Котел на пеллетах для автономной системы отопления: устройство и принцип работы

Устройство и свойства оборудования

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

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

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

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

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

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

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

популярные модели:

Автоматический пеллетный котел китурами корея

Южная Корея давно известна своими инженерными гаджетами. Не стал исключением и концерн Kiturami, достаточно известный в России как производитель качественных пеллетных котлов. Несмотря на то, что на внутреннем рынке, модели представлены только двумя модификациями: KRP-20A в 24 кВт и KRP-50A мощностью 58 кВт, — автоматический пеллетный котел Китурами имеет большую популярность среди отечественного потребителя.

Пеллетный котел Kiturami KRP-20A — двух- контурная модификация, призванная отопить жилой дом до 240 м2. Второй контур задействуется в приготовлении теплой воды. Kiturami KRP-20A снабжен загрузочной камерой на 150 кг, объем должен обеспечить автономное отопление в течении четырех суток во время зимнего периода. Пеллетный котел Китурами оснащен факельной горелкой и ТЭНом из керамики.

Привлекательная функция —  автоматическое удаление спекшихся шлаковых отложений и золы с поддона горелочного устройства. Процедура удаления осуществляется с помощью механического привода во время эксплуатации. Не высокая стоимость, становиться основным плюсом в пользу Китурами, его цена в полтора раза ниже импортных моделей.

Автоматический пеллетный котел pelletron пеллетрон 22 квт

В совокупности с привычными плюсами относящимся к использованию автоматических пеллетных котлов, таких как: система автоматики, пролонгированная автономная работоспособность и высокий КПД, для отечественной разработки  Пеллетрон КТ существует ряд дополнительных преимуществ:

  • Удобная загрузка гранул.
    Стандартные конструкции пеллетных котлов, установка загрузочного бункера имеет верхнее расположение. Действительно, габаритные размеры удается уменьшить, но процесс закладки становится более сложным. Пеллетный котел «Пеллетрон» свой резервуар загрузки, расположил всего на уровне одного метра относительно земли, таким образом облегчая засыпку пеллет:
  • Легкая эксплуатация
    Регламентные работы и чистка пеллетного котла «Пеллетрон» проходят легко. Подступы осуществляются простым доступом ко всем элементам конструкции.  Все процессы по очистке занимают около 30 минут в неделю:
  • Малая стоимость
    Традиционный пеллетный котел — всегда дорогое оборудование. Инженерам конструкции «Пеллетрон» удалось произвести на свет оптимальный аппарат, приобрести котел можно в два раза ниже стоимости европейских аналогов.
  • Возможна эксплуатация без применения дымохода
    Отечественный пеллетный котел «Пеллетрон» проектировался для эксплуатации с принудительной тягой. Оборудованный вентилятором, котел не требует традиционного, громоздкого дымохода, а отработанные газы вентилятор дымососа вытягивает в трубу выходящую на улицу. Труба дымохода выводится непосредственно за стену помещения.

К минусам пеллетного котла Пеллетрон, отнесем зависимость от электрического питания и отсутствие универсальности. Котел Пеллетрон не позволяет использовать другое твердое топливо и работает исключительно на пеллетах. С другой стороны, недостаток компенсируется ТЭНами вмонтированными в котел. ТЭНы позволяют отапливать помещение от электро сети,  во время отсутствия пеллетных гранул.

Комбинированный (с несколькими камерами сгорания)

При необходимости использовать два совершенно разных вида топлива (например, пеллеты и каменный уголь) следует рассмотреть модели с несколькими топками.

У них есть свои недостатки:

  • они дороже обычных;
  • они более громоздкие;
  • загрузку угля в небольшой котел сложно автоматизировать – придется загружать его лопатой; человек при этом фактически превращается в кочегара и вынужден часто загружать уголь в котел;
  • при горении угля образуется много сажи – стенки котла и дымовые каналы придется часто чистить, иначе КПД котла снизится;
  • после сгорания угля образуется много золы – ее нужно удалять, а затем утилизировать;
  • требуется больше места для хранения топлива – уголь, как правило, закупается машинами.

Устройство и принцип работы

Устройство топки для пеллет абсолютно аналогично ничем не отличаются от топки котла для одного вида топлива. Камера для сжигания каменного угля больше, она вмещает большое количество угля – чтобы можно было топить целый день; и приспособлена к ручной загрузке топлива Агрегат больше и требует большего помещения для установки. Других особенностей у такого котла нет.

Принцип работы топки для пеллет ничем не отличается от принципа работы топки специализированного агрегата. Топка для угля работает по той же схеме, но отсутствует автоматизация загрузки топлива.

Угольно-пеллетный котел

Монтаж пеллетного котла

Котел на гранулах потребует соблюдение простых правил установки. Грамотный монтаж , поможет вам избежать ошибок и перестройки помещения во время эксплуатации:

  • Рекомендуется осуществлять монтаж в отдельном, хорошо проветриваемом помещении. Пеллетные котельные целесообразно разместить в подвальном помещении;
  • Пол в котельной на пеллетах следует залить цементно-бетонной стяжкой. Допускается отделка пола керамической плиткой, а также штукатурка стен и поверхностей;
  • В целях проведения регламентных работ по обслуживанию и ремонту, помещение следует выбрать настолько просторным, чтобы оно могло позволять свободный доступ ко всем частям агрегата;
  • Подойдет сухое, с хорошим доступом воздуха и постоянной температурой место, которое допускает повышение температуры до +90 ± 10°C.

Оновными характеристиками котельного оборудования являются показатель мощности и значение КПД.  Интересно унать, как себя ведут пеллетные котлы в сравнение с другими отопительными агрегатами. Чтобы картина стала ясной, необходимо посмотреть на  коэффициент полезного действия для основных конкурентов:

  • КПД обычных дров достигает 37%;
  • КПД природного газа — 88%,
  • КПД использования электрической энергии в пределах 97%;
  • КПД пеллетных гранул лежит в диапазоне от 86% до 93% , что в сильной степени зависит от модификации котельного оборудования.

Разновидности шнека и теплообменника

Шнек бывает двух видов – гибким или жестким. Жесткий не должен быть длиннее двух метров, а его положение не рекомендуется менять. В результате пространство используется нерационально. В таких случаях приходится устанавливать дополнительный шнек с электрическим мотором.

Гибкий допускается удалять на расстояние до 12 метров. Конфигурация линии может быть любой, но сложность ее крепления вызывает вопросы.

Теплообменник встречается самых разных форм. Распространены следующие типы: с вертикальным и горизонтальным расположением, трубчатой и плоской формы, с разным количеством ходов.

Преимущества котлов на пеллетах для отопления частного дома

  1. Мощность оборудования 15-500 кВт, это позволяет отопить помещение до 220 квадратных метров, при маленьком показателе, котел работает в экономном режиме, и топливо расходуется меньше.
  2. Благодаря автоматизированной системе, в помещении поддерживается необходимая температура, осуществляется подача гранул из бункера в топку, поэтому котел не нуждается в постоянном контроле, достаточно с помощью пульта или кнопки выставить нужную программу.
  3. Котлы на пеллетах имеют высокий КПД и эффективно обогревают помещение, после сгорания топлива появляется газ, который передает все тепло в теплообменник.
  4. Топливо имеет низкую стоимость и обходится дешевле других материалов, за счет этого можно сэкономить на расходах.
  5. Подходит для обогрева частных домов и дач, если нет возможности использовать газ.
  6. Котлы безопасны в использовании, они имеют противопожарную и контрольную систему.
  7. Срок службы котлов на пеллетах до 20 лет.
  8. Такое оборудование не требует специального обслуживания, но ежегодно необходимо выполнять профилактику и настройку. Пеллеты помещаются в контейнер по необходимости, чистить сажу можно самостоятельно, или включив специальную программу самоочищения. Зола послужит хорошим удобрением для огорода. Дымоходные выходы чистят аналогичным образом.
  9. Для бесперебойной работы котла, используют бункер, в который помещают пеллеты, когда их остается мало, поступает сообщение на панель управления.
  10. Пеллеты являются экологически чистым видом топлива, так как после сгорания выделяется малое количество углекислого газа. При отоплении нет запаха и масляных жирных пятен в помещении, где располагается котел. Контуры для обогрева и подачи воздуха расположены отдельно, поэтому кислород не выгорает из помещения.
  11. Расход электроэнергии небольшой, до 60 Ватт, это сравнимо с обычной лампочкой.
  12. Сажи нагорает очень мало по сравнению с котлами на твердом топливе, внешняя часть оборудования не нагревается, к нему можно прикасаться, не боясь получить ожог.
  13. Такое отопление является автономным и независящим от централизованной системы подачи топлива, то есть не нужно переживать, что жилье останется без тепла в случае его отключения.
  14. Такими котлами можно оборудовать строение в таких местах, где нет коммуникаций. При этом не нужно прилагать усилия и тратить время для того, чтобы нарубить дров, в доме будет поддерживаться выбранная температура постоянно.
  15. Автоматизированная система гарантирует безопасную работу оборудования, после отключения котла реакция окисления топлива полностью прекращается.
  16. Управление оборудованием осуществляется очень просто, при помощи пульта или специальной панели.
  17. При отключении электричества котел поддерживает горение до 8 часов.
  18. Топливо для котлов является доступным, пеллеты прессуются под давлением, без включения химических веществ, приобретать их можно в необходимых количествах, так как они продаются в килограммах.

При правильном выборе котла и качественного отопительного материала, оборудование будет работать бесперебойно и экономно, обогревать весь дом до необходимой температуры и поддерживать её постоянно. Не нужно прилагать дополнительных усилий и тратить время на розжиг, заготовку топлива и обслуживание оборудования.

Основные разновидности самодельных котлов

Если вы собираетесь сделать котел долгого горения своими руками, то вам обязательно пригодится информация из нашего обзора. В последующих разделах мы расскажем, как самому сделать отопительный агрегат той или иной конструкции, дадим несколько наиболее легких схем, опубликуем информацию о наиболее распространенных котлах длительного горения

Давайте пока уделим внимание последнему вопросу

Пришла пора рассмотреть самые актуальные варианты котлов длительного горения, которые мы сможем собрать своими руками в домашних условиях. Все они будут питаться дровами. Что касается угля, то достать его сложнее, а еще он приводит к возникновению больших температурных нагрузок на отопительные агрегаты. В следующих разделах мы дадим чертежи твердотопливных котлов длительного горения и дадим объяснительную информацию.

Шахтный котел длительного горения

Мы можем изготовить самый простой шахтный котел своими руками. Он реализован по схеме с нижним горением. Основой агрегата является вместительная загрузочная камера, которую часто называют шахтой. Обладая вертикальной конструкцией, она позволяет вместить большое количество дров. По мере горения они проваливаются вниз, а продукты сгорания отправляются через колосниковую решетку в зольник.

Если мы взглянем на схему шахтной печи (котла), то мы обнаружим, что пламя у нас бушует вовсе не в шахте, а в соседней камере, откуда получаемое тепло поступает в жаротрубный теплообменник. А остатки тепловой энергии направляются в дымоход. Горение здесь длительное и определяется объемом шахты – загрузив сюда большое количество дров, можно смело отправляться спать.

Пиролизный котел

Давайте посмотрим, как устроен пиролизный котел и как сделать этот агрегат своими руками. Проще всего объяснить принцип работы этого агрегата на примере буржуйки. Здесь мы видим объемную камеру сгорания, которая реализует длительное горение. Получившиеся продукты сгорания отправляются в камеру дожигания, в которую подается вторичный воздух. В результате этого образуется большое количество тепла. Нам остается только дооснастить буржуйку жаротрубным теплообменником.

Существуют десятки чертежей котлов длительного горения на дровах, построенных на пиролизном принципе работы. Они отличаются расположением камер сгорания и дожигания, наличием и отсутствием дутьевых вентиляторов и автоматики, а также способами регулировки интенсивности процесса сжигания дровяного топлива. Но в целом их принцип работы одинаков.

Печи-котлы Бубафоня

Бубафоня представляет собой печь, а ее модификация – это водогрейный дровяной котел с подачей воздуха сверху, через прижимной поршень. Мы уже не раз писали о таких печах в наших обзорах, теперь настало время поговорить об агрегатах с отопительным контуром. Для реализации контура мы можем задействовать три схемы:

  • Установить теплообменник на дымовую трубу – самый простой вариант;
  • Соорудить вокруг корпуса котла сплошную водяную рубашку;
  • Обварить корпус агрегата трубами, по которым будет циркулировать теплоноситель.

Какую схему выбрать – решать вам. Кстати, котлы Бубафоня, за счет вместительных камер, помогут реализовать длительное горение продолжительностью до 24 часов и даже больше.

Котлы длительного горения Бубафоня работают на дровах, в них реализована схема верхнего горения.

Котлы-печи Булерьян

Изначально Булерьяны были (и есть) печами конвекционного типа. Они оснащаются мощными конвекторами, позволяющими буквально за 20-25 минут прогреть помещение большого размера. Появившись изначально в Канаде, эти печи добрались и до России, которая тоже может похвастаться суровым климатом (действительно для некоторых регионов). Умельцы превратили печи в котлы, немного поработав над конструкцией конвекторов – теперь по ним циркулирует не воздух, а теплоноситель. Правда, котлы Булерьяны не могут похвастаться длительным горением, так как отличаются не самыми большими камерами сгорания. Некоторые из них обладают свойством гореть до 10-12 часов, некоторые – чуть дольше. Но рассчитывать на 24 часа все-таки не приходится. Зато они отличаются высокой эффективностью и способностью максимально быстро отдавать тепло в отопительные системы.

Критерии выбора

При покупке учитывают многие аспекты. Котел выбирают исходя из нескольких параметров:

  1. Мощность. Стандартно считают, что 1 кВт тратится на обогрев 10 кв. м помещения. Но нужно учитывать теплопотери. Они составляют как минимум 10%. Для более точного расчета мощности требуется знать теплопотери пола, стен, перекрытий и т.д.
  2. Габариты. Высокая мощность означает, что у пеллетного оборудования вместительный бункер, а это — большой вес и габариты. Владельцы дома не всегда могут выделить место для такого комплекса.
  3. Расход пеллет. Чем он меньше, тем выгоднее установить оборудование.
  4. Наличие автоматики. Это делает модель более надежной, но повышает стоимость.

Условия хранения и использования

При покупке крупной партии пеллет необходимо позаботиться о месте их складирования. При хранении внутри помещения их нельзя размещать рядом с открытыми источниками огня. Также надо оградить материал от злейшего врага — сырости.

Как хранить пеллеты, если места в доме нет? Закрытые мешки/пакеты допустимо сложить на улице под навес. Однако такой вариант нежелателен — при дожде риск намокания упаковки и безвозвратной порчи горючего возрастает.

Несколько слов о том, как правильно топить пеллетами твердотопливный котел. Для этого требуется горелка, которую можно купить отдельно и установить на котел буквально в течение получаса. Эксплуатация такого тандема предельно проста — пользователю потребуется время от времени наполнять бункер свежими пеллетами и вычищать золу. Температурный баланс контролируется при помощи пульта управления.

Особенности систем пеллетного отопления

Для того чтобы оценить эффективность пеллетного отопления, необходимо знать о той разнице, которая существует между обыкновенными дровами и пеллетами. В ходе изготовления гранул используют отходы деревообрабатывающего производства. Сырье для производства пеллет или обычные опилки сначала тщательно просушивают, затем обрабатывают паром, в результате чего образуется вязкая масса, из которой под давлением 300 атмосфер формируют цилиндрические гранулы длиной около 70 мм и диаметром от 6 до 8 мм.Котлы, поставляемые на рынок производителями пеллетного оборудования, от своих аналогов, использующих в качестве топлива обычные дрова, отличаются более высокой степенью теплоотдачи. Количественные показатели теплоты сгорания различных видов твердого топлива указаны в таблице. 

Разновидность топлива

Теплота сгорания (кВт/кг)

Дрова

2,84

Топливные брикеты

4,7

Пеллеты

4,99

Кроме высокой теплоотдачи, пеллетные котлы имеют еще одно преимущество – их камера сгорания загружается в автоматическом режиме. Автоматическая подача топлива реализована следующим образом:

  1. В специальном бункере, изготовленном из нержавеющей стали, хранится определенный запас пеллет. Наличие бункера значительного объема позволяет заправлять его топливом с периодичностью один раз в несколько дней. 
  2. Топливо поступает в котел через гибкий кабель и расположенный внутри него шнек. Гранулы собственным весом приводят шнек во вращение, что обеспечивает их подачу в камеру распределения котла в необходимом количестве. 
  3. Далее, из камеры распределения пеллеты поступают в зону воздушной горелки, где происходит их неполное сгорание, сопровождающееся выделением древесного газа.
  4. Основным источником высокой теплоотдачи является древесный газ, который полностью сгорает в камере дожига. 

Подобная конструкция котла позволяет его владельцу, при непрерывной работе оборудования, всего лишь один раз в 3-4 дня наполнять бункер топливом и удалять твердые продукты горения, т.е. золу. 

Питание для котла

Подача топлива в пеллетный котел организуется разными способами. Установки со стационарными встроенными ретортными горелками часто комплектуются расположенным сбоку или с тыльной стороны бункером объемом 300–500 л, который соединен с котлом шнековым транспортером жесткого типа.

При использовании навесной горелки применяется приставной бункер — забор топлива из него осуществляется питателем в виде трубы со шнеком внутри. Один конец трубы погружается в бункер. Гранулы поднимаются к верхней точке и сбрасываются по гибкому шлангу к горелке. Привод питателя расположен сверху трубы и управляется автоматикой горелки или котла. Как правило, трубчатые питатели для бытовых котлов оборудуются шнеком в виде гибкой спирали. Обычно приставные бункеры для пеллет выпускаются в том же дизайне, что и сам котел. Выглядит такой комплект эстетично. А отсутствие жесткой связи между модулями дает возможность располагать их так, как это удобно в каждом конкретном случае.

Подача пеллет к горелке гибким шнеком может осуществляться из хранилища без промежуточного бункера.

Устройство котла на пеллетах

Котел включает в себя бункер для топлива, горелку и автоматизированную систему. Пеллеты попадают в предтопку по внешнему транспортеру, затем перемещаются на форсунку горелки с помощью шнека расположенного внутри. Топливо разжигается автоматически и полностью сгорает.

Пеллеты размещаются в отдельно расположенном бункере, он соединен с камерой сгорания. При помощи автоматизированной системы можно выставить программу поступления гранул в топку на неделю. Система сама будет производить включение и выключение горелки, при этом происходит экономия топлива и поддерживается необходимая температура. Управлять системой можно с пульта или кнопками на панели. При объеме бункера до 300 литров, котел будет работать непрерывно три дня. Можно установить дополнительный бункер, который увеличит беспрерывную работу котла. Топливо попадает в камеру в малом количестве, что исключает перегрев. При необходимости отключения котла, необходимо нажать кнопку, он перестает работать до 10 минут, пока не сгорит последняя партия пеллет.

Чистить золу можно один раз в несколько дней, так как пеллеты в отличие от дров дают меньше отходов, бункер наполняют по необходимости. Парниковый эффект уменьшается за счет сокращения выхода углекислого газа в открытое пространство.

  • Бункер состоит из нержавеющей стали, от его объема зависит максимальная загрузка пеллетов.
  • Транспортировка гранул в котел осуществляется по гибкому шлангу и шнеку. Пеллеты толкая друг друга, передвигаются в отверстие шнека, а затем в камеру сгорания.
  • Котел состоит из нескольких зон, вначале выполняется подача гранул в отведенное место воздействия воздушной горелки, топливо сгорает не полностью и появляется древесный газ, который выделяет тепло. Затем он сгорает в камере дожига.

Место для установки

Помещение котельной должно соответствовать требования пожарной безопасности. ПК должен стоять на негорючем подиуме, расположенном выше поверхности пола для того чтобы при эксплуатации или ремонте не возникли опасные ситуации:

  • возгорание топлива;
  • получения ожогов во время обслуживании ПК;
  • отравление монооксидом углерода при слабой тяге и неработающей вентиляции.

Для повышения надежности работы оборудования на котле устанавливается автоматика безопасности, укомплектованная датчиками температуры и давления. Для эффективной работы системы в целом при монтаже ПК размещают бак-аккумулятор. Поэтому для него потребуются дополнительное место из расчета 50.0 л на 1 кВт мощности котла. Оптимизация тепловой схемы путем использования бака приводит к экономии 30% топлива, и защищает ПК от перегрева.


Фото: picspedia.ru

Суммарный вес оборудования по данной схеме имеет большую величину, что нужно учитывать при расчете нагрузки на пол котельной.

Кроме того, площадка под агрегатом должна быть хорошо заизолирована, в противном случае будет постоянно протекать процесс конденсации под устройством.

Заключение

Пеллетники имеют высокую стоимость. Полностью автоматизированные агрегаты могут работать без вмешательства человека более месяца.

  • Как правильно подобрать газовый котел отопления для частного дома: виды, классификация, обзор популярных производителей, их плюсы и минусы
  • Как выбрать лучший дизельный котел отопления: виды, устройство, критерии подбора, обзор 6 популярных моделей, их плюсы и минусы
  • Как выбрать лучший твердотопливный котел длительного горения: виды, назначение, особенности, критерии подбора, обзор 9 популярных моделей, их плюсы и минусы, а также отзывы владельцев
  • Какой котел для отопления частного дома лучше выбрать: сравнение газовых, электрических, твердотопливных аппаратов, а также на жидком топливе, их плюсы и минусы
Поделитесь в социальных сетях:FacebookXВКонтакте
Напишите комментарий