Отопление загородного дома

Сегодня Россия переживает бум загородного строительства. Но к централизованному отоплению загородные дома не подключают, поэтому им жизненно необходима надежная автоматизированная система отопления. В качестве альтернативы отопления на газе, жидком топливе, дровах и угле сегодня все чаще предлагаются популярные ныне в Европе автоматизированные отопительные системы на древесных топливных гранулах — пеллетах.

Эволюция отопления жилища

Дерево в качестве топлива для обогрева жилища человек использует испокон веков. Еще на заре формирования общества люди жгли сухие ветви в специально сложенных открытых каменных очагах. Со временем были придуманы камины, различные печи и другие устройства, позволяющие использовать получаемое тепло для обогрева помещений с большей эффективностью. И по сей день дровяное отопление популярно, особенно в удаленных от цивилизации уголках планеты. Однако лидирующие позиции дровяные печи утратили. В новых домах их ставят в основном в дополнение к энергозависимым котлам на газе, жидком топливе, угле. Ведь, согласно сегодняшним представлениям о комфорте, система отопления должна быть автоматизированной, то есть работать без оператора или кочегара — у современного человека вряд ли найдется время, чтобы заглядывать в котельную чаще, чем раз в неделю. А традиционные теплогенераторы  — типа русских печей и буржуек — требуют к себе ежедневного (если не сказать — ежечасного) внимания: надо загружать топливо, выгребать золу и т. д.

Разработка и массовое изготовление автоматизированных установок на древесном топливе, предназначенных для отопления и ГВС коттеджей, начались лишь после того, как в конце прошлого века в Германии был создан новый вид твердого топлива — древесные топливные гранулы — пеллеты. По внешнему виду пеллеты представляют собой небольшие цилиндры диаметром 6-10 мм и длиной 10-30 мм спрессованные из древесных опилок. Прессуются они под давлением около 300 атм., без каких-либо добавок и клея. С конца прошлого века древесные гранулы — стандартизированный вид топлива: существует, например, немецкий стандарт DIN 51731, стандарт Австрии OENORMM7135.

Автоматизированные котельные на древесных гранулах сегодня получили широкое распространение в Европе. Стимулирование использования оборудования на экологически безопасных возобновляемых видах топлива осуществляется во многих странах ЕС на государственном уровне. По прогнозам немецкого Института энергетики и охраны окружающей среды, к 2009 г. в Германии будет работать более 1,3 млн. котлов и печей на топливных гранулах. Ежегодный расход пеллет составит 4,5 млн т. В Швеции потребление топливных гранул ежегодно растет на 30%. Правительственной программой Швеции предусмотрено увеличение потребления пеллет до 7  млн  т в год уже к 2010 г.

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 в год 15-20% традиционного топлива.

Смелее, господа!

К сожалению, сегодня российский рынок пеллетного топлива развивается крайне медленно. Хотя производителей пеллет только в европейской части России больше двух десятков, однако почти все выпускаемое в нашей стране топливо (по некоторым оценкам — до 95%) уходит на запад, где качественные пеллеты по сходной цене в большом дефиците. Не более 2% гранул из тех, что остаются в России, продаются как наполнитель для кошачьих туалетов (пеллеты хотя и не боятся атмосферной влажности, но при непосредственном контакте с влагой охотно ее впитывают). И лишь 2-3% от общего объема производства пеллет сжигается в виде топлива в специальных котлах с автоматической подачей гранул, например в коттеджах, производственных помещениях и т.п.

Переориентировать российских производителей древесных топливных гранул на обслуживание внутреннего рынка несложно — главное, чтобы люди оценили достоинства этих автоматизированных котлов, и начали, наконец, их покупать.

Минимальные объемы продаж котлов на пеллетах — следствие недостаточной информированности потенциальных покупателей, а также дороговизны импортного оборудования. Аппарат без особых технических "наворотов" тепловой мощностью 15 кВт стоит около 175 тыс. руб., а более мощные — до 350 тыс. руб. Пеллеты по приемлемым ценам (около 4000 руб. за тонну) пока есть далеко не везде. Заводы, их выпускающие, по большей части сконцентрированы вблизи границы со странами Евросоюза — в Карелии, Санкт-Петербурге и его окрестностях. Также выпускают пеллеты на заводах, расположенных в Москве, Перми, Тюмени, Казани, Вологде, Сургуте, в Алтайском крае и Восточной Сибири.

И все же, если в вашем регионе есть поставщик котлов, способный оперативно реагировать на возможные проблемы с техникой (скажем, гарантирует, что сумеет отремонтировать или заменить пеллетный котел в течение суток), а также при возможности закупать и доставлять в ваш загородный дом по разумным ценам качественные топливные гранулы, отдать предпочтение котлу на пеллетах можно. Ведь по своим характеристикам такие котлы способны оказаться приобретением весьма выгодным, причем не только с экологической, но и с экономической точки зрения. Особенно в долгосрочной перспективе.

Пеллетное отопление в зеркале цифр

С точки зрения экологии отопление на пеллетах и на магистральном газе практически не наносит вреда окружающей среде. К примеру, уровень СО в продуктах сгорания пеллет такой же, как у природного газа. А вот экономически газовое отопление в России намного выгоднее пеллетного. Но, увы, газопроводы протянуты далеко не ко всем коттеджным и дачным поселкам нашей страны (скажем, уровень газификации Сибири, по некоторым оценкам, составляет всего 2% от уровня газификации европейской части России). Да и процедура получения разрешения на подключение газового котла к магистральному газопроводу — занятие не для слабонервных . А вот для установки котла на древесных гранулах согласования не требуется — для его монтажа в простейшем случае нужно всего лишь одно помещение, оборудованное в соответствии с требованиями к котельным на твердом топливе.

По затратам на покупку топлива выгоднее, чем гранулами, топить коттедж сортированным бурым углем, благо топливо это продается почти везде, да и автоматизированное оборудование для его сжигания в России сегодня уже имеется. Причем стоит оно в 1,5-2 раза дешевле, чем пеллетные котлы. Теплотворная способность гранул не уступает бурому углю (около 18 МДж/кг), но стоимость тонны ископаемого топлива составляет всего 800-900 руб. (то есть оно в 3-5 раз дешевле, чем гранулы). Однако, в отличие от продуктов сгорания газа и древесных топливных гранул, продукты сгорания угля совсем не безобидны в плане экологии. Содержание серы в золе гранул меньше в 20 раз, чем в угольном шлаке. При сжигании одинакового количества угля и гранул угольного шлака образуется в 20 раз больше, чем золы от гранул. Шлак, в отличие от золы, нельзя использовать в качестве удобрения для сада, его надо с участка вывозить куда подальше. А это лишняя головная боль для владельца коттеджа.

По сравнению с жидкотопливными гранульные котлы, судя по всему, оборудование более экологичное и дешевое в эксплуатации. Солярка, продаваемая в России, 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 с грядок 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 8 раз большими, чем на топливные гранулы. А это значит, что через 2-3 года эксплуатации суммарные затраты на жидкотопливный и пеллетный котлы сравняются, после чего пеллетный котел станет оборудованием более выгодным.

Произведем простейший расчет. Теплотворная способность топливных древесных гранул составляет, в зависимости от породы древесины, удельного веса и влажности, от 4,5 до 5,04 мВт • ч/т. По тепловыделяющей способности 1000 кг дизельного топлива соответствует примерно 2140 кг (3,9 м ³ ) пеллет. Возьмем дом, отапливаемый котлом мощностью 25-30 кВт, который за отопительный сезон в Подмосковье "съедает" около 4000 кг дизельного топлива. Для выработки такого же количества тепловой энергии потребуется примерно 8700 кг (около 15,6 м ³) древесных топливных гранул. (КПД у наиболее современных пеллетных и жидкотопливных котлов примерно одинаков, для наглядности примем его равным 100%.) Стоимость топливных гранул (при цене для конечного потребителя 3500 руб. за тонну) составит 8,7 тонн  х  3500 руб. = 30450 руб. А такого же количества тепла при использовании дизтоплива — будет равна примерно 96000 руб. (4 тонны х  24000 руб.), где 24000 руб. - стоимость тонны солярки приемлемого качества. Экономия в топливной составляющей в себестоимости выработки одинакового количества тепла при использовании пеллетного котла: 96000 - 30450 = 65550 за каждый отопительный сезон!

Как работает пеллетный котел?

Минимальный комплект оборудования автоматизированной котельной коттеджа, работающей на древесных топливных гранулах, включает в себя котел, оборудованный горелкой для сжигания пеллет и бункером на 250 литров. 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 недель). КПД пеллетного котла составляет 93%, 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 (как в мясорубке). Механизм подачи подает гранулы через отверстие в днище (при этом со стороны кажется, как будто в горелке поднимается тесто).

Розжиг пеллетных котлов с горелками объемного типа может осуществляться двумя способами:

1. За 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).

2. 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 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.

Дымоход для пеллетных котлов выполняется из нержавеющей стали, в нижней его части в обязательном порядке предусматривается отводящий патрубок для удаления конденсата. При правильном монтаже дымохода и точной настройке котла конденсата скапливается около 4-5 л в неделю, при ошибках в монтаже — до ведра в день. Зола из горелки (0,2 % от первоначального объема пеллет) ссыпается в зольник, откуда, как правило, автоматически, с помощью расположенного в нижней части котла шнека, удаляется в ящик для золы. Время от времени, для повышения эффективности работы, каналы дымовых газов очищаются от сажи. Дорогостоящая техника проводит эту операцию самостоятельно, перемещая установленные в каналах турбулизаторы-очистители. Делается это по сигналу от автоматики (верный признак наступления критического момента — увеличение температуры отходящих газов). Модели попроще обрабатывают вручную, раз в неделю, с помощью входящего в комплект ершика для чистки дымогарных каналов.

Где хранить топливо?

Для обеспечения бесперебойной работы пеллетного котла необходим запас топлива. Оно может доставляться в коттедж в полиэтиленовых мешках массой до 25 кг или в упаковках "биг-бэг" по 1000 кг. Хранят гранулы чаще всего непосредственно в коттедже — в мешках или в штатном бункере котла. Штатный бункер, как правило, заполняется вручную (пеллеты либо засыпают в него прямо из пакета, либо загружают с помощью лопаты — один раз в 2-7 дней). Но можно приобрести бункер и побольше. Размещают его рядом с котлом — или в отдельном помещении, или в пристройке к основному зданию. Из большого бункера древесные гранулы подаются к горелке (или в штатный бункер) котла по металлическому или гибкому пластиковому каналу, оборудованному шнеком.

В России продаются в основном бункеры увеличенных размеров из стали. Они долговечны, но, как правило, достаточно массивны и недешевы. В Европе хранят пеллеты и вне дома, в специальной пластиковой емкости. Объем пластиковой емкости может доходить до 11 м³. Она напоминает сосуд для жидкого топлива или воды. Не нуждается в гидроизоляции. На участке ее закапывают или присыпают землей, на небольшом расстоянии от дома. Загрузка пеллет в бункер котла осуществляется по гибким шлангам с помощью установленной в бункере пневмосистемы.

Сравнительная стоимость отопления различными видами топлива

Преимущества пеллет перед другими видами топлива следующие:

перед газом: высокая пожаро- и взрывоопасность газа, тяжелая процедура согласования, подключения и получения лимитов.

перед диз. топливом: высокая стоимость солярки, неприятный запах при сжигании, пожароопасность и возможность утечки из емкости.

перед электричеством:   высокая стоимость электроэнергии, практическая невозможность подключения нужной мощности.

перед углем: сжигание угля невозможно автоматизировать, в дымовых газах очень большой процент соединений серы, необходимость утилизировать шлак, достигающий 40% от массы угля.

перед дровами: невозможность автоматизировать сжигание дров, нужно много площади для хранения.

перед сжиженным газом (пропан-бутановая смесь): высокая стоимость, высокая взрыво- и пожароопасность, возможность утечки из емкостей.

Существует множество уникальных преимуществ использования того или иного топлива и конечный выбор зависит от отношения потребителя к этим конкретным преимуществам. В любом, случае мы уверены, что покупатель сделает правильный выбор.