Котел хорошо выполняет свою задачу, только если все его элементы оптимизированы для ее достижения. Поэтому часто котлы, к которым предъявляются схожие требования, имеют очень похожую конструкцию, что у российских, что у европейских производителей.
Бункер котла – емкость для хранения пеллета. Объема топлива достаточно для работы на полной мощности на протяжении 20-25 часов. Полная мощность котлу требуется при минимальной температуре на улице. Например, для Екатеринбурга это меньше -25..-30 °С. Таких дней в году немного, например, в Екатеринбурге средняя температура самого холодного месяца января только -14,5°С. Когда погода становится теплее, мощность котла уменьшается, а время работы увеличивается. Тогда котел может работать двое, трое и более суток на одном бункере.
Какое максимальное время? Теоретически почти неограниченно, например, весной, в южном регионе, в небольшом, хорошо утепленном доме котел может работать неделю и более на минимальной мощности, еле тлея. Реальное время зависит не только от котла, но и от площади объекта, его конструкции и утепления, погоды внутри и снаружи и т.д., для расчета можно воспользоваться калькулятором ниже.
Пеллет сыпучий, но не жидкий. Чтобы топливо надежно подавалось в горелку, нижние стенки бункера имеют наклон около 45° от горизонтали. Если угол меньше, пеллет перестает ссыпаться вниз, начинает застревать на стенках. В бункере всегда остается топливо и полезный объем бункера меньше общего.
Для повышения безопасности бункер котла имеет крышку с уплотнителем. Чтобы контролировать уровень топлива, не открывая крышку каждый раз, на передней стенке бункера имеется смотровое окно.
Клапан пожаротушения. Защита от прогорания. В пеллетном котле большой запас топлива находится в непосредственной (в некоторых местах меньше полуметра) близости от источника пламени. Естественно при таких условиях хочется максимальной защиты от проникновения горения в бункер. Пламя находится внутри топки, топливо – внутри бункера. Напрямую, через две стальные стенки котла, водяную прослойку между ними, кожух и стенку бункера пламя не пройдет. Единственный теоретически возможный способ – обратное горение через систему шнека горелки, но в котлах X-Burn он полностью исключен.
Пассивная защита. Пламя распространяется в ту сторону, в которую направлен поток воздуха. Например костер, в обычное время пламя направлено вверх, но стоит появиться ветру – пламя направлено по ветру. Этим эффектом пользуются в пиролизных котлах, там поток воздуха и соответственно горение направлено вообще строго сверху-вниз. Чтобы точно исключить проникновение тления в бункер, в котле применяются герметичный бункер с плотно закрывающейся крышкой.
Ликвидация зоны прогорания. На канале шнека последовательно установлено четыре датчика температуры. Контроллер котла всегда знает, где находится свежее топливо, а где горящее. Стоит зоне горения начать распространятся в сторону бункера – котел провернет шнек и вытолкнет ее внутрь горелки.
Если ни конструкция котла, ни электронная защита недостаточно убедительны, в котле X-Burn предусмотрено последнее средство, гарантированно прекращающее не только прогорание куда бы то ни было, а вообще любое горение. Это клапан пожаротушения. По умолчанию утановлен электронезависмый, дополнительно можно заказать электромагнитный. Подключается к расширительному баку, при срабатывании подает в горелку воду под давлением. Любой из этих видов клапанов исключительно надежен, точен, однозначен. Никаких восковых или парафиновых пробок, которые то протекают, то выдавливаются, то забиваются, то плавятся когда не нужно, то не плавятся когда нужно. Клапан пожаротушения полностью закрывает проблему прогорания.
Датчик вращения шнека. Сдвоенный энкодер. Контролирует, на какой угол провернулся шнек, сколько подано топлива в котел. Благодаря наличию датчика, котел мгновенно определяет заклинивание шнека. Вообще-то шнек в котле не заклинивает, т.к. в нем установлен мощный моторредуктор, легко справляющийся с пеллетом любой длины и диаметра, но периодически в топливо попадают посторонние предметы. Камни, болты и т.п., кому как повезет. Преимущество энкодера - многоразовость, точнее - непрерывное действие. Он работает всегда и постоянно, его не нужно менять после каждого срабатывания как, например, плавкий предохранитель или срезаемый штифт. Дополнительное преимущество - абсолютно точное дозирование топлива в горелку.
Система золоудаления. Котел X-Burn имеет классический внутренний зольный ящик. Благодаря специальной функции "очистка зольника" в контроллере котла, при открытии дверцы зольника обратная тяга и дымление в котельную не возникает, что сильно упрощает удаление золы. А проблема большого количества золы решается большим объемом зольника.
Неподвижный колосник. Исторически пеллетное отопление появилось и начало развиваться в Европе. Особенно популярно оно в Германии, и немцы, с присущей им любовью к порядку, ввели стандарты (DIN) на пеллетное топливо. Покупая в Европе топливо с сертификатом EN+A1 (для домашнего пользования) вы можете быть уверены, что он не образует шлакующихся остатков и подходит для любых бытовых пеллетных котлов. Не требуются ни подвижные колосники, ни опрокидывающиеся чашки, ни поворотные реторты – при сжигании белого пеллета достаточно продувки воздухом. Правда для мощных промышленных котлов объемов белого пеллета не хватает, и там уже есть и подвижные колосники, и опрокидывающиеся чашки, и поворотные реторты.
В России сертификаты на пеллет работают не всегда. Вместо соответствия DIN пеллет делят на «белый» и «серый», причем часто на глаз и каждый по-своему. Учитывается часто, что угодно, кроме температуры плавления зольного остатка – основного параметра, который будет определять слипнется ли шлак в горелке или будет рассыпчатым и будет унесен потоком воздуха. На грануляторе получилась гранула более-менее светлого оттенка? Белый пеллет. Измерили зольность, получили 1,0% (можно подставить произвольное число)? Белый пеллет. Потом этот «белый» пеллет засыпается в котел и через два часа оттуда извлекается кусок пемзы. Настоящий белый пеллет это тот, который соответствует евростандарту. В России он есть, обычно производится на предприятиях, занимающихся конечной переработкой древесины. Лесопилка пилит бревна на погонаж, в опил попадает кора, земля, ветки и пр. – пеллет будет серый. Лесозавод строгает балясины из брусков, опил отдельно собирает стружкоотсосом – пеллет белый. Белого пеллета намного меньше, он немного дороже (на 500-1000 руб/т), а главное – часто уже заранее распределен.
Если в вашей местности нет надежного поставщика белого пеллета, способного выдавать стабильный объем и качество от партии к партии, если хочется просто закупать пеллет из наличия с минимальной ценой, то работать котел будет на «сером» пеллете. Т.е. не вписывающимся ни в какие стандарты и абсолютно точно дающим шлак. Шлак может быть различным: в виде «коржей», «орехов», налипающий на стенки как цемент и т.д., главное – он не может быть удален из горелки никаким другим способом, кроме механического трения частей горелки друг о друга (к счастью, сталь горелки прочнее шлака).
В котлах с ретортой используют вращение реторты, в котлах с ковшеобразной горелкой (факельных) – подвижный колосник. Причем нельзя просто взять обычную реторту целиком и придать ей вращение - шлак будет вращаться вместе с ретортой, только и всего.
Котел X-Burn – предназначен для работы на белом и, с ограничениями, на сером пеллете. Котел X-Burn, в отличие от котлов OptiBurn, не имеет подвижный «шагающий» колосник. На белом пеллете котел работает используя функцию периодической продувки и выдувая скопившийся шлак из горелки. При работе на сером пеллете потребуется периодическая ручная очистка колосника. Периодичность очистки зависит от мощности (чем больше мощность и больше сгорает пеллета, тем больше шлака попадает в горелку, и качества пеллета). Большинству наших эксплуатантов удается подобрать пеллет дающий от 8 до 24ч работы (на полной и минимальной мощности соответственно).
Ручной розжиг. Котел X-Burn, в отличие от котлов OptiBurn не имеет авторозжига и должен быть разожжен пользователем вручную. Рекомендуемый способ: через нижнюю дверцу котла очистить колосник горелки от нагара (при необходимости он легко извлекается из котла), уложить в горелку легковоспламеняющуюся растопку (например скрученная бумага, идеально использовать таблетку сухого горючего) и поджечь её. После этого используя контроллер котла, подать сверху порцию пеллета, дождаться его разгорания и переключить котел в режим горения. Как правило весь процесс занимает не более 10 минут.
Теплообменник и дымосос. Наибольший вклад в КПД обеспечивает теплообменник котла, в конце концов, именно здесь энергия от горящего топлива передается теплоносителю. Теплообмен в котле достаточно сложен, но можно найти ряд интуитивных закономерностей. Чем больше площадь теплообменника – тем лучше. Чем дольше дымовые газы контактируют со стенками, то есть чем длиннее каналы – тем лучше. Чем теснее контакт между дымовыми газами и стенками - тем лучше, то есть множество узких каналов лучше, чем один широкий. Оптимальный теплообменник – большой, длинный, из множества каналов. Кроме того, пеллетные котлы – не самые чистые среди существующих, например газовые котлы обеспечивают более чистое горение. Теплообменник с вертикальными стенками, на которых, в отличие от горизонтальных, почти не оседает зола предпочтительнее. В котле X-Burn не установлен дымосос, так как котел должен работать в том числе на дровах. Поэтому его теплообменник более короткий и состоит из меньшего числа каналов по сравнению с котлами Royal. Для облегчения обслуживания и уменьшения требуемого пространства вокруг котла, все дверцы котлов X-Burn расположены на лицевой стороне, поэтому каналы последних трех ходов теплообменника выполнены горизонтальными. Чтобы скомпенсировать это, теплообменник имеет большую площадь и каналы более крупного размера. Каналы не кргулые, а имеют прямоугольную форму вытянутую вверх. За счет этого при заполнении золой площадь теплообмена падает медленее. Тем не менее, не стоит забывать об их очистке.
Охлаждаемые стенки и жаропрочная сталь. Пока стенка омывается водой, она никогда не нагреется выше температуры этой воды. Пример, алюминиевая кастрюля на плите – снаружи горит газ с температурой 800-1200 °С, но кастрюля не расплавится пока вода не выкипит. Тоже верно и для котла – охлаждаемые стенки не прогорают, поэтому стенки теплообменника надежно защищены. Другое дело горелка, особенно колосники. Они контактируют с горящим топливом и подвергаются высокой тепловой нагрузке. Здесь не подходит обычная конструкционная сталь и быстро изнашивается чугун, поэтому горелка котла X-Burn изготовлена из коррозионностойкой жаропрочной стали. Привычного железа в ней меньше двух третей, остальное – легирующие добавки. Там где возможно, например, в сопле, применяется высокотемпературная керамика.
Максимальное давление 3 Атм. Толстый котловой металл (толщина топки 4 мм, температура окалинообразования выше 400°С) и система перемычек обеспечивают рабочее давление в 2 Атм и максимальное в 3 Атм. Почему именно эта величина? Большая часть предохранительных клапанов для систем отопления имеет порог срабатывания 2,5 Атм.
Дверцы и крышки. Дверцы и крышки – один из элементов котла, который не охлаждается водой. При этом дверцы и крышки контактируют с пламенем и продуктами сгорания. От их надежности будет зависеть безопасность и общая долговечность котла. У котла X-Burn дверцы – четырехслойные, включая внутреннюю керамическую футеровку.
Руководство по эксплуатации котлов Пеллетрон X-Burn