Отопление пеллетами: как устроено, расход, сравнение с углём

Отопление пеллетами на складе, производстве или в автосервисе работает так: автоматический пеллетный котёл сжигает древесные гранулы, шнек подаёт топливо из бункера в горелку, а автоматика держит заданную температуру без кочегара. Владельцы объектов в Санкт-Петербурге и Ленинградской области, где нет магистрального газа, обычно выбирают между пеллетами, углём, дизелем, электричеством и сжиженным газом. Разбираем, как устроено пеллетное отопление, как прикинуть потребность в топливе за отопительный сезон, чем пеллеты отличаются от угля в работе и по деньгам и где этот способ не подходит.

Как устроено отопление пеллетами

Пеллетный котел по устройству твердотопливный, но работает иначе, чем котёл на дровах. По степени автоматизации он ближе к газовым котлам. Принцип работы такой: топливо не закладывают в топку вручную на несколько часов вперёд: гранулы лежат в бункере, и система подачи отправляет их в горелку небольшими порциями. Горелка получает ровно необходимое для текущей нагрузки количество гранул, поэтому котёл плавно меняет мощность вслед за погодой.

Котёл и горелка

В горелке гранулы горят на колоснике с принудительным поддувом воздуха. Тепло через теплообменник передаётся теплоносителю, а дальше насос гонит воду по системе отопления к радиаторам или водяным тепловентиляторам. Зола падает в зольный ящик, у многих моделей горелку чистит механика: скребки или подвижный колосник. По типу горелки котлы бывают ретортные, факельные и с подвижным колосником. Пеллетные котлы Pelletor, с которыми мы работаем, идут в линейке 15–300 кВт, и по каталогу ориентир для подбора около 1 кВт на 10 м² площади. Точную мощность мы подбираем по теплопотерям здания. Продукты сгорания уходят через дымоход, его диаметр и высоту подбирают под конкретный котёл.

Бункер и подача пеллет

Бункер стоит рядом с пеллетным котлом или над ним, у крупных объектов бывает внешний бункер на площадке. У котлов Pelletor это ёмкость на 200–750 литров, у нашей модульной пеллетной котельной бункерный модуль вмещает 23 м³, это около 14 т гранул. Шнек забирает пеллеты со дна бункера и подаёт их в горелку. Чем больше бункер, тем реже нужна загрузка: на объекте бизнеса это главный параметр, от которого зависит, сколько времени отопление требует от людей.

Автоматика управления

Контроллер сам разжигает пеллетную горелку, держит температуру теплоносителя, регулирует подачу топлива и воздуха и останавливает котёл при перегреве. Управление процессом горения не требует оператора. В модульной пеллетной котельной есть модуль связи GSM: температуру и аварийные сигналы видно удалённо, без дежурного. Эксплуатация занимает около 30 минут в сутки, кочегара в штате держать не требуется. В моделях на 200 и 300 кВт используется схема из двух котлов на одну буферную ёмкость: если один из двух на обслуживании или в ремонте, второй продолжает греть.

Где размещают оборудование

Тип размещения оборудования выбирают по зданию и площадке:

• в техническом помещении здания, если оно подходит по нормам;
• в пристройке к зданию с отдельным входом;
• в блочно-модульной котельной на площадке рядом с объектом, без капитального строительства. Это мобильное решение, и в этом его преимущество: модули можно перевезти и установить на другом объекте. Систему управления настраиваем на пусконаладке.

Какие нормы действуют для каждого варианта, мы разобрали в статье о требованиях к котельной по СП 89.13330. Общее устройство и типы котельных описаны в материале «Котельная: что это, как устроена и какие бывают».

Плюсы, минусы и особенности пеллетного отопления

Главные преимущества для объекта без газа:

• Автономная работа. Система не зависит от магистралей и не ждёт подключения к газу.
• Автоматическая подача. Пеллетный котел работает без ручной загрузки длительное время, пока в бункере есть топливо.
• Затраты как у газовой котельной. По стоимости отопления пеллеты гораздо дешевле дизеля и электрических котлов, цифры ниже.
• Мало золы. Зольный ящик выгружают редко, а не каждую смену.
• Сырьё из отходов. Пеллеты делают из отходов деревообработки, это экологичный вид топлива.

Минусы и особенности, которые стоит знать перед выбором:

• котлу нужна электросеть, без резервного питания отключение света остановит обогрев;
• вложения в оборудование для пеллетного отопления превышают стоимость электрического котла той же мощности: у электрокотла вложения ниже, а стоимость энергии выше, и пеллетная котельная окупается за счёт этой разницы;
• топливу нужно сухое место, сырые гранулы разрушаются;
• горелке и теплообменнику нужна регулярная чистка, её частота зависит от качества пеллет, а плохое топливо ускоряет износ оборудования.

Какие пеллеты подходят для котла

Пеллеты получают так: опилки и стружку, то есть отходы деревообработки, высушивают, измельчают и прессуют в гранулы. У гранул нашей поставки химических добавок нет. В России требования к древесным пеллетам задаёт ГОСТ 33103.2-2017, построенный на международном стандарте ISO 17225-2. На ту же основу опирается европейская сертификация ENplus. Её требования удобно держать в голове, когда нужно выбрать поставщика и купить топливо. Цена тонны зависит от объёма партии и доставки, и перед покупкой стоит учесть стоимость подвоза.

Показатель	ENplus A1	A2	B
зольность, % сухой массы, не больше	0,7	1,2	2,0
влажность, %, не больше	10	10	10
теплота сгорания, кВт·ч/кг, не меньше	4,6	4,6	4,6
диаметр гранулы, мм	6 или 8	6 или 8	6 или 8
насыпная плотность, кг/м³	600–750	600–750	600–750

Порог 4,6 кВт·ч соответствует 16,5 МДж/кг. У древесных пеллет, которые мы поставляем, теплотворная способность составляет 4,9–5,3 кВт·ч/кг по документам партии.

Как оценить качество пеллет

• Сырьё. Гранулы из чистой древесины различных пород деревьев дают мало золы. Индустриальные сорта могут включать кору и больше минеральных примесей.
• Сельхозотходы. Для гранул из лузги и шелухи подсолнечника в паспортах котлов указывают допустимую долю золы вдвое выше, чем для древесных, и меньшую теплотворность.
• Документы партии. Производители пеллет указывают в них состав сырья, зольность и теплота сгорания. Эта информация понятно показывает, сколько тепла даст тонна.
• Пыль и прочность. Рассыпающиеся гранулы дают пыль и спёкшийся шлак, и тогда чаще приходится чистить шнек подачи, горелку и теплообменник.

Для пеллетного котла без постоянного оператора мы советуем качественное топливо из чистой древесины. О сортах и поставке гранул рассказано на странице пеллет для отопления. Условия хранения сохраняют качество пеллет, поэтому хранить гранулы нужно в сухом месте: для хранения подходит закрытый бункер или биг-бэги под крышей.

Расход пеллет: от чего зависит и как его прикинуть

Для расхода пеллет значение имеет не площадь сама по себе, а то, сколько тепла здание теряет. Основные факторы:

• утепление стен, кровли и пола, материалы ограждающих конструкций, площадь ворот и окон;
• высота потолков и объём помещения: на большой площади с высокими потолками теплопотери растут;
• температура: чем выше она в помещении, тем больше топлива уходит, складу достаточно небольшого плюса, цеху и офису для комфортной работы нужно больше;
• режим работы объекта и ночной экономичный режим со снижением температуры;
• погода: в морозы расход быстро растёт, в межсезонье падает;
• качество топлива и эффективность котла.

Формула для прикидки

Рассмотрим расчёт на одном киловатте. Килограмм пеллет A1 выделяет не меньше 4,6 кВт·ч тепла. Автоматический пеллетный котел передаёт в систему около 90% этой энергии: такой КПД производители указывают в паспортах автоматических пеллетных котлов. Значит, на каждый киловатт нагрузки в час уходит около 0,24 кг гранул. Ту же цифру, 0,24 на 1 кВт в час с учётом КПД, производитель приводит в таблице топлива. Отсюда простое правило:

расход в час = тепловая нагрузка в кВт × 0,24 кг

Формула работает как простой калькулятор расходов: порядок цифр она показывает, а точное потребление определит теплотехнический расчёт. Проверим на нашем оборудовании: пеллетный котёл Pelletor ECO-50 при полной нагрузке расходует до 12 кг в час, и 50 × 0,24 тоже даёт 12.

Нагрузка, кВт	Расход в час, кг	Расход в сутки при полной нагрузке, кг
50	12	288
100	24	576
150	36	864
300	72	1 728

Полная нагрузка бывает только в самые холодные дни, когда теплопотери самые высокие, и в самый сильный мороз котёл работает на номинал. Большую часть отопительного сезона он полностью не загружен, поэтому реальный объём топлива за 30 дней заметно ниже, чем суточный максимум, умноженный на 30. В среднем за сезон нагрузка составит часть от номинала, и даже в холодный месяц котёл редко работает на пределе круглые сутки.

Сколько пеллет расходуют наши модульные котельные

Мощность котельной, кВт	Площадь объекта, м²	Расход пеллет в месяц, т
100	до 1 000	4–8
150	до 1 500	7–12
200	до 2 000	12–18
300	до 3 000	13–20

Если пересчитать по формуле, 7–12 т за 30 дней у котельной на 150 кВт означают среднюю нагрузку около 40–70 кВт. Полного бункера в 14 т при таком расходе хватает на четыре недели и больше. Котёл этой мощности, Pelletor ECO-150, мы поставили на объект 1 500 м² в Шушарах.

Отопление частного дома пеллетами

Для частного дома формула та же, меняется только масштаб. По каталожному ориентиру 1 кВт на 10 м² дому площадью 100–150 м² нужен котёл на 10–15 кВт, и при полной нагрузке пеллетный котел такого дома расходует 2,4–3,6 кг гранул в час. Материал стен и утепление влияют на расход так же, как у склада: для дома из бруса и для дома из газобетона цифры будут разными, а дом с хорошим утеплением тратит заметно меньше гранул. Владелец дома обычно сам засыпает бункер раз в несколько дней, а для хранения пеллет в доме достаточно сухого места в котельной или гараже. Многие владельцы загородных домов переходят на пеллеты с дровяного или электрического котла, чтобы в доме стало меньше ручной работы и больше удобства. На объекте бизнеса так не получится: нужен бункер с запасом на длительный срок и подъезд для машины с топливом. Потребность вашего здания мы считаем по теплопотерям, предварительно мощность можно оценить на странице расчёта котельной.

Пеллеты и уголь: чем отличаются в работе

Каменный уголь на объектах без газа часто рассматривают как альтернативу пеллетному отоплению: топливо распространенное и привычное, твердотопливные котлы на нём недорогие. Разница видна в эксплуатации.

Параметр	Древесные пеллеты	Каменный уголь ДПК
теплота сгорания, МДж/кг	не меньше 16,5 для A1	около 23
доля золы, %	0,7–2,0 в зависимости от сорта	около 20, по ГОСТ допускается 15–25
загрузка	автоматическая из бункера	ручная у простых котлов, из бункера у автоматических
чистка топки	по регламенту, часть делает механика горелки	ежедневная
контроль горения	автоматика	постоянный, нужен оператор
пыль при разгрузке	мало, гранулы в биг-бэгах или насыпью в бункер	угольная пыль, площадку готовят специально

Зола: где разница больше всего

Килограмм угля выделяет больше тепла, чем килограмм пеллет, поэтому по массе угольного топлива нужно меньше. Преимущество пеллет в другом: золы от них в разы меньше. Возьмём объект, которому за отопительный период нужно 10 т пеллет. Чтобы получить то же тепло в автоматическом угольном котле с КПД 86%, понадобится примерно 7,5 т ДПК с теплотворностью 23 МДж/кг. При зольности 20% это около 1,4 т золы и шлака. От пеллет класса A1 останется не больше 63 кг, и даже от сорта B не больше 180 кг: зольность угля в 10–28 раз выше. Угольную золу нужно выгружать каждый день, а после чистки где-то держать и вывозить.

Загрузка и персонал

Главная особенность угольного котла: ему нужен человек, чтобы загрузить топку, прочистить колосник, проследить за горением, убрать шлак. На производстве в две смены это отдельная ставка, а ночью кому-то придется приезжать к котлу. Пеллетная котельная с большим бункером работает без оператора даже ночью. Персоналу остаются осмотр, выгрузка зольного ящика и заявки на топливо.

Запас топлива на объекте

По СП 89.13330 запас твёрдого топлива при доставке автотранспортом рассчитывают не меньше чем на 7 суток расхода, для биотоплива это правило тоже действует. При хранении угля куча пылит, а закрытое хранилище у котельной отделяют противопожарной стеной. Пеллеты держат в бункере котельной или в сухом помещении: тонна гранул при насыпной плотности 600–750 кг/м³ занимает 1,3–1,7 м³.

Экология и соседи

При сжигании пеллет мало золы и меньше выбросов серы. В исследовании Сибирского федерального университета о переводе угольной котельной на пеллеты расчётные выбросы диоксида серы на пеллетах оказались примерно в 3,6 раза ниже, чем на марке ДПК. Для объекта рядом с жилой застройкой это очень заметный плюс: меньше жалоб на дым и пыль.

Сравнение по деньгам: пеллеты, газ, дизель, электричество

Стоимость отопления пеллетами зависит от расхода топлива и цены гранул. Затраты на отопление складываются из нескольких статей: топливо, оплата электроэнергии на автоматику, обслуживание и труд персонала. По расчёту нашей сети для объекта площадью 500 м² отопление выходит так:

Тип топлива	Затраты на отопление объекта 500 м², руб. в месяц
магистральный газ	21 000
пеллеты	24 000
дизельное топливо	158 000
электричество	227 000

Пеллеты по стоимости отопления близки к газу: дизель в том же расчёте дороже в 6,6 раза, электричество в 9,5 раза. Цифры получены для конкретной площади и режима, для вашего здания они будут другими. На наших объектах результат выглядит так:

• производство 1 200 м² отапливали электрическим котлом за 300 тыс. рублей в месяц, после установки пеллетного котла затраты снизились до 40 000 рублей;
• СТО на 1 000 м² в Ломоносове греет котёл на 100 кВт, отопление обходится в 40 000 рублей в месяц.

Как сравнить пеллеты с углём по стоимости

Твёрдое ископаемое топливо в этот расчёт не входит, поэтому сравнивать его с пеллетами лучше по цене киловатт-часа тепловой энергии. Каждый тип топлива имеет свою цену тепла. Для каждого вида топлива возьмите цену тонны у поставщика и разделите её на удельную теплоту сгорания в кВт·ч, умноженную на КПД котла и на 1 000. Для пеллет A1 знаменатель около 4 140 кВт·ч тепла с тонны, для угля ДПК около 5 500. Уголь часто выгоднее по цене тепла, хотя к ней нужно добавить зарплату оператора, вывоз золы и шлака и содержание угольной площадки. На объекте, где котельная должна работать без людей, эти статьи обычно и определяют решение. Однако для бюджета важна и стоимость самой котельной, поэтому сравниваем полные затраты за несколько лет.

Где пеллеты не подходят

Ответ на вопрос о выгоде зависит от объекта. Пеллеты не лучший выбор в таких случаях:

• Есть магистральный газ или подключение возможно по разумной цене. Газ в этом расчёте дешевле пеллет, и газовые котлы не требуют завоза топлива.
• Нет места под бункер и подъезда для машины. Пеллеты привозят биг-бэгами или насыпью. Без площадки для разгрузки отопление зависит от каждой поставки, и любые перебои его остановят.
• Нет надёжного электроснабжения. Шнек, вентилятор горелки и автоматика работают от электричества. В отсутствие стабилизатора и резервного питания отключение света останавливает котёл, поэтому наша модульная котельная имеет их в комплектации.
• Объект отапливают несколько дней за год. Вложения окупаются экономией на топливе, а при редком отоплении экономии мало.
• Нет сухого места для запаса топлива. Сырые пеллеты разрушаются и выводят из строя систему подачи.

Как мы рассчитываем пеллетную котельную

1. Специалист бесплатно выезжает на объект, смотрит здание, площадку и действующую систему отопления.
2. Делаем теплотехнический расчёт: мощность котла по тепловой нагрузке здания, расход топлива по месяцам, объём бункера.
3. Сравниваем пеллеты с другими доступными вам видами топлива и показываем расчёт затрат, включая оплату электроэнергии, чтобы решение опиралось на цифры.
4. Помогаем выбрать вариант размещения: в здании, в пристройке или модульная котельная на площадке.
5. Фиксируем смету, поставляем оборудование и выполняем монтаж пеллетной котельной под ключ.
6. После запуска берём котельную на сервисное обслуживание и поставляем пеллеты.

Если объект ещё на стадии выбора системы, посмотрите статью о том, как отопить склад: там сравниваются воздушное, водяное и инфракрасное отопление. Модели котлов и их мощности собраны в разделе пеллетных котлов Pelletor.

Чтобы узнать, сколько пеллет уйдёт на ваш объект в Петербурге или области, позвоните +7 (931) 999-09-82 или оставьте заявку на консультацию. Специалист нашей компании приедет бесплатно, оценит мощность и расход и сравнит пеллеты с доступными вам видами топлива.