№3. Материал изготовления теплообменника
Вариантов тут немного. Теплообменники могут быть:
- стальными;
- чугунными.
Однозначно сказать, какой твердотопливный котел лучше выбрать, сложно – все зависит от бюджета, условий эксплуатации и личных требований. Производители выпускают и те, и те котлы.
Чугунные теплообменники обладают такими преимуществами:
- они собираются из отдельных секций, поэтому их транспортировка и монтаж проще. Более того, при повреждении одной из секций ее можно заменить, поэтому долговечность таких котлов на высоте – до 20 лет и более;
- чугун в процессе эксплуатации покрывается пленкой оксида железа. Это сухая ржавчина, которая почти не прогрессирует, защищая остальную массу материала от негативного воздействия. Чугун более стойкий к коррозии, поэтому и чистить теплообменник придётся реже;
- чугун дольше сохраняет тепло, это плюс. Обратная сторона – он медленнее прогревается.
Среди минусов большой вес, более высокая, чем у стали, хрупкость, и слабая устойчивость к термическим ударам. При резкой смене температур чугунный теплообменник может запросто треснуть, так что избегайте попадания в еще неостывший теплообменник холодной воды.
К преимуществам стального теплообменника можно отнести:
- более высокая прочность, а так как такой теплообменник варится в заводских условиях и выходит цельным, появляется возможность изготавливать камеры сгорания сложных конфигураций, за счет чего повышается КПД;
- высокая устойчивость к резким сменам температур. Котлы с такими теплообменниками, как правило, получают более развитую автоматику, так как управлять температурой можно свободно, не боясь повредить конструкцию;
- не такой высокий вес, как и чугуна;
- более быстрый нагрев, но и быстрое остывание.
С другой стороны, сталь более подвержена развитию коррозионных процессов. Несмотря на устойчивость к перепадам температур, при частых подобных колебаниях возможно появление трещин в местах сварки. В случае чего отремонтировать стальной котел будет невозможно – придется покупать новый, поэтому и долговечность таких конструкций ниже.
Особенности пеллетных котлов
Как упоминалось ранее, пеллетные котлы отличаются высоким КПД, однако стоят довольно дорого. Такие агрегаты имеют в своей конструкции следующие составляющие:
- отсек, предназначенный для пеллетных гранул;
- механизм, ответственный за подачу пеллет;
- модуль авторозжига;
- горелку;
- модуль управления с датчиками, ответственными за температурный режим.
Указанные отопительные агрегаты могут оснащаться горелками разных типов.
- Факельная. Сжигание топлива в горелке такого типа осуществляется в воздушном потоке, который поступает из нагнетателя, формируя своеобразный факел, состоящий из горячих углей. Температура при использовании такой горелки может доходить до 1200 градусов.
- Каминная. Иначе такую деталь называют колосниковой. В этом случае гранулы сами ссыпаются в чашу горелки из отсека с дозатором. Воздух в такой конструкции поступает из бокового воздуховода либо дырок в самой чаше.
- Объемного сгорания. Такие горелки называют роторными. Они представляют собой чашу из чугуна или стали, в которую гранулы попадают через центральную часть реторты – снизу, а горение при этом происходит по всей поверхности.
Что касается механизма подачи топлива, то он может быть:
- шнековым;
- пневматическим.
Автоматические системы в пеллетных отопительных агрегатах также бывают различными. Например, такими:
- лямбда-зонды;
- системы управления по локальной линии;
- системы GSM-управления;
- управление через интернет.
Однако нельзя забывать о том, что сегодня очень часто встречаются пеллетные гранулы не самого высокого качества. Низкосортное топливо может негативно сказаться на работе котла. Также стоит учесть, что в большинстве случаев такая техника находится в зависимости от электрической энергии. Если дом построен в районе, где частые перебои в работе электричества – обычное дело, то прогрев жилища может оказаться под угрозой.
Главным недостатком таких агрегатов является дороговизна самих горелок пеллетного типа. На современном рынке в большинстве своем встречаются модели, произведенные в Германии, Италии и Испании. Стоимость на некоторые товары от известных и зарекомендовавших себя брендов достигает 3000-6000 тысяч евро. Конечно, в магазинах можно найти и горелки отечественного изготовления, которые по многим параметрам сходны с зарубежными вариантами, но стоят гораздо дешевле.
Устройство пеллетных котлов
Пеллеты, это твердое топливо, которое производят из отходов древесины, торфа и отходов агропромышленного комплекса. Фактически это прессованные гранулы небольшого диаметра, длиной до 5 см. Основное преимущество пеллет перед другими видами твердого топлива – малая зольность, соответственно необходимость очищать от сажи возникает реже, чем при использовании дров
Если для владельца дома важно влияние на экологию, то пеллеты наносят минимальный вред окружающей среде. Принципы работы пеллетного котла – пеллеты загружаются в бункер, затем они подаются в топку, где сгорают, выделяя тепло. Самое важное, что всеми процессами управляет автоматика
Т.е. если нужно быстро прогреть дом к приезду гостей, пеллетный котел будет сжигать топливо с максимальной скоростью, подавая пеллеты в топку при помощи шнека. Как только необходимая температура будет достигнута – оборудование перейдет на режим поддержания температуры, снизив скорость подачи топлива
Самое важное, что всеми процессами управляет автоматика. Т.е
если нужно быстро прогреть дом к приезду гостей, пеллетный котел будет сжигать топливо с максимальной скоростью, подавая пеллеты в топку при помощи шнека. Как только необходимая температура будет достигнута – оборудование перейдет на режим поддержания температуры, снизив скорость подачи топлива.
Горелки в котлах на пеллетах делятся на два типа – ретортные и факельные. Ретортная горелка представляющей собой чашу со щелями, в которую попадают пеллеты и воспламеняются под воздействием горячего воздуха. В горелках факельного типа пеллеты подаются на площадку, где от горячего воздуха создается факел, направленный горизонтально. Однозначных преимуществ нет ни у одного типа горелки, поэтому при выборе конкретного оборудования он не является решающим фактором.
Горелки факельного типа используются в линейке Metal-Fach Smart BIO. Smart BIO – собственная разработка компании, горелка выполнена в виде желоба. Рассчитана на сжигание пеллет и зерна. Конструкция топки допускает использование каменного угля и дров.
Большинство котлов на пеллетах оснащаются системой автоподжига. Отсутствие такой функции означает, что каждый раз процесс нужно запускать вручную, что значительно снижает удобство эксплуатации. При наличии автоподжига котел может начать прогревание дома самостоятельно по таймеру, датчику или команде с мобильного телефона.
Модель Metal-Fach SEG BIO позволяет разжечь огонь из любой точки планеты, просто отправив соответствующую команду с телефона или через Интернет. В экстренных случаях в качестве топлива можно использовать дрова или уголь, но предпочтительно использование пеллет.
Metal-Fach SD DUO BIO спроектирован для минимального воздействия на окружающую среду – он рассчитан на использование пеллет. Также может работать на угле эко-семечке, зернах пшеницы, виноградных косточках. Оборудование автоматизировано – есть автоматическая подача, автоподжиг, может управляться с сотового телефона и через Интернет. Кроме того, котлы серии SD DUO имеют водонаполненный колосник, что позволило увеличить теплосъем. Стоит отметить, что котлы SD DUO являются флагманом в линейке котлов польской компании Metal-Fach.
Некоторые плюсы и минусы
- Горение поддерживается за счёт пеллет — достаточно недорогого вида топлива.
- Имеют высокий уровень КПД, что по характеристикам приближает его к газовым котлам.
- Подача топлива в горелку и поддержание температурного режима осуществляется автоматически.
- Хранение пеллет не составляет сложности, так как они фасованы в мешках (зачастую по тридцать килограмм) и нуждаются только в сухом помещении.
- Сгорая, оставляют экологически чистую золу в небольшом количестве.
- Пеллетный аппарат обеспечивает дом как горячей водой, так и комфортным, постоянным температурным режимом.
- Имеют умную систему управления, некоторые модели систем рассчитаны на дистанционное управление.
- Пеллетное оборудование автономного отопления дома безопасно и не требует регистрации в контролирующих инстанциях.
Стоит обратить внимание, при решении купить хороший пеллетный котёл, на некоторые недостатки
- Установку и подключение к системе отопления дома должны осуществлять квалифицированные специалисты.
- Производство пеллет ещё недостаточно хорошо организовано, из-за этого могут быть перебои с топливом.
Паллетный котел
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.
Из чего делают пеллеты?
Многие владельцы частных домов задаются вопросом, из чего же изготавливают пеллеты. Тут стоит заметить, что нередко подобную продукцию люди делают самостоятельно. Для этого достаточно запастись дробилкой, ситом, сушилкой, предназначенной специально для опилок, а также гранулятором. Оптимальным сырьем для изготовления такой продукции являются отходы деревообрабатывающей промышленности:
- опилки;
- обрезки;
- стружка;
- горбыль;
- древесная мука от лиственных и хвойных пород;
- прочие отходам, полученные во время обработки дерева.
Например, в процессе производства гранул серого цвета древесные отходы нередко комбинируются вместе с корой. Пеллеты подобного типа обычно раскладываются в крупные мешки. Их очень часто используют в европейских котельных, отличающихся внушительной мощностью. Аналогичным методом производятся и древесные наполнители для лотков домашних животных. Пеллеты изготавливают и из сельхозотходов. В качестве компонентов в этом случае может выступать солома или высушенное сено. Сегодня многие фермеры создают пеллеты для отопления из такого сырья, как:
- камыш;
- лузга подсолнечника;
- сено;
- рисовая шелуха;
- прочие сельскохозяйственные отходы.
Если взять все отходы, то за исключением рисовой шелухи с их переработкой не возникает никаких трудностей. Для этого достаточно использовать простое оборудование, оснащенное матрицей кольцевого типа. На переработку указанных компонентов уходит минимум свободного времени, да и большие вложения не потребуются.
Делают пеллеты и из такого сырья, как торф. Подобные изделия характерны внушительной теплотой сгорания и повышенной зольностью. Для изготовления таких вариантов требуется специализированное оборудование и хорошие ресурсы, потому что заготовка торфяного сырья – это сезонная процедура, требующая определенных затрат.
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.
Выводы и полезное видео по теме
Достоинства и недостатки отопления пеллетами в видео ролике:
В видео приведен обзор рынка пеллетного оборудования:
Что из себя представляет котел на пеллетах и его сравнение с электрическим в видео ролике:
Выбор пеллетного котла – процедура ответственная
Для этого необходимо уделить некоторое внимание изучению особенностей этого оборудования
А еще важно не экономить, а отдать предпочтение изделию, сделанному в Европе
Так как долговечность котлов сильно зависит от качества материалов, достаточной толщины его корпуса, а соблюдение всех норм гарантируют только производители из Евросоюза.
Подыскиваете надежный и эффективный пеллетный котел? Или есть опыт использования таких отопительных агрегатов? Пожалуйста, оставляйте комментарии к статье, задавайте вопросы и участвуйте в обсуждениях. Форма для связи расположена ниже.
