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

Котлы, работающие только на пеллетах

Самое простое устройство имеет специализированный котел, работающий только на пеллетах. Работа пеллетного котла позволяет создать почти автономную систему отопления – ведь пеллеты в бункер можно загружать 1 раз в несколько дней, автоматика регулирует частоту включения и температуру нагрева теплоносителя.

Устройство

• бункер для пеллет;
• корпус, оборудованный теплообменником, топкой и горелкой;
• устройство подачи пеллет из бункера в горелку;
• автоматическая система управления.

Совместная работа составляющих частей котла обеспечивает автономную работу отопительного оборудования.

Схематичное изображение устройства и принципа работы пеллетного котла

Принцип работы

1. В бункер вручную загружаются пеллеты.
2. Шнековый транспортер автоматически подает пеллеты в топку с горелкой.
3. Пеллеты поджигается с помощью устройства розжига (ТЭНа), воздух подается через форсунки в топку.
4. В топке сгорает топливо, в теплообменнике происходит отбор тепла от топки и нагрев теплоносителя.
5. Зола собирается в отдельный контейнер, его очистка производится вручную один раз в 5-7 дней.

Топливо в пеллетных агрегатах подается снизу и сжигается постепенно по принципу «сверху вниз». Горение протекает медленно, поэтому происходит наиболее полное сжигание топлива. Температура в топке зависит от скорости сжигания топлива – она регулируется автоматикой путем уменьшения или увеличения подачи воздуха. Автоматическое регулирование скорости сжигания топлива обеспечивает заданный температурный режим в здании.

Девятый критерий – дизайн

Как говорится, по одежке встречают, по уму провожают. Внешний вид, дизайн, при решении купить пеллетный котел в Краснодаре, имеет значение. Но, на наш взгляд, данные характеристики имеют наименьшее значение для такого утилитарного теплового оборудования, как твердотопливный котел с автоматической подачей топлива пеллет. 

Конечно, если выбранный пеллетный котел экономичен, удобен при эксплуатации, недорог, да еще и красив – это всегда впечатляет. Однако, к сожалению, на рынке данного отопительного оборудования нам приходится подбирать заказчику котел не по его плюсам, а по наименьшим недостаткам. А их можно узнать только при непосредственном обращении с пеллетным котлом и при длительной эксплуатации.

Всем тепла, умения отличить специалиста от невежды, желающего заработать на вашей проблеме, и возможность сделать сразу качественно, чтобы не пришлось потом переделывать.

Stropuva S20P

4.3

На восьмом месте рейтинга расположился товар от литовского бренда Stropuva. Модель обладает мощностью 20 кВт и подойдет для отопления площади дома до 200 м². Работает агрегат по одноконтурной схеме, но опционально можно присоединить к дымоходу бойлер косвенного нагрева. Пеллетный котел функционирует с программатором, расположенным с левой части корпуса. Чтобы повысить тягу действует вентилятор на выходе. Сжигать в топке разрешается как пеллеты, так и дрова, причем длина последних допускается до 45 см, что нравится владельцам в отзывах. Чтобы предупредить случайное выпадение жара из топки, модель оснащена мощными ручками-замками.

Мы добавили пеллетный котел в рейтинг, как самый компактный. Хотя агрегат не маленький, но за счет цилиндрической формы он занимает мало места на полу, поэтому подойдет к котельной, площадью 1.5 м². Еще производитель предлагает семь вариантов окраски корпуса, от оливкового до красного, что удобно для подбора интерьера на случай, если котел устанавливается в кухне или ванной комнате.

Достоинства

• автоматический сброс лишнего давления;
• простое подключение к контуру отопления через патрубок, диаметром 32 мм;
• автономное горение до 31 часа;
• манометр на корпусе.

Недостатки

• рассчитан на давление в системе не более 1.5 бар;
• отсутствует автоматическая подача пеллет и бункер;
• вес 235 кг;
• теплообменник из стали.

Размеры дачного туалета

Подготовка помещения

При установке пеллетного котла в первую очередь надо правильно подготовить помещение, где будет находиться генератор отопления. Лучше использовать удаленную от жилья зону (хорошо подойдут подвалы, придомовые пристройки, гаражи, иногда котлы ставят на чердаках).

Если помещение с котлом будет находиться по близости к жилым комнатам, то лучше позаботиться о плотной герметичной двери и покрытии полов и дверей моющимися материалами (на них будет постоянно оседать древесная пыль, зола). Лучшим вариантом для облицовки является стандартная кафельная плитка.

Площадь помещения под котел с мощностью 15-18 кВт не должна быть меньше 2,5-3 кв. м., иначе это нарушает правила пожарной безопасности. Температура в помещении не была ниже +10 градусов, чтобы этого добиться стены и потолок можно утеплить пенопластом (достаточно слоя в 10 сантиметров). Необходимости в радиаторах нет.

Влажность выше 40% не приветствуется, так как она снизит эксплуатационный срок системы – если в помещении попадает вода с крыши или через стены, то придется сделать по периметру обшивку гидроизоляционным мембранным материалом.

Еще несколько важных условий при подготовке помещения:

1. Наличие приточной вентиляции. Достаточно отверстия диаметром 12-15 сантиметров. Никаких особо сложных систем кондиционирования не требуется. Можно сделать вытяжку, чтобы в помещении было комфортно находиться.
2. Наличие доступа к дымоходу или организация нового. Для пеллетных котлов подходит только дымоход типа «сэндвич» (с наличием слоя утеплителя). Высота трубы должна быть не менее 5 метров. Рекомендовано устройство сборника конденсата, чтобы скопление влаги не нарушала работы печи.
3. Наличие электропитания в помещении. Пеллетные котлы для автоматизации работы требуют электричества. Также рекомендовано провести свет в помещение, что значительно облегчит работы по обслуживанию печи.

Общая схема, но подробнее читайте ниже

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. 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

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.

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.

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


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.

Производители

В РФ

Среди обилия отечественных производителей подобных котлов выделяются всего несколько брэндов, завоевавших признание у покупателей надёжным и качественным товаром:

• Светлобор – фирма Теплоэкос выпускает автоматические пеллетные котлы российского производства. Выделяются они неплохим уровнем автоматизации, который обеспечивает возможность его автономной работы вплоть до месяца. Оснащены системой самоочистки, вакуумной подачей топлива и управлением несколькими отопительными контурами.
• Куппер ОК – выпускает фирма Теплодар. Выделяются конструкцией бункера, который монтируется на корпус котла.
• Roteks – высокоавтоматизированные пеллетные котлы для отопления дома, рассчитанное на недельную автономную работу. Оснащаются предохранительной системой, которая оповещает о подходе топлива к концу.
• Старт – производитель пеллетных котлов, предлагающая как бытовое оборудование, так и промышленного назначения. Отличительной особенностью является большой вместимости бункер и ящик для золы.
• Слон – модуль с вертикальным расположением жаротрубного и двухпроходного теплообменника. Продукция Слон применяет принудительность воздухоподачи в зону горения, что снижает недогар топлива до минимума.
• Яик – товары фирмы завоевали признательность, благодаря универсальности используемого топлива. Котлы этой фирмы легко можно переоборудовать на работу от солярки, топливных брекетов, древесных поленьев, щепы или пеллет. В них встраиваются ТЭНы для нагревания теплоносителя, работают они по принципу электрокотла.

Продукция российских производителей – это высокой производительности надёжное оборудование по доступной цене.

В мире

На отечественных прилавках продаётся оборудование от множества зарубежных фирм:

• Wirbel и OkoFEN из Австрии;
• Биомастер и Ferroli из Италии;
• Rosh китайско-корейского производства;
• Grandeg из Латвии;
• Stropuva из Литвы;
• Wirbel и Viessmann из Германии;
• Metal fach из Польши;
• сербские ACV из Сербии;
• Termax от финов;
• Termal и Viadruss из Чехии.

Как производится обвязка такого оборудования?

Общая схема монтажа котлов отопления состоит из следующего ряда этапов:

• монтаж распределительных гребенок;
• монтаж соответствующих насосных контуров для каждого потребителя;
• установка предохранительного оборудования;
• установка расширительного бака;
• монтаж запорной арматуры;
• соединение котла с подающим и обратным контурами;
• заполнение контуров теплоносителем;
• опрессовка оборудования и проверка его работы.

На практике все зависит от мощности оборудования, количества потребителей, особенностей конструкции котла и т. п. Следует отметить, что к обвязке пеллетных котлов предъявляются довольно высокие требования. Во-первых, потому что влажность топлива должна оставаться приемлемо низкой, а во-вторых, поскольку и топливо, и теплоноситель разогреваются до очень высоких температур. Некачественная обвязка может привести к тому, что условия эксплуатации оборудования будут нарушены, и котел быстро выйдет из строя.

В соответствии с нормами пожарной безопасности для обвязки пеллетных котлов рекомендуется использовать негорючие металлические трубопроводы. Применение полипропиленовых конструкций на практике не только опасно, но и не выгодно, поскольку температура теплоносителя на выходе из котла часто превышает рабочие показатели полимерных материалов. В результате уже через пару лет трубопроводы придется заменять.

Пеллетный котел — устройство достаточно сложное. Специалисты настоятельно не рекомендуют заниматься монтажом и обвязкой таких устройств неопытным новичкам. Однако знание основных этапов обвязки и некоторых нюансов этого процесса позволит эффективно проконтролировать работу приглашенной бригады монтажников.

На схеме представлен один из вариантов обвязки пеллетного котла отопления: 1 — помпа МК; 2 — смесительный кран МК; 3 — помпа ТК1; 4 — смесительный кран ТК1; 5 — рециркуляция воды в ТК1; 6 — помпа ТК2; 7 — смесительный кран ТК2; 8 — рециркуляция воды в ТК2; 9 — помпа ГВС; 10 — теплообменник ГВС; 11 — подача проточной воды в ГВС

Чтобы произвести обвязку пеллетного котла, необходимо:

• выполнить установку котла;
• подключить соответствующую горелку (если используется комбинированная модель котла);
• установить бункер для пеллет;
• подключить шнек для подачи топлива;
• подключить пульт автоматического управления котлом.

После этого следует выполнить:

1. Установку на подачу котла группы безопасности, которая включает манометр, автоматический воздухоотводчик и сбросной клапан.
2. Установку датчика термоклапана, если это предусмотрено конструкцией модели;
3. Монтаж дымохода, диаметр и высота которого соответствуют техническим требованиям.
4. Монтаж системы устройств для поддержания обратного потока: два крана-манометра на подачу и обратку, циркуляционный насос и термоголовку.
5. При высокой вероятности внезапных отключений электроэнергии рекомендуется дополнить систему подходящей моделью ИБП.

Поддержка обратного потока позволяет контролировать уровень нагрева теплоносителя до его поступления в систему. Пока температура на обратку не достигнет необходимого уровня (обычно 60 градусов и выше), теплоноситель будет оставаться в пределах малого циркуляционного круга. Только при нагревании теплоносителя до необходимого уровня термоголовка откроется и через нее начинает поступать холодный теплоноситель, а горячий начнет циркулировать по основному кругу.

Ни в коем случае нельзя использовать пеллетный котел с низкой температурой теплоносителя. Температура в 55 градусов является так называемой «точкой росы», при достижении которой происходит образование значительного количества конденсата. В результате объем сажи в дымоходе, а также на теплообменнике может значительно возрасти. Оборудование потребует дополнительных усилий по обслуживанию, а его мощность заметно уменьшится.

Так выглядит топочная камера пеллетного котла отопления после воздействия избыточного количества конденсата, появляющегося из-за ошибок при монтаже системы рециркуляции

Подробно процесс обвязки комбинированного пеллетного котла представлен на видео:

Многие производители пеллетных котлов рекомендуют дополнить конструкцию специальным баком-аккумулятором, который позволяет накапливать тепло. Экономия топлива при этом может достичь 20-30%. Кроме того, использование бака-накопителя позволяет избежать перегрева котла и достичь максимально высокого КПД.

Практические рекомендации

Перед началом сборки печи камина на пеллетах стоит определиться, какие ее детали необходимо закупить – речь идет о горелке и автоматике промышленного производства. Не стоит экспериментировать и собирать горелку самостоятельно. Даже если на это будет потрачено много усилий, ее функциональность может оказаться весьма сомнительной.

Лучше всего закупить уже готовые элементы и использовать их в дальнейшем при сборке пеллетной печи. Если сделать котел многофункциональным, то есть предусмотреть в нем водяной контур и возможность работы как на пеллетах для камина, так и на дровах и угле, то в будущем его можно будет модернизировать.

Преимущества универсального котла будут такими:

• Если с поставкой пеллет для котла возникнут перебои, котел все равно можно будет использовать. Для этого снимают одну горелку и надевают другую, чтобы топить печку заготовленными дровами и углем.
• Как вариант, в котле можно установить специальную горелку для сжигания природного газа или же жидкого топлива.

Топочная камера обычно изготавливается из жаропрочной стали толщиной в 5 мм. Желательно воспользоваться для этих целей углеродистой сталью СТ20, а вот кожух может быть из листовой стали СТ3 толщиной 3 мм. Жаровые трубы и дверцы камеры делаются из 6 мм стали, а колосниковая решетка должна быть целых 10 мм в толщину. Чтобы не возиться с закупкой и сборкой деталей, иногда намного проще закупить уже готовое оборудование.

Если же изготавливать котел самостоятельно, то понадобится сварочный аппарат. Водяная решетка должна иметь очень жесткие стенки. Для этого на них иногда приваривают металлические уголки или куски арматуры. По окончании работ необходимо еще раз перепроверить надежность всех сварочных швов. В случае обнаружения огрехов, их необходимо устранить.

Конструктивные особенности

Устройство обогревательного оборудования похоже на конструкцию обычных твердотопливных котлов. Но существую и определённые отличия:

• котёл обладает топкой с небольшими размерами. Нагревание теплообменника происходит за счёт увеличения температуры воздуха, который движется по конвекционным каналам. Тепловая энергия используется более эффективно;
• в топочной камере подача воздушных масс контролируется с помощью автоматической системы управления;
• скорость поступления отопительного материала в топливный бункер также регулируется в автоматическом режиме;
• осуществляется контроль за температурой теплового носителя;
• подача пеллет осуществляется шнековым транспортёром;
• двухконтурный обогреватель изготавливается из высокопрочных стальных сплавов;
• для розжига отопительной системы применяется электрический ТЭН. Воздушные массы в топочную камеру подаются вентилятором. После запуска рабочего режима электрическую цепь отключают.

На что смотреть при выборе

Какие параметры сделают покупку максимально выгодной? Обращайте внимание на следующее:

Сертификат. Обязательно приобретайте товар с сертификатом – он указывает на безопасность прибора.
Тип гранул

Обращайте внимание на гранулы, которые используются в определенных типах котла. Некоторые модели имеют конкретные указания к типу гранул.
Мощность

Чем мощнее прибор, тем, соответственно, лучше – такая модель будет дольше работать в автономном режиме.
Объем контейнера. Данный параметр влияет на частоту обслуживания котла. Чем объем меньше, тем чаще вам придется менять топливо.
Принцип работы. Здесь возможны два варианта: либо котел с автоматической регулировкой, либо с ручной. Выбирайте тот, который лично для вас удобнее.

Сравнительная таблица характеристик

Сравнить описанные ранее модели и выявить лучшую по своим параметрам путем быстрого подбора вам поможет таблица сравнительных характеристик.

Преимущества и недостатки

Для получения полного представления о работе твердотопливных отопительных котлов недостаточно знать их принцип работы и устройство. Для этого потребуется  ознакомиться с достоинствами и недостатками. К положительным сторонам относят следующие характерные черты:

• повышенный показатель экономичности, исключающий потребность в создании больших запасов дров или угля;
• высокий КПД, достигнуть которого удается лишь при эксплуатации газового котельного оборудования;
• высокая теплотворность исходного материала;
• достаточно низкая в сравнении с тепловым эффектом стоимость твердого топлива;
• абсолютная безопасность эксплуатации оборудования этого типа;
• возможность полной автоматизации рабочего процесса;
• возможность обходиться при контроле состояния системы без участия человека, поскольку встроенная автоматика контролирует подачу топлива и температурный режим системы;
• долговечность и надежность оборудования в целом.

У агрегатов этого класса имеются недостатки, которые обязательно учитываются при выборе конкретного образца отопительного оборудования:

• высокая стоимость комплектующих изделий, производимых специально для ремонта агрегатов своими руками;
• сложность с приобретением горючего топлива (пеллет), объясняемая плохой налаженностью процесса производства древесных гранул;
• высокий расход электроэнергии, связанный с дополнительными затратами электричества на автоматизацию процессов.

Особенностью работы оборудования является необходимость в проведении новой настройки системы отопления после ее вынужденной остановки на время более 10-ти часов. К сложностям обращения с пеллетными котлами относят и постоянную заботу пользователя о непрерывности поступления электропитания от источника тока. Чтобы не зависеть от неожиданных отключений электроэнергии, рекомендуется установить автономный генератор.

Расчет и вес

Чтобы рассчитать вес штабеля, умножьте количество подшипников на коэффициент, а затем проверьте, соответствует ли это количество таблицам, которые легко найти в Интернете.

Они показывают примерный вес 1 кубический метр различных пород. Например, свежий дуб весит 1000 кг, а при естественной влажности 15% — всего 710 кг.

Пример:

Закуплено четыре сухих бревна дуба длиной 0,25 м и влажностью 15%. Их вес должен быть проверен:

1. Коэффициент использования такой древесины составляет 0,76: 0,76*4 = 3,04 кубометра;
2. 3,04 * 710 кг = 2158,4 кг — вот сколько древесины нужно купить. Если разница слишком велика, продавец пытается обмануть.

Если дерево было помещено в кузов автомобиля, например, джейрана или самосвала, не в стопку древесины, а бросанием, то объем кузова необходимо умножить на 0,8 на длину ствола дерева 0,25 м и 0,75 на длину 0,5 м. Если дерево было помещено в кузов автомобиля, то необходимо увеличить его объем на 0,8 раза. Это средние значения окружающего воздуха для данного типа установки.

Примечание: Счетчик запасов — это полезное значение для клиента, которое позволяет ему не платить за «воздух». При покупке дерева с кубическими метрами следует помнить, как правильно рассчитать сумму, в противном случае сумма выглядит несколько преувеличенной.

Чтобы рассчитать шкаф, см. пример расчета в следующем видеоролике:

Page 3

После постройки загородного дома или дачи каждый задумывается о том, как максимально эффективно обогреть свой дом. Сегодня существует множество типов нагревателей, и иногда очень сложно выбрать тот или иной вид отопления.

При проектировании системы отопления настоятельно рекомендуется использовать тепловой насос с естественной циркуляцией теплоносителя. Для того чтобы понять суть вопроса, более подробно опишем данный вид отопления помещений, укажем его различные характеристики, а также расскажем об установке системы.

Часто встречающиеся проблемы и ошибки

Низкий коэффициент полезного действия и частые поломки отопительного оборудования — это яркий признак ошибок, допущенных при его обвязке.

Ошибка №1. Чаще всего проблемы возникают из-за недостаточного нагрева теплового носителя. В результате это приводит к появлению большого количества дегтя или нагара.

Ошибка №2. Некорректная регулировка или отсутствие защиты от закипания воды — одна из наиболее распространенных проблем. Из-за этого теплоноситель чрезмерно нагревается, что негативно сказывается на отопительных приборах, трубах и прочем оборудовании.

Ошибка №3

Если система обогрева не отличается высокой эффективностью, то стоит обратить внимание на качество герметизации. Для этого нужно проверить надежно ли изолирован котел и остальные конструктивные детали системы

Заготовка и транспортировка древесины