Сегодня Россия переживает бум загородного строительства. К ТЭЦ загородные дома не подключают, поэтому им жизненно необходима надежная автоматизированная система отопления. В качестве альтернативы системам на газе, жидком топливе и угле предлагаются популярные ныне в Европе автоматизированные отопительные системы на пеллетах.

Пеллеты.

Дерево в качестве топлива для обогрева жилища человек использует испокон веков. Еще на заре формирования общества люди жгли сухие ветви в специально сложенных открытых каменных очагах. Со временем были придуманы камины, различного рода печи и другие устройства, позволяющие использовать получаемое от сжигания поленьев тепло для обогрева помещений с большей эффективностью. И по сей день дровяное отопление популярно, особенно в удаленных от цивилизации уголках планеты.

• Разработка и массовое изготовление автоматизированных установок на древесном топливе, предназначенных для отопления и ГВС коттеджей, начались лишь после того, как в конце прошлого века в Германии был создан новый вид твердого топлива - древесные топливные гранулы.

По внешнему виду древесные топливные гранулы представляют собой небольшие цилиндры (они похожи на коротенькие обломки карандаша), спрессованные из мелких стружек и опилок хвойных пород дерева - от этого "добра" в России не знают как избавиться многие цеха в деревообрабатывающем и мебельном производствах и т. п. Прессуются опилки под давлением около 300 атм, без каких-либо добавок и клея. Длина древесных гранул составляет в среднем 20-50 мм, диаметр - 4-10 мм. У этого продукта очень много названий. Из иностранных распространены два: Wood pellets и Holz-Pellets, или Holzpellets. Из русских - "биогранулы", "топливные гранулы", "биомасса", "опилочные гранулы". Но наиболее правильное название - "древесные топливные гранулы" или просто "пеллеты".

Котлы.

Минимальный комплект оборудования автоматизированной котельной коттеджа, работающей на древесных топливных гранулах, включает в себя котел, оборудованный горелкой для сжигания пеллет и бункером. После подключения к системам отопления и электроснабжения и загрузки бункера топливом (пеллетами) такая котельная сможет в течение длительного времени работать без участия человека (в зависимости от конструкции, от одного дня до нескольких месяцев).

КПД специализированных котлов на пеллетах составляет 85-97%, что соответствует уровню газовых и жидкотопливных котлов и во многом зависит от используемой технологии сжигания пеллет. КПД пеллетных котлов с горелками объемного типа - до 95%. Среди поставляемых в Россию моделей непременно надо отметить Vitolig 300 от VIESSMANN (Германия), GD-WB от GRANDEG (Латвия), Biomatic от THERMIA (Швеция), Benekov ling и Pelling 27 от BENEKOV (Чехия). В Европе популярны такие модели, как Pelletskessel USP от KWB (Австрия), Logano SP251 от BUDERUS и Pro solar от PRO SOLAR ENERGIETECHNIK (обе - Германия) и др.

КПД специализированных котлов на пеллетах составляет 85-97%, что соответствует уровню газовых и жидкотопливных котлов и во многом зависит от используемой технологии сжигания пеллет. КПД пеллетных котлов с горелками объемного типа - до 95%. Среди поставляемых в Россию моделей непременно надо отметить Vitolig 300 от VIESSMANN (Германия), GD-WB от GRANDEG (Латвия), Biomatic от THERMIA (Швеция), Benekov ling и Pelling 27 от BENEKOV (Чехия). В Европе популярны такие модели, как Pelletskessel USP от KWB (Австрия), Logano SP251 от BUDERUS и Pro solar от PRO SOLAR ENERGIETECHNIK (обе - Германия) и др.

Горелка объемного типа напоминает кастрюльку из жаропрочной стали или чугуна, установленную в топке котла. Во время работы пеллеты из бункера подаются в горелку объемного типа с помощью механизма подачи, оборудованного шнеком (как в мясорубке). В зависимости от компоновки, механизм подачи либо насыпает гранулы в горелку сверху, либо подает их через отверстие в ее днище (при этом со стороны кажется, как будто в горелке поднимается тесто).

Розжиг пеллетных котлов с горелками объемного типа может осуществляться двумя способами:

1. За счет электрического тепловентилятора, который создает струю раскаленного воздуха, направленную на находящиеся в горелке гранулы. В этот момент из электросети котлом потребляется около 1,2 кВт (в другое время - не более 0,1-0,3 кВт).

2. Вручную (у простых моделей котлов): в горелку, прямо на гранулы, наливают жидкость для розжига, содержащую легкие парафины, и поджигают спичками.

Когда котел выходит на расчетный режим, температура в центральной части горелки достигает 1000-1200°С. Сквозь отверстия на внутренней поверхности горелки в толщу гранул с помощью вентилятора подается свежий воздух. Достигнув рабочей температуры, котел останавливается: с помощью воздушной заслонки перекрывается подача воздуха, выключается привод подающего гранулы шнека. В таком режиме некоторые модели могут находиться до 10-12 ч, поскольку в горелке, содержащей несколько килограммов раскаленных пеллет, долго сохраняется высокая температура. Впрочем, как только батареи в доме охладятся до неприемлемо низкой температуры, автоматика котла активирует рабочий режим (откроется воздушная заслонка, включатся вентилятор и шнек), и котел снова заработает.

Дымоход для пеллетных котлов выполняется из нержавеющей стали, в нижней его части в обязательном порядке предусматривается отводящий патрубок для удаления конденсата. При правильном монтаже дымохода и точной настройке котла конденсата скапливается около 4-5 л в неделю, при ошибках в монтаже - до ведра в день. Зола из горелки (1% от первоначального объема пеллет) ссыпается в зольник, откуда, как правило, автоматически, с помощью расположенного в нижней части котла шнека, удаляется в ящик для золы. Время от времени, для повышения эффективности работы, каналы дымовых газов очищаются от сажи. "Навороченная" техника проводит эту операцию самостоятельно, перемещая установленные в каналах турбулизаторы-очистители. Делается это по сигналу от автоматики (верный признак наступления критического момента - увеличение температуры отходящих газов). Модели попроще обрабатывают вручную, раз в неделю, с помощью входящего в комплект ершика для чистки дымогарных каналов.

У пеллетных котлов с горелками факельного типа КПД несколько ниже, чем у теплогенераторов с горелками объемного типа, - по имеющимся у нас данным, он не превышает 90,1%. В этом сегменте рынка непременно следует отметить такие котлы, как Gilles от компании GILLES (Австрия), Logano SP131 от фирмы BUDERUS и др.

Сжигание пеллет в горелке факельного типа происходит в воздушном потоке, создаваемом вентилятором горелки. Поступающие в зону горения пеллеты быстро превращаются в пылающие угли и сгорают, образуя факел пламени, температура которого достигает 1200°С. Поток горячих газов направляется в конвективную часть котла, к дымогарным трубам, отдает свое тепло теплоносителю системы отопления, после чего уходит в дымоход. Зола, оставшаяся от древесных топливных гранул, из зоны сгорания осыпается в зольник, откуда, как и в случае с горелкой объемного типа, автоматически (с помощью шнека с электроприводом) или с помощью входящего в комплект обслуживания котла совочка вручную эвакуируется в емкость для хранения пепла.

Автоматизированные газогенераторные котлы на пеллетном топливе - оборудование новое, производство подобной техники освоено компанией SOLARFOCUS (Австрия) - модель Pellet top (4,5-14,9 кВт). КПД этих установок доходит до 96,8%! Бункер для хранения пеллет встроен непосредственно в корпус котла. В нижней части бункера расположен наклонный шнек, который поднимает пеллеты к отсекателю- барабану, из которого они порциями высыпаются в камеру газификации, на керамическую колосниковую решетку-реактор. Топливо на раскаленном реакторе нагревается (температура решетки - 1200°С) и разлагается на водяной пар, смолы и масла. Дальнейшая реакция между углеродом и кислородом воздуха обеспечивает температуру, достаточную для образования окиси углерода - главного компонента вырабатываемого газа. Смолы и масла в пеллетах разлагаются на газы, содержащие водород.

За счет разрежения, создаваемого вентилятором-дымососом котла, из камеры газификации горючий газ следует в камеру сгорания, расположенную "этажом ниже" - под реактором. Здесь генераторный газ сгорает, а раскаленные продукты сгорания перемещаются в теплообменную часть, оборудованную турбулизаторами- очистителями, где охлаждаются, после чего выбрасываются дымососом в дымоход. Минимальное количество золы и несгорающие компоненты пеллет (обычно это неорганические включения, попавшие в гранулы при производстве) остаются внутри камеры сгорания. Их надо регулярно (в зависимости от качества гранул) удалять из нее с помощью специального инструмента.

Где и как хранить топливо?

Для обеспечения бесперебойной работы пеллетного котла необходим запас топлива. Оно может доставляться в коттедж в полиэтиленовых мешках массой до 25 кг или в упаковках "биг-бэг" по 600 - 900 кг. Удобнее заказывать доставку гранул в специальных автоцистернах (типа тех, в которых возят молоко или воду). Из такой цистерны пеллеты, будучи сыпучим топливом, закачиваются в дом по гибким шлангам с помощью установленной на автомобиле воздушной пневмосистемы. Так пеллеты доставляются в коттеджи практически во всех цивилизованных странах. Однако в России подобный сервис только начинает развиваться.

Хранят гранулы чаще всего непосредственно в коттедже - в мешках или в штатном бункере котла. Штатный бункер, как правило, заполняется вручную (пеллеты либо засыпают в него прямо из пакета, либо загружают с помощью лопаты - один раз в 24-72 ч). Но можно приобрести бункер и побольше. Размещают его рядом с котлом - или в отдельном помещении, или в пристройке к основному зданию. Из большого бункера древесные гранулы подаются к горелке (или в штатный бункер) котла по металлическому или гибкому пластиковому каналу, оборудованному шнеком. Другой способ транспортировки - с помощью установленной на бункере пневмосистемы. Использование бункера больших размеров позволяет существенно увеличить промежуток времени между загрузками древесных топливных гранул (до 1 года!).

В России продаются в основном бункеры увеличенных размеров из стали. Они долговечны, но, как правило, достаточно массивны и недешевы. В комплекте с котлами GRANDEG поставляются бункеры емкостью до 1,1 м3 гранул; совместно с теплогенераторами BENEKOV - объемом до 1 м3. Более дешевый, но менее долговечный вариант, также получивший распространение в России, - подвесная система "биг-бэг", которая вмещает в себя до 1,5 м3 пеллет. Она представляет собой подвешенный на стойках рядом с котлом пластиковый мешок гранулированного топлива.

Склад древесных топливных гранул любого объема можно обустроить в хорошо гидроизолированном помещении коттеджа и без использования готовых конструкций. При этом необходимо учитывать рекомендации производителя устанавливаемого пеллетного котла. Пол у склада может быть горизонтальным, однако чаще его делают наклонным, под углом в 50° к основанию (скос в одну сторону или с двух сторон к центру помещения). На самом полу, чаще всего в нижней части ската, устраивается открытый паз со встроенным шнеком. Через этот паз пеллеты "проталкиваются" шнеком в круглый канал, сообщающийся с механизмом подачи горелки котла. На полу склада твердого топлива может устанавливаться специальное устройство - ворошитель (который похож на мощный двухлопастный пропеллер самолета). Его задача - время от времени (по сигналу, поступающему от автоматики котельной) ворошить массу пеллет в зоне шнека, чтобы она не слеживалась и питание котла топливом происходило равномерно. Ворошитель приводится в действие мотором с редуктором, управляемым системой автоматики котла.

Ради справедливости надо отметить, что обустройство склада для хранения гранул в доме, особенно ниже уровня земли, требует серьезных работ по гидроизоляции помещения.

Можно хранить пеллеты и вне дома, в специальной пластиковой емкости. Подобное оборудование предлагают, например, такие компании, как GEOPLAST, KWB и др. Объем пластиковой емкости может доходить до 11 м3. Она напоминает сосуд для жидкого топлива или воды. Не нуждается в гидроизоляции. на участке ее закапывают или присыпают землей, на небольшом расстоянии от дома. Загрузка пеллет в емкость осуществляется из автоцистерны, а в бункер котла - по гибким шлангам с помощью установленной в бункере пневмосистемы.

Благодарим редакцию журнала «Идеи Вашего дома» www.ivd.ru за предоставленные материалы и технические даные.