Котлы на пеллетах: пеллетные котлы длительного горения для отопления, твердотопливный котел на гранулах

Содержание:

Устройство и принцип работы пеллетного котла
популярные модели:
- Автоматический пеллетный котел китурами корея
- Автоматический пеллетный котел pelletron пеллетрон 22 квт
Особенности пеллетных котлов
Отопление частного дома пеллетами за и против
Требования к установке
Устройство и принцип действия пеллетной горелки
Почему автоматический пеллетный котёл становится популярным?
Что представляет из себя пеллетный котел
Ключевые характеристики

Устройство и принцип работы пеллетного котла

Агрегат включает в себя три главных компонента:

Топливный отсек, в котором размещается ретортная или факельная горелка. Камера снабжена двумя навесными заслонками, предназначенными для загрузки и очистки агрегата.
Зону конвекции со встроенным в нее теплообменником. Именно в этой зоне осуществляется интенсивный теплообмен между теплоносителем и раскаленными газами.
Зольник, предназначенный для сбора продуктов сгорания. При правильной регулировке образование золы и сажи крайне незначительно.

Для обеспечения длительной автономной работы пеллетный котел укомплектован механизмом автоматической загрузки горючего, состоящим из следующих агрегатов:

Накопителя – сварной металлической емкости, предназначенной для загрузки пеллетного топлива. Общая компоновка изделия, предусматривает как наружный, так и интегрированный накопитель.
Шнека с приводным редуктором, с помощью которого производится равномерная подача гранулированного горючего.
Вентилятора, обеспечивающего приток кислорода в зону сжигания. Поскольку естественная тяга в большинстве моделей не предусмотрена, именно вентилятор обеспечивает полное сгорание пеллет.

Кроме этого, пеллетный агрегат оборудован электронной управляющей системой и цифровым дисплеем. Специальное устройство контролирует процесс первоначального воспламенения и регулирует интенсивность поступления гранулированного топлива в камеру сжигания.

Особенности пеллетных котлов

Твердотопливный котел кчм 5

Как упоминалось ранее, пеллетные котлы отличаются высоким КПД, однако стоят довольно дорого. Такие агрегаты имеют в своей конструкции следующие составляющие:

отсек, предназначенный для пеллетных гранул;
механизм, ответственный за подачу пеллет;
модуль авторозжига;
горелку;
модуль управления с датчиками, ответственными за температурный режим.

Указанные отопительные агрегаты могут оснащаться горелками разных типов.

Факельная. Сжигание топлива в горелке такого типа осуществляется в воздушном потоке, который поступает из нагнетателя, формируя своеобразный факел, состоящий из горячих углей. Температура при использовании такой горелки может доходить до 1200 градусов.
Каминная. Иначе такую деталь называют колосниковой. В этом случае гранулы сами ссыпаются в чашу горелки из отсека с дозатором. Воздух в такой конструкции поступает из бокового воздуховода либо дырок в самой чаше.
Объемного сгорания. Такие горелки называют роторными. Они представляют собой чашу из чугуна или стали, в которую гранулы попадают через центральную часть реторты – снизу, а горение при этом происходит по всей поверхности.

Что касается механизма подачи топлива, то он может быть:

шнековым;
пневматическим.

Автоматические системы в пеллетных отопительных агрегатах также бывают различными. Например, такими:

лямбда-зонды;
системы управления по локальной линии;
системы GSM-управления;
управление через интернет.

Однако нельзя забывать о том, что сегодня очень часто встречаются пеллетные гранулы не самого высокого качества. Низкосортное топливо может негативно сказаться на работе котла. Также стоит учесть, что в большинстве случаев такая техника находится в зависимости от электрической энергии. Если дом построен в районе, где частые перебои в работе электричества – обычное дело, то прогрев жилища может оказаться под угрозой.

Главным недостатком таких агрегатов является дороговизна самих горелок пеллетного типа. На современном рынке в большинстве своем встречаются модели, произведенные в Германии, Италии и Испании. Стоимость на некоторые товары от известных и зарекомендовавших себя брендов достигает 3000-6000 тысяч евро. Конечно, в магазинах можно найти и горелки отечественного изготовления, которые по многим параметрам сходны с зарубежными вариантами, но стоят гораздо дешевле.

Отопление частного дома пеллетами за и против

Принцип работы котла длительного горения, изготовленного своими руками с использованием чертежей

Твердотопливный котел на пеллетах для дома с автоматической подачей топлива, как и любой другой вариант отопления, имеет как свои достоинства, так и недостатки. Рассмотрение плюсов и минусов помогает принять наиболее разумное решение, относительно целесообразности оснащения котельной оборудованием на древесных топливных гранулах.

В качестве недостатков выделяют следующее:

Зависимость от пеллет – несколько лет назад, гранулы хорошего качества было сложно достать, что существенно влияло на стоимость топлива. Сегодня, приобрести пеллеты растительного или древесного происхождения, не составляет труда. Заправки пеллетного котла хватает на несколько часов, суток или даже месяцев, в зависимости от выбранной модели. От пользователя требуется рассчитывать время работы и заранее докупать необходимое топливо.
Высокая себестоимость установки. Еще одним минусом, на который указывают противники пеллетного оборудования, является его высокая стоимость и дорогостоящий ремонт. На сегодняшний день, цена оборудования постепенно идет на спад, за счет высокой насыщаемости рынка.

Доводами «За» покупку пеллетного оборудования являются:

Экономичность – затраты на топливо несколько больше чем у газового котла, но, если учесть стоимость получения разрешений, необходимость в изготовлении проектной документации, оплату подведения газопровода, разница становится не настолько очевидной. Экономичные пеллетные котлы для дома, расходуют меньше сырья, чем конвекционные и газогенераторные твердотопливные агрегаты. Затраты на отопление меньше и по сравнению с электрокотлом.
Простые требования монтажа – котел устанавливается достаточно быстро. Комбинированные системы с интегрированным топливным резервуаром, требуется просто подключить к сети энергоснабжения и установить дымоход.
Универсальность – большинство современных моделей, изготавливаемых отечественным производителем, способны помимо пеллет использовать дрова, уголь, отходы деревообработки, а после замены горелки, переоборудоваться под жидкое топливо.
Резервные источники тепла – автоматический пеллетный котёл, часто имеет встроенный ТЭН, для нагрева теплоносителя. Если закончилось твердое топливо, котел самостоятельно переходит на использование электричества и продолжает отапливать дом, пока не будет выполнена дозаправка пеллет.

Взвесив все доводы за и против приобретения пеллетного оборудования, многие покупатели приходят к выводу о целесообразности покупки теплогенератора данного типа.

Требования к установке

Правильная функциональность устройства зависит от дымохода.

К нему предъявляются такие требования:

присутствие аэродинамического сопротивления;
соответствие размеров дымоходной трубы и выводящего патрубка;
быстрый разогрев за небольшой промежуток времени;
наличие отводчика конденсата;
защита от попадания атмосферных осадков;
отсутствие уступов на вертикальных конструкциях.

Что касается помещения, то лучше организовать котельную. Агрегат имеет большой вес, поэтому участок, на котором он будет установлен, следует укрепить. Часто требуется дополнительный фундамент. Монтируется котел на плитку или бетонное основание.

Перед запуском проверяется герметичность всех соединений, корпуса агрегата и бункера. При наличии перебоев с электропитанием возле оборудования устанавливается стабилизатор напряжения.

Устройство и принцип действия пеллетной горелки

Большинство пеллетных горелок предусматривает наличие следующих модулей:

Шнекового конвейера, посредством которого осуществляется подача гранулированного топлива в камеру сгорания;
Приводного электродвигателя;
Электронным контроллером, отслеживающим параметры сгорания топлива и обеспечивающим внесение своевременных корректив в работу устройства;
Специального датчика, контролирующего количество кислорода в отработанных газах;
Гофрированного рукава, позволяющего предотвратить возгорание пеллет в бункере при возникновении обратной тяги;
Камеры сгорания со встроенной колосниковой решеткой;
Нагнетающего вентилятора, обеспечивающего подачу воздуха, необходимого для эффективного сжигания пеллет. Количество подаваемого в камеру сгорания воздуха зависит от частоты вращения вентилятора и регулируется автоматикой в зависимости от выбранного температурного режима;
Электрического ТЭНа, обеспечивающего автоматический розжиг гранул в камере сгорания.

Принцип работы пеллетной горелки

Из внешнего бункера гранулы попадают в загрузочное окно шнекового транспортера, который доставляет пеллеты в камеру сгорания горелки. Интенсивность горения зависит от количества поступающего в камеру сгорания топлива, непосредственно связанного с частотой вращения вала приводного электродвигателя. Необходимая для обеспечения заданного температурного режима частота вращения двигателя регулируется электронным контроллером.

Не менее важным фактором для обеспечения стабильности процесса горения и полного сжигания топлива является наличие в камере сгорания достаточного количества кислорода. В пеллетных модулях подача воздуха в камеру сгорания осуществляется с помощью специального вентилятора, также управляемого электронным контроллером.

Схема регулировки температуры теплоносителя выглядит следующим образом:

Из бункера, с помощью шнекового транспортера пеллеты поступают в камеру сгорания. Одновременно с этим, включается вентилятор, обеспечивающий подачу воздуха.
По сигналу контроллера происходит воспламенение гранул с помощью электрического ТЭНа;
Как только температура теплоносителя достигает заданного значения, термодатчик передает соответствующий сигнал электронному блоку управления, который переводит устройство в ждущий режим;
В случае снижения температуры теплоносителя ниже запрограммированного значения, датчик температуры снова подает сигнал на электронный контроллер. Автоматический блок управления включает вентилятор, обеспечивая тем самым дополнительный приток кислорода в камеру сгорания. Избыток кислорода приводит к увеличению интенсивности процесса горения и теплоноситель вновь разогревается до заданной температуры.
Если в ждущем режиме произошло затухание гранул, АСУ подает соответствующий сигнал на электрический ТЭН, обеспечивающий автоматический розжиг.

Несмотря на то что принцип работы пеллетной горелки не отличается особой сложностью, стоимость этого агрегата достаточно высока. Для сокращения материальных затрат, связанных с переоборудованием котла на пеллетное топливо, некоторые владельцы твердотопливных отопительных агрегатов изготавливают пеллетную горелку своими руками. Как и любое другое производство, изготовление этого устройства начинается с создания комплекта технической документации, проще говоря, чертежей.

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.

Что представляет из себя пеллетный котел

Одним из главных минусов дровяных котлов длительного горения является само топливо, оно громоздкое и требует много места для хранения.

Классические твердотопливные котлы для обогрева частных домов созданы для сжигания дров, каменного угля, кокса и прочих твердых видов топлива. Для этого они оснащаются большой топкой, в которой осуществляется сжигание топлива с выделением большого количества тепла. Такие котлы требуют постоянного подкидывания все новых порций дров и угля – прогорают они достаточно быстро, что приводит к постепенному остыванию отопительной системы.

Появившиеся в продаже твердотопливные котлы длительного горения, используемые для отопления частных домов, порадовали своих владельцев уменьшенным количеством подходов для загрузки горючего – некоторые из них умеют работать до 8-10 часов, в зависимости от используемого топлива. Такой подход позволяет рассчитывать на длительную и бесперебойную работу – можно быть уверенным, что к утру в комнатах не похолодает.

Альтернативой котлам длительного горения стали пеллетные котлы, работающие на специальных горючих гранулах – пеллетах. Такое топливо выделяет большое количество тепловой энергии и обладает множеством преимуществ перед дровами и углем:

Доступная стоимость – благодаря тому, что пеллеты представляют собой продукт, созданный из различных отходов, их стоимость находится во вполне доступном диапазоне;
Удобство хранения – достаточно сложить мешки с гранулами в любом удобном месте. Также для этого можно предусмотреть вместительный бункер;
Удобная дозировка – пеллеты являются сыпучим и очень легким горючим материалом, поэтому их можно дозировать с точностью до нескольких грамм. Также их очень удобно засыпать – для этого можно воспользоваться глубокой лопаточкой.

Пеллеты сгорают практически полностью, оставляя после себя минимальное количество золы. Также в продаже присутствуют низкозольные модификации, сгорающие чуть ли не на 100%.

Пеллетный котел для отопления дома представляет собой довольно внушительный агрегат, работающий на гранулах-пеллетах. Хранение топлива осуществляется в бункере, размеры которого могут быть как маленькими, так и очень большими. Пеллетное горючее постепенно поступает в камеру сгорания, где оно сгорает с выделением большого количества тепла. После этого тепло поглощается теплообменником.

Перепад температур между камерой сгорания и выходом теплообменника очень большой – продукты сгорания остывают здесь с температуры +800-900 градусов до +100-120 градусов.

Пеллетные котлы для дома состоят из следующих узлов:

Бункер – здесь хранится пеллетное горючее, которое забирается в камеру сгорания. Некоторые модели пеллетных котлов обладают очень большими бункерами, что позволяет рассчитывать на самый длительный прогрев и непрерывную работу отопления частного дома на протяжении нескольких дней подряд;
Шнек – обеспечивает плавное поступление гранул-пеллет в рабочую камеру, он приводится в движение электродвигателем;
Камера сгорания – здесь происходит процесс горения;

Основные агрегаты и узлы пеллетника.

Горелка – в этом модуле воспламеняются и горят пеллеты. Можно сказать, что камера сгорания и горелка – это один и тот же узел;
Теплообменник – здесь происходит передача тепла в систему отопления. Теплообменники могут быть самыми разными, начиная от плоских стальных и заканчивая многоходовыми чугунными;
Модуль управления – контролирует подачу топлива в топку, проверяет рабочие параметры, следит за безопасностью.

Пеллетные котлы, используемые для отопления частных домов, содержат в себе и многие другие узлы – это сборники золы, предохранительные клапаны, системы розжига и многое другое. Но основными являются именно вышеуказанные модули – они отвечают за создание тепла и его передачу в систему отопления частного дома.

Работают пеллетные котлы для дома примерно так же, как и обычные твердотопливные котлы. Шнек забирает пеллеты из бункера и направляет их в горелку, где происходит их сгорание. Полученное тепло забирается теплообменником, а остатки отправляются в атмосферу. Многие пеллетные котлы оснащаются системами принудительной подачи воздуха в камеру сгорания и вентиляторами дымоудаления – все это позволяет обеспечить более эффективное сжигание пеллетного топлива.

Благодаря автоматической подаче горючего, пеллетные котлы не требуют частых подходов. Одной загрузки хватает на несколько часов, а то и на несколько дней. Более того, самые продвинутые образцы самостоятельно поддерживают температуру в системе, регулируя подачу пеллет и горение пламени – для этого они оснащаются многофункциональными системами автоматики.

Ключевые характеристики

Надёжность пеллетного котла, как любого оборудования, выражена в гарантийном сроке, межремонтном и межсервисном интервалах. Как устройство для производства энергии и передачи её теплоносителю, прибор характеризуют:

энергетическая эффективность сжигания топлива;
мощность;
время автономной работы на одной закладке.

Тепловая мощность, какая самая малая

Какое количество теплоты образуется за единицу времени в результате сжигания топлива, показывает основная характеристика теплогенератора — тепловая мощность.

Её выбирают исходя из назначения помещения, площади, высоты потолков, теплопотерь при прохождении через ограждающие конструкции.

Значения мощности гранульного котла лежат в диапазоне 12—500 кВт.

Меньшая мощность делает устройство невыгодным, при большей он теряет преимущества перед другими теплогенераторами:

работает с КПД — менее эффективно, чем газовые, жидкотопливные, угольные котлы;
выходит из строя через 3—5 лет.

Коэффициент полезного действия

КПД устройства показывает, какую долю смог «взять» пеллетный котёл из того расчетного количества тепла, которое топливо «отдало» при сгорании. Снижает КПД недостаточная или чрезмерная загрузка топки, некачественное горючее, неправильная эксплуатация оборудования.

Топливо тем эффективнее, чем выше теплота его сгорания. Лидируют по эффективности мазут и дизель. Теплота сгорания пеллет в 2,4—4,3 раза ниже и зависит от вида исходного сырья:

древесных — 17,5—19 (МДж/кг);
соломенных — 14,5;
торфяных — 10.

По этому показателю гранулы из отходов деревообработки сравнимы с углем (15—25 МДж/кг) и превосходят исходный материал — опилки, щепу, стружку (10 МДж/кг).

Расход топлива и вместительность бункера

Средний годовой расход гранул из древесного вторсырья на 1/5 меньше, чем бурого угля (по массе) и в разы меньше кусковой древесины (она более влажная и менее плотная).

Точная цифра зависит от свойств котла и настроек его работы, а также от объёма обогреваемого помещения, материала и конструкции наружных стен.

Объём бункера для пеллет определяет, как долго отопительному котлу не потребуется участие человека и варьируется от десятков литров до кубометра и более.

Справка. Автоматизация подачи топлива возможна, если она изначально предусмотрена конструкцией котла. От объёма бункера зависят и противопожарные расстояния в котельной.

Дополнительные функции

Автоматизация работы пеллетного котла не ограничивается механизированной подачей топлива из оперативного запаса к горелке. Модели котлов с дополнительными функциями сводят ручной труд по обслуживанию агрегата к минимуму:

оптические элементы контролируют пламя;
электроспираль воспламеняет закладку топлива;
температуру и давление воды измеряет термоманометр;
термостаты включают и выключают горелку, насос, защищают систему от перегрева;
мощность котла настраивает потенциометр;
датчик прогорания топлива реагирует на температуру поверхности горелки.

Это неполный перечень электронных, механических, химических устройств, которыми производитель способен оснастить свою продукцию.

Высокая степень автоматизации позволяет пеллетному котлу работать без участия человека более 7 суток. Связь с персональным компьютером делает управление дистанционным. Очистка или замена зольника вручную занимает не более получаса.

Важно! Технические параметры пеллетного котла, заявленные производителем — это результат испытаний, проведённых с предписанным топливом. Инструкция к устройству содержит требования к качеству пеллет: зернистость (мм), теплотворность (Дж/кг), влажность (%), зольность (%). Свойства горючего отражаются на мощности и эффективности теплогенератора

Свойства горючего отражаются на мощности и эффективности теплогенератора.