Библиографическое описание:

Гритчин Р. Д., Иванков Д. И. Пеллетный котел как источник тепла для загородного дома // Молодой ученый. — 2016. — №11. — С. 322-325.



Рассматривается возможность и экономическая целесообразность использования пеллетного котла как источника тепла для загородного дома. Ведется сравнение стоимости эксплуатации пеллетного котла с некоторыми другими видами теплогенерирующих установок.

Ключевые слова: пеллеты, пеллетный котел, источник тепла, отопление, загородный дом.

В загородных домах, где отсутствует возможность подключения к газовой магистрали, существуют перебои с электричеством, находят применение теплогенерирующие установки с автономным источником питания — агрегаты, работающие на сжиженном газе, дизельном топливе, твердом топливе, многотопливные установки. С конца 20 века, после изобретения в Германии пеллетных котлов отопления, появилась возможность обогревать дома, используя отходы деревообработки [1].

Следует кратко описать устройство пеллетного котла и его функционирование. На рисунке 1 весьма наглядно продемонстрирован вариант конструкции подобного агрегата. Пеллетные котлы представляют собой стационарное оборудование универсального способа установки. Составными частями котлов на пеллетах являются корпус, горелка, топка, теплообменник, топливный бункер и дымоход. Теплообменник изготавливается из чугуна или нержавеющей стали [2].

Рис. 1. Пример устройства и функционирования пеллетного котла

Топливом для данных котлов служат топливные гранулы (пеллеты). Пеллеты (пилеты, пеллетс, древесные топливные гранулы) представляют собой цилиндрической формы прессованные отходы древесного производства. За рубежом пеллеты широко используются в качестве топлива для автоматизированных котельных, как бытового, так и промышленного уровня. В ряде европейских стран использование пеллетных котлов, считающихся более экологичными по сравнению с котлами, использующими традиционное топливо, экономически выгодно, т. к. поддерживается государством (выделяются субсидии и дотации на установку пеллетного отопительного оборудования, уменьшается ставка налогообложения).

Пеллеты обычно имеют размеры 6–8 мм в диаметре и 5–70 мм в длину, в зависимости от используемого сырья и качества производства пеллет, хотя следует отметить, встречаются пеллеты и других размеров. Например, в Новосибирске производят пеллеты диаметром 10 мм. Сырьем для производства пеллет в нашей стране служат хвойные породы, однако лучшие пеллеты получаются из сырья лиственных пород (это требует оборудования более высокого класса) [2].

Самыми качественными и, соответственно, дорогими являются белые пеллеты. Они отличаются крайне низким уровнем зольности и предельно высоким для подобного вида топлива тепловыделением. В качестве сырья для этой категории гранул выступают опилки различных пород древесины, не содержащие коры. Сама же древесина перед дроблением и последующим гранулированием подвергается окорке (очистке от коры необработанных лесоматериалов). Использование белых сортов позволяет получать от котла максимум производительности и, кроме того, светлые пеллеты дают возможность свести к минимуму работы по его очистке.

Промышленные, или индустриальные пеллетыотличаются более темным цветом. Это связано с наличием в исходном сырье различных несгораемых остатков и коры. Зольность этой категории колеблется от 0,7 % до 1,5 %, тепловыделение же остается практически на уровне белых сортов. Повышенная зольность таких пеллет ведет к увеличению числа чисток котла, что несколько снижает его потребительские характеристики.

Существуют так же агропеллеты — гранулы, произведенные из некондиционных отходов сельского хозяйства, в т. ч. семян подсолнечника, остатков шелушения гречки и т. д. Однако применение их в пеллетных котлах малой мощности нецелесообразно [9].

Как и большинство современных теплогенерирующих установок, котлы на пеллетах имеют высокий уровень автоматизации и обеспечивают программирование режимов работы и поддержание заданной температуры. Подача топлива из бункера также осуществляется автоматически, по мере необходимости, благодаря чему котел может работать без участия человека, например, пока есть пеллеты в оперативном бункере (до 7 суток и более). Пеллетные котлы имеют относительно высокий высокий КПД — 85–95 % (в зависимости от стоимости агрегата и качества используемых пеллет).

Мощность гранульных котлов, устанавливаемых, как правило, в коттеджах, составляет от 15 до 500 кВт. Нижняя граница предлагаемых мощностей определяется в основном экономической целесообразностью, а верхняя граница предлагаемых мощностей связана с отсутствием опытно-расчетных оснований для получения преимуществ пеллетных котлов перед другими технологиями (снижение КПД ниже 80 %, снижение срока эксплуатации котла до 3–5 лет).

На рисунке 2 представлена одна из возможных схем отопления и горячего водоснабжения частного дома с помощью пеллетного котла.

Схема отопления и горячего водоснабжения частного дома с помощью пеллетного котла и аккумулирующей емкости

Рис. 2. Схема отопления и горячего водоснабжения частного дома с помощью пеллетного котла и аккумулирующей емкости [2]

Следует перечислить характерные только пеллетным котлам преимущества:

‒ отсутствие топливных емкостей под высоким давлением с легковоспламеняющимся содержимым (аспект безопасной эксплуатации);

‒ экологичность — такой вид топлива не загрязняет окружающую среду, по сравнению с жидкими нефтепродуктами [1].

Современная конструкция пеллетных котлов с автоматизацией процессов работы, позволила увеличить время, которое данное оборудование способно работать в автономном режиме. Но эти решения не смогли полностью устранить следующие недостатки:

  1. Требования к топливу. Металлические частицы, мелкие камни и т. д. попадая в шнековую систему, могут привести к повреждению системы отвечающей за подачу топлива. Рекомендуется применение только высококачественных пеллет от крупных и известных производителей.
  2. Необходимость в обслуживании. Даже при использовании качественных пеллетных гранул периодичность очистки горелки и дымохода не должна быть реже одного раза в неделю. Если используется маломощные бытовые приборы, то такое обслуживание может осуществляться реже.
  3. Зависимость от электроэнергии. Автоматическое пеллетное отопление может осуществляться только при наличии электроэнергии. Автоматика, подача топлива, горелка — все эти системы оборудования могут работать, только при наличии электроснабжения [3].

В заключении о стоимости получения тепла с помощью пеллетных котлов и сравнение с некоторыми другими видами топлива (в качестве примера цены на топливо взяты для Тульской области):

‒ электрическая энергия. 1 кВт*ч энергии — это 3,6 МДж тепла. 3,79 рубля за 1 кВт*ч [4], значит 1 МДж будет стоить около 1 рубля.

‒ сжиженный газ. Низшая теплота сгорания сжиженного газа — 45,2 МДж на 1кг и стоит 27,5 рублей [5], значит, 1 МДж будет стоить около 61 копейки.

‒ магистральный газ. 33,5 МДж тепла на 1м куб. Стоимость газа для населения в Тульской области — 5182,95 руб. за 1000 м3 (с учетом НДС) [6]. 1 кубометр для населения — 5,18295 руб., значит, 1 МДж будет стоить около 16 копеек.

‒ дизельное топливо. 43,12 МДж тепла на 1 литр. 31,5 руб. за 1 литр [7], значит, 1 МДж будет стоить около 73 копейки.

‒ древесные пеллеты. Цена 1 тонны пеллет (8 мм) — 8 000 рублей [8]. 17,17 МДж на 1кг, значит, 1 МДж будет стоить около 47 копеек. При КПД агрегата 75 % — 62 коп.

Таблица 1

Стоимость 1 МДж тепла для некоторых видов топлива

Топливо

Стоимость 1 МДж тепла, рубли

Электрическая энергия

1,0

Дизельное топливо

0,73

Сжиженный газ

0,61

Древесные пеллеты

0,47 (0,62)

Магистральный газ

0,16

По данным таблицы 1 видно, что для производства тепловой энергии, в совокупности с высокоэффективными пеллетными котлами, древесные пеллеты способны составить конкуренцию «традиционным» видам топлив.

Данные в таблице 1 приведены для 100 % эффективности теплогенерирующего оборудования. Поэтому при расчетах следует учитывать реальные КПД конкретной установки.

Литература:

1. Пеллетные котлы отопления. — URL: http://kvarremontnik.ru/pelletnye-kotly-otopleniya/ (Дата обращения 25.05.2016).

2. Отопительные котлы на пеллетах. — URL: http://www.abok.ru/for_spec/articles.php?nid=5561 (Дата обращения 25.05.2016).

3. Бытовые пеллетные автоматические котлы. — URL: http://avtonomnoeteplo.ru/otopitelnye_kotly/40-pelletnye-avtomaticheskie-kotly-dlya-otopleniya.html (Дата обращения 25.05.2016).

4. Тарифы на электрическую энергию для населения Тулы и Тульской области с 1 января 2016 года. — URL: http://energo-24.ru/tariffs/electro/2016/10154.html (Дата обращения 25.05.2016).

5. Поставка сжиженного газа. — URL: http://www.tulaoblgaz.ru/services/postavka-szhizhennogo-gaza/ (Дата обращения 25.05.2016).

6. Тарифы для населения. — URL: http://www.mrgtula.ru/naseleniu/tarifs/ (Дата обращения 25.05.2016).

7. ПРАЙС-ЛИСТ дизельное топливо ЕВРО сорт Е вид III, 5 класс, ТНК. — URL: http://www.ttrc.ru/prays-list/kupit-dizelnoe-toplivo-po-optovym-cenam/ (Дата обращения 25.05.2016).

8. Топливные пеллеты. — URL: http://www.gorinia.ru/pellety (Дата обращения 25.05.2016).

9. Пеллеты — древесные топливные гранулы. — URL: http://gh2004.ru/pellety (Дата обращения 25.05.2016).

Основные термины (генерируются автоматически): Дата обращения 25.05.2016, пеллетного котла, пеллетных котлов, МДж тепла, помощью пеллетного котла, древесные топливные гранулы, горячего водоснабжения частного, водоснабжения частного дома, эксплуатации пеллетного котла, устройство пеллетного котла, производства пеллет, пеллетных котлов отопления, функционирования пеллетного котла, использования пеллетного котла, источник тепла, Тульской области, использование пеллетных котлов, загородного дома, Пеллетные котлы, числа чисток котла.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle
Задать вопрос