.

Каминные горелки лучше всего подойдут для небольших котлов. Они не особо эффективны, но надежны.

Вам также будет интересно:

Факторы, влияющие на выбор

При выборе качественного, надежного агрегата, обращают внимание на следующие характеристики:

• На мощность. Бытовые приборы обладают относительно невысокой мощностью. Чтобы обеспечить теплом жилое помещение достаточно 15 кВт. На 10 кв. м. приходится 1 кВт. Котел с такой мощностью может обогреть дом размером 150 кв. м.
• На коэффициент полезного действия. У пеллетных котлов КПД варьируется от 80 до 95%. Высокий показатель достигается за счет качества гранул и особенностей конструкции прибора.
• На тип горелки. Существуют ретортные и стокерные горелки. У первых дым направлен вверх. Они неприхотливы к качеству топлива и долго функционируют без очистки. Эффективная работа стокерной горелки достигается за счет высокого качества загружаемых гранул. Главный минус такого устройства в том, что оно часто засоряется.
• На уровень автоматизации процессов. Некоторые пеллетные котлы могут работать без участия человека. Такими устройствами управляют дистанционно с помощью мобильного телефона. В специальная программа позволяет на расстоянии включать и выключать прибор, регулировать температуру. В случае неисправности информация о сбоях поступает мгновенно на мобильное устройство.
• На конструкцию теплообменника. Они бывают горизонтальными и вертикальными, плоскими и трубчатыми. Специалисты рекомендуют выбирать вертикальные теплообменники с турбулизаторами, которые большую часть энергии тратят на нагрев теплоносителя и не позволяют оседать золе в больших количествах.

Схемы обвязки

Схема обвязки зависит от принципа движения теплоносителя по трубам. В системах применяется естественная или принудительная циркуляция.

Особенности естественной циркуляции

Теплоноситель естественным путем движется по трубам. В такой системе отопления отсутствует насос. Здесь циркуляция происходит исключительно по законам физики: более холодная среда вытисняет более горячую и менее плотную.

Фото 2. Схема обвязки пеллетного котла с естественной циркуляцией. Для её правильной работы необходим определенный уклон системы.

Преимущества системы отопления с естественной циркуляцией:

• низкая стоимость котла и простота установки;
• дешевое обслуживание;
• быстрое восстановление работы в случае поломки или сбоя.

Недостатки:

• Данная схема обвязки применяется только в одноконтурной системе.
• Обвязка подходит для помещений небольших размеров.

С принудительной циркуляцией

Циркуляционный насос в отопительной системе дает возможность обогревать дома и производственные помещения любой площади . Такая система отопления имеет свои недостатки:

• Дорогостоящая установка.
• Сложная схема. Она состоит из большого количества элементов, поэтому незнающий человек не сможет разобраться во всех деталях.
• Элементы системы обогрева дома должны быть выровнены относительно друг друга.
• Зависимость от наличия электроэнергии. Циркуляционный насос будет работать только при подаче к нему тока.

Фото 3. Схема обвязки пеллетного котла с принудительной циркуляцией. В систему устанавливается специальный насос.

Назначение бесперебойника

Модели твердотопливных котлов, работа которых зависит от электросети, реагируют на перепады напряжения и отключение электроэнергии. Такие сбои приводят к серьезным поломкам.

В зимнее время нельзя допускать того, чтобы вся отопительная система вышла из строя. Избежать таких ситуаций поможет установка источника бесперебойного питания . Он обеспечит стабильное напряжение в сети и непрерывную работу котла.

Изготовление экономичного устройства своими руками

Пеллетный котел имеет довольно простое устройство, поэтому его несложно собрать своими руками. Для этого понадобятся стальные трубы или листы толщиной 3—5 миллиметров, болгарка и сварочный аппарат. Если ранее вам не приходилось сталкиваться со сварочными работами, обратитесь к профессионалу.

Основной элемент котла — теплообменник. Его лучше изготовить прямоугольной формы из труб с квадратным сечением . Для этого:

1. Берутся трубы одинакового размера.
2. В вертикальной стойке проделывается окно круглой формы.
3. В передних трубах вырезаются отверстия для водоотвода (одно для холодной воды, другое — для горячей).
4. Детали конструкции соединяются при помощи сварочного аппарата.

Чтобы швы получились ровными, стойки лучше всего расположить на ровной поверхности.

Прежде чем проводить монтажные работы, устройство проверяют на прочность:

• аппарат располагают вертикально;
• закрывают нижнее отверстие;
• заливают в емкость воду.

Внимание! Конструкция не должна пропускать жидкость даже в незначительных количествах. В противном случае требуется снова провести сварочные работы.

Будь первым!

Средняя оценка: 0 из 5 .
Оценили: 0 читателей .

Конструктивные особенности

Бункер для хранения топлива

Автоматика

Установка

Обслуживание

Постоянное повышение стоимости горючих материалов заставляет разрабатывать новые технологии и усовершенствовать старые. Одним из таких усовершенствований оказалось изобретение пеллет и твердотопливных котлов, которые их используют.
Пеллеты – топливные гранулы полученные из древесных отходов путём сжатия под сильным давлением. Размер гранулы 8-12 мм - диаметр на 10-15 мм длинны. Имея большую плотность, чем дерево пеллеты обладают удельной теплотой сгорания 4-5 кВт/кг. Такой большой разброс связан с видом древесины и влажностью гранул.

Принцип работы пеллетного котла

Такой же, как и у любого другого твердотопливного. Отличается сам процесс обслуживания в связи с высоким уровнем автоматизации отопительной техники.

Главный шнек подачи топлива из бункера (1), приводится в действие электромотором (2). Подняв гранулы из накопительной ёмкости, шнек сбрасывает их через гибкий шланг (3) в дозатор (5), где дополнительный шнековый вал (4) отмеряет заданные программой порции топлива, и сбрасывает их на лепестковый клапан (6). Открываясь, клапан сбрасывает порцию пеллет на шнек подачи (9) в зону горения (11). Регулировка интенсивности пламени в горелке, которое нагревает теплоноситель (7) происходит благодаря воздуховоду (8) и нагнетателю воздуха (10).
Возможны небольшие отступления от представленного алгоритма связанные с техническими отличиями котлов разных моделей, но общий принцип остаётся тем же.

Конструктивные особенности

Основными элементами, из которых состоит данный отопительный прибор, являются:
бункер для топливных гранул;
механизм подачи пеллет;
модуль автоматического поджига;
горелка;
модуль управления с датчиками температуры.

Горелка
В процессе усовершенствования конструкции были разработаны несколько видов горелок.

Факельная. Сгорание пеллет в такой горелке происходит в потоке воздуха, поступающем из нагнетателя, образуя факел пламени от раскалённых углей. Температура может достигать 1200С. При такой конструкции наличие промежуточной камеры дозатора обязательно.


Преимущества:
небольшие размеры;
надёжна при эксплуатации, проста в обслуживании;
Работает с пеллетами низкого качества.

Недостатки:
небольшая мощность и низкий КПД;
пламя имеет горизонтальную направленность, в результате может произойти локальный перегрев элементов конструкций котла.

Объёмного горения. Их ещё называют ретортными. Это чугунная или стальная чаша, поступление гранул в которую происходит через центр реторты – снизу, а горение по всей поверхности. Воздух для горения подаётся двумя путями, через центр подачи пеллет и через отверстия в плоскости горелки.


Различают 2 типа реторт по конструкции:
1. неподвижные – более требовательны к качеству топлива, особенно влажности.
2. подвижные (оборотные) – сжигают высокозольное, пыльное топливо, агропелетты, влажную щепу.

Преимущества:
высокая мощность;
высокий КПД.

Недостатки:
большой размер;
сложная конструкция (особенно у оборотных);
высокие требования к качеству гранул.

Оба типа ретортных горелок имеют особенности в подаче гранул. Угол наклона (1) должен быть по возможности меньше, чтобы избежать образования шлаковых конкреций. Длинна шнека подачи должна быть небольшой, для уменьшения количества налипшей пыли.

Колосниковая (каминная) . Особенность заключается в методе подачи гранул. Они самостоятельно осыпаются в чашу горелки из камеры дозатора. Воздух подаётся из воздуховода сбоку или из отверстий непосредственно в чаше.


В данной конструкции подвижными или статичными элементами являются колосники. Соответственно у подвижных механизмов более низкие требования к зольности и качеству горючих материалов. Данный тип горелки используется исключительно для частного использования или в пеллетных каминах, из-за своей громоздкости.

Бункер для хранения топлива

Встроенный бункер . Конструкционно неотделим от отопительного прибора без разборки. Имеет небольшой объём, что приводит к необходимости частого пополнения запаса гранул. Из положительных сторон – отсутствие первичного передаточного шнека, более простая и надёжная, общая конструкция.

Внешний бункер . Возможна любая конструкция, используемые материалы и объём. Начиная от обычной пластиковой бочки и сваренными из уголка конструкциями с фанерными или матерчатыми стенками, и заканчивая промышленными бункерами для сыпучих материалов.


Некоторые конструкции, выпускаемые серийно, предусматривают возможность герметизации бункера. Практика показала, что это излишняя предосторожность. В отапливаемом помещении влажность пелет в герметичном и открытом бункере отличается незначительно.

Правила установки и обслуживания
Прежде чем заказать бункер для топливных гранул или сделать его самому необходимо рассчитать минимально необходимый объём, исходя из того, что 1 тонна пелет занимает 2 м3. Высота бункера особой роли не играет, мнение, что в высоких ёмкостях нижние ряды пелет бывают раздавленными, не отвечает действительности. Сама ёмкость должна находиться в сухом вентилируемом помещении, на расстоянии от 1 м до 12 м до котла. Чем дальше расстояние тем качественней должно быть топливо. Иначе большое количество трухи подаваемой в топку существенно снизит КПД. Усложнённая конструкция шнека – не прямая или с дополнительными перепадами и промежуточными бункерами не запрещена, но неэффективна. В нижней части бункера необходимо предусмотреть наличие «ревизии», для периодической чистки и удаления трухи. Если конструкция имеет большой объём и её загрузка производится со специализированного автомобиля с пневматической подачей, то предусматривается специальный отбойник из резины, а подающее отверстие врезается на 15-20 см ниже от верхнего края бункера.
Если выбрана прямоугольная форма бункера, а его сечение имеет небольшую площадь, то довольно часто можно столкнуться с проблемой «зависания» гранул. В этом случае бункер следует оборудовать шнековым ворошителем.

Механизм подачи топливных гранул

Шнековая подача. Наиболее распространённый и надёжный, но не идеальный тип. Использование жёсткого шнека хоть и гарантирует поступление топлива в котёл, но при длине более 2 м большинство гранул перемалывается в труху. Если бункер отдалён от котла или отверстие подачи находится не на одном уровне с горелкой, конструкция подачи существенно усложняется. Необходим ещё один шнек подачи пеллет непосредственно в котёл, передаточная камера, модуль сопряжения электромоторов, и система противопожарной защиты от обратной тяги. Возможно использование цепной подачи для предварительной доставки. При таком типе гранулы не повреждаются, но производится много шума.
Гибкие шнеки с полимерными трубами подачи – это более неприхотливая, хоть и менее надёжная система. Расстояние до бункера может быть увеличено до 12 м. Допускается изгибание трубы до 45. из недостатков можно заметить более сложную и тщательную систему фиксации подающей трубы.

Пневмоподача. При использовании гибких шлангов дальность до бункера хранения увеличивается до 80 м, но при таком способе необходим мощный компрессор.

Новые разработки предполагают использование специальной вакуумной переходной камеры, которая помогает снизить необходимую мощность насоса. Для непосредственной доставки пелет в камеру сгорания используется шнековая подача.

Механизм автоматического поджога

В рабочем режиме интервал включения правильно настроенного котла позволяет воспользоваться остаточным огнём из углей ещё не сгоревших пеллет. Но при стартовом запуске или неоптимальной настройке в работу вступает система автоматического розжига. Эта деталь представляет высокотемпературный фен в отказоустойчивом корпусе.


При его запуске количество потребляемой энергии резко возрастает (150-200кВт/час) по сравнению с обычной работой (до 0,5 кВт/час) Такая система входит в стандартную комплектацию большинства моделей. Но его можно установить и дополнительно. Большинство производителей выпускают такие фены для отдельной продажи, но с мощностью в 2-3 раза большей. Это объясняется потребностью в более высокой температуре для розжига, если фен установлен в неоптимальном, для своего функционирования, месте.

Поджог с помощью керамического или металлического тэна накаливания. Он устанавливается преимущественно в ретортных горелках на нижнем уровне горения пеллет.
В некоторых моделях применяется электродный способ, но он очень чувствительный к влажности топливных гранул.

Автоматика

Управление пелетным котлом заключается в дозировании и подаче топлива в камеру сгорания. Термостат контролирует температуру теплоносителя в системе отопления и регулирует мощность нагнетателя воздуха в горелке. Кроме термостата опционально можно устанавливать более совершенные датчики.

Лямбда зонд контролирует не температуру, а количество остаточного кислорода в раскалённом дымовом газе, и регулирует скорость вентилятора в нагнетающей камере. Благодаря нему экономность котла существенно повышается.

Многие системы позволяют программировать не только постоянную температуру, но и её изменение на протяжении одних суток, разделив на 6 временных отрезков, и всей недели. В современных моделях предусмотрено подключение автоматики котла к системам дистанционного управления.

Управление по локальной линии – входит в стандартную комплектацию. Обычно выполняет функцию, сигнализирующую о произошедших внештатных ситуациях.

Управление по GSM - возможность установки GSM модема входит в стандартную комплектацию некоторых новых моделей, но сам модем необходимо приобретать отдельно. Управление происходит посредством отправки SMS с кодами команд. В набор входит несколько примитивных команд – включить, выключить и получить информацию о текущем состоянии.

Управление через интернет . Весьма дорогостоящая дополнительная опция, дающая полный контроль над управлением посредством SMS, e-mail, и команд через Web интерфейс.

Критерии выбора пеллетного котла

Постоянное совершенствование конструкции твердотопливных котлов, привело к тому, что они начали составлять конкуренцию газовым. Но чтобы в полной мере использовать экономическую выгоду необходимо, чтобы котёл соответствовал определённым параметрам.
сертификация и/или адаптация для работы на территории России;
эффективность работы с различными типами топливных гранул и в различных режимах;
возможно ли потребление другого вида топлива кроме пелет
наличие экономных режимов;
возможность перехода в режим ГВС, у двухконтурных котлов;
требовательность к качеству топлива, его зольности;
минимально допустимая мощность;
Надёжность и безопасность длительной автономной работы;
воспроизводимый шум в различных режимах:
- стандартная работа;
- стартовый розжиг;
- подача пелет из внешнего бункера;
возможность подключения дополнительных датчиков и расширение возможности дополнительного дистанционного управления;
величина бункера для золы и удобство его очистки;
системы безопасности:
- предотвращение обратной тяги;
- предотвращение перегрева;
- система автоматизированного пожаротушения;
наличие автоподжига;
зависимость от электроснабжения (потребляемое электричество) возможность работы от аккумуляторных батарей.

Расчёт потребности в топливных гранулах на зимний период

Стандарт подбора мощности отопительного прибора в 10 кВт на 100 м2 площади помещения отвечает реальности только в здании возведённом согласно СНиПам. Но если затратить сравнительно немного денег на утепление чердака и стен, установку энергосберегающих стеклопакетов, и систему вентиляции с рекуператором, то экономическая эффективность вырастет во много раз.

Согласно статистическим данным в средней полосе России централизованное отопление работает на максимальную мощность 1750 часов в отопительный период. Пелетный котёл средней продуктивности выдаёт тепловую мощность 5кВт/час на 1 кг топливных гранул. Соответственно для отопления 100 м2 площади потребуется 3500 кг топлива за отопительный сезон.

Установка

Для успешной эксплуатации и обслуживания пеллетный котёл требует установки в довольно просторном помещении, отвечающем ряду требований. Оптимальным вариантом будет возведение специальной котельной, но подойдёт и просторный подвал который можно дооборудовать.

При монтаже отопительного оборудования следует придерживаться следующих правил:
устройство теплоизолирующего фундамента под котёл;
устройство приточной вентиляции, естественной или принудительной;
установка искрогасителя на дымоход;
устройство дренажа дымохода;
установка котла с соблюдением параметров отступов от стен указанных в паспорте изделия;
обвязка котла;
герметизация дымохода, котла и бункера;
устройство системы пожаротушения;
первичная пуско-наладка.

У большинства котлов в стандартной комплектации есть несколько типов горелок для различных видов топливных гранул. Используйте заданный в спецификации тип. Нарушение этого правила не только резко снизит эффективность, но и может привести к забиванию золой топки и выходу котла из строя.

Обслуживание

Хоть пеллетные котлы и были разработаны как автоматические системы, не требующие особого внимания, но определённые действия по обслуживанию необходимо выполнять:
в начале сезона:
- чистка и заполнение бункера топливными гранулами;
- чистка зольника и камеры сгорания самого котла;
- стартовый – ручной пуск горелки;
- проверка равномерности горения гранул в чаше горелки;
- проверка работоспособности систем автоматического поджига и систем подачи воздуха;
- программирование и перевод котла в автоматический режим;
раз в неделю:
- досыпать в бункер топливные гранулы;
- очистить бункер зольника;
раз в год:
- проверить тягу в дымоходе;
- почистить дымоход.

Обзор наиболее популярных моделей и производителей

D"ALESSANDRO Termomeccanika. (Италия) модель серии SCA


сертифицирован в России;
двухконтурный;
3-ходовой теплообменник;
чугунная горелка;
цилиндрический бункер топлива с автоматическим инвертором и системой пожаротушения на 480 л;
наддув воздуха в топку электровентилятором;
аналоговая панель управления
Дополнительное оснащение не входящее в стандартную комплектацию:
электронная система управления с GSM модулем;
автоматический электророзжиг и поддержка горения;
регулировка интенсивности пламени лямбда зондом;
керамический теплопередатчик в топке;
автоматическое удаление золы;
спиральные предохранительные вставки в трубки теплообменника;
датчики наполнения бункера;
система пневмоочистки шлаков;
отдельный нагреватель ГВС контура;
в качестве топлива допускаются пеллеты, стружка, опилки, мелкая щепа;
подача топлива двухшнековая с промежуточным бункером.

Kostrzewa (Польша) модельный ряд Pellets Fuzzy Logic II P

в автоматическом режиме работает на пеллетах: промышленных, бытовых, зерновых, мелком угле;
в ручном режиме на дровах, крупном угле, топливных брикетах;
КПД – 90%;
автоматический поджиг;
несколько экономных режимов – летний, погодный, ГВС, автономный;
многоязычное меню системы управления;
табулятор выхлопных газов и лямбда датчик;
3 сменных ретортных тарелки для разного вида топлива;
4-ох ходовой смесительный клапан для управления и разделения потоков двух контуров;
3-ходовой стальной теплообменник;
увеличенный бункер зольника (очистка раз в 5 мес);
стальной подающий шнек;
экономный двигатель с редуктором;
отдельные насосы для отопления и для ГВС;
большое количество датчиков и управляющих контуров.

Kiturami (Южная Корея) модельный ряд KRP

двухконтурный;
КПД – 92%;
использует гранулы 1 и 2 категорий;
встроенный циркуляционный насос и расширительный бак мембранного типа;
золоприёмник большого объёма, легко доступен;
эффективный автоматический электрозапал увеличенной площади;
конструктивно исключена обратная тяга;
защита от замерзания и перегрева;
детектор уровня воды в системе отопления;
программатор с большим выбором функций и готовых экономных режимов – выбор сезона, переключение на нагрев ГВС, автономная работа;
дистанционный пульт управления с выбором программ;
дистанционные датчики температуры воздуха (стандартная комплектация);
увеличенный объём бункера для топливных гранул;
короткий шнековый путь к топке не повреждает гранулы.

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.

Для частного сектора, домов загородной постройки особую роль играет система автономного отопления. Для той категории граждан, которая пользуются газовыми котлами, особых вопросов не возникает. Сложнее обстоит дела у той категории населения, которая вынуждена использовать для домашнего отопления нагревательные приборы на твердом топливе. Для твердотопливных котлов традиционно в качестве основного топливного ресурса используются дрова или уголь. Однако в последнее время набирает популярности такой вид органического топлива, как пеллеты. Твердотопливные котлы на пеллетах, выпускаемые сегодня – это мощные, экономичные и удобные в эксплуатации нагревательные приборы.

Благодаря своей производительности такой вид отопительного оборудования в состоянии составить реальную конкуренцию газовому отоплению. Для центральных и северных регионов страны, богатых на лесные ресурсы, производство пеллет является одной из статей дохода деревообрабатывающих предприятий. Поэтому если у вас есть реальная возможность получить постоянный доступ к этому виду твердого топлива, делайте ставку на пеллетные котлы. Вы не прогадаете!

Немного информации о пеллетах. Что это такое?

Пеллеты представляют собой гранулы цилиндрической формы размером 5-7 см, сделанные из древесных отходов. Диаметр такой гранулы немногим больше 6-8 мм. На размеры гранул влияет качество используемого сырья и способ производства.

Под давлением, древесное сырье спрессовывается, за счет чего достигается высокая плотность вещества. Гранулы в отличие от дерева, тонут в воде. В процессе изготовления достигается необходимая влажность состава, не более 10%. Такие жесткие параметры к готовому изделию вызваны желанием добиться максимального результата в процессе горения. Котлы длительного горения, агрегаты пиролизного типа с большой охотой используют пеллеты в качестве основного вида топлива.

Важно! Выбирая для себя нагревательный котел, оцените предварительно, от какого поставщика вы будете получать топливо. Пеллеты от разных производителей отличаются не только размерами, но и разнятся по составу сырья. В противном случае котел будет работать нестабильно, выдавая каждый раз различные технологические параметры.

На мебельных фабриках и деревообрабатывающих предприятиях такие отходы возникают ежедневно, причем в огромных количествах. За рубежом этому уже давно нашли применения, используя древесные отходы производства в качестве топливного сырья. Как правило, для изготовления этого топлива используются в основном отходы производства на основе хвойных пород древесины. Себестоимость такой продукции не высока. Сырье для производства всегда имеется в достаточных количествах.

Реже для изготовления берутся отходы мебельного производства, где чаще применяются дорогие сорта древесины. Такие пеллеты лучше и дольше горят. Единственный минус, который очевиден в данном случае, высокая цена такого топлива.

Сегодня на изготовления топливных гранул активно идут отходы от основной продукции сельского хозяйства и пищевой промышленности. Шелуха от семечек подсолнуха, остатки початков кукурузы являются прекрасным сырьем для горения.

Основное преимущество, которым обладают пеллеты – полноценное сгорание в топке котельного оборудования. Этот вид топлива отличается большой теплотворной способностью, которая по сравнению сходна с горением угля. Если есть возможность использовать постоянно пеллеты, почему бы не воспользоваться этим. Чему отдать предпочтение пеллетному агрегату или твердотопливному котлу в классическом исполнении, выбирайте первый вариант.

На заметку: по мнению специалистов теплотехников, пеллетный котел отличается большей экономичностью. КПД такого агрегата в 1,5-2 раза выше любого другого котельного оборудования, работающего на твердом топливе.

Принцип работы пеллетного котла

Чем отличается нагревательный прибор, работающий на пеллетах и каковы его основные конструктивные особенности, разберемся подробнее.

На первый взгляд такой вид оборудования может показаться простым и неприхотливым в работе. Однако так только кажется. Современный твердотопливный котел на пеллетах — это высокотехнологичное изделие, оснащенное всем сопутствующим данной техники оборудованием, приспособлениями и механизмами. Следует сразу сказать, ключевым фактором для последующей оценки отопительного аппарата является вместимость топливного бункера. Чем больше бункер, тем дольше будет работать нагревательный прибор без участия человека.

Весь процесс работы котла на пеллетах можно разделить условно на следующие этапы:

• этап первый, подача топлива;
• этап второй, процесс горения;
• процесс передачи тепловой энергии.

Сам отопительный котел работает следующим образом. Топливо, находящееся в бункере подается в камеру сгорания автоматически, за счет шнековой передачи, т.е. порционно. По мере сгорания в топку постоянно подается новые гранулы, за счет чего постоянно поддерживается процесс горения. Поступающие в топку пеллеты полностью выгорают, что сводит к минимуму образования золы и сажи.

В дальнейшем конструкция котельного оборудования данного вида разниться от традиционных представлениях о принципе работы твердотопливных агрегатов. Процесс горения в основном происходит не в самой камере горения, а на горелке, которая имеет определенную форму и конструкцию. Как только на горелку перестает поступать топливо, процесс горения автоматически прекращается. Т.е. если заранее рассчитать необходимый для обогрева помещения объем топлива, можно добиться практически полной автономности всего процесса.

На заметку: горелки в пеллетных котлах бывают двух видов: реторные (объемное горение) и факельные.

Горелки в твердотопливном котле на пеллетах, являются основным действующим механизмом. Подаваемый под большим давлением, за счет работы нагнетателя и наличия форсунок, воздух способствует высокой интенсивности горения топлива. Во время работы котла температура нагрева достигает 450 0 С.

Реторная горелка — это приспособление в форме чаши, в которой имеются с боков продольные отверстия (форсунки). Через эти отверстия поступает воздух, от которого зависит интенсивность горения. В зависимости от конструкции агрегата, пеллеты в чашу поступают сверху или выталкиваются за счет работы шнека снизу. В данном случае происходит объемное горение. За всем процессом, учитывая качество работы горелки, следит контроллер, специальный прибор, ведущий учет поступления топлива в горелку.

Факельные горелки работают иначе. Здесь пеллеты поступают на специальную площадку, где происходит их обдув воздухом, в результате которого возникает мощный и устойчивый факел. Пламя в данном случае направлено в горизонтальной плоскости. Тот объем воздуха, которые поступает за счет работы вентилятора, достаточен для полного сжигания топливных гранул. И первый и второй типа горелок хорошо справляются с задачей подогрева водяной рубашки котла.

Процессы, протекающие в автоматическом режиме. Основные преимущества пеллетных котлов

Сравнивая твердотопливные агрегаты, работающие на пеллетах с обычными котлами, особое внимание привлекает наличие автоматизированных процессов, с помощью которых не только улучшается производительность котельного оборудования. Пеллетные котлы можно считать практически автономными отопительными устройствами. Заводские модели обладают следующими преимуществами:

• точно рассчитанная дозировка топлива для подачи в топку котла;
• автоматический цикл розжига и тушения горелки;
• техническая возможность осуществлять регулировку интенсивности горения;
• технологический контроль над степенью нагрева теплообменника;
• контроль над давлением внутри котельного оборудования;
• автоматизированный контроль над состоянием тяги.

Все перечисленные процессы соответствуют требованиям, которые относятся практически ко всем нагревательным приборам, используемых для домашних систем отопления. Новейшие заводские изделия отличаются не только высокой производительностью и КПД (92%), но и высоким уровнем безопасности. Можно долго перечислять преимуществам данной техники. Единственный минус у всего этого — высокая цена оборудования, если сравнивать с котлами классического типа.

Твердотопливный котел вместе с пеллетной горелкой можно сделать своими руками, приложив немного усилий, модернизируя имеющийся дома нагревательный прибор. Переделка твердотопливных котлов под пеллеты не займет много времени. Достаточно внести изменения в камеру сгорания агрегата и приобрести специальную горелку. Переоборудование займет определенное время, обойдется в определенную сумму, однако в конечном итоге можно будет рассчитывать на хорошие показатели работы отопительного прибора в новом амплуа.

Заключение

В итоге, оценив все преимущества и технические возможности котельного оборудования, работающего на пеллетах, можно сделать вполне определенный вывод. Данная техника – сегодня актуальна и может успешно конкурировать с газовыми агрегатами. Для жителей районов, где отсутствует централизованная система газоснабжения, пеллетные котлы в состоянии решить все бытовые потребности обитателей дома. Большая мощность, высокая производительность и главное – возможность длительной работы без участия человека, делают такое оборудование очень востребованными.

Имея на руках расчет расхода топлива можно добиться длительной работы отопительной системы без вашего участия. Для обогрева жилой площади в 100 кв. метров (при высоте потолков в 2,8-3 м) достаточно 100 кВт тепловой энергии что соответствует сжиганию 25-30 кг. пеллет. Следовательно, в месяц потребуется немногим менее тонны этого топлива. Конечно по стоимости такое топливо раз в 5-7 дороже природного газа, однако, при его отсутствии, пеллеты лучшая альтернатива углю и обычным дровам. Какой котел выбрать для установки в собственном доме, решать вам.

Если вы хотите иметь дома чистоту, тепло и уют. Вдобавок ко всему, вам хочется иметь больше свободного времени, твердотопливные котлы, работающие на топливных гранулах, станут прекрасной находкой. Вам не придется становиться кочегаром, вам не надо бегать по ночам и смотреть, что бы котел не потух. С таким оборудованием ваш загородный дом или дача станут намного комфортнее и уютнее.

Из всех водогрейных отопительных установок, сжигающих различные виды твердого топлива, самым совершенным по праву считается пеллетный котел. И неудивительно, ведь эффективность сжигания пеллет очень высока, а степень автоматизации агрегата позволяет не вмешиваться в его работу неделями, только бы хватало объема загрузочного бункера. Но все эти достоинства оборачиваются и другой стороной – приличной стоимостью оборудования, в число которого входит не только сам отопитель, но и топливный бункер со шнековым конвейером. Однако, есть возможность стать счастливым обладателем столь высокотехнологичного агрегата, заплатив за него вдвое дешевле. Для этого придется сделать пеллетный котел своими руками, эту тему мы и разберем в данном материале.

Устройство и принцип работы пеллетных котлов

Чтобы смонтировать самостоятельно подобную твердотопливную установку, нужно будет хорошо потрудиться, а для начала разобраться, как она работает и из чего состоит. Сердцем пеллетного агрегата является горелочное устройство, что выполняет практически все основные функции и связано с контроллером котла, действуя по его командам. Горелки, предназначенные для сжигания пеллет, бывают двух типов:

• ретортные;
• факельные.

Разница между ними заключается в следующем. Ретортная пеллетная горелка представляет собой чашу (реторту), наполняемую снизу топливом посредством шнека, а воздух в зону горения подается вентилятором через отверстия, расположенные по бокам чаши. При работе столб пламени направлен вверх, что должна учитывать конструкция котла.Факельное горелочное устройство – это труба, она же – камера сгорания, где с одного торца происходит шнековая подача пеллет, а из другого выходит мощный факел пламени, направленный горизонтально. Это достигается нагнетанием воздуха в камеру с той же стороны, что и топлива.

Примечание. Горелки факельного типа применяются чаще ретортных, так как у последних случаются проблемы с подачей пеллет низкого качества. Для сборки котельной установки своими руками также предпочтительнее использование факельного горелочного устройства, ниже мы обоснуем почему.

В дальнейшем мы будем рассматривать работу агрегата с факельной горелкой, поскольку для нашей цели данная конструкция подходит лучше. Итак, камера сгорания в виде трубы находится внутри котла, а наружная часть горелки состоит из корпуса с подающим шнеком и вентилятором для нагнетания воздуха. Для функционирования электрического розжига и поддержания пламени в конструкцию также входит плата управления, фотодатчик и элемент накаливания. В верхней части корпуса находится патрубок топливоподачи.

Процесс происходит так: по команде контроллера шнек подает в камеру небольшое количество пеллет и останавливается. Включается элемент накаливания и одновременно с ним вентилятор, вызывая возгорание топлива. Появление устойчивого пламени фиксирует фотодатчик, и извещает об этом блок управления, а тот выключает элемент накаливания. Дальше начинается работа в обычном режиме, шнековый конвейер возобновляет подачу, а вентилятор нагнетает требуемое количество воздуха. По команде того же контроллера в горелку через патрубок насыпаются пеллеты, перемещаемые туда из загрузочного бункера внешним шнековым конвейером.

Примечание. Многие производители используют топливный бункер, закрепленный прямо над патрубком горелки, что позволяет пеллетам самостоятельно ссыпаться в него без дополнительного конвейера.

Теперь стоит рассмотреть устройство пеллетного котла в целом. Конструкция корпуса агрегата типична для всех твердотопливных установок, она представляет собой внутреннюю камеру из стали либо чугуна, заключенную во внешний кожух, заполненный водой, - водяную рубашку. Для отбора теплоты у дымовых газов конструкцией может быть предусмотрено 2 типа теплообменников:

• жаротрубный;
• водотрубный.

В водотрубном теплообменнике теплоноситель протекает через трубы, омываемые продуктами горения и передающие ему свое тепло. Но такое устройство нечасто встречается в твердотопливных котлах, обычно в них все наоборот: дымовые газы проходят сквозь трубы, отдавая энергию горения водяной рубашке, это и есть жаротрубный теплообменник. Чтобы работа котла была эффективной, теплообменник делается двух – или трехходовым. Это значит, что дымовые газы, проходя по жаровым трубам, дважды или трижды меняют свое направление на противоположное, делая 2 или 3 хода. Это позволяет отдать им максимум тепла водяной рубашке, а на выходе в дымоход получить температуру не более 150 ºС.

Рабочий процесс происходит так: горелка сжигает топливо и нагревает стенки камеры, а те прогревают теплоноситель. В свою очередь, продукты горения под воздействием естественной тяги и работы вентилятора проходят сквозь жаровые трубы, также отдавая теплоту водяной рубашке, и выбрасываются в дымоход. Интенсивность горения управляется контроллером по сигналу датчика температуры, погруженного в теплоноситель на выходе из агрегата. В том и заключается принцип работы пеллетных котлов, чтобы автоматически регулировать процесс сжигания и по необходимости увеличивать или уменьшать подачу топлива и воздуха в горелку.

Первое, что следует сделать – это выбрать конструкцию агрегата. Здесь рекомендации следующие: не усложнять себе работу и подобрать устройство котла с учетом перспективы. Простыми словами, стоит отделить те элементы, что можно изготовить самостоятельно от других, которые придется приобрести. К последним относится горелочное устройство с набором автоматики.

Некоторые мастера-умельцы предлагают делать и горелку своими руками, но этот узел достаточно сложен, на него можно потратить массу времени и усилий, а в результате функционирование и расход пеллетного котла будут непредсказуемыми. Наверняка проще купить готовое изделие и поставить его в самодельный агрегат, но этот вопрос каждый решает для себя сам.

Чтобы подобрать конструкцию с учетом перспективы, нужно сделать ее универсальной. То есть, предлагается изготовить самодельный пеллетный котел по образу обычного твердотопливного агрегата, в котором есть возможность сжигать дрова и уголь. В сущности, теплообменные процессы, происходящие в обоих видах отопителей, идентичны, отличается лишь топливо и способ его сжигания, что показано на рисунке:

Итак, смело принимаем конструкцию традиционного твердотопливного котла с возможностью встраивания вместо загрузочной дверцы горелочного устройства на монтажной пластине. Это даст следующие преимущества:

1. Поскольку изготовление пеллет пока не очень распространено в нашей стране и с топливом возможны перебои, то можно в любой момент снять пеллетную горелку и обогревать жилище с помощью дров или угля.
2. Появится возможность использовать природный газ или солярку, поставив вместо пеллетной горелки газовую или дизельную.

Для топки котла лучше всего взять жаропрочную сталь толщиной 5 мм. Идеальный вариант – сталь, легированная хромом и молибденом (нержавейка), но она достаточно дорога, а для ее сваривания требуются особые навыки. По этой причине пеллетные котлы изготавливают из обычной углеродистой стали Ст20, а для кожуха водяной рубашки подойдет марка Ст3 толщиной 3 мм. Из такого же металла, что и камера сгорания, предпочтительнее взять заготовки для дверец и жаровые трубы для теплообменника. Колосниковую решетку вырезают из стали толщиной 10 мм или просто покупают готовую. Ну и для патрубков дымохода и теплоносителя понадобятся отрезки труб соответствующих диаметров.

Сборка производится посредством сварки, используя чертежи пеллетного котла. Особое внимание следует уделить ужесточению стенок водяной рубашки отрезками стальной полосы или уголка, а также съемной конструкции загрузочной дверцы. По окончании сварные швы нужно обязательно испытать на проницаемость и устранить недостатки.

Обвязка пеллетного котла

На практике монтаж пеллетного котла мало чем отличается от установки других твердотопливных «собратьев». Тут основная задача – правильно разместить все оборудование вместе с устройствами топливоподачи. Помните, что между блоками агрегатов требуется соблюдать проходы шириной не менее 700 мм, а перед лицевой панелью агрегата должно быть пространство 2 м.

Если при розжиге любого твердотопливного котла после остановки внутрь подавать теплоноситель из системы отопления, то на внутренних стенках топки образуется токсичный конденсат вперемешку с золой и сажей. Чтобы не допустить этого процесса, со временем разрушающего металл, при монтаже используются схемы обвязки пеллетных котлов со смесительным узлом.

Здесь главную роль играет трехходовой клапан, чьей задачей является не допустить попадания в рубашку агрегата теплоносителя из системы до тех пор, пока он не прогреется. В это время вода, побуждаемая насосом, циркулирует по малому кругу из подающего трубопровода прямо в обратный через трехходовой клапан. Как только она достигнет установленной температуры, клапан начнет подмешивать в обратку воду из системы, в конце концов перекрыв движение по малому кругу. При этом обвязка котла, работающего на пеллетах, должна предусматривать установку насоса на обратном, а не подающем трубопроводе. Не следует забывать и о группе безопасности с предохранительным клапаном и манометром, которую нужно ставить на выходном патрубке отопителя.

Заключение

Как показывает практика, самодельные котлы, работающие на пеллетах, по своему КПД уступают установкам заводского изготовления, зато превосходят их доступной стоимостью и надежностью. Последняя достигается толщиной конструктивных элементов из металла.