Пеллетный котел — что это такое, на каком топливе работает, конструкция и нюансы выбора

Статья подготовлена при участии специалистов компании DOZATECH

Несмотря на то, что наша страна — один из крупнейших экспортеров голубого топлива, говорить о повсеместной газификации не приходится. Для многих потребителей и в Москве, и в Сибири самый дешевый способ отопления и сейчас недостижим, и не факт, что будет доступен в будущем. Поэтому приходится искать альтернативные источники обогрева, благо, выбор в этой сфере впечатляющий. И в последние годы ассортимент отопительного оборудования пополнился интересным агрегатом – пеллетным котлом. Остановимся подробнее на этом типе оборудования, для чего рассмотрим следующие аспекты:

• Что такое пеллетный котел отопления и на каком топливе он работает.
• Устройство агрегата.
• Преимущества и недостатки пеллетного котла.
• На что обратить внимание при выборе агрегата.

Что такое пеллетный котел

По сути, это разновидность твердотопливного котла, но рассчитанная на определенный вид топлива (пеллеты) и с возможностью полной или частичной автоматизации рабочего процесса.

Именно способностью функционировать в автономном режиме при минимальном вмешательстве владельцев пеллетные котлы кардинально отличаются от обычных, твердотопливных.

У них более высокий КПД (коэффициент полезного действия) — и за счет характеристик пеллет, и за счет особенностей конструкции. Пеллетные котлы могут быть как узкоспециальными – предназначенными только под пеллеты, так и комбинированными (универсальными) – способными работать на дровах или угле, некоторые модели работают практически на любой биомассе, в качестве топлива можно использовать шелуху, древесные отходы и подобное.

Александр ДимитревПредставитель компании DOZATECH, производителя пеллетных котлов

При определенной конструкции котла в нем можно сжигать любую биомассу очень низкой калорийности – это щепа, кора, отходы деревообработки, сельхозотходы, лузга подсолнечника и другое.

Пеллеты, или древесные гранулы – экологически нейтральное топливо, получаемое, в основном, из отходов деревообрабатывающей промышленности (щепки, стружка, кора), но они могут быть и из отходов сельскохозяйственных культур. Появились пеллеты в тридцатые годы прошлого века, когда в штате Айдахо была изобретена и опробована первая установка по прессованию в гранулы отходов с местных лесопилок. Под сильным давлением сырьевая масса нагревается, что провоцирует образование лигнина, который и связывает мельчайшие частицы в плотные, гладкие гранулы. Это позволяет отказаться от использования химических веществ – пеллеты полностью натуральное, безопасное, в плане экологии, топливо. Диаметр гранул варьируется в пределах 6-8 мм, длина – до 50 мм. В европейских странах пеллеты относятся к стандартизированным видам топлива и производятся по стандарту DIN plus.

В нашей стране их производство не столь развито и поднадзорно, качество гранул, от которого будет зависеть и КПД котла, и его работоспособность, определяют визуально – белые лучше, чем серые. В отличие от древесины, у гранул пониженная влажность и повышенная плотность, ввиду чего при горении выделяется большее количество тепла и минимальное количество углекислого газа. Если перевести это свойство в цифры, для сравнения, получится следующее соотношение – при сжигании тонны пеллет выделится столько же тепла, сколько при сжигании 1,6 тонны дров. Зольность составит всего 0,5 % от сгоревшего объема, а выделяемые дымовые газы будут бесцветны.

Примерная теплотворная способность пеллет составляет 5 кВт/час с одного килограмма, но насколько реальная эффективность будет приближена к теоретическим данным, зависит и от качества самих пеллет, и от показателей котла, в котором они будут сжигаться.

Способы отопления домов

Все способы отопления можно поделить по:

• способу сжигания топлива;
• способу передачи тепловой энергии.

Способов сжигания топлива всего 3:

1. Традиционное, при котором огонь распространяется снизу вверх (этот же способ реализован в котлах с автоматической загрузкой топлива).
2. Пиролиз, то есть разложение древесины на минимальное количество золы и пиролизные газы, которые затем сжигают в специальной камере. Подробней о пиролизе и отличиях от других способов сжигания древесины читайте в статье «Пиролизный газ и его применение».
3. Верхнее горение, при котором огонь движется сверху вниз, подробней о нем читайте в этой статье (котлы Стропува).

Способов передачи тепла всего 2:

1. Водяное отопление, в том числе теплые полы.
2. Прямое излучение тепла (печи и грубы).

Устройство агрегата

Сам пеллетный котел состоит из трех основных узлов:

• Топочная – оборудована специальной горелкой (ретортная или факельная) и двумя дверцами (контрольная, очистная).
• Конвективная зона – в ней расположен теплообменник: он может быть вертикальным, горизонтальным или комбинированным, трубчатого или пластинчатого типа. В конвективной зоне происходит нагревание теплоносителя в теплообменнике газами, выделяемыми в процессе горения пеллет. Большинство агрегатов рассчитаны только на отопление и имеют один контур, но в некоторых моделях — два контура: отопительный и водонагревательный.
• Зольник – в него поступают отходы горения (незначительные при нормальном дожиге), которые периодически удаляются через очистную дверцу.

Однако перечисленные узлы — это хоть и основная, но только часть, для работы которой необходима приставка АПТ (автоматическая подача топлива). Эта приставка включает следующие компоненты:

• Бункер – емкость для пеллет определенного объема, из которой гранулы поступают в топочную, может быть встроенным или наружным.
• Шнек – порционно подает гранулы на горелку по мере необходимости, приводится в действие редуктором.
• Вентилятор – необходим для поддержания процесса горения, так как устройство котла не предусматривает наличия естественной тяги.

Так как пеллетный котел — это автоматизированная система, его устройство также включает блок управления с дисплеем, на который выводится информация о текущем состоянии, и через него же задаются основные рабочие параметры. Контроллер регулирует розжиг горелки, подачу гранул и воздуха, остановку, по мере достижения нужной температуры, поддерживая выбранный владельцем режим отопления.

В зависимости от вместимости бункера и выбранного режима одной засыпки может хватить как на несколько дней, так и на неделю и даже больше.

Чтобы сделать отопительный процесс полностью автоматическим, котел можно соединять непосредственно с хранилищем – пневмотруба будет подавать гранулы в бункер по мере его опустошения.

Промышленное оборудование для изготовления пеллет из опилок

Рассмотрим линию гранулирования опилок ЛГ-500

от компании АЛБ Групп с производительностью
500 кг в час
.

Измельчение

Начальный этап производства – дробление сырья. Для этого используется дробилка роторная пневматическая или молотковая дробилка для древесины. Роторная дробилка (ДРП) отличается удобной пневматической системой забора и выгрузки материала, для ее работы не требуется подключать конвейеры для сыпучих материалов.

Молотковая дробилка опережает роторную по производительности, поскольку ее мощность расходуется только на измельчение, тогда как ДРП расходует часть мощности на работу пневмосистемы.

Дробилка ДРП измельчает опилки ножами-билами, закрепленными на роторе. В камере установлено сито с отверстиями, через которые проходят частицы нужного размера. Они подаются через пневмошланг напрямую в циклон и затем в бункер-ворошитель.

Дробилка ДРП 18,5 – 141 000 руб

Аспирация

Циклон необходим для того, чтобы воздух в помещении не наполнялся древесной пылью. Эти микрочастицы образуются во время измельчения. Циклон БЦР отделяет древесную муку от потока воздуха. Устройство устанавливается над бункером на стальной раме.

Циклон БЦР -675 – 29 000 руб

Рама циклона – 12 000 руб

Оперативное накопление

После очистки воздуха поток сырья попадает в бункер-ворошитель. Это цилиндрическая камера с перемешивающим механизмом на дне, его работа препятствует слеживанию массы. Бункер равномерно подает измельченные опилки в приемный бункер гранулятора.

Бункер –ворошитель БВ-1 – 205 000 руб

Гранулирование

Гранулятор – основа пеллетного производства. Попадая в приемный бункер гранулятора, сырье при помощи шнекового податчика перемещается в смеситель, где происходит поверхностное увлажнение водой. Затем опилки поступают в рабочую камеру, где они зажимаются между пресс-вальцами и поверхностью вращающейся кольцевой матрицы. Под давлением гранулы проходят через отверстия матрицы и обламываются снаружи статичным ножом.

Гранулятор ОГМ 0.8 и 1.5 – простое и надежное оборудование для производства пеллет из опилок, которое обеспечивает качественное прессование. Аппарат подключается к пульту управления. Аналогичный контроллер устанавливается для всей остальной линии.

Пресс-гранулятор ОГМ-0,8М-55 – 1 550 000 руб

Пульт управления ОГМ с комплектующими Schneider Electric – 125 000 руб.

Пульт управления ПУ-ЛГ-500 (Schneider Electric) — 135 000 руб

Охлаждение

Как уже говорилось, для получения качественного продукта необходимо охлаждать гранулы. Для этого они из гранулятора поступают на ленточный скребковый конвейер, который доставляет их к колонне охлаждения. Внутри колонны продукт охлаждается при помощи воздушных потоков, отсеивается мелкая фракция, которая затем повторно отправляется на гранулирование. Охлажденные гранулы подаются транспортером на узел фасовки.

Конвейер КЛС-300-6 — 119 000 руб

Конвейер КЛС-300-4 — 101 000 руб

Колонна охлаждения РКО-700 – 193 000 руб.

Фасовка

Популярное решение для фасовки топливных пеллет – биг-бэги. Они закрепляется на раме, а внизу установлены платформенные весы, контролирующие заполнение мешка.

Рама для биг-бэга – 25 000 руб

Весы платворменные – 66 000 руб

При сложении стоимости всего оборудования для производства пеллет из опилок цена линии на 500 кг / час

составляет
2 701 000 рублей
.

Обратитесь в АЛБ Групп в контактной форме сайта и получите прайс-лист

и коммерческое предложение на линии производства топливных пеллет из опилок и стружки.

Когда может понадобиться дополнительное оборудование?

Часто на предприятиях присутствуют отходы разного типа. К стружке и опилкам может добавиться горбыль, баланс древесины, тонкомер, некондиционные изделия

. Такие материалы нужно предварительно измельчать до фракции длиной до 3,5 см. С этой задачей справляются
барабанные и дисковые рубительные машины
.

Перед организацией производства следует проанализировать, все ли отходы на предприятии однородны, и стоит ли ориентироваться только на опил. Если крупных отходов бывает много, то есть смысл приобрести рубильную машину.

Если вы работаете с древесиной влажностью выше 15%

, то для полноценного производства пеллет потребуется
сушильный комплекс
. Обычно он состоит из сушильного барабана АВМ и топочного блока или теплогенератора. Такие комплексы значительно повышают стоимость всей линии – до 2 раз.

Преимущества и недостатки пеллетного котла

Одно из главных преимуществ пеллетных котлов – экономичность, по этому показателю они уступают только газовому магистральному отоплению. Это связано и с высоким КПД оборудования, и с высокой теплотворностью пеллет, и с их доступной стоимостью. Второй аспект, привлекающий потребителя – автоматизация процесса. В отличие от остальных твердотопливных котлов, пеллетный как раз не нуждается в постоянном контроле и регулярной ручной подаче топлива. У агрегатов, работающих на дизельном топливе, он выигрывает и в плане экологичности – никаких запахов и черного дыма.

Главным же недостатком этих агрегатов является солидная цена – это самые дорогие твердотопливники, стоимость автоматизированной станции европейского производства измеряется сотнями тысяч, отечественные немного дешевле. Далеко не каждому частнику по карману такие вливания в отопительную систему своего дома. Однако учитывая долговечность оборудования, которая сегодня приближена к двум десятилетиям, это разумное вложение в долгосрочной перспективе.

Кроме высокой стоимости, к минусам относят энергозависимость – автоматика нуждается в электричестве, и если отключение на несколько часов (в среднем до 10) допустимо и не собьет настройки, то более длительное остановит работу котла. Станция должна быть оборудована независимым источником энергии, что еще увеличит стоимость системы.

Как определить качественные топливные гранулы?

Сразу расскажем о стоимости топлива. Она зависит от качества и класса пеллет, но в среднем древесные гранулы (к примеру, из сосны) стоят около 6 тысяч рублей за тонну, а из торфа – порядка 5,5. Цены могут варьироваться в ту или иную сторону, но общие цифры ясны.

Эффективность отопления гранулами зависит преимущественно от их качества. И это качество, в свою очередь, вполне определяется визуально. Ознакомьтесь с приведенной ниже инструкцией, чтобы научиться определять качество продукции.

• Пыль. Если в упаковке с пеллетами много пыли, значит, это продукция низкого качества и у вас есть все основания, чтобы вернуть ее продавцу.
• Поверхность гранул должна быть гладкой и не иметь никаких дефектов (вздутий или трещин). Если такие дефекты есть, значит, в производственном процессе были нарушения.
• Цвет. Если пеллеты для отопления имеют сероватый оттенок, это говорит об их лежалости. И качество такого топлива, безусловно, будет низким.
• Длина. Зачастую это 2,5 сантиметра, но, честно говоря, данный показатель свидетельствует всего лишь о европейских стандартах производства.
• Запах. Хорошие гранулы должны слегка сладко пахнуть – это свидетельствует о том, что при изготовлении были соблюдены все требования.

На что обратить внимание при выборе агрегата

Несмотря на относительную «молодость» этого типа твердотопливников, на рынке большой выбор котлов зарубежного и отечественного производства. Чтобы подобрать оптимальный для своих условий агрегат, стоит обратить внимание на несколько важнейших параметров.

Мощность – у каждого производителя достаточно широкий модельный ряд, включающий как бытовые, так и промышленные агрегаты. Как и у любого отопительного оборудования, мощность измеряется в киловаттах (кВт), мощность бытовых моделей начинается от 15 кВт. Так как обогрева помещения со средними теплопотерями необходимо около 1 кВт на 10 м², такой котел способен обогреть дом в 150 м². Однако стоит учитывать, что котел нужен с небольшим запасом.

КПД – чем больше этот показатель, тем экономичнее отопительный процесс. У пеллетников КПД варьируется в пределах 85-95% и зависит как от качества гранул, так и от особенностей конструкции.

Алексанр Димитрев

Пятиходовый теплообменник обеспечивает высокий КПД котла – он позволяет получить максимальный теплосъем при прохождении газов через конвективную зону к дымоходу.

Специалист советует обратить внимание на материал, из которого сделан котел, и на тип теплообменника.

Александр Димитрев

Котлы, изготовленные из толстого металла (6 мм и 8 мм, в зависимости от мощности) – долговечнее. Толщина металла влияет на срок эксплуатации котла, это тоже важно – сколько лет проработает агрегат. Пластинчатый теплообменник имеет преимущества перед трубчатым – он удобнее в плане чистки.

Вывод

Пеллетные котлы – современное, экологически безопасное и экономически выгодное отопительное оборудование. На данный момент они менее востребованы, чем обычные твердотопливные агрегаты, но в будущем вполне могут завоевать рынок ввиду высокого качества отопления и достойных показателей.

На нашем портале, в разделе форума о котельном оборудовании целая ветка отведена пеллетным котлам. Не менее полезна и интересна статья о том, как подготовиться к отопительному сезону. Еще один вариант автономного отопления — тепловые насосы. В видео участник портала делится опытом по установке пеллетной горелки своими руками.

Подписывайтесь на наш Telegram канал Эксклюзивные посты каждую неделю

Виды пеллет и технология их производства

Пеллеты на сегодняшний день — довольно востребованный вид вторичного сырья. Например, в Великобритании каждый год производят около 600 000 тонн опилочных гранул. Китай стремится достичь показателей производства экологичного топлива в 50 млн тонн ежегодно.

Это интересно: пеллеты из чего делают?

У каждого производителя пеллет состав готового материала разный. Прессованные гранулы могут состоять только из одной древесины или производиться с добавлением коры, смолы, шелухи от семечек и других материалов, которые легко воспламеняются. Биологические гранулы используются не только в качестве источника энергии, но и для других целей (например, для кошачьего туалета или в качестве абсорбирующего материала).

Существует множество видов пеллет

Производство топлива ведётся в несколько этапов:

1. Дерево крупно дробится с помощью специальных установок, сушится в барабанах. Влажность должна составлять 8−12%.
2. Крупные фракции дробятся на более мелкие. Для этого применяются мельницы, которые работают по молотковому типу.
3. Для хорошей вязкости и прессовки заготовки нужно обрабатывать паром. При этом используют шнековые смесители.
4. Прессовка на специализированном прессе и охлаждение.

Оборудование для производства топливных пеллет практически не оставляет отходов. Весь брак может переработан заново.

В этом видео в узнаете, как сделать пеллеты своими руками: