Что такое пеллетный котел
По сути, это разновидность твердотопливного котла, но рассчитанная на определенный вид топлива (пеллеты) и с возможностью полной или частичной автоматизации рабочего процесса.
Именно способностью функционировать в автономном режиме при минимальном вмешательстве владельцев пеллетные котлы кардинально отличаются от обычных, твердотопливных.
У них более высокий КПД (коэффициент полезного действия) — и за счет характеристик пеллет, и за счет особенностей конструкции. Пеллетные котлы могут быть как узкоспециальными – предназначенными только под пеллеты, так и комбинированными (универсальными) – способными работать на дровах или угле, некоторые модели работают практически на любой биомассе, в качестве топлива можно использовать шелуху, древесные отходы и подобное.
Александр ДимитревПредставитель компании DOZATECH, производителя пеллетных котлов
При определенной конструкции котла в нем можно сжигать любую биомассу очень низкой калорийности – это щепа, кора, отходы деревообработки, сельхозотходы, лузга подсолнечника и другое.
Пеллеты, или древесные гранулы – экологически нейтральное топливо, получаемое, в основном, из отходов деревообрабатывающей промышленности (щепки, стружка, кора), но они могут быть и из отходов сельскохозяйственных культур. Появились пеллеты в тридцатые годы прошлого века, когда в штате Айдахо была изобретена и опробована первая установка по прессованию в гранулы отходов с местных лесопилок. Под сильным давлением сырьевая масса нагревается, что провоцирует образование лигнина, который и связывает мельчайшие частицы в плотные, гладкие гранулы. Это позволяет отказаться от использования химических веществ – пеллеты полностью натуральное, безопасное, в плане экологии, топливо. Диаметр гранул варьируется в пределах 6-8 мм, длина – до 50 мм. В европейских странах пеллеты относятся к стандартизированным видам топлива и производятся по стандарту DIN plus.
В нашей стране их производство не столь развито и поднадзорно, качество гранул, от которого будет зависеть и КПД котла, и его работоспособность, определяют визуально – белые лучше, чем серые. В отличие от древесины, у гранул пониженная влажность и повышенная плотность, ввиду чего при горении выделяется большее количество тепла и минимальное количество углекислого газа. Если перевести это свойство в цифры, для сравнения, получится следующее соотношение – при сжигании тонны пеллет выделится столько же тепла, сколько при сжигании 1,6 тонны дров. Зольность составит всего 0,5 % от сгоревшего объема, а выделяемые дымовые газы будут бесцветны.
Примерная теплотворная способность пеллет составляет 5 кВт/час с одного килограмма, но насколько реальная эффективность будет приближена к теоретическим данным, зависит и от качества самих пеллет, и от показателей котла, в котором они будут сжигаться.
Степень автоматизации
Загрузка топлива
За дровяной печью необходимо постоянно присматривать и своевременно подкладывать поленья. В суровую зиму, при длинных ночах, как минимум (и весьма вероятно), пару раз вставать придется. Котлы пеллетные оснащены специальным бункером. В него достаточно загрузить гранулы, и можно несколько дней, а то и недель (в зависимости от модели) к отопительному прибору не подходить – автоматика самостоятельно подает пеллеты в топку по мере их прогорания.
Регулирование микроклимата
Уровень автоматизации дровяных котлов – нулевой. Пеллетные аналоги, в зависимости от выставленной температуры, сами ее поддерживают в помещении, дозируя подачу гранул в топку.
Вывод 3 – тем, кто привык к комфорту и ценит личное время, стоит выбирать пеллетный котел.
Правила выбора и определения качества гранулированных энергоносителей
Качество гранул влияет на стоимость пеллет, в среднем сосновое топливо оценивается от 90$ (6200 руб.) за 1 тонну, торфяные брикетированные гранулы от 85$ (5700 руб.) за тысячу килограмм. Также стоимость может зависеть от распространенности и доступности того или иного сырья, но в среднем разность не составляет более 500 рублей.
Выбор качественного сырья – основная задача хозяина. Чем лучше гранулированное топливо, тем выше функциональность системы отопления и всего оборудования.
Чтобы отличить хорошее топливо от плохого, нужно обратить внимание на некоторые нюансы:
- Наличие пыли. Если в пакете с гранулами много пыли, пеллеты пересушены, поэтому осыпаются, крошатся – это минус. Сколы, дефекты и вмятины на брикетах также указывают на плохое качество товара.
- Неровность цвета. Оттенок должен быть однотонным без явных зон осветления или потемнения. Если гранулы приняли серый оттенок, вздулись или растрескались, они лежат давно, потеряли часть полезных свойств.
- Размер. Европейский стандарт длины 25 мм. Допускаются небольшие отклонения в сторону увеличения и уменьшения, на общее качество горения это не влияет.
- Запах. Топливо должно иметь аромат сырья с привкусом сладости, который появляется в процессе сушки, обработки. Запахи гнили, жжения, химикатов – минус.
Проверить чистоту исходного сырья можно как раз по запаху – пеллеты из подсолнечника пахнут маслом, древесины – опилками, торфа – дымом.
Как изготавливают пеллеты
При изготовлении гранул для котла сырье должно пройти определенный технологический процесс на производственной линии. Основные этапы этого процесса на примере получения древесных пеллет следующие:
- Дробление на крупную фракцию – на этом этапе разные по величине древесные части приводят к состоянию однородной массы дробильной установкой;
- Измельчание в мелкую фракцию при помощи молотковой мельницы – размер частиц полученного сырья не должен превышать 6 миллиметров;
- Сушка до состояния влажности материала в пределах 8.0 – 10.0% в сушильных установках ленточного и барабанного типа;
- Прессование в пресс-грануляторе. На этом этапе массу прогревают до температуры 120 градусов по Цельсию и продавливают через матрицу;
- Охлаждение (при необходимости) и фасовка готового продукта.
При изготовлении агропеллеты из лузги подсолнечника из технологического процесса исключается этап измельчения сырья.
Как осуществляется производство пелет
Это очень неплохой бизнес, но он требует покупки качественного оборудования для пеллет, предложений гранулы на рынке больше спроса, и при посредственных характеристиках топлива есть огромный риск прогореть. Конкурировать с мощными комплексами можно только за счет снижения издержек и непродуктивных затрат.
В промышленной технологии производства пеллет заложена примерно следующая последовательность операций:
- Сырье размалывается до состояния муки и тщательно высушивается до содержания влаги не более 10%;
- В сырье обязательно использование некоторого количества добавок, предотвращающих слипание и улучающих текучесть порошка;
- Разогревают до температуры не более 200оС и с усилием от 2до 5 тонн выдавливают гранулы через матрицу;
- Специальный нож обрезает выдавленные «макаронины» для получения необходимых размерных характеристик;
- Иногда в производстве допускают использование перегрева пеллет для закаливания поверхности гранул, это значительно улучшает прочностные характеристики гранул.
К сведению! Существуют так называемые тяжелые гранулы, в сырье для которых могут добавляться твердые битумы с высокими теплотворными характеристиками.
Их не рекомендуют для использования в бытовых котлах, производят для использования в котельных и теплогенераторных установках.
Категории гранул
Пеллеты топливные делят на 4 основных сорта, их можно определить на вид. Все сорта отличаются цветом.
Первый сорт – светло-бежевый цвет, почти белый, указывает на то, что топливные пеллеты изготовлен из древесных гранул, с высокой теплоотдачей. Светлые гранулы дают почти пять с половиной киловатт. Зольность древесных пеллет самая низкая и составляет полпроцента.
Второй сорт – цвет бежевый до темно-бежевого, в зависимости от примесей, добавленных в сырье. Кора деревьев, солома, шелуха злаковых не влияют на теплоотдачу, но увеличивают уровень зольности до полутора процентов.
Классификация пеллет
Третий сорт – серый до темно-серого, почти черного оттенка, делают из отходов сельского хозяйства, количество золы после использования растительных гранул составляет два-три процента. Это требует более частой очистки котлов, соответственно цена на такие пеллеты ниже и круг использования гораздо уже.
Четвертый сорт – имеет черный цвет. Топливные пеллеты этого класса изготавливаются из торфа. Меньше всего используют в качестве топлива, потому что есть большое количество альтернативных сфер применения. И показатели теплоотдачи составляют немного меньше пяти киловатт, а зольность дает наивысшие значения среди всех сортов. Сюда можно отнести и гранулы из куриного помета.
1 Принцип работы и особенности устройства
Устройство пеллетных котлов включает в себя шнековую конструкцию для подачи топлива и запальный механизм, обеспечивающий быстрое возгорание пеллетов. А также в систему входит вентилятор, который обеспечивает принудительную подачу воздуха. Это в значительной степени улучшает процесс горения.
Розжиг срабатывает лишь тогда, когда присутствующее в печи топливо хорошо разгорится. В автоматическом режиме пеллеты поступают в топку по мере необходимости. Горение приводит к образованию горячих газов, которые, проходя по дымоходу, отдают до 95% полезного тепла.
Важной особенностью является то, что топливо подаётся лишь до тех пор, пока не будет достигнута максимально требуемая температура. Возобновится его подача только после того, как температура упадёт до минимальных значений
И в качестве преимуществ печей, работающих на пеллетах, можно выделить:
- небольшой объём камеры сгорания;
- основная масса тепла (до 70%) снимается в самой конструкции;
- очень высокий показатель КПД, достигающий 96%;
- если устройство оснащают дополнительным контуром водоснабжения, то полученное тепло можно использовать, например, для отопления помещений.
Существуют разные виды пеллетных котлов:
- 1. Котлы, работающие исключительно на древесных пеллетах.
- 2. Комбинированные модели, которые могут работать не только на пеллетах, но и при необходимости на дровах или угле.
- 3. Универсальные, способные работать практически на любом виде твёрдого топлива.
Описание сырья
Пеллеты — гранулы из отходов древесины Пеллеты – это древесные гранулы, обработанные специальным материалом. По сути представляют собой отходы деревообрабатывающего производства. Пеллеты являются экологически чистым природным сырьем, в составе которого нет опасных химических веществ и соединений. Они нетоксичны и безопасны для здоровья и окружающей среды.
Лучшим сырьем для изготовления пеллет являются опилки, отрезки, стружка, горбыль, древесная мука и прочие отходы. В зависимости от породы дерева гранулы могут быть белыми, черными, серыми. Фермеры могут создавать пеллеты из сена, лузги подсолнечника, камыша, рисовой шелухи и других сельскохозяйственных отходов. Их переработка не вызывает сложностей и не требует специального оборудования. Также производить пеллеты можно из торфа. Это более затратный процесс, так как требует наличия специального оборудования и хороших ресурсов.
К основным параметрам относятся:
- Зольность. Чем она ниже, тем лучше для котла – он не требует частой очистки.
- Влажность. Количество воды в пеллетах составляет около 60.
- Общая длина гранул.
- Плотность.
- Насыпная масса.
- Класс истираемости.
Свойства также зависят от породы, из которой выполнено топливо.
Виды топливных гранул
Свойства, которыми обладают топливные гранулы, во многом определяются характеристиками сырья. Достаточно точным показателем качественных характеристик древесных топливных гранул является их цвет. Так, более светлый цвет древесных гранул пеллет свидетельствует о том, что топливо изготовлено из древесных опилок и мелкой стружки, не содержащих в своем составе посторонних примесей. Использование чистого сырья позволяет создавать топливные гранулы, отличающиеся однородностью своего состава и, соответственно, более высокими качественными характеристиками.
Белые пеллеты производятся из дробленной древесины без использования примесей
Для производства топливных гранул темного цвета используется менее качественное сырье, в качестве которого могут выступать ветки, древесная кора, трава и даже кусочки грунта. Естественно, что такие виды брикетов, которые даже на фото выглядят менее презентабельными, чем пеллеты светлого цвета, при горении создают меньше тепловой энергии и, соответственно, являются менее качественными.
На современном рынке также представлены темные пеллеты, цвет которых обусловлен присутствием в их составе продуктов обжига угольных масс. Качественные характеристики таких топливных брикетов в плане тепловой энергии, выделяемой при их сгорании, даже превосходят аналогичные параметры пеллет, в составе которых содержатся только натуральные древесные опилки и стружка.
Чаще всего пеллеты темного цвета – это агропеллеты, выпускаемые из отходов сельскохозяйственного производства
Разновидности электрокотлов
Выполняя подбор мощности котла отопления по площади дома, стоит разобраться в основных типах таких приборов:
- ТЭНовые. Это традиционный и наиболее распространенный вариант электрокотлов. Более экономными считаются многоступенчатые агрегаты, поскольку они способны функционировать в нескольких режимах. Среди недостатков можно назвать низкий КПД вследствие теплопотерь на прогрев ТЭНов. А вот к достоинствам можно отнести невысокие цены на расходные материалы (ТЭНы) и простой в исполнении ремонт.
- Индукционные. В таком оборудовании прогрев теплоносителя производится в момент прохождения воды через индуктивную катушку. Считается, что индукционные котлы более экономичны в сравнении с ТЭНовыми, у них нет теплопотерь и практически отсутствует инерционность. К тому же, такие котлы очень компактные – они выглядят, как кусок трубы длиной от 35 см до 1 м. Среди недостатков можно назвать необходимость в постоянном циркулировании теплоносителя, иначе, котлы перегреваются и быстро сгорают.
- Электродные. Многие покупатели, когда хотят подобрать котел по параметрам, останавливаются на данной разновидности оборудования реже всего. Хотя они считаются наиболее экономичными, в большинстве случаев потребителей останавливает необходимость циркулирования по трубам электролита в качестве теплоносителя, то есть воды с определенными добавками. Такое требование обусловлено тем, что прогрев теплоносителя происходит за счет прохождения тока между электродами. При работе котлов данного типа нужно контролировать состояние электродов и электролита. К тому же, вся установка работает под напряжением – это тоже несколько пугает потребителей.
Устройства комбинированного типа
Перед тем, как подобрать мощность котла для вашего дома, стоит обратить внимание еще на одну разновидность котлов – комбинированные. Имеются в виду приборы, которые могут работать с несколькими вариантами топлива
Чаще всего потребители приобретают твердотопливные котлы со встроенными ТЭНами. В момент сгорания угля или дров система прогревается так же, как и при использовании обычного твердотопливного котла. Когда топливо прогорает, а котел начинает остывать, для поддержания температуры в доме включаются электрические ТЭНы. Сами по себе, они не способны полноценно обогреть дом, но поддержать температуру и не позволить системе замерзнуть, вполне могут.
Достаточно высоким спросом пользуются комбинированные котлы с горелками под жидкое топливо. Такие приборы оборудованы двумя отдельными камерами сгорания – для твердого топлива и для жидкого.
Как изготавливают пеллеты
При изготовлении гранул для котла сырье должно пройти определенный технологический процесс на производственной линии. Основные этапы этого процесса на примере получения древесных пеллет следующие:
- Дробление на крупную фракцию – на этом этапе разные по величине древесные части приводят к состоянию однородной массы дробильной установкой;
- Измельчание в мелкую фракцию при помощи молотковой мельницы – размер частиц полученного сырья не должен превышать 6 миллиметров;
- Сушка до состояния влажности материала в пределах 8.0 – 10.0% в сушильных установках ленточного и барабанного типа;
- Прессование в пресс-грануляторе. На этом этапе массу прогревают до температуры 120 градусов по Цельсию и продавливают через матрицу;
- Охлаждение (при необходимости) и фасовка готового продукта.
При изготовлении агропеллеты из лузги подсолнечника из технологического процесса исключается этап измельчения сырья.
Классификация пеллет
По своему сорту пеллеты делятся на 3 вида:
- Индустриальные пеллеты. Гранулы серо-коричневого оттенка. В них содержится примерно 0,7 массовой доли золы из-за того, что древесина, являющаяся материалом для изготовления этого вида пеллет, не подверглась окорке. Другими словами, в таких древесных пеллетах содержится большое количество коры. Из-за высокого содержания коры, не все котлы могут работать с таким топливом, это приводит к их поломке. Но их плюс заключается в стоимости: индустриальные пеллеты стоят меньше пеллет высшего качества примерно на половину сумму. И если у человека стоит котёл, который справляется с таким видом гранул, то без проблем можно пользоваться ими. Однако чистка котла благодаря такому топливо будет проходить чаще.
- Агропеллеты. Цвет такого топлива варьируется от серого до темно-серого. Цвет зависит от материала, из которого изготовлены пеллеты. Часто можно встретить пеллеты из опилок. Данный вид, как правило, получают из отходов сельскохозяйственных культур, например соломы, сена, листьев и другого. Поэтому, иногда такого рода топливо называют пеллетами из соломы или пеллетами из листьев. Этот вид топлива является самым дешевым, так как при сгорании выпадает огромное количество золы, даже больше чем при горении индустриальных гранул. Их применяют обычно на больших тепловых электростанциях, требуется регулярное очищение от шлаков. Однако такой вид топлива вызывает ряд проблем: самую высокую зольность и проблему транспортировки, из-за этого агропеллеты стоят дешевле остальных пеллет. Во время перевозки половина гранул рассыпается на пыль из-за своей мягкости. А, как известно, такая пыль уже не послужит материалом для котлов – котлы засорятся еще больше. Поэтому, чтобы использовать данный вид топлива, лучшим вариантом будет находиться недалеко от самого места производства агропеллет.
- Белые пеллеты. По названию понятно, что гранулы такого класса отличаются своим слегка серым, желтова-то белым или полностью белым цветом. Имеют свой приятный запах — запах свежей древесины. Такие пеллеты стоят дорого, так как их зольность ниже всего и составляет примерно 0,5%. Если использовать такое топливо при отоплении, о чистке котла можно забыть на ближайшие пару месяцев. При их использовании оборудование будет служить долго, а золы от них будет выделяться мало.
Существует также отдельный вид пеллет, который не входит в данную классификацию:
Торфяные пеллеты — такое топливо характерно высокой зольность. Такой материал является экологическим и экологичным. Из-за зольности данные пеллеты применяют только в промышленности. И чаще всего — в улучшении удобрений.
Факты о топливных брикетах
Следующие параметры выгодно отличают пеллеты от обычных дров.
Сколько весят пеллеты?
На вес влияет плотность. К примеру, плотность брикета pini-kay составляет 1.08−1.36 кг/см3. Значит, один куб весит 1080−1360 кг. Это больше, если сравнить один кубометр дров из дуба — около 800 кг, березы — 750 кг, сосны — 520 кг.
Как и какое время горят?
Брикеты горят равномерно и долго, если они сложены правильно и было обеспечено минимальное количество воздуха. К примеру, для обогрева площади 100 кв. м потребуется около 30 кг гранул в сутки. Разжигаются быстро. Правила и рекомендации производитель указывает на упаковке.
Можно ли использовать как наполнитель?
Да, можно. За счет натуральности и безопасности сырья нередко гранулы используют в качестве подстилок для домашних питомцев, бюджетного наполнителя кошачьих туалетов.
Справка. Если своевременно не менять наполнитель, то гранулы начнут издавать неприятный запах. Регулярная замена влияет на увеличение расхода продукции.
На сколько хватает тонны пеллет для отопления?
Ориентировочный расход топлива каждый месяц составляет от 1400 до 2000 кг, если отапливается многоэтажный дом с площадью 200 кв. м.
Сколько нужно пеллетов для отопления дома?
Количество зависит от типа котла и качества самой продукции, утепления дома. Для помещения с площадью до 100 кв. м потребуется около четырех тонн топлива за весь отопительный сезон.
Сравнение гранул с другими видами топлива
Взяв за основу теплоотдачу, можно понять, что пеллеты при теплоотдаче в 5 киловатт с каждого килограмма, немного проигрывает углю. И, естественно, выигрывает у обычных дров, с теплоотдачей от двух до четырех киловатт с килограмма. Но все становится интересней, когда сравнения требует цена.
Обычные дрова при стоимости около трех рублей за килограмм являются абсолютным лидером, а пеллеты находится посредине списка. Что же касается угля, то его цена в десять рублей за килограмм становится самой невыгодной, учитывая средний коэффициент полезного действия установок по сжиганию этих типов топлива, и количество золы.
Ненужные деревянные щепки используют при изготовлении древесных гранул
Дрова оставляют два процента золы, пеллет полтора, а антрацитовый уголь до двадцати пяти процентов. При примерно одинаковой стоимости киловатта готовой энергии, при покупке топлива и использования его в качестве основного, пеллет значительно выигрывает в качестве и чистоте энергии.
Ведь процесс сгорания топливных элементов, выделяет столько углекислого газа, сколько потребляет дерево в процессе роста. Сажи пеллеты выделяют намного меньше, чем дрова или уголь. Транспортировка пеллет довольно несложная. Но если производить гранулы из отходов собственного производства или же сельскохозяйственных отходов, то себестоимость киловатта энергии резко уменьшается. Киловатт энергии может стоить в три раза меньше обычных дров.
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.
Виды пеллет
Можно выделить следующие виды пеллет:
- Древесные – производятся из различных видов древесных материалов, например, опилок, щепок, коры, горбылей или некачественной древесины. Древесные пеллеты подразделяются на бытовые и промышленные. Бытовые производятся из свежих опилок, а промышленные – из сырья с различными примесями. Древесный пеллет бывает серого, коричневого или светлого оттенков. Оттенок определяет качество поставляемой древесины – чем светлее производимый материал, тем более качественным и «чистым» применялось сырьё. К примеру, светлые пеллеты являются наиболее популярными при использовании в качестве источника отопления, так как имеют низкий уровень зольности по причине отсутствия коры и древесной пыли в составе продукции.
- Растительные – производятся из отходов сельскохозяйственной продукции, например, из соломы, подсолнуховой шелухи, кукурузных или гречишных отходов. Как правило, растительный вариант имеет темный оттенок. Растительные пеллеты характеризуются низкой себестоимостью, высоким уровнем зольности и применяются в промышленных целях.
- Торфяные – производятся из торфа и обладают ярко выраженным тёмным цветом. Торфяные пеллеты также обладают низкой стоимостью и повышенным уровнем зольности при эксплуатации. По этой причине торфяной вариант применяется в промышленных целях.
Бизнес план по производству пеллет
Если производство пеллет будет работать в одну смену, берем за основу стандартный рабочий день: 8 часов, а рабочий месяц – 24 дня. При этом расходы на производство составят приблизительно 30 % валовой прибыли.
Стоимость сырья составляет около 2 долларов за кубометр, а для изготовления тонны пеллет нужно 7,5 кубометров опилок. Так что сырье для производства одной тонны топлива обойдется в 15$. В худшем варианте стоимость пеллет первого сорта составляет 90 $ за m3, промышленных – 60 $ за m3. Валовая прибыль рассчитывается как произведение количества рабочих дней на дневную выручку.
Фасуют пеллеты в мешки и биг-бэги
После подсчетов делаем вывод, что мини-фабрики будут самыми окупаемыми, при этом при производстве выгоднее всего применить электропривод. Наихудший вариант – промышленная линия с показателем производительности до 1000 кг в час, потому что такое производство окупится через 14-15 месяцев. Однако преимуществами такого производства являются его капитальность и надежность. А уменьшить срок окупаемости можно, если организовать работу в две смены. При такой организации труда он уменьшится практически вдвое.