Отопление пеллетами
Пеллетные котлы − относительно новый вид отопительного оборудования, быстро ставший популярным в Европе благодаря особым достоинствам. Они обеспечивают своим владельцам независимость от централизованных источников тепла и, следовательно, освобождают их от забот, связанных с оплатой по растущим тарифным ставкам.
Кроме того, котельную, оснащенную таким оборудованием, отличают максимальная автоматизация, экономичность и экологическая чистота. Какие же сегодня существуют системы отопления пеллетами? Это камины, в которых сжигают пеллеты, а также пеллетные котлы (ПК), о которых мы подробно расскажем в этой публикации.
Пеллетные камины
Пеллетные камины предназначены для отопления отдельного помещения, например комнаты или небольшого частного одноэтажного дома с малым потреблением тепловой энергии. Мощность таких каминов − обычно от 6 до 10 кВт, некоторых типов − до 15 кВт. Пеллетные камины можно подразделить на три основные разновидности:
а) конвекционные, посредством которых нагревается только воздух в помещении;
б) с дополнительным водяным контуром, который может в отопительный сезон использоваться при пиковых нагрузках, а в летнее время − для горячего водоснабжения (ГВС) без запуска основного котла. Если основной котел в доме работает на другом, более дорогом, виде топлива, можно зимой, при относительно благоприятной наружной температуре, отключать котел и использовать камин, снижая таким образом (а при мягких зимах или в южных регионах − в значительной степени) общие затраты на отопление.
И наконец, такой камин можно использовать как резервный теплогенератор на случай выхода из строя основного источника тепловой энергии в доме;
в) комбинированные, в которых, помимо гранул, могут использоваться дрова или топливные брикеты.
Пеллетные котлы
Котел на пеллетах Gilles
Пеллетные котлы (англ. Pellet boilers; нем. Pelletkessel) − твердотопливные котлы для отопления помещений, в которых в качестве топлива используются топливные гранулы (пеллеты).
Это стационарные устройства мощностью от 15 кВт до нескольких мегаватт, которые устанавливаются в специальном помещении, расположенном на первом этаже, в подвале дома или в отдельно расположенном сооружении (например, контейнерного (модульного) исполнения) и предназначены для отопления всего здания и обеспечения дома горячим водоснабжением.
Пеллетные котлы можно подразделить на три основные группы:
а) котлы, работающие исключительно на пеллетах;
б) котлы, в которых в экстренных случаях (отказ автоматики или неисправность пеллетной горелки) в качестве топлива можно временно использовать дрова или брикеты. Для этих целей существуют специальные съемные колосниковые решетки, которые входят в общую комплектацию подобных котлов;
в) комбинированные пеллетные котлы, в которых, как и в комбинированных каминах, можно сжигать и пеллеты, и дрова или брикеты.
У таких котлов имеется несколько камер сгорания. При необходимости пеллетная горелка снимается в течение 20 мин., и пеллетный котел может работать как обычный твердотопливный котел (на угле, дровах и т. п.).
Особенности пеллетного котла
Камера сгорания пеллетных котлов относительно небольшая, так как основной теплосъем (до 70%) происходит в хорошо развитой многоходовой конвективной части оборудования. В результате такой конструкции пеллетного котла температура уходящих газов составляет всего 120−140 °C. Пеллетный котел оборудован специальной горелкой объемного типа, которая обеспечивает при сгорании гранул более высокий КПД, чем КПД других категорий твердотопливных котлов.
Немаловажным фактором, определяющим спрос на пеллетные котлы, является срок эксплуатации, который для пеллетных котлов класса премиум составляет более 20 лет.
Котлы, работающие на пеллетах, имеют высокий уровень автоматизации и обеспечивают поддержание заданной температуры. Подача топлива из бункера также осуществляется автоматически, по мере необходимости, благодаря чему пеллетный котел может функционировать без участия человека. Например, пока есть пеллеты в оперативном бункере (до семи суток и дольше), а при наличии специального топливного склада (колодец с гидроизоляцией, контейнер возле дома или специально отведенное изолированное помещение в самом здании) − весь отопительный сезон.
Мощность пеллетных котлов, устанавливаемых, как правило, в коттеджах, составляет от 15 до 100 кВт.
Нижняя граница предлагаемых мощностей определяется в основном экономической целесообразностью (в помещениях, где для отопления требуется оборудование мощностью менее 15 кВт, выгоднее применять пеллетные камины). Некоторые производители предлагают пеллетный котел большой мощности (до 2 мВт) для отопления многоквартирных домов, промышленных объектов, гостиниц, саун, бассейнов и т. п. Многие модели выпускаемых сегодня котлов оснащены дополнительным контуром горячего водоснабжения. Котлы, в которых сжигаются пеллеты, не требуют специального обслуживания. Уборка золы может осуществляться как в ручном, так и (на многих типах котлов) в автоматическом режиме, как правило, один-два раза в месяц. Пеллетные котлы характеризуются высоким КПД − 70−95%. В совокупности с невысокой стоимостью топлива, отсутствием затрат на обслуживающий персонал и другими факторами это делает данную систему отопления максимально экономичной − уровень затрат намного ниже, чем при эксплуатации отопительного оборудования, работающего на многих других видах топлива. Система отопления помещений древесными гранулами гарантирует их полную взрыво- и пожаробезопасность.
Устройство пеллетного котла
Пеллетный котел представляет собой цельную сварную конструкцию из высококачественной листовой стали и состоит из корпуса, топки, пеллетной горелки, конвективного теплообменника (металлической емкости, в которой нагревается находящийся там теплоноситель). Горячие газы (продукты сгорания топлива) поднимаются в топке котла, обтекают теплообменник, через его стенки отдают тепло теплоносителю внутри теплообменника и, охлажденные, выходят через дымоход.
В котлах, выпускаемых разными компаниями, теплообменник может быть сделан из разных металлов и иметь разный объем. Чугунные теплообменники не подвержены ржавчине, но чувствительны к резким перепадам температуры (термическим ударам). Кроме того, котлы с такими теплообменниками очень тяжелые. Стальные теплообменники нестойки к коррозии (могут заржаветь). Их внутренние поверхности защищают различными антикоррозийными покрытиями. Для стальных теплообменников существует проблема низкотемпературной коррозии: при поступлении в котел из обратной трубы системы отопления теплоносителя, имеющего температуру ниже расчетной, на наружной поверхности теплообменника образуется конденсат продуктов сгорания (кислот) и постепенно разъедает стенки теплообменника, коллектора дымовых газов и горловины дымохода.
Гранулы в горелку подаются автоматически шнековым транспортером из оперативного бункера. Подача гранул с основного топливного склада может быть осуществлена также шнековым или скребковым транспортером. В горелке с помощью теплоэлектронагревателя (ТЭНа) и встроенного вентилятора, принудительно нагнетающего воздух в зону горения, происходит автоматический розжиг пеллет. Автоматика управления отключает ТЭН и по заданной программе осуществляет подачу пеллет в горелку, поддерживает их горение и обеспечивает заданную температуру теплоносителя, выходящего из котла в систему отопления. Через некоторое время температура теплоносителя поднимается до 70−90 °С, и когда эта температура достигается, работа котла приостанавливается, а подача воздуха и пеллет в горелку прекращается. В таком положении «горячего покоя» пеллетный котел будет находиться несколько часов, до тех пор пока автоматика не сообщит о начавшемся охлаждении системы отопления. Тогда процесс возобновляется. Большинство пеллетных котлов оснащено λ-зондом. Этот зонд − датчик кислорода в выпускном коллекторе котла − оценивает количество свободного кислорода в отработанных газах котла. λ-зонд в реальном времени измеряет концентрацию кислорода в выхлопных газах и автоматически регулирует процесс горения в пеллетном котле. Пеллетный котел с λ-зондом постоянно автоматически поддерживает параметры горения в оптимальном соотношении. Владельцу пеллетного котла не надо регулировать ни объем подачи топлива, ни объем подачи воздуха. Электроника следит за горением, и котел работает полностью автоматически после запуска автоматического режима.
Современные системы управления позволяют обеспечить удаленное управление работой котла с помощью SMS-сообщений по мобильному телефону. В пульт управления котла встраивается GSM-модем, устанавливается SIM-карта и записывается номер мобильного телефона владельца котла. Посредством SMS-сообщений можно выключить или включить котел, изменить параметры его работы (мощность, температуру теплоносителя), узнать, в каком состоянии находится котел в тот или иной момент и какая температура в доме и на улице. И, что самое интересное, котел сам «позвонит» хозяину в критической (аварийной) ситуации: например, если кончилось топливо и котел погас, вышел из строя вентилятор или циркуляционный насос, упало давление теплоносителя (произошла утечка) в системе отопления и т. п.
Таким образом, система пеллетного котла способна работать без участия человека. Необходимо только регулярно засыпать пеллеты в бункер − один раз в 2−15 дней (в зависимости от объема бункера) или один раз в год при наличии топливного склада; удалять из зольного ящика золу, которую можно использовать в качестве удобрения почвы (отработанная зола ссыпается автоматически или вручную, в зависимости от модели котла, в зольник, откуда попадает в ящик для золы); своевременно чистить дымогарные каналы с интервалом от одной недели до месяца (периодичность зависит от качества пеллет и модели котла). Кстати, многие современные модели пеллетных котлов способны выполнить самостоятельно даже операцию очистки дымогарных каналов.
Котлы российского производства чаще всего относительно дешевы, что немаловажно для большей части населения. Но они уступают импортным по энергоэффективности, экологичности и удобству эксплуатации.
котлов
Таблица 2. Некоторые германские производители пеллетных
котлов
Таблица 3. Некоторые российские производители пеллетных
котлов
У котлов класса премиум максимально технически возможная экономичность (КПД) − до 96%. Котлы среднего класса значительно проигрывают по этому показателю: их КПД − от 70%. Котлы премиум-класса рассчитаны на срок службы 40−50 лет, среднего класса − на 10−15 лет. Пеллетные котлы класса премиум производят ведущие европейские компании, многие из которых работают в этом сегменте рынка более ста лет. Они владеют всеми современными производственными технологиями и техническими решениями в области пеллетного котлостроения. Продукция таких брендов, как, например, Buderus, Biotech, Gilles, Bosch, во всем мире имеет репутацию высококачественной и надежной (табл. 1). В таблице 2 отдельно представляем читателям продукцию германских производителей пеллетных котлов.
Безусловно, есть и российские предприятия, занимающие стабильные позиции на рынке отопительного оборудования и предлагающие потребителям разнообразные модификации котлов. Среди них можно отметить производителей из Санкт-Петербурга, Новосибирска, Бийска, Челябинска, Калужской области (табл. 3). Многие отечественные производители для повышения качества выпускаемых котлов снабжают их импортными горелками и автоматикой. Нельзя обойти вниманием и универсальные котлы, которые можно эксплуатировать, используя любой из четырех энергоносителей: твердое топливо, газ, солярку или электричество. Для использования электричества как источника тепловой энергии предназначены встроенные электронагреватели, которые применяются в момент отключения горелки или когда заканчивается запас дров.
Почти все ведущие западные фирмы, производящие котельное оборудование, имеют представительства в нашей стране. Со временем западные производители стали разрабатывать и поставлять на российский рынок котлы, адаптированные к российским условиям.
Невозможно обойти в нашем рассказе и такую злободневную тему, как охрана окружающей среды.
Проанализировав информацию, представленную в приведенных здесь таблицах, можно сделать один важный вывод. В описания технических характеристик пеллетных котлов, изготавливаемых в Западной Европе, обязательно входят показатели по выбросам в атмосферу. Большинство отечественных производителей такие замеры проводят, в технической документации на пеллетные котлы их результаты присутствуют, но в рекламных буклетах, как правило, эти параметры почему-то не приводятся. К сожалению, наши потребители до сих пор не привыкли всерьез относиться к термину «экологичность» и заботиться о защите окружающей среды так же, как это принято на Западе.
Как выбирать пеллетный котел
При выборе котла для эксплуатации в России необходимо учитывать серьезные различия климатических условий в Западной Европе и России. В нашей стране более низкие среднегодовые температуры, что обуславливает длительный отопительный сезон, большие перепады температуры. Импортное оборудование чаще всего плохо приспособлено к условиям эксплуатации в России. Тем не менее очень хорошо зарекомендовали себя при работе в российских условиях скандинавские пеллетные котлы.
Что же нужно предпринять перед приобретением пеллетного котла?
− Сделать точный расчет теплопотерь дома.
Очень часто потребитель не хочет или не может произвести расчет теплопотерь своего загородного дома и поэтому выбирает котел, рассчитав требуемую мощность на глазок или используя широко распространенную формулу: 1 кВт•ч тепла = 10 м2 площади дома. Все это может привести к неправильной оценке требуемой мощности и, как результат, к приобретению котла большей, чем надо, или, наоборот, меньшей мощности. Но если в первом случае у хозяина пеллетного котла есть возможность в дальнейшем подключить к котлу дополнительных пользователей (например, бойлер), то во втором случае потребитель, безусловно, будет испытывать недостаток тепла.
− Правильно выбрать тип пеллетного котла.
Существует несколько принципиально разных типов пеллетных котлов: универсальные пеллетные котлы с гибким шнеком, универсальные пеллетные котлы с жестким шнеком, специализированные пеллетные котлы. Каждый из них имеет особенности эксплуатации. Это и возможность перехода на другой вид топлива, и требуемое качество пеллет, и наличие второго контура горячего водоснабжения. Как уже было сказано выше, некоторые модели импортных пеллетных котлов предназначены в первую очередь для эксплуатации в западноевропейских странах и не приспособлены к эксплуатации в российских условиях. Помимо климатических, это такие специфические условия, как: нестабильное напряжение в электросетях и частое отключение электроэнергии, особенно в сельской местности; низкое качество топлива (пеллет), изготовленных российскими производителями.
Как правило, такие пеллетные котлы оснащены, во-первых, электронными блоками управления, весьма чувствительными к перепадам напряжения в загородных электросетях, а во-вторых, различными устройствами (например, такими как система автоподжига котла), которые не будут функционировать, если напряжение не соответствует требуемым параметрам. Не будет работать котел, и если использовать некачественные пеллеты, у которых размеры, зольность, влажность, механическая твердость не соответствуют требованиям, заявленным в его технической документации. Поэтому при покупке нужно отдавать предпочтение котлам, не требовательным к качеству топлива.
− Решить вопрос с обеспечением котла топливом (пеллетами).
Перед приобретением пеллетного котла целесообразно заключить долгосрочный договор на поставку пеллет. Узнать, есть ли альтернативные поставщики. Желательно посетить производства пеллет в близлежащих районах или областях.
− Правильно рассчитать объем бункера (склада) для хранения пеллет.
Почти все данные производителя о потреблении пеллет тем или иным котлом являются расчетными. Иными словами, в «Руководстве пользователя» приводятся (с некоторыми оговорками) усредненные данные (средняя температура окружающей среды и т. п.). На практике дело обстоит несколько иначе, на расход топлива влияют качество пеллет, режим работы пеллетного котла, настройка котла, правильное устройство дымохода и пр. Многие владельцы котлов получают реальные цифры расхода топлива только по окончании первого отопительного сезона. Поэтому бункер для хранения пеллет должен иметь объем, превышающий расчетный хотя бы на 15%; надо также предусмотреть возможность его модернизации.
− Ознакомиться с описанием блока управления до момента покупки пеллетного котла.
Следует убедиться в том, что систему управления котла можно состыковать с системой автоматики управления теплоснабжения дома.
Многие пеллетные котлы оснащены автоматической системой управления. В пеллетном котле установлено несколько аварийных датчиков, обслуживанием которых занимается система управления. Не на всех марках пеллетных котлов есть свободные контактные пары для подсоединения внешних систем управления, а также разъемы или входы для подключения GSM-модемов, дополнительных датчиков (например, датчиков температуры во всех комнатах и на улице, задымленности помещения, наличия топлива в бункере и др.).
− Правильно выбрать службу сервиса продавца.
У продавца пеллетного котла должен быть необходимый склад запасных частей для быстрого устранения неисправностей и ввода котла в эксплуатацию в случае его выхода из строя.
Котельное оборудование должен обслуживать специалист, который прошел обучение на заводе-производителе.
Продавец должен предоставить покупателю четко прописанные условия гарантии на оборудование. Большинство зарубежных производителей пеллетных котлов дают пятилетнюю гарантию на свою продукцию и еще два года гарантии на электронный блок управления.
Ни в коем случае нельзя экономить на сервисном обслуживании и ежегодной профилактике котельного оборудования. Иначе существует риск уже через несколько лет столкнуться с большими проблемами в работе отопительной системы. Даже самые ультрасовременные автоматизированные системы нуждаются в периодической проверке и настройке.
Перспективы пеллетных котлов в России
Хотя газ и считается в России наиболее дешевым топливом, судя по всему, положение в ближайшем будущем изменится. Под давлением зарубежных партнеров Правительство России медленно, но верно поднимает цены на газ на внутреннем рынке.
Газовое отопление в нашей стране очень популярно. И хотя газ пока еще довольно дешев, процесс газификации неоправданно дорог. Это объясняется прежде всего монополизацией сферы «окологазовых» услуг чиновниками и коммерческими структурами. Монтаж газового котла, включая подведение газовой трубы, согласование проектной и разрешительной документации, влечет за собой расходы, превосходящие стоимость самого газового котла. А монтаж и эксплуатация твердо-топливных (пеллетных или брикетных) котлов обойдется дешевле. Благодаря электронике и системе автоматической подачи топлива управлять этим котлом не сложнее, чем любым газовым или жидкотопливным.
Сергей ПЕРЕДЕРИЙ,
EKO Holz-und Pellethandel GmbH,
Дюссельдорф, Германия
