Сборник статей - Бытовые отопительные котлы

Гранулированное древесное топливо имеет высокую (не менее 18 МДж/кг) теплоту сгорания и характеризуется низкой (не более 1 %) зольностью. Таким образом, примерно 2 кг пеллет способны заменить 1 л жидкого топлива легких сортов (EL), а очистку пеллетного котла от золы нужно будет проводить не более шести раз в год.

Рис. 21. Древесные гранулы (пеллеты)

Главное преимущество пеллетных котлов перед другими видами твердотопливных генераторов тепла заключается в возможности автоматизации подачи топлива: пеллеты поступают в аппарат из бункера посредством шнекового или пневматического транспортера. Таким образом, владелец такого теплогенератора избавляется от необходимости каждые 6–8 ч загружать в топку топливо. На одной загрузке пеллетный котел может работать довольно продолжительное время (конкретные цифры зависят от объема топливного бункера и зольника, а также ряда других условий). От пользователя требуется только сделать необходимые настройки, время от времени загружать пеллетами топливный бункер и периодически производить очистку зольника (отметим, что некоторые модели пеллетных генераторов тепла оборудуются автоматическим устройством удаления золы) – за всей остальной работой следит автоматика котла.

Теплогенераторы, предназначенные для сжигания пеллет, оборудуются объемной или факельной горелкой. Решетка горелочного устройства объемного типа находится внутри котла. Топливо поджигается с помощью раскаленной электрической спирали (при включенном вентиляторе, подающем воздух для поддержания процесса горения). У наиболее простых моделей пеллетных котлов розжиг горелки осуществляется вручную – в горелку наливают зажигательную жидкость и поджигают топливо спичкой.

Факельная горелка, которая монтируется с внешней стороны котла, по сравнению с устройством объемного горения обладает меньшим КПД.

Большинство пеллетных котлов – аппараты, предназначенные для напольной установки. Но существуют и настенные теплогенераторы, работающие на древесных гранулах. Например, германская компания Guntamatic Heiztechnik предлагает пеллетные «настенники» Therm мощностью 7 кВт. Такой аппарат вешается на стену обслуживаемого помещения, а бункер с пеллетами размещается в подсобке или снаружи дома. Подача топлива производится по полимерному шлангу под действием разрежения, создаваемого встроенным вентилятором. Сначала пеллеты поступают в расходную емкость, расположенную в корпусе котла, а затем с помощью компактного шнекового механизма дозированно подается в камеру сгорания.

Помимо пеллетных теплогенераторов естественного горения существуют еще газификационные пеллетные котлы. Примером такого оборудования может служить установка pellettop (Solarfocus, Австрия). Она имеет встроенный топливный бункер, в нижней части которого находится шнек – с его помощью пеллеты подаются в газификационную камеру. Находясь на колосниковой решетке, которая нагревается до температуры свыше 1000 °C, пеллеты разлагаются с образованием горючего газа. Такая технология обеспечивает достаточно большой (94,9 %) КПД котла.

Заметим, что ряд производителей, выпускающих пеллетные котлы, предлагают также комбинированные аппараты, которые могут работать как на древесных гранулах, так и на других видах топлива. Например, котел EKO-CK Pellet Plus-Unit (Wirbel) состоит из двух раздельных камер сгорания, одна из которых предназначена для сжигания дров, а другая – для сжигания пеллет.

Существуют и другие варианты комбинаций. Например, уже упоминавшаяся компания Solarfocus имеет в своем «арсенале» модуль octoplus, объединяющий в себе пеллетный котел и гелиотермическую установку. Эта система состоит из бака-накопителя емкостью 500 л со встроенными гладкотрубным змеевиком контура солнечных коллекторов и теплообменными трубами, по которым движутся продукты сгорания. Панель управления координирует работу гелиоконтура, пеллетной горелки, систем отопления и ГВС. При этом в первую очередь используется солнечное тепло; котел включается только тогда, когда этой энергии недостаточно.

Основной идеей, заложенной в конструкцию вакуумного котла, является совмещение известной схемы жаротрубного парового котла с трубчатым теплообменным аппаратом.

Котел представляет собой единый котельный блок, состоящий из цилиндрической нижней и прямоугольной верхней частей ( рис. 22 ). В нижней части находится топочная камера со встроенными подъемными трубами, а в верхней вакуумной камере располагаются (в зависимости от производителя) либо U-образные трубы теплообменников отопления и ГВС (вертикальные ваккумные котлы), либо трубный пучок водоподогревателя (горизонтальные вакуумные котлы).

Рис. 22. Принцип работы вакуумного котла Booster

Перед началом работы в вакуумную камеру котла единственный раз заливается очищенная и химически подготовленная вода и создается вакуум.

Сгорая в топочной камере и проходя через конвективный пучок, продукты сгорания отдают тепло промежуточному теплоносителю – воде. Она кипит под разрежением при температуре 80–90 °С и превращается в пар, который отдает тепло, конденсируясь на поверхностях теплообмена трубчатых теплообменников. По ним в этот момент проходит вода, предназначенная для отопления или горячего водоснабжения. Образующийся конденсат стекает обратно в зону кипения. Нагретая вода отводится в систему теплоснабжения или ГВС. Таким образом, теплообменник нагревается не пламенем горелки, а косвенно – вакуумным паром.

Особенности конструкции вакуумных котлов обуславливают их преимущества:

– передача тепла через промежуточный теплоноситель (пар) без кипения. Вакуумный пар имеет температуру ниже кипения нагреваемой среды, поэтому даже при остановке сетевого насоса сетевая вода, находящаяся в трубках теплообменника при давлении выше атмосферного не закипит и не сможет создать твердых отложений;

– благодаря двум раздельным контурам внутрикотловая вода не сообщается с водой контуров отопления и горячего водоснабжения, препятствуя заносу примесей и образованию накипи;

– не требуется питательных устройств на котле и мероприятий по водоподготовке, так как вода циркулирует по замкнутому контуру;

– отсутствие кислорода в котле продлевает срок службы аппарата;

– первый пуск из холодного состояния до достижения номинальных параметров занимает не более 5 минут;