Приближение зимней холодной поры вновь заставляет рачительного хозяина задуматься о том, чем отапливать дачи и загородные дома. Те, кто привык действовать по пословице «готовь сани летом» уже сейчас начинают продумывать план «зимней отопительной компании». Большинство пользователей, безусловно сохранят свои предпочтения и в предстоящем сезоне, и скорее всего ограничатся текущими сервисными работами по обслуживанию отопительного оборудования, однако наверняка есть группа людей желающая по тем или иным причинам перейти на новые технологии отопления.

Одной из бурно развивающихся альтернативной технологий является технология отопления с использование твёрдого биотоплива – пеллет. Это сравнительно новое топливо в нашей стране, однако уже широко используется в зарубежных странах. Пеллеты (пеллетс) представляют собой прессованные отходы деревообрабатывающего, сельскохозяйственного предприятия унифицированные по форме. На вид они напоминают используемый для кормления крупного рогатого скота комбикорм ( к слову сказать первые энтузиасты производства пеллет использовали именно оборудование для производства комбикорма для выпуска пеллет) или небрежные обрезки карандашей IKEA. На западе используются термины : Wood pellets и Holz-Pellets, или Holzpellets, в России - "биогранулы", "топливные гранулы", "биомасса", "опилочные гранулы". Но наиболее правильное название - "древесные топливные гранулы" или просто "пеллеты".

Из чего изготавливать пеллеты

Древесина различных пород, служащая исходным сырьём для изготовления пеллет, состоит из целлюлозы (40-50%), лигнина (16-33%), гемицелюлоз (15-30%), экстрагируемых веществ и неорганических примесей (1-2%). Целлюлоза и гемицеллюлоза являются полисахаридами (карбогидратными полимерами). Лигнин состоит из комбинации фенилпропановых структурных единиц, из функциональных групп в лигнине преобладают метоксильные и фенольные. Именно лигнин и является тем самым клеем, который склеивает пеллеты. И ни какой химии.
Древесина и ее компоненты легко подвергаются различным химическим превращениям при относительно невысоких температурах, под воздействием кислорода воздуха и солнечных лучей (процессы гниения). При этом образуется значительное количество низкомолекулярных соединений: сахаров, фенолов, фурфурола, ароматических и алифатических углеводородов и др. соединений. Все эти вещества, в большинстве своем достаточно вредные, проникают в грунтовые воды, в атмосферу и отрицательно влияют на окружающую среду. При неправильной утилизации твердых промышленных отходов в окружающую среду также попадают технологические соединения, используемые в производстве. Например, при утилизации в виде твердых отходов 1 м3 обрези фанеры в окружающую среду может попасть около 50 кг фенольных смол. Изготовление пеллет из подобной фенольного сырья решают жту проблему так как уже при температуре близкой к 1000 градусов фенол распадается, а температура горения пеллет превышает данную температуру.

Особое значение приобретают пеллеты изготовленные из торфа, с одной стороны, речь идёт о «о переходе с нефтяной иглы» на использовании дешевого и локального, в буквальном смысле валяющегося под ногами, топлива ( хотя и не совсем экологически чистого по сравнению с пеллетами, изготовленными из отходов древесины) с другой стороны, возможно именно развитие производства пеллет из торфа приведёт настоящего хозяина на торфоразработки и прекратит летние пожары .

В России запасы сырья для производства древесных топливных гранул огромны, исчисляются они миллиардами кубометров. Используя пеллеты, получаемые из отходов лесной промышленности, Россия могла бы экономить традиционное топливо. И дело здесь не только в том, что углеродное ископаемое топливо, в отличие от возобновляемого, рано или поздно закончиться, предварительно увеличив себестоимость своей добычи до рекордных сумм.

В чём проблема

Начнем с того, что в России исторически сложилась система отопления коттеджа круглогодичного проживания на базе электрических котлов, конвекторов и других устройств, подключаемых к сети электроснабжения. Это было вызвано дешёвым электричеством, и до сих пор подобный образ мышления живёт в сознании людей, хотя от дешевого жлектричества не осталось даже дыма . Вот факты, знакомые каждому дачнику перебои (и зачастую длительные) с поставками энергии в отдаленные районы являются фатальной неизбежностью, на каждый коттедж обычно отмерена весьма ограниченная электрическая мощность, которой едва хватает для осветительных приборов, холодильников, телевизоров и т. п.

Именно поэтому автоматизированные системы отопления индивидуальных усадеб логичней оборудовать теплогенераторами на ископаемых видах топлива. А автоматизированные пеллетные теплогенераторы логично сравнить с оборудованием, работающим на природном газе, солярке и угле, оценивая затраты на закупку и содержание отопительной системы, степень воздействия техники на экологию прилегающего к дому участка и т. п.
С точки зрения экологии отопление на пеллетах и на магистральном газе практически не наносит вреда окружающей среде. Для установки котла на древесных гранулах не требуется согласования - для его монтажа в простейшем случае нужно всего лишь одно помещение, оборудованное в соответствии с требованиями к котельным на твердом топливе.

По сравнению с жидкотопливными гранульные котлы, судя по всему, оборудование более экологичное и дешевое в эксплуатации. Дым котла, работающего на солярке, зачастую содержит в себе едва ли не все элементы таблицы Менделеева. При сжигании этого топлива на участке рядом с домом остается огромное количество вредных для организма человека веществ (в том числе канцерогенов), которые вместе с овощами и фруктами с грядок и деревьев нередко попадают на стол.

Затраты на приобретение жидкотопливного оборудования в 2-3 раза ниже, чем на покупку пеллетного. Зато ежемесячные расходы на солярку при прочих равных оказываются примерно в 2 раза большими, чем на топливные гранулы. А это значит, что через 3-5 лет эксплуатации суммарные затраты на жидкотопливный и пеллетный котлы сравняются.

Как работает пеллетный котел?

Унифицированная (стандартная) форма позволяет обеспечить автоматическую подачу топлива, как в зону хранения (транспортировки) так и непосредственно в зону горения. Иными словами вы топите старыми добрыми дровами, однако это процесс автоматизирован. Основная проблема, мешавшая автоматизации подачи древесины в топку была решена.

Минимальный комплект оборудования автоматизированной котельной для загородного дома, 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%. 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 (архимедов винт). 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 любого типа может осуществляться двумя способами зЗа 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) и 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.

Как видно из приведённого выше описания, ни каких особых «космических» технолгий здесь нет и возможно в обозримом будущем пеллетные котлы займут достойное место среди бытовых котлов - помощников, обогревающих наш дом.