Отопление и котлы

Пеллетный котел: устройство и принцип работы

4.9 (98.18%) 11 vote[s]

Пеллетный котел – это теплогенерирующее устройство, которое генерирует энергию за счет сжигания пеллета. По сути, это обычный твердотопливный агрегат, конструкция которого модернизирована для эффективного сжигания гранулированного материала. Суть модернизации заключается в уменьшении размеров первичной камеры сгорания, использование особого типа горелок и дополнительное оборудование автоматической подачи топлива.

Пеллет – это спрессованная гранула, состоящая из опилочно-стружечных отходов деревообрабатывающих предприятий. Также для производства пеллета используют и отходы сельского хозяйства в виде соломы, сухого навоза. Для названия пеллета используют термин «гранулированное биотопливо». Чтобы гранула не рассыпалась, при производстве пеллета в прессуемую измельченную смесь добавляют лигнин, который является связующим веществом. Плотная гранула не имеет пор, поэтому она не сгорает моментально.

Принципиальная схема конструкции и функционирования

Теплогенерирующее оборудование для сжигания пеллета представляет собой комплекс взаимосвязанных агрегатов. Главными агрегатами, в которых и происходит сжигание пеллета и энергия сгорания биотоплива передается теплоносителю, являются котлы. Принципиально устройство пеллетного котла такое же, как и у обычных твердотопливных нагревателей. Котлы для сжигания пеллета состоят из таких же основных функциональных узлов:

      • Горелка.
      • Нагнетающий вентилятор.
      • Одна или две камеры сгорания (по принципу пиролизного горения).
Пеллетный котел
Пеллетный котел

Важно! Пеллетный котел изначально создавался в рамках энергосберегающих технологиях, и все его механизмы сконструированы так, чтобы каждая калория была использована эффективно.

Нагреватель имеет встроенный контур, в котором в качестве теплоносителя может использоваться вода или антифриз.

Поскольку подача пеллета в котлы осуществляется через шнек, то система автоматики в таком оборудовании сложнее, чем в обычных твердотопливных агрегатах. Отдельно для хранения пеллета предусмотрен бункер, из которого через шнек осуществляется дозированная подача пеллета в камеру сгорания агрегата.

Камера сгорания

Основная рабочая часть, в которой генерируется тепло – это камера сгорания. Поскольку количество горящего пеллета невелико, то и камера горения имеет небольшие размеры. В этой системе основным источником энергии является не первичное горение пеллета, а сжигание газообразных горючих веществ, которые образуются в результате пиролиза гранул.

Они сгорают в верхней камере, где и создается высокая температура. Использование пиролизного горения позволяет максимально эффективно сжигать пеллет, за счет чего оборудование имеет КПД 90%. Кроме того, контроль расхода пеллета исключает чрезмерный расход топлива, что также позволяет экономить на отоплении.

Виды горелок

Для сжигания пеллета предусмотрены горелки особой конструкции:

      • Факельные.
      • Ретортные.

Различаются они по способу подачи в зону горения пеллета и воздуха.

Типы горелок
Типы горелок

Сгорание пеллета факельной камере происходит в сильном потоке воздуха, создаваемым вентилятором. За счет избытка кислорода пелеты сгорают при максимально высокой температуре (до 1200 градусов). Оборудование с таким типом горения пеллет имеет одну камеру сгорания, из которой раскаленные газы сразу попадают в коллектор теплообменника.

Факельная горелка имеет предварительную камеру, в которую пеллет подается буквально гранула за гранулой, которые подхватываются потоком воздуха и выносятся в зону горения. Из-за высокой скорости потока горячих газов и полного сгорания пеллет, КПД такого агрегата высокий. Для факельного сгорания используют топливо с низкой зольностью.

Ретортная горелка имеет форму чаши, в которую шнек подает топливо сверху или снизу через отверстие в днище. При нижней подаче процесс напоминает выдавливание пасты из тюбика, а при верхней засыпке происходит обычное подсыпание пеллета в чашу. Ретортная горелка с верхней засыпкой называют еще «каминной». При нижней подаче шнек подает пеллет, который выталкивает сгоревший слой, и зола падает в зольник.

Важно! Настройка ретортной камеры сгорания потребует времени, так как необходимо синхронизировать подачу пеллета и скорость его сгорания. Неправильная синхронизация может привести к перемещению очага горения в шнек или затуханию топки.

Ретортные чаши с продувом для сжигания пеллёт «всеядные», но если используется топливо низкого качества, горелка должна быть подвижной, оснащенной механизированным «ворошителем» шлаков. Это будет предотвращать их спекание и закупорку просветов в чаше для осыпания золы в зольник. Оборудование, в котором установлена такая горелка, работает по принципу пиролизного горения.

Теплообменник

В теплообменнике осуществляется передача тепловой энергии продуктов горения теплообменнику. От их конструкции зависит эффективность работы агрегата. Пеллетный теплообменник по типу маршрутизации газов бывают горизонтальным и вертикальным.

Устройство теплообменника
Пеллетный котел: устройство теплообменника

Конструктивно пеллетный теплообменник имеет множество внутренних разветвлений (завихрителей, турбулизаторов), которые продлевают время нахождения горячих газов внутри него, за счет чего теплоноситель забирает у них максимум тепла. На выходе в дымоход температура дымовых газов снижается до 110 градусов.

Наибольшее распространение получили котлы с теплообменником вертикального типа. Они более практичны, поскольку зола не так интенсивно откладывается на вертикальной поверхности.

Бункер и система подачи

Важным элементом, обеспечивающим бесперебойную работу оборудования, является бункер. В нем хранится прессованная гранула, через нижнее узкое отверстие попадает на шнек и доставляется топку. Размеры бункера бывают разные. Для бытовых систем устанавливают емкости объемом 200 кг.

Бункер
Бункер

Устройство подачи пеллета в топку представляет собой шнек, закрытый в цилиндрическом корпусе. Внешне она представляет собой рукав, идущий от нижней части бункера к топке.

На входе в топку рукав оснащен лепестковым клапаном, предотвращающим встречное распространение огня.

Для подачи пеллет на большие расстояния использую пневматическое оборудование, но узел засыпки всегда имеет шнековую подачу.

Механизм автоматического розжига

При грамотно настроенной работе агрегата горение поддерживается за счет тлеющих пеллет предыдущей порции. Розжиг топки выполнятся либо вручную, либо при помощи встроенного высокотемпературного фена или спирали накаливания. Керамические ТЭНы устанавливают в агрегатах с ретортными горением.

Системе розжига
Системе розжига

Важно! Пеллетный агрегат оснащен сложной автоматикой, в которой предусмотрено несколько режимов розжига топки. Датчики фиксируют наличие огня в зане горения, и если система включается после непродолжительного перерыва, то повторный розжиг может выполняться при помощи одного вентилятора, который «раздувает» еще не остывшие угли.

В стандартной комплектации мощности спирали накаливания бывает недостаточно для розжига некачественного (или сырого) пеллета. Поэтому устанавливают более мощные ТЭНы вместо заводских, если предполагается постоянное использовать топливо низкого качества.

Система удаления золы

Зольные контейнеры, расположенные под топкой, в пеллетных агрегатах могут разгружаться вручную или в автоматическом режиме. В моделях с ручным опорожнением контейнера он имеет большой объем, так как количество твердых отходов после сгорания пеллета высокое, и это сделано для увеличения промежутка между процедурами очистки зольника.

Зольный контейнер
Зольный контейнер

В моделях с автоматическим удалением золы отходы выводятся шнековым транспортером, под который устанавливают большой отдельный контейнер. Такой механизм позволяет экономить объем емкости для отходов, так как по мере продвижения по шнековому рукаву зола уплотняется.

Принцип работы пеллетного оборудования:

Оборудование, в котором используется гранулированное биотопливо, идеально подходит для обустройства отопления в частных домах. После правильной настройки, они в дальнейшем не требуют к себе постоянного внимания, чем значительно облегчают эксплуатацию.

Читайте больше по теме:

Подписаться
Уведомление о
guest
0 комментариев
Inline Feedbacks
View all comments
Просмотры: 355

Популярные записи