Котел на опилках и щепе: как выбрать эффективный твердотопливный котлоагрегат длительного горения, обзор лучших моделей, цены и отзывы владельцев

Читайте, как работают котлы на щепе и печи на древесных отходах: бытовые для дома и промышленные, с автоматическим и ручным способами подачи, как устроена котельная, которая отапливается таким образом. Делаем твердотопливный агрегат своими руками.

Опилки и щепа: их эффективность в качестве твердого топлива

Измельченная древесина, полученная в результате обработки бревна или специально подготовленная из отходов производства, называется опилками и может быть топливом. Сырьем для котлов становятся такие древесные отходы, как:

  • горбыль различных пород, обзольные доски, щепа разных форм и размеров;
  • свежие опилки или уличного хранения, разной влажности и срока давности;
  • стружка сухая, мелкая и длинная, лежалая, различной степени сохранности;
  • мебель, пришедшая в негодность, остатки строительных конструкций, дверей, поддонов.

Сырье, которое готовится стать топливом, должно соответствовать требованиям ГОСТ 33103.1 – 2014:

  • не иметь ядовитых химических соединений, выделяющихся при горении и металлических включений (гвозди, петли в остатках ДВП, ДСП);
  • содержать не более 0,5% минеральных примесей, 5% гнилья и 8% коры деревьев.

Полученная биомасса просеивается до получения фракций опилок размером до 30 мм. Этот параметр критичен для работы механизмов подачи автоматических котлов и влияет на процесс горения. Более мелкие опилки требуют больше наддува воздуха для полного сгорания, чем обозначенные требованиями ГОСТ.

Опилки и щепаТак выглядит сыпучее топливо на фото. Слева – опилки, справа – щепа.

Зольность – это параметр, который определяет количество получающихся отходов сгорания топлива. Чем выше зольность, тем чаще чистка котла, тем меньше теплотворная способность топлива. Наличие же формальдегидов и другой ядовитой химии в опилках, используемых в качестве топлива в бытовых котлах недопустима и требует иной утилизации. Самым важным параметром, определяющим количество тепла, произведенного из опилок, является влажность. Она может в разы менять способность автоматического котла выполнять свои функции. Этот параметр желательно контролировать перед загрузкой и иметь возможность приводить опилки в соответствии с требованиями производителя котла.

При заключении контрактов по поставке опилок на топливо автоматического котла имеет значение не только цена, но и качество поставляемой продукции. Опираясь на требования ГОСТ 33103.1 – 2014, мы рекомендуем четко прописать параметры опилок в договоре. Соблюдение этих пунктов позволит эксплуатировать агрегат долго и с полной отдачей тепла. Иметь рядом поставщика с хорошей ценой и приличным качеством топлива – главный пункт при выборе твердотопливного котла для отопления дома.

Опилки как топливо автоматических котлов обладают следующими достоинствами:

  • КПД даже у бюджетных автоматических котлоагрегатов на опилках до 90%;
  • доступность качественного сырья для топлива;
  • низкая стоимость исходного материала с деревоперерабатывающих производств;
  • правильно выбранный и настроенный котел сжигает экологически чистое топливо с минимумом дыма, копоти и золы;
  • перебои с качественными опилками легко перекрываются любым твердым топливом (щепой, дровами, углем, сырыми опилками) с потерей эффективности, но без катастрофы.

Но и недостатки опилок тоже существенны:

  • транспортировка из деревообрабатывающих производств требует соответствующей тары так как эти древесные отходы материал сыпучий и объемный, особенно в сухом виде;
  • оборудование сезонного склада опилок нуждается в отдельном здании с хорошей вентиляцией и соблюдением противопожарных норм СНИП и ППБ;
  • периодическое обслуживание транспортера опилок к котлу, чистка дымохода, контроль за влажностью сырья.

Чтобы определить насколько эффективны опилки и щепа в качестве топлива для котлов отопления, мы сопоставили характеристик наиболее распространенных видов топлива в одной таблице:

Вид топлива (W – влажность) Теплотворность кВт/кг КПД,% Цена топлива, руб./тонна(м3) Стоимость кВт энергии, руб.
Бурый уголь (w до 40%) 3,6 70  3 200 1,27
Каменный уголь (w от 7 до 15%) 7,5 70 7 000 1,34
Антрацит (w от 1% до 3%) 8,7 70  8 500 1,40
Природный газ 10,3 90 5 700 0,65
Дрова (w 60-50%) 2,2 60 1 500 1,05
Дрова (w 30-20%) 3,1 60 1  800 0,83
Гранулы (пеллеты) 4,7 85 9000 2,25
Щепа дробленая (w до 20%) 2,0 95 200 1,33
Опилки (w до 20%) 0,81 95 120 1,33
Брикеты (евродрова) 4,3 85%  8500 1,65 – 2,32

Котел на опилках: принцип работы и технические особенности

Твердотопливные котлы уже давно серьезно конкурируют с традиционным газовым оборудованием. Эффективность твердотопливных приборов, равно как их КПД, с недавних пор выросли особенно быстро. Этому способствует не только использование современных технологий, но и применение топлива, на которое раньше даже внимание не обращали.

Отопительные котлы на опилках

Особой популярностью начали пользоваться котлы на опилках, хотя у нас они встречаются нечасто. Поэтому мало кто вообще имеет представление о принципе их функционирования. Тем не менее, такие котлы действительно достойны вашего, поскольку имеют очень много достоинств – среди них экологичность и возможность сэкономить. А если добавить к этому тот факт, что стоимость традиционных видов топлива растет с каждым днем, то получается, что в скором времени данные приборы станут попросту незаменимыми. При помощи котла на опилках вы сможете отапливать теплицы и мастерские, а также частные дома, притом полностью.

Описание и особенности котлов на щепе

Агрегат работает на мелком деревянном топливе. Представляет собой автоматизированную котельную, в которой подача щепок, очистка продуктов сгорания происходит без человеческого вмешательства. Если она оснащена большим бункером, дозагрузка требуется всего несколько раз за сезон.

К такому прибору можно подключить систему ГВС, чтобы сделать из него двухконтурный. Также он способен функционировать с бойлером косвенного нагрева.

Что еще использовать в качестве топлива

Для твердотопливных котлов, помимо щепы, подходят другие древесные отходы: опилки, стружка, пеллеты.

Опилки

Опилки образуются в результате пиления древесины. Они отличаются от щепы, которая обрабатывается специально. Размеры частиц зависят от метода, каким обрабатывалось дерево. Это дешёвый материал для отопления, практически не уступающий по теплоёмкости дровам при правильном использовании.
древесные отходы

Древесные отходы

Древесные отходы

Древесными отходами считается часть дерева, которой не нашлось применение в изготовлении основной продукции. Каждое производство, связанное с переработкой древесины, имеет неизбежные в таком деле отходы: стружку, опилки, древесную пыль. Их используют как самостоятельное сырьё или изготавливают путём прессования брикеты, пеллеты. Прессованное топливо имеет высокий КПД сжигания за счёт отсутствия воды.

Устройство и принцип работы котлов, способных сжигать опилки

Устройство твердотопливного пиролизного котла на опилках и щепеУстройство на примере специализированного на сжигании опилок и щепы «Пиролиз Мастер» BIO

Небольшие размеры фракций опилок плотно прилегают друг к другу, не позволяя воздуху циркулировать в массе даже без утрамбовки. Из-за сложности доступа кислорода температура горящих опилок и щепы меньше, чем у другого твердого топлива и горит только его внешний слой (до 15 мм). Малое количество пиролизных газов при таком горении в разы уменьшает мощность универсального твердотопливного котла при переходе на опилки.

Специализированный газогенераторный котел, где основным твердым топливом назначены опилки и щепа, оснащен вертикальным теплообменником вокруг дымохода из не менее, чем трех колен. В центре вертикальной топки с отверстиями для поступления кислорода воздуха размещена чаша горелки. Розжиг опилок возможен автоматически. Процесс сжигания щепы и опилок происходит под давлением воздуха, нагнетаемого в чашу специальными вентиляторами для обеспечения ровного столба пламени.

Компьютер, управляющий котлом, обычно обеспечивает три режима работы автоматического котла на щепе:

  1. Максимальное горение для обеспечения выхода системы обогрева жилья и ГВС на заданные параметры при запуске в работу. Требует повышенного расхода топлива.
  2. Средний — основной рабочий режим поддержания температуры теплоносителя в рамках, определенных пользователем или производителем агрегата. Расход опилок умеренный.
  3. Пауза. Климатические условия не требуют обогрева и процесс горения прекращен.

Внутри котла может быть размещен механизм самоочищения от сажи и движущиеся колосники. По мере накопления сажи и золы агрегат автоматически сбрасывает их и шнеками отправляет в накопитель. Такая конструкция обеспечивает высокую температуру сгорания опилок и щепы, обеспечивая полное их сжигание практически без «недогара». Высокий уровень автоматизации котлов с применением лямбда-зонда позволяет плавно управлять выдаваемой мощностью от 30% до 100% номинала и достигать КПД 92%.

В отопительных системах промышленного назначения применяются пиролизные котлоагрегаты (шахтные печи), их эксплуатация при одинаковых целях имеет различную реализацию. Бытовой автоматический котел на щепе и опилках должен обеспечить пользователю максимальный комфорт и безопасность при надежной работе. Комфорт заключается в минимальных затратах времени владельца на обслуживание системы обогрева и ГВС.

Одним из условий непрерывной работы котла является обеспечение загрузки бункера агрегата опилками из хранилища и создание разрывов в потоке топлива из хранилища до горелки, чтобы не превратить подачу топлива в бикфордов шнур. Такой разрыв создается за счет сочетания шнека и барабана. Их поочередная работа создает необходимый разрыв, а контроль за наполнением бункера котла и включением шнеков, барабана и ворошителя опилок осуществляет процессор.

Обустройство сезонного хранилища опилок и котельной для частного дома требует тщательного соблюдения норм противопожарной безопасности, строительных нормативов и электробезопасности для таких помещений. Не лишним будет установка автоматической пожарной сигнализации и пожаротушения.

Основные требования

Агрегат для длительного горения древесины должен быть обеспечен:

  • 3-ступенчатой подачей воздуха;
  • контролируемым пополнением бункера опилками;
  • повторным дожигом продуктов.

Требования к котлу

После перегорания сырья и нагревания теплообменника горячие массы должны сразу выводиться в дымоотвод или предварительно в камеру газогенерации для дожигания горючих газов.

Системы подачи топлива

К хранилищу должен быть доступ снаружи. Это облегчает восполнение запасов. Бункер располагается поблизости. Он бывает:

  1. В виде конуса. Имеет суженное наклонное основание, под которым находится шнек, отправляющий сырье в камеру сгорания.
  2. Оборудованный ворошителем. Механизм располагается непосредственно в бункерном отсеке. Его лопасти вращают деревянные элементы. Они попадают в шнек.

Загрузка топочной камеры организована следующим образом. Когда необходима дозаправка, открывается специальный барабан и включается транспортерный механизм. Это является мерой безопасности от случайного возгорания.

Отопительные котлы на опилках — существенная экономия

Теплогенератор на опилках в настоящее время встречается нечасто, хотя с его помощью можно эффективно обогревать частный дом. В основном отопительные котлы на опилках производятся зарубежными компаниями.

Отопительные котлы на опилках

Система подачи топлива

Твердотопливные котлы длительного горения на щепе и опилках, работающие в автономном режиме, практически не требуют обслуживания.

Топливо подается посредством нескольких транспортеров:

  1. Преемник — бункер имеет свободный доступ снаружи здания. В нем установлена шнековая передача, которая соединена с основным хранилищем. После того, как топливо загружено в бункер, включается транспортер, который подает топливо в механизированное хранилище.
  2. Выделяют два типа хранилища, с разным способом подачи древесной щепы в котел. В первом случае в виде бункера выступает наклонное основание, которое образует конус, внизу его находится шнековая передача. Во втором используется ворошитель с подсоединенными к нему лопастями. В процессе вращения устройства, щепа попадает в шнек.
  3. После хранилища щепа попадает в котел не сразу. Пиролизные отопительные водогрейные котлы, функционирующие на опилках и щепе, осуществляют подачу топлива частями. Каждая новая порция топлива попадает в топку с помощью специального барабана, который соединен со шнековой передачей, подающей щепу на горелку.
Система загрузки топлива

Система загрузки топлива из топливохранилища с помощью горизонтального рессорного перемешивателя с поднимающим шнековым транспортером для котлов HERZ firematic 20-301 и HERZ BioMatic 220-500

Расчет минимально необходимой мощности

Определение минимальной тепловой мощности, необходимой для обеспечения комфортного проживания начинается с принятия решений пользователем о:

  • количестве контуров (обогрев жилья, ГВС, теплый пол).
  • регионе проживания (местный климат, роза ветров и т.д.).
  • количество этажей, материал стен, высота потолков, площадь и количество окон здания.

Используя нормативы и коэффициенты СНиП 2.04.01-85, на нашем и других примерах можно сделать довольно точный расчет.

На практике, в начальных расчетах, определяют суммарную площадь отапливаемого здания и, исходя из нормы 1 кВт тепла на 10 м2, получают необходимую мощность, расходуемую на отопление, затем добавляют 20% для контура ГВС и еще 20% на возможные неточности и создание запаса прочности.

Например, для двух контуров потребления тепла в сооружении суммарной площадью 200 м2 достаточно на отопление (200х1)/10 = 20 кВт, ГВС и запас прочности добавят еще 20*0,4= 8 кВт, всего 28 кВт. При выборе конкретного котла принимается ближайшая большая, чем минимально необходимая, стандартная мощность агрегата.

Для промышленных зданий необходимо производить индивидуальный расчет с учетом всех корректирующих коэффициентов.

Отдельные горелки на опилках марки GRV

Горелка на опилках часто используется для модернизации уже существующего оборудования, или установки в составе сушильных комплексов, сушильных барабанов.

Раздел нашего сайта посвященный горелкам: https://snab23.ru/g18681639-gorelki-pelletnye-ugolnye

Модели котлов на опилках GRV

В основном преобладают универсальные котлы на опилках, дровах, щепе и угле. Автоматически подается сыпучие топливо, например опилки в вихревую горелку. Факел от горелки далее вырывается во внутрь топки, в которой полностью происходит догорание топлива. Стенки топлива воспринимают тепловую энергию и передают теплоносителю, продукты горения в виде смеси газов раскалены и перемещаются в теплообменник котла, за счет развитой площади теплообменника происходит теплопередача от продуктов горения к теплоносителю.

Котлы на опилках производства GRV

Рис. 5 Модели котлов на опилках производства GRV

А) – Универсальные котлы мощностью до 300 кВт с использованием вихревой горелки; Б) – Котел универсальный на опилках с подвижным колосником, без подогрева воздуха; В) – Котлы универсальные на опилках, щепе, пеллетах без подвижного колосника, с автоматической выгрузкой золы; Г) – Универсальный котел на опилках, щепе с прочисткой колосниковой решетки, подогревом дутьевого воздуха

Отличительная особенность котлов универсальных на опилках:

· Бункер для топлива используется с ворошителем опилок препятствующий зависанию

· Все универсальные котлы GRV имеют колосниковую решетку которая так же как и стенки топки охлаждается теплоносителем

· Увеличенные размеры топки универсальных котлов

· Вместительный зольный отдел котла, площадь зольного отдела перекрывает полностью площадь топки

· Теплообменник только с протеканием продуктов сгорания снаружи трубок, а не наоборот что существенно увеличивает интервалы между прочисткой от нагара, накипи

· Универсальные котлы на опилках, так же на полную мощность работают на ручной загрузки, при этом размеры (длина и ширина топки) позволяют сжигать обзол, поддоны, утилизировать крупные ветки и т.д.

· Отдельный дутьевой вентилятор устанавливается для горения на дровах, при этом у горелки на опилках свой вентилятор дутьевой. Данная конструкция более надежная, всегда можно перейти на резервное топливо без изменений в настройках и конструкции котла на опилках

· Использование стали от 5 до 12 мм обеспечивает высокий ресурс оборудования

Устройство бункера для опилок с системой ворошитель

Рис. 6 Котел на опилках. Бункер для котла с системой ворошителя и подвижным дном

Котел на опилках

Рис. 7 Котел на опилках GRV в процессе производства

На рис. 6 и 7 представлена технология GRV для котлов на опилках, с системой подогрева дутьевого воздуха для процесса горения. Такие системы используются на больших ТЭЦ работающих на отопления для выработки электроэнергии. Использование тепло от уходящих продуктов сгорания на нагрев дутьевого воздуха в данном случае обеспечивает устойчивую работу котла на опилках с влажностью в 50-55%, что существенно экономит расходы на подготовки топлива.

Универсальный котел на опилках GRV

Рис. 8 Котел на опилках без системы подогрева дутьевого воздуха

Использование сухих опилок с влажностью W<20% позволяет использовать котлы серии GRV (показанной рис. 8 и рис. 5 А, Б, В) в которых нет предварительного подогрева воздуха. Данные котлы имеют на 7-8% меньшее аэродинамическое сопротивление и их можно устанавливать для работы на естественной тяги, требования к дымоходу в таком случае – до 10-12 метров, исключение котлы мощностью свыше 400 кВт.

Подача опилок автоматическая

Рис. 9 Котел GRV на опилках, можно рассмотреть привод подачи топлива

Достоинства и недостатки

Как и любое другое отопительное устройство, твердотопливные котлы имеют свои плюсы и минусы. Большинство недостатков, связаны именно с видом топливом — древесной щепой. У нее низкие сыпучие свойства, за счет чего ее сложно транспортировать. Щепе и опилкам характерна повышенная влажность, поэтому и горят они хуже, чем древесина или уголь.

Termal SF

Котёл на щепе и пеллетах Termal SF

Однако, несмотря на ряд отрицательных моментов, выделяются и положительные стороны таких устройств:

  • недорогое топливо, т.к. в качестве его используются отходы;
  • благодаря абсолютной автоматизации работы твердотопливных котлов, они могут функционировать даже если в доме нет людей;
  • все топливо из древесины — экологически чистое, поэтому никакого вреда для окружающей среды не будет;
  • высокий КПД (90 % и более);
  • отличаются экономичностью, на одной загрузке топлива могут обогревать помещение 10-12 часов;
  • нагрев происходит быстро, спустя 30-40 минут после розжига;
  • конструкция таких устройств простая, но в то же время надежная.

На рынке можно найти различные варианты подобных котлов от иностранных (например, Termal, Faci, HERZ, Hargassner) и российских производителей (например, Zota).

Поэтому стоит повнимательнее присмотреться к твердотопливным котлам на опилках и других отходах деревообработки.

Самостоятельное изготовление и монтаж

Вместо того чтобы покупать такое нужное и эффективное для отопления устройство, его можно изготовить своими руками. Для создания котла на опиле понадобятся следующие инструменты и материалы:

  • несколько труб: с прямоугольным профилем 60-40 мм и круглых, диаметром 4 и 5 см;
  • аппарат для сварки и электроды к нему;
  • угловая шлифовальная машина («болгарка»).

Участки труб следует подбирать таким образом, чтобы они поместились внутри котла размерами 36х40х80 см. При этом конструкции прямоугольного сечения будут использоваться в качестве вертикальных стоек, в которых вырезаются круглые отверстия для остальных деталей. Стоит учитывать, что с той стороны, где будет располагаться дверца, диаметры трубопроводов будут равны 50 мм. В задней же части котла размеры первых 4 вырезанных прямоугольников должны быть равны 5х6 см, а следующих четырех – 4х4 см.

Подведение труб для холодной и нагретой воды обеспечивается вырезанием круглых отверстий диаметром по 5 см.

Сварка передней и задней частей устройства производится следующим образом:

На чем еще могут работать приборы

Топливом выступают:

  • щепки;
  • опилки;
  • лузга;
  • стружка;
  • мелкий уголь;
  • пеллеты.
Опилки

Котлы с автоматической подачей топлива могут работать на опилках.

ВАЖНО: Второй и третий варианты обеспечивают низкий КПД. Наибольшей мощности добиваются при использовании пеллет из-за высокой плотности древесины.

Можно ли сделать в домашних условиях самостоятельно

Любой твердотопливный агрегат может работать на дереве. Но его потребуется переделать. Для этого понадобятся:

  • шнековый транспортер;
  • электромотор, редуктор;
  • датчики температуры;
  • контроллер дыма;
  • управляющий блок.

В наружной части отопителя прорезается отверстие на 20-40 см выше колосников. Диаметр должен соответствовать размеру трубы, в которую вставлен шнек. Ее нужно приварить к отверстию, восстановить наружную стенку, обеспечить герметичность. После чего врезать датчики, контроллеры, собрать блок управления. Транспортер подсоединить к бункеру, подключить к электромотору.

Чертежи и схемы

Чтобы в домашних условиях сделать обогреватель, работающий на щепках, необходимо следовать инструкциям специалистов. Для этого есть схемы, чертежи.

Чертеж котла

Чертеж котла на щепе.

Установка и настройка

Монтаж выполняют по правилам, описанным в инструкции по эксплуатации. Также можно доверить процедуру профессионалу. Участок пола для агрегата заливают стяжкой толщиной не менее 7 мм. Предусматривают места обустройства бункера, хранилища, с учетом удобства подачи топлива.

Первый запуск лучше поручить специалисту. Он проверит систему на герметичность, оценит соответствие температурных показателей паспортным, работоспособность группы безопасности. Выполнит необходимые настройки, чтобы повысить экономичность.

Особенности установки и настройки оборудования

Сборка изделия осуществляется по чертежам. На кожухе фиксируется фланцевая пластинка, к которой прикрепляется горелочная труба.

Шнек, который подает в зону тления опилки, монтируется внутри горелки. Скорость его работы подстраивают под интенсивность поступления воздушной массы. Для настройки оборотов шнекового двигателя, вентилятора используется ручной регулятор. Это самое простое решение, но требует постоянного наблюдения за оборудованием в процессе его эксплуатации.

В зависимости от уровня нагревания теплоносителя, погодных условий нужно переключать рабочие режимы.

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...