Особенности конструкции
Основные компоненты:
- Топочный — камера для горения с установленной горелкой, а также двумя дверцами (смотровая, очистная).
- Конвективный – встроенный теплообменник в виде труб или пластин с вертикальным, горизонтальным или комбинированным расположением для подогрева воды (теплоносителя) горячим воздухом, выделяемым при горении.
- Зольник – ёмкость для сбора золы.
- Бункер – ёмкость для хранения пеллетов перед подачей в топку.
- Шнек – для порционной подачи в топку;
- Вентилятор – для нагнетания воздуха при отсутствии естественной тяги и поддержания процесса горения.
- Блок управления – для установки режимов работы, параметров горения, поддержания температуры.
Плюсы
Достоинств у гранульных котлов достаточно, по совокупности положительных качеств им практически нет альтернативы в районах, где отсутствует снабжение природным газом. Их преимущества:
экологичность;
Компактное размещение твердотельных котлов
- безопасность – для монтажа не надо согласования с надзорными органами;
- отопление пеллетами дешевле, чем жидким топливом или электричеством, и при этом гораздо удобнее, чем дровами;
- автономность – во многих моделях пеллетное топливо поступает в горелку автоматически в процессе сгорания партии: засыпка бункера на 200 кг дает более 4-х дней самостоятельного функционирования без вмешательства человека;
- экономичность – электроэнергия нужна только для вентилятора и автоматики;
- мало золы после сгорания, чистка зольника производится не чаще раза в неделю.
На рынке современных систем отопления помещений и зданий уверенным лидером остается промышленная группа Viessmann из Германии
Комбинированный твердотельный котел
Минусы пеллетного отопления
Высокая стоимость оборудования. Отечественный котел мощностью 20 кВт обойдется в 170 — 200 тыс. руб; импортный, от производителя с хорошей репутацией на российском рынке, будет стоит 200-250 тыс. и более
Важно понимать, что дымоход и его монтаж в эту сумму не входят.
Большие габариты и вес. Пеллетный котел 20 кВт весит от 200 до 400 и более килограммов, при этом снабжен бункером объемом 150 – 300 л
Понятно, что установка такого оборудования может быть только напольной.
Большая площадь топочной для пеллетного котла. В среднем на один котел необходимо не менее 9 м2 площади, так как по требованиям безопасности зазор между котлом и стеной (или другими конструкциями) должен составлять не менее 1 м с каждой стороны, а для устройства с боковым обслуживанием его желательно увеличить до 1,5 м.
- Пеллетный котел абсолютно зависим от электричества и при отключении электропитания использоваться не может.
- Загрузка пеллет требует трудозатрат. Догружают бункер вручную; вполне можно себе представить, сколько килограммов топлива придется перенести на себе, если емкость бункера исчисляется сотнями литров.
- Котлу требуется регулярная чистка, при постоянном использовании это нужно делать 2 раза в месяц. Пренебрежение этим правилом может привести к поломке шнека подачи топлива, к тому же нагар снижает КПД котла.
- Для хранения пеллет необходимо отдельное большое помещение. Если дом используется для постоянного проживания, то на один отопительный сезон может потребоваться до 10 тонн пеллет — это примерно 20 м3. Хранить пеллеты под открытым небом или под навесом нельзя: они очень гигроскопичны (недаром из них изготавливают недорогие наполнители для кошачьих лотков), а сжигание сырых пеллет приводит к скоплению креозота в котле. Поэтому основное требование к помещению для их складирования – хорошая гидроизоляция, более-менее постоянная температура и удаленность от источников огня и сильного нагрева.
Загрузка пеллет в котел
Отопление пеллетами
Твердотопливные котлы, рассчитанные на использование пеллет, разделяются на три типа:
- Устройства, работающие только на пеллетах.
- Пеллетные модели, которые могут использовать в качестве резервного топлива дрова. Котлы этого типа при необходимости быстро переходят на другое топливо, но могут проработать на нем не больше нескольких часов.
- Комбинированные модели с несколькими камерами сгорания, рассчитанные на работу при помощи пеллет, угля или дров. Такое оборудование универсально, обладает прекрасными характеристиками, но его цена значительно выше, а обслуживание сложнее.
Пеллетный котел — это конструкция из листовой стали, включающая в себя три основных узла: пеллетную горелку с камерой сгорания, транспортер для подачи гранул, бункер для хранения топлива. Принцип работы оборудования предельно простой: тепло от сгорания пеллет при помощи теплоносителя разносится по всему помещению или используется для подогрева воды.
КПД оборудования достаточно высокий, это достигается особой конструкцией камеры сгорания, выполненной в виде подобия форсунки. У котлов премиум-класса уровень ПД может достигать 96 %, что недостижимо при использовании отопительного оборудования другого типа. Для изготовления теплообменников используются сталь или чугун, что влияет на характеристики и назначение котлов. Стальные теплообменники выдерживают самое высокое давление, но нуждаются в специальной защите от коррозии. Чугун устойчив к коррозионным процессам, но гидроудары для него могут быть опасными.
Для обеспечения эффективности работы оборудования используется автоматическое управление. Пеллетные котлы Zota, например, оборудованы удобными пультами управления, хронотермостатами и датчиками, что позволяет контролировать работу насоса, задавать необходимую мощность и температуру, регулировать подачу топлива. Некоторыми моделями можно управлять дистанционно при помощи мобильного устройства, что значительно облегчает эксплуатацию.
Установка
Предписанное решение – котел в обязательном порядке должен быть подключен с Laddomat или терморегулирующим клапаном, позволяющим создание отдельных котлового и отопительного (первичного и вторичного) контуров, что обеспечивает минимальную температуру возвратной воды в котел 65°C. Чем выше температура возвратной воды в котел, тем меньше конденсация дегтя и кислот, способствующих повреждению котла. Температура воды на выходе из котла должна постоянно находиться в пределах от 80 до 90°C. Другим вариантом является подключение котла через трехходовый смесительный вентиль и сервоприводом с электронным регулированием для удерживания минимальной температуры возвратной воды в котел (65 — 75°C).
Рекомендуем всегда подключать котлы D15PX и D20PX к теплоаккумулятору объемом 500-1000 л. Такой способ подключения котла с аккумулирующим (компенсационным) баком позволяет лучше управлять работой котла по показаниям двух датчиков TV и TS, установленных на баке. Для управления горелкой с помощью двух температур на аккумулирующем баке необходимо установить на бак два датчика KTF 20 (датчики TV и TS).
Laddomat | терморегулирующий клапан | Подключение котла D PX с теплоаккумулятором |
Схема подключения котлов D15PX, D20PX с теплоаккумулятором для регулирования горелки по показаниям датчиков TS и TV и управления котловым насосом по температуре котла (датчик TK) из горелки A25.
Схема подключения котлов D15PX, D20PX с теплоаккумулятором и регулятором ACD01
Специфика топлива
Потребитель имеет возможность приобрести два сорта гранул-пеллет:
- белые, в производстве которых использовались отходы древесины, не содержащие кору;
- серые – спрессованные из опилок с корой.
Пеллеты отличаются по цвету и составу
Цена на белые выше, так как перед стадией прессования древесные остатки тщательно просеиваются, в них отсутствует песок. Некоторые котлы (например, немецкого производства) могут работать только на высококачественном сырье, а при засыпке серых гранул засоряются и затухают.
Спрессованные в гранулы опилки или другие отходы АПК – одна из разновидностей биотоплива
Чем пеллеты суше, тем выше КПД
Пеллетный котел конструкция и принцип работы
Стандартная конструкция пеллетного котла включает все атрибуты традиционного твердотопливного аппарата в дополнении к которому присутствует система шнеков. Комплекс взаимосвязанных механизмов позволяет осуществлять доставку гранул непосредственно на форсунку горелки. Попадая на форсунку, гранулы поочередно разжигаются, поддерживая постоянный процесс горения. Общая система автоматизации пеллетного котла:
Стандартные элементы производства тепловой энергии:
— котел;
— горелка;
— теплообменник;
— вентилятор;
— система автоматики;
— турбуляторы, камера сгорания и другие конструктивные детали.
Неотъемлемым механизмом пеллетного котла является резервуар для загрузки гранул и шнековый транспортёр пеллет до форсунки.
Безусловно, существует множество конструкций и модификаций, но все котлы пеллетные объединяет общая схема работы. Топливные гранулы загружаются в резервуар, из него продвигаются шнековым механизмом до пеллетной горелке. Специальная пеллетная горелка напоминает металлический дуршлаг. Гранулированные пеллеты, попадая на него разжигаются, при помощи обычного ТЭНа и раздуваются вентилятором.
Процесс пополнения камеры сгорания происходит автоматически, после полной загрузки бункера-приемника, пеллетный котел может проработать несколько суток. Далее энергия тепла посредством теплообменника передается теплоносителю и осуществляется прогрев помещения.
Интенсивность выделения тепла и его количество при сгорании 1 килограмма пеллетных гранул сопоставимо с 0,5 литрами солярки и соответствует 5 кВт/час. Отметим, что сгорание пеллет и выделении при этом тепловой энергии, происходит результативней и с большим коэффициентом полезного действия, в отличии от обычных дров. Высокая результативность и максимальное сгорание гранул, приводит к тому, что котлы на пеллетах меньше засоряются и домовладельцу приходиться реже прибегать к очистке котла от сажи и золы.
Безопасность комбинированных котлов
В процессе эксплуатации теплогенератора возможны такие аварийные ситуации:
- обратная тяга с выходом огня в бункер и воспламенением всего запаса топливных гранул;
- при функционировании на дровах – закипание рабочей среды;
- засорение дымохода и, как следствие, поступление угарного газа в помещение.
В процессе эксплуатации котла возможны аварийные ситуации.
Применяют следующие виды защиты от пожара:
- Пластмассовую гофрированную трубу, установленную между шнеком и пеллетной горелкой. При обратной тяге она плавится, в результате чего между агрегатом и бункером образуется непреодолимый для огня разрыв.
- 2-шнековую систему подачи. Ее конструкция предусматривает воздушный промежуток в транспортном канале.
На случай закипания теплоносителя вблизи выходного патрубка котла (не далее 0,5 м) устанавливают т.н. группу безопасности, состоящую из таких устройств:
- воздухоотводчика;
- предохранительного клапана;
- манометра.
Для сброса избыточной энергии обвязку дополняют аварийным радиатором или теплоаккумулятором. Есть модели с охлаждающим змеевиком в котловом баке, подключаемым к водопроводу.
Контроль тяги в дымоходе осуществляется с помощью термодатчика. Если он регистрирует прекращение поступления горячего выхлопа в трубу, подача топлива сразу останавливается.