Отопление дома с помощью котла на пеллетах с автоматической подачей

Пеллеты – древесные и другие отходы деревообрабатывающих или сельскохозяйственных предприятий, представляющие собой небольшие прессованные гранулы цилиндрической формы. Их используют в качестве топлива для пеллетных котлов. Эти котлы, как и любые другие разновидности твердотопливного отопительного оборудования, – одно из немногих разумных решений при отсутствии подключения дома к газопроводу.

Расход топлива на м²

Разберемся, как посчитать, какой расход пеллетного котла в помещении с площадью 100 квадратных метров. Мы можем рассчитать только приблизительный объем того сколько потребляет котел, так как на расход влияет большое количество параметров: площадь помещения, средняя температура на улице, длительность отопительного сезона, качество теплоизоляции дома, качество пеллетных гранул.

При расчетах будем опираться на то, что при сжигании 1 килограмма пеллет вырабатывается 5 кВт тепла, КПД котла 85%, а для обогрева 10 квадратных метров правильно построенного дома требуется 1 кВт энергии в час.

Расход топлива на м²

Чтобы обогреть помещение, площадью 100 кв. м. на час, требуется: 100 кв. м * 1 кВт/10 кв. м * 1 кг/5кВт* 0,85 = 1,7 кг. Чтобы посчитать расход в сутки умножим полученное значение на 24: 1,7*24 = 40,8 кг. Реальный расход в месяц будет в 30 раз больше: 40,8 кг * 30 дней = 1224 кг. Для такой площади подойдет модель твердотопливного котла Купер ОВК  10. На 200 м кв уйдет в два раза больше топлива: 1224 кг * 2 = 2448 кг.

Также средний расход пеллет можно посмотреть в технических характеристиках конкретного котла. К примеру, рассмотрим расход котлов Зота российского производства. Модель Zota Pellet мощностью 15 кВт расходует 36 килограмм в сутки, 25 кВт – 60 кг/сут., 30 кВт – 90 кг/сут., 100 кВт – 250 кг/сут. Это число показывает, сколько расходует котел при работе 10 часов в сутки и номинальной теплопроизводительности.

Устройство пеллетных котлов

Пеллеты (древесные гранулы) — вид твердого топлива, производимый из древесных отходов – опилок, коры и т.п. Отходы спрессовываются под давлением до 300 кгс/см2, обычно гранулы имеют длину до 30 мм, диаметр 6 – 10 мм. Топливо этого типа имеет теплотворную способность до 4300 ккал, то есть при сгорании 1 кг вещества выделяется до 5 кВт теплоты.

Пеллеты — гранулы из отходов древесины

Такая теплотворная способность сопоставима с характеристиками некоторых сортов угля. При сжигании 1000 кг пеллет выделяется количество тепла, равное теплоте сгорания 500 м3 природного газа или 520 литров дизельного топлива.

В зависимости от качества топлива и конструктивных особенностей котла КПД устройства варьируется от 86 до 96%. Средний срок службы котлоагрегатов составляет 20 лет.

Устройство пеллетных котлов

Общее устройство пеллетного котла

Конструкция пеллетного теплогенератора во многом схожа с классическим устройством твердотопливного котла. Внутреннее пространство делится на 3 основных части:

  1. Камера сгорания;
  2. Конвективная зона – в ней находится теплообменник, по которому циркулирует теплоноситель;
  3. Зольник.
Читайте также:  Лучшие варианты отопления деревянного дома электричеством

В камере сгорания устанавливается горелка. Горелки агрегатов, работающих на древесных гранулах, бывают двух видов – ретортные и факельные. Ретортные предназначены для работы только на пеллетах, факельные позволяют сжигать другие типы древесного топлива – дрова и брикеты. Ретортная горелка имеет вертикальное направление пламени (снизу вверх), факельные в большинстве своем ориентированы горизонтально. Камеры сгорания и зольные сектора оборудуются дверцами.

Теплообменники котлов выполняются из стали толщиной от 3 до 6 мм или из чугуна. Чугунные дольше служат и стоят дороже, стальные дешевле и уступают чугуну по продолжительности эксплуатации. Теплообменные аппараты имеют трубчатое или пластинчатое строение, вертикальную или горизонтальную ориентацию.

Каналы дымоудаления оборудуются по лабиринтному типу, с различным числом ходов. В них осуществляется дополнительный съем теплоты от уходящих дымовых газов.

Зольник предназначен для удаления золы – твердого остатка топлива после полного сгорания. Древесные гранулы обладают различным уровнем зольности – в зависимости от породы древесины и влажности вещества. Требования к влажности топлива довольно строги – она не должна превышать 10 – 12%.

Устройство пеллетных котлов

С определенной частотой, в зависимости от качества пеллет требуется регулярная очистка теплообменника и горелки от сажи и золы. Частота проведения мероприятий по чистке колеблется от 1 раза в неделю до 1 раза в месяц. Некоторые модели теплогенераторов оборудуются системами самоочистки – в этом случае чистку проводят не чаще раза в год.

Важнейшую роль в работе котлов пеллетного типа играет блок автоматической подачи топлива. Пеллетный котел с наружным бункером топлива

Блок может быть встроенным или монтируется на котел снаружи. В состав блока входят следующие элементы:

  1. Резервуар для топлива;
  2. Устройства подачи гранул;
  3. Предохранительные устройства;
  4. Вентилятор.

Резервуары хранят запас гранул, достаточный для независимой работы котла сроком от 1 до 10 дней. Подача гранул обычно производится шнеками – жесткими или гибкими. Предохранительные устройства – противопожарные клапаны – препятствую возгоранию гранул в бункере. Вентилятор, регулируемый по производительности, обеспечивает подачу воздуха в зону горения.

Регулирование мощности котла производится изменением количества топлива и воздуха, подаваемого в зону горения.

Пеллетные котлы производятся только в напольном исполнении. Тепловая мощность котлов варьируется от 15 до 200 кВт.  Электрическая потребляемая мощность находится в диапазоне от 400 до 800 Вт. Большинство моделей являются одноконтурными, двухконтурные встречаются редко. Некоторые модели оборудуются встроенными ТЭНами, которые могут работать независимо или в тандеме с горелкой.

Устройство пеллетных котлов

Камеры сгорания имеют открытое исполнение, поэтому требуется сооружение дымовой трубы. Диаметр ее должен быть не менее диаметра выходного патрубка котла. Высота трубы для котла 15 кВт должна быть не менее 5 метров, для котла мощностью 100 кВт – 12 метров. В помещении котельной должна быть обеспечена качественная приточная вентиляция.

Установка котла на пеллетах не требует получения каких-либо разрешений. Расположение котла, расстояние до стен указывается в паспорте котла. Соблюдение расстояний необходимо для проведения последующих операций по загрузке топлива, очистке оборудования.

Пеллетные котлы имеют определенный набор основных и дополнительных опций:

  1. Электрический розжиг;
  2. Дистанционное управление;
  3. Комплектация датчика температуры воздуха – комнатными и наружными, погодозависимая конфигурация автоматики;
  4. Программирование режимов работы;
  5. Система самоочистки теплообменников и горелки.
Читайте также:  Твердотопливный котел своими руками — чертежи

Устройство и принцип работы

Комплекс такого оборудования состоит из нескольких частей: котла, бункера для загрузки топлива и транспортера для его подачи в топку. В котле имеется горелка, вентилятор, нагнетающий воздух в зону горения, всевозможные датчики для контроля подачи пеллет и очистки оборудования от золы, а также система управления, ответственная за согласованность работы всех узлов отопительного оборудования. Схематично устройство котлов, где сжигаются пеллеты, изображено на рисунке ниже.

Работает это все примерно следующим образом:

  1. Загруженное в бункер топливо самотеком и шнеком переносится в топку.
  2. В топке находится горелка с электрической системой розжига, которая воспламеняет пеллеты, обеспечивая сжигание гранул. Для повышения эффективности горения сюда под давлением подается воздух, нагнетаемый вентилятором.
  3. Нагретый воздух проходит через теплообменник, повышая температуру теплоносителя, циркулирующего в системе отопления.
  4. Отработавшие газы удаляются из системы через дымоход. Кстати, о дымоходе: в современных котлах топливо сгорает практически полностью и топочные газы практически полностью состоят из углекислого газа и водяного пара.

Схематически технологические процессы приводятся на рисунке ниже. Почему стоит рассматривать покупку такого котла как альтернативу любому другому оборудованию, использующему в качестве топлива газ в баллонах, уголь или керосин? Тут несколько причин:

Средства автоматизации

Пеллетный обогреватель обладает высокой степенью автоматизации. Это позволяет полностью регулировать работу отопительной системы:

Средства автоматизации
  • управлять подачей топлива и его дозировкой;
  • разжигать и гасить горелку автоматически;
  • регулировать процесс горения;
  • убирать дым, изменяя интенсивность поступающего и удаляемого воздушных потоков;
  • контролировать уровень теплового носителя;
  • контролировать водяное давление;
  • следить за состоянием защитных клапанов, работающих на сброс;
  • осуществлять контроль за расходом топлива;
  • контролировать температуру;
  • следить за наличием тяги.

Как правильно выбрать котел на пеллетах

Цены на пеллетные котлы для отопления частного дома стартуют с отметки в 70-75 тыс. рублей. Дороговато, зато за эти деньги вы получите оборудование с вместительным бункером и автоматической подачей пеллетного горючего. За меньше деньги вы получите универсальный твердотопливный котел с ручной загрузкой. Котел на пеллетах для частного дома может быть и более дорогим – все зависит от его начинки.

Тип теплообменника

Выбирая пеллетник, обратите внимание на теплообменник, желательно чтобы он был сделан из чугуна.

Как правильно выбрать котел на пеллетах

Мы советуем приобретать пеллетные котлы с чугунными теплообменниками, причем многоходовыми. Чугун является идеальным материалом для создания теплообменников – он достаточно прочный, быстро прогревается и медленно остывает, хорошо выдерживает температурные перегрузки. Если в нем будет несколько ходов, то это плюс – обменник сможет поглотить максимальное количество тепла. Главные недостатки чугуна – хрупкость и отсутствие стойкости к гидроударам.

Читайте также:  3 схемы подключения автоматики электрического отопления.

Стальные теплообменники отличаются от своих чугунных собратьев стойкостью к гидроударам. Правда, они сильнее подвержены к коррозии и плохо переносят температурные перегрузки. Поэтому они используются лишь в самых дешевых пеллетных котлах, служащих для отопления частных домовладений.

Рекомендуемые типы теплообменников – жаротрубные или плоские, сделанные из чугуна. Если обменник будет вертикальным, то это только плюс – они хорошо очищаются от золы, которая просто падает вниз.

Автоматизация работы

Мы уже говорили, что пеллетные котлы, применяющиеся для отопления частных домов, умеют работать без регулярных подходов со стороны пользователей – нужно лишь периодически подсыпать новые порции пеллет и удалять золу. Самые продвинутые пеллетные котлы наделены следующими функциями:

  • Автоматическая регулировка температуры в системе отопления частного дома;
  • Автоматический розжиг – не нужно поджигать горючее самостоятельно;
  • Контроль рабочих параметров – здесь контролируются давление в системе отопления, температура теплоносителя, качество сгорания топлива и многие другие параметры.
Как правильно выбрать котел на пеллетах

Кроме того, в некоторых пеллетных котлах предусмотрен контроль наличия топлива.

Подача топлива

Использование гибкого шнека позволит вам разместить бункер для топлива далеко от самого котла.

Пеллетные котлы для обогрева частного дома наделяются двумя типами шнеков – гибкими и жесткими. Жесткие шнеки реализованы во всех котлах с автоматической подачей пеллет. По своей конструкции они напоминают мясорубку, плавно перемещая гранулы из бункера в камеру сгорания. Главная особенность жесткого шнека – фиксированная длина. То есть, мы не можем переставить бункер в другое место.

Гибкие шнеки позволяют располагать бункеры с пеллетными гранулами в произвольной точке. например, в соседнем углу дома. Топливо поступает в пеллетные котлы по своеобразной гибкой трубе, в которой крутится гибкий шнек. Его длина может достигать 10 метров и выше. Для синхронизации штатного жесткого и внешнего гибкого шнеков используется автоматика с электродвигателями.

Тип горелки

Как правильно выбрать котел на пеллетах

Мы подошли к очень важному критерию выбора пеллетного котла для организации отопления в частном доме – это тип горелки. Особого разнообразия тут нет, в пеллетных котлах встречаются или ретортные горелки, или факельные. Ретортная горелка работает в вертикальной плоскости, пламя вырывается вверх, топливо в нее поступает снизу или сбоку (насыпью). Воздух поступает через имеющиеся с боков щели. Недостатком такой горелки является то, что она может периодических тухнуть, засоряясь золой.

Если хотите избавиться от этого недостатка, используйте низкозольное пеллетное топливо – оно сгорает практически полностью и не образует большого количества золы.

Советуем вам выбирать пеллетники с факельной горелкой, она работает намного стабильнее ретортной.

Горизонтальные факельные горелки лишены недостатков ретортных горелок. Пламя здесь буквально выдувается мощным вентилятором, выходя в горизонтальной плоскости. Горение пеллет происходит на специальной площадке, зола отводится вниз. Благодаря мощному продуву, такая горелка характеризуется высокой эффективностью, позволяя организовать хорошую работу отопления в частном домовладении .

Dartshouse - точечный ремонт вашего дома