Котлы на пеллетах для отопления частного дома

Устройство и принцип работы

Корпус нагревательного агрегата изготавливают из листовой стали или чугуна. Котлы отопления состоят из корпуса, топки, горелки, бункера, теплообменника и дымохода. Пеллетные гранулы подаются в топочную камеру с помощью шнека, где постепенно сгорают. Под воздействием высоких температур происходит нагревание теплоносителя. Отработанные газы уходят через дымоход. Остается незначительное количество золы, которую удаляют по мере накопления.

Закладка топлива в котлы длительного горения на пеллетах производится раз в несколько дней. Частота зависит от объема емкости и мощности агрегата. В продаже встречаются модели, оснащенные удлиненным шнеком и объемным выносным бункером, который устанавливают в отдельном помещении. Допустима одна загрузка на месяц или целый сезон.

Эксплуатационные характеристики котлов

Автоматическое управление помогает рационально построить систему отопления в частном доме. С помощью дистанционного пульта или кнопок на дисплее программируют запуск и отключение оборудования. Можно выбрать режимную загрузку пеллет, рассчитанную на 7-10 дней. Технологичное регулирование обогрева позволяет экономить расход гранул и поддерживать оптимальный температурный режим.

Достоинства котла на пеллетах:

1. Уровень КПД 86-93% – эффективность сопоставима с традиционным газовым оборудованием.

2. Высокая теплоотдача – благодаря высокой плотности сгорание пеллет происходит намного продуктивнее, чем обычных дров.

3. Пониженный объем золы и сажи – при регулярном отоплении очистку проводят через каждые 5-7 дней.

4. Пожарная безопасность – корпус паллетных котлов не нагревается.

5. Установка оборудования не требует согласования в контролирующих организациях.

6. Пониженное энергопотребление – для стабильной работы автоматики и нагнетающего вентилятора достаточно 60 Ватт.

7. Снижение парникового эффекта – при сжигании пеллет отмечается незначительный выброс углекислого газа в атмосферу.

8. Высокая степень готовности топлива – пеллеты можно приобрести в расфасованном виде по 25-30 кг, это упрощает их транспортировку, хранение и применение.

9. Независимость от магистральных систем отопления – автономный режим позволяет самостоятельно регулировать работу котельного оборудования.

Основания для перехода на отопление пеллетами современного частного дома совершенно очевидны – забота об экологической чистоте и экономическая выгода.

Недостатки котлов длительного горения:

• Высокая стоимость ограничивает широкую доступность пеллетного способа обогрева.
• В сравнении с древесиной единица тепла из пеллет обходится дороже.
• Для хранения гранул требуется сухое проветриваемое помещение.
• Зависимость от электричества повышает эксплуатационные расходы. Для удаленных загородных участков придется купить дизельный генератор и дополнительное оборудование.

Твердотопливные и газогенераторные агрегаты

Речь идет о довольно мощных устройствах, которые работают на угле или на дровах. Их конструкция напоминает печку, которая топится дровами. У них имеется окно, через которое подаются дрова, топка, дымоход и, конечно, емкость для сбора пепла. Главное отличие заключается в том, из каких материалов делают такие устройства. А делают топливные агрегаты такого типа из чугуна или листовой стали.

Стальные котлы имеют свои достоинства и недостатки. К достоинствам можно отнести следующие параметры:

• Сталь довольно пластична.
• Стойкость перед резкими перепадами температур.

Если говорить о недостатках, то он только один и это толщина стальных стенок. Чтобы не допустить травм и перегрева, между стенами топки и внешней обшивкой должен иметься промежуток. В него закладывается теплоизоляционные материалы, которые не горят.

Чугунные котлы, если ими пользоваться правильно, способны прослужить очень много лет. Стоит отметить, что при значительных перепадах температуры этот материал вполне может дать трещину, а все потому, что он довольно хрупкий. Плюсом таких емкостей считается то, что чугун хорошо накапливает тепло и довольно долго его сохраняет. Именно по этой причине такие устройства устанавливают в только в тех домах, в которых люди проживают постоянно. Следовательно, нет смысла обогревать таким устройством к примеру, дачный домик. В этом случае лучше использовать твердотопливный агрегат из стали.

Что представляет из себя пеллетный котел

Одним из главных минусов дровяных котлов длительного горения является само топливо, оно громоздкое и требует много места для хранения.

Классические твердотопливные котлы для обогрева частных домов созданы для сжигания дров, каменного угля, кокса и прочих твердых видов топлива. Для этого они оснащаются большой топкой, в которой осуществляется сжигание топлива с выделением большого количества тепла. Такие котлы требуют постоянного подкидывания все новых порций дров и угля – прогорают они достаточно быстро, что приводит к постепенному остыванию отопительной системы.

Появившиеся в продаже твердотопливные котлы длительного горения, используемые для отопления частных домов, порадовали своих владельцев уменьшенным количеством подходов для загрузки горючего – некоторые из них умеют работать до 8-10 часов, в зависимости от используемого топлива. Такой подход позволяет рассчитывать на длительную и бесперебойную работу – можно быть уверенным, что к утру в комнатах не похолодает.

Альтернативой котлам длительного горения стали пеллетные котлы, работающие на специальных горючих гранулах – пеллетах. Такое топливо выделяет большое количество тепловой энергии и обладает множеством преимуществ перед дровами и углем:

• Доступная стоимость – благодаря тому, что пеллеты представляют собой продукт, созданный из различных отходов, их стоимость находится во вполне доступном диапазоне;
• Удобство хранения – достаточно сложить мешки с гранулами в любом удобном месте. Также для этого можно предусмотреть вместительный бункер;
• Удобная дозировка – пеллеты являются сыпучим и очень легким горючим материалом, поэтому их можно дозировать с точностью до нескольких грамм. Также их очень удобно засыпать – для этого можно воспользоваться глубокой лопаточкой.

Пеллеты сгорают практически полностью, оставляя после себя минимальное количество золы. Также в продаже присутствуют низкозольные модификации, сгорающие чуть ли не на 100%.

Пеллетный котел для отопления дома представляет собой довольно внушительный агрегат, работающий на гранулах-пеллетах. Хранение топлива осуществляется в бункере, размеры которого могут быть как маленькими, так и очень большими. Пеллетное горючее постепенно поступает в камеру сгорания, где оно сгорает с выделением большого количества тепла. После этого тепло поглощается теплообменником.

Перепад температур между камерой сгорания и выходом теплообменника очень большой – продукты сгорания остывают здесь с температуры +800-900 градусов до +100-120 градусов.

Пеллетные котлы для дома состоят из следующих узлов:

• Бункер – здесь хранится пеллетное горючее, которое забирается в камеру сгорания. Некоторые модели пеллетных котлов обладают очень большими бункерами, что позволяет рассчитывать на самый длительный прогрев и непрерывную работу отопления частного дома на протяжении нескольких дней подряд;
• Шнек – обеспечивает плавное поступление гранул-пеллет в рабочую камеру, он приводится в движение электродвигателем;
• Камера сгорания – здесь происходит процесс горения;

Основные агрегаты и узлы пеллетника.

• Горелка – в этом модуле воспламеняются и горят пеллеты. Можно сказать, что камера сгорания и горелка – это один и тот же узел;
• Теплообменник – здесь происходит передача тепла в систему отопления. Теплообменники могут быть самыми разными, начиная от плоских стальных и заканчивая многоходовыми чугунными;
• Модуль управления – контролирует подачу топлива в топку, проверяет рабочие параметры, следит за безопасностью.

Пеллетные котлы, используемые для отопления частных домов, содержат в себе и многие другие узлы – это сборники золы, предохранительные клапаны, системы розжига и многое другое. Но основными являются именно вышеуказанные модули – они отвечают за создание тепла и его передачу в систему отопления частного дома.

Работают пеллетные котлы для дома примерно так же, как и обычные твердотопливные котлы. Шнек забирает пеллеты из бункера и направляет их в горелку, где происходит их сгорание. Полученное тепло забирается теплообменником, а остатки отправляются в атмосферу. Многие пеллетные котлы оснащаются системами принудительной подачи воздуха в камеру сгорания и вентиляторами дымоудаления – все это позволяет обеспечить более эффективное сжигание пеллетного топлива.

Благодаря автоматической подаче горючего, пеллетные котлы не требуют частых подходов. Одной загрузки хватает на несколько часов, а то и на несколько дней. Более того, самые продвинутые образцы самостоятельно поддерживают температуру в системе, регулируя подачу пеллет и горение пламени – для этого они оснащаются многофункциональными системами автоматики.

Рейтинг твердотопливных котлов по надежности и качеству 2019 год. Лучшие твердотопливные котлы цена/качество

Protherm Бобер 50 DLO 39 кВт

Классический твердотопливный котел, работающий на дровах и угле . Открытая камерасгорания требует наличия стационарного дымохода.

Максимальная тепловая мощность составляет 39 кВт, чего хватит для отопления помещения с площадью до 300 кв.м.

Встроенные термометр и манометр позволяют контролировать состояние отопительной системы .

Управление механическое, требует определенного навыка от оператора. Устройство достаточно громоздкое по габаритам и весу, требует отдельной котельной.

Вес и габариты обусловлены высоким качеством материалов, чугунными дверцами и корпусом котла.

Технические характеристики :

• Тип: классический;
• Контуры: одноконтурный;
• Энергонезависимость: да;
• Камера сгорания: открытая;
• КПД: 90,2%;
• Размещение: напольное;
• Тип топлива: дрова, уголь.

Stropuva Mini S8 8 кВт

Агрегат длительного горения, работающий на дровах и древесных брикетах . Небольшаямощность позволит отапливать помещения общей площадью до 80 кв.м.

Не зависит от коммуникаций и электроэнергии, удачный вариант для коттеджа или деревенского дома.

Поддерживает температуру до 20 часов . Не доставляет хлопот в сборке и установке, продается в укомплектованном собранном виде.

Экономичен, расход топлива невысок.

Компактные размеры идут в совокупности с ярким внешним видом – дополнительный эстетический плюс .

Но, несмотря на габариты, весьма тяжел – вес устройства составляет 145 кг, поэтому при транспортировке и установке потребуется помощь.

Технические характеристики :

• Тип: длительного горения;
• Контуры: одноконтурный;
• Энергонезависимость: да;
• Камера сгорания: открытая;
• КПД: 85%;
• Размещение: напольное;
• Тип топлива: дрова, древесные брикеты.

Теплодар Куппер Практик 14 14 кВт

Классическая одноконтурная модель способна отапливать помещение площадью до 140 кв.м.,однако наибольшая эффективность достигается при площади до 80 кв.м .

Работает не только на дровах и угле, но также и на торфяных брикетах, что обеспечивает экономичность модели.

Подходит для систем с принудительной циркуляцией воды .

Небольшие габариты, глубокая топка, стальной теплообменник и предустановленный ТЭН для поддержания температуры – те параметры, за которые модель пользуется популярностью.

Вместительный зольник позволит сократить количество чисток . По соотношению мощности и цены – один из самых выгодных котлов.

ТОП самых лучших моделей двухконтурных котлов

Двухконтурные пеллетные котлы применяются для функционирования системы отопления и обеспечения водоснабжения в доме горячей водой. Такие отопительные аппараты обладают высокими показателями мощности и отличаются хорошей производительностью. Однако по сравнению с одноконтурными моделями, двухконтурные аналоги обладают большими габаритами.

ZOTA MAXIMA 300, два шнека

Главным достоинством этого двухконтурного котла является его высокая мощность, которая составляет 300 кВт. Осуществлять управление за работой этого оборудования можно удаленно при помощи интернет – сети, а также модуля GSM. Дополнительно оснащен бесконтактным автоматическим поджигом, благодаря чему обеспечивается высокий уровень безопасности эксплуатации.

КПД этой модели твердотопливного котла равен 90%. В качестве топлива может использоваться уголь, а также пеллеты. Продолжительность полного сгорания загруженного топлива составляет от 50 часов. Удобность эксплуатации обеспечивается благодаря установлено автоматической системе удаления скопившейся золы.

ZOTA MAXIMA 300, два шнека

Достоинства:

• Простата эксплуатации и обслуживания;
• Оснащен вместительным бункером;
• Высокая мощность и КПД;
• Возможность удаленного управления.

Недостатки:

• Высокая стоимость (цена 648011 рублей);
• Габариты.

Котел пеллетный двухконтурный Dragon plus ГВ — 30

Является надежным, полнофункциональным отопительным оборудованием. Благодаря его применению можно отапливать помещения в доме площадью до 300 кв.м. и подогревать большие объемы воды для бытовых нужд. Является универсальным прибором, может работать как на пеллетах, так и на других видах топлива (газ, дрова, солярка).

Котел изготовлен из высококачественной стали, толщина которой варьируется от 5 мм. Оснащается трехходовым теплообменником. Уровень КПД этой модели, при использовании пеллет, равен 95%. Котел укомплектован качественной горелкой, которая оснащена системой механической самоочистки. Эта модель отопительного оборудования неприхотлива к качеству используемых пеллет. Максимальная мощность котла равна 36 кВт.

Котел пеллетный двухконтурный Dragon plus ГВ — 30

Достоинства:

• Неприхотлив к качеству используемых пеллет;
• Прост в эксплуатации и обслуживании;
• Высокий уровень мощности и КПД;
• Гарантия на котел 3 года;
• Наличие механической системы самоочистки горелки.

Недостатки:

• Высокая цена (229500 рублей);
• Небольшой объем бункера для хранения пеллетов.

Jaspi Biotriplex

Является комбинированным твердотопливным отопительным аппаратом, который прекрасно подходит для обогрева частных домов, площадью до 300 кв.м. После установки горелки, можно отапливать дом при помощи пеллетов. Кроме того, это устройство в одновременном режиме, вместе с древесными гранулами, может использовать для обогрева дома дрова либо функционировать от электрической сети.

Для подогрева воды дополнительно оснащен змеевиком, сделанным из меди, который позволяет вырабатывать до 25 литров (при температуре воды до +40 градусов по Цельсию). При использовании пеллетов мощность агрегата равна 30 кВт. В случае использования дров показатели мощности варьируются в районе 25 кВт. КПД составляет больше 85%.

Котел Jaspi Biotriplex

Достоинства:

• Функционал;
• Универсальность;
• Быстро подогревает большие объемы воды для бытовых нужд;
• Оснащен разделенными камерами для сгорания пеллет и дров;
• Комплектуется электрическим тэном мощностью до 6 кВт;
• Продолжительность эксплуатации составляет около 25 лет;
• Оснащен теплоизоляцией.

Недостатки:

• Высокая стоимость (505100 рублей);
• Сложно устанавливать.

Сравнительная характеристика разных моделей пеллетных котлов

Название, описание	Тип	КПД	Мощность (кВт)	Стоимость (в рублях)
ZOTA Focus 16	одноконтурный	80%	16	112300
TermoKRoss TKR – 40U	одноконтурный	91%	40	132000
Ecosystem PelleBurn PLB 25	одноконтурный	Не указано	25	325500
FACI 130	одноконтурный	До 95%	130	335000
Теплодар Куппер ПРО – 28 с пеллетной горелкой АПГ – 25	одноконтурный	85%	28	98634
ZOTA MAXIMA 300	двухконтурный	90%	300	648011
Dragon plus ГВ – 30	двухконтурный	95%	36	229500
Jaspi Biotriplex	двухконтурный	Больше 85%	25	505100

Пеллетные котлы являются разновидностью твердотопливных отопительных агрегатов, которые работают на пеллетах. Главным достоинством этих устройств является наличие полностью автоматизированной системы управления, автоматической подачи топлива, а также высокий КПД.

Как рассчитать расход пеллет

Учитывая тот факт, что топливо поставляется насыпным способом либо фасовкой в мешках, произвести расчет расхода пеллет на 1 квт или на 1 м2 в принципе несложно. Не требуется переводить единицы веса в объем, поскольку поставка всегда происходит в килограммах, а теплота сгорания топлива тоже измеряется в кВт на 1 кг веса.

Гранулы хорошего качества обладают превосходной теплотворной способностью, от сжигания 1 кг подобного топлива выделяется почти 5 кВт тепловой энергии. Соответственно, чтобы получить на отопление дома 1 кВт теплоты, требуется сжечь порядка 200 грамм пеллет. Усредненный расход гранул на единицу площади нетрудно определить исходя из того, что на обогрев каждого 1 м2 площади требуется 100 Вт энергии

Важно одно условие: высота потолков должна находиться в пределах 2.8—3 м. 100 Вт тепла получится из 20 грамм гранул, казалось бы, простая арифметика

Но не тут-то было

Представленные выше цифры корректны, если пеллетный котел имеет абсолютную эффективность – 100% КПД, а такого не бывает в реальной жизни. На самом деле КПД подобных теплогенераторов хоть и выше, нежели у твердотопливных котлов, но все же составляет только 85%. Это значит, что после сгорания 1 кг гранул в топке агрегата будет получено не 5 кВт энергии, а 5 х 0.85 = 4.25 кВт. И наоборот, для выделения 1 кВт теплоты в пеллетных котлах затрачивается 1 / 4.25 = 0.235 кг или 235 грамм топлива. Это первый нюанс

Но не тут-то было. Представленные выше цифры корректны, если пеллетный котел имеет абсолютную эффективность – 100% КПД, а такого не бывает в реальной жизни. На самом деле КПД подобных теплогенераторов хоть и выше, нежели у твердотопливных котлов, но все же составляет только 85%. Это значит, что после сгорания 1 кг гранул в топке агрегата будет получено не 5 кВт энергии, а 5 х 0.85 = 4.25 кВт. И наоборот, для выделения 1 кВт теплоты в пеллетных котлах затрачивается 1 / 4.25 = 0.235 кг или 235 грамм топлива. Это первый нюанс.

Второй нюанс заключается в том, что 100 Вт тепла на 1 м2 помещения требуется в том случае, когда температура окружающей среды самая низкая, что держится в течение 5 дней. В среднем же за отопительный сезон затраты тепловой энергии вдвое меньше. А это значит, что удельная теплоотдача на единицу площади составляет только 50 Вт. Определять расход пеллет в пеллетном котле за 1 час относительно 1 м2 будет некорректно, цифра выйдет маленькая и неудобная. Правильнее будет рассчитать вес гранул, сжигающихся за сутки.

Поскольку Ватт – это единица мощности, отнесенная к 1 часу, то за сутки на каждый квадрат помещения понадобится 50 Вт х 24 часа = 1200 Вт или 1.2 кВт. Для этой цели потребуется сжечь такую массу пеллет в сутки:

1.2 кВт / 4.25 кВт/кг = 0.28 кг или 280 грамм.

Зная удельный расход топлива, наконец можем получить полезные для финансовых вычислений величины, например, средний за сезон вес гранул, используемых за сутки и за месяц в доме площадью 100 м2:

• в сутки — 0.28 х 100 = 28 кг;
• в месяц – 28 х 30 = 840 кг.

Получается, что в месяц на отопление 1 м2 здания уходит 8.4 кг топлива. В то же время по отзывам пользователей на различных форумах на обогрев хорошо утепленного дома 100 м2, находящегося в средней полосе, уходит около 550 кг пеллет, что в пересчете на квадратуру выходит 5.5 кг/м2. Это значит, что расход пеллет в котле в размере 840 кг за месяц при квадратуре здания 100 м2 является очень укрупненным и пригоден для расчетов слабо утепленных домов.

Подведем некоторый итог в виде результатов вычислений для жилищ различной площади. Получились следующие месячные расходы пеллет на отопление частного дома:

• 100 м2 – 840 кг при слабом утеплении, 550 кг для хорошей теплоизоляции;
• 150 м2 – 1260 кг и 825 кг соответственно;
• 200 м2 — 1680 кг и 1100 кг при тех же условиях.

Для справки. Во многих котельных установках контроллер имеет функцию, позволяющую видеть на дисплее расход гранул в килограммах за определенный период.

Как сделать пеллетную горелку своими руками

Помимо дров и угля есть другие виды твердого топлива, доступные многим домовладельцам. Это древесные гранулы, опилки, шелуха семечек, отходы обработки зерновых. Из-за их сыпучей структуры сжигать такое топливо классическим способом неудобно и малоэффективно.

Получить больше тепла и автоматизировать процесс можно, установив на котел специальное горелочное устройство. Последние имеются в продаже, но они приспособлены для работы на пеллетах.

Чтобы сжигать шелуху и мелкие опилки, потребуется дополнительное устройство, одно из решений — пеллетная горелка, изготовленная своими руками.

Пеллетная горелка своими руками

Строение изделия и назначение его элементов

Задача любого горелочного устройства – создать мощный ровный факел пламени для нагрева водяной рубашки котла, интенсивность которого можно регулировать.

В этом отношении конструкция пеллетной горелки преследует ту же цель и представляет собой небольшую камеру сгорания в виде аэродинамической трубы, в которую подается топливо и нагнетается воздух.

Для подачи гранул или шелухи используется шнековый конвейер, а топливо в него попадает из загрузочного бункера. Объем последнего определяет длительность работы установки. Воздух в зону сжигания поступает принудительно от вентилятора – нагнетателя.

Шнековый конвейер

Камера сгорания может быть как прямоугольного, так и круглого сечения. Последняя встречается чаще, так как она проще в изготовлении.

Если рассмотреть чертежи конструкции пеллетной горелки, то в камере круглой формы надо установить плоский поддон для горящего топлива, а сама она прикреплена к фланцевой плите, которая прилегает к фронтальной плоскости котла снаружи.

Наружная часть устройства состоит из шнекового конвейера с верхним входным патрубком, через который внутрь попадает топливо из бункера. Второй элемент – это вентилятор, установленный под шнеком и подающий воздух в нижнюю часть камеры.

Механизм пеллетной горелки

Сыпучие виды твердого топлива после сгорания образуют очень мало отходов в виде летучего пепла, поэтому устройство пеллетной горелки предусматривает ее самоочищение от потока воздуха, подаваемого нагнетателем. В результате весь пепел скапливается в зольнике, который нужно чистить не чаще 1 раза в неделю.

Описание рабочих режимов

Сам принцип работы пеллетной горелки заключается в следующем: порция топлива попадает в камеру, оно поджигается и включается минимальная подача воздуха. По мере того как топливо разгорается и камера прогревается, воздух нагнетается больше. В результате возникает устойчивый ровный факел пламени, греющий теплообменник с водой.

В заводских горелочных устройствах процесс автоматизирован полностью, розжиг обеспечивается электрическим элементом накаливания, его работу контролирует фотодатчик. Количество воздуха и пеллет, подаваемых в камеру, регулирует электронный блок, получая сигналы от датчиков температуры и давления.

Разобраться в работе устройства поможет схема пеллетной горелки.

https://www.youtube.com/watch?v=pkvWhUl1Nws

Топливо в виде древесных гранул или шелухи семечек может подаваться в шнек для пеллетной горелки различными способами:

• Традиционный способ – это подача пеллет из отдельно стоящего бункера больших габаритов, чтобы его вместительности хватало не менее чем на 7 дней работы котла, который раз в неделю нужно чистить. Из бункера топливо перемещается к горелочному устройству дополнительным шнековым конвейером необходимой длины.
• Более простой подачей топлива может быть оборудована гравитационная пеллетная горелка, выполненная своими руками. В ней шелуха и гранулы под собственным весом ссыпаются в шнек из бункера, установленного прямо над горелочным устройством, а тот подает нужное количество в камеру сжигания. Тогда запас хода котла будет составлять от 1 до 3 суток в зависимости от интенсивности работы.

Подобрать материалы для изготовления устройства несложно. Учитывая температурный режим работы камеры сгорания, для нее лучше взять трубу из жаропрочной стали с толщиной стенки не менее 4 мм. Фланцевая пластина, с помощью которой самодельная пеллетная горелка крепится к корпусу котельной установки, может быть сделана из стали обыкновенного качества толщиной 3 мм.

Подающий конвейер есть возможность приобрести в сборе, а можно изготовить самостоятельно из обычной трубы, поместив в нее шнек. Для вращения подбираются низкооборотный электродвигатель, редуктор и подшипники. Вентилятор надо купить и закрепить на пластине, подготовив для него посадочное место.

Саму пластину нужно изготавливать, изучив чертежи пеллетной горелки, и в зависимости от конструкции дверцы котла.

Детали пеллетной горелки