Собственники загородных коттеджей сталкиваются с проблемой организации отопления собственного дома. Подключить загородный дом к муниципальным теплосетям получается далеко не всегда. Поэтому сегодня уже на стадии проектирования необходимо предусмотреть все возможные решения по индивидуальному теплоснабжению загородного дома.
Все решения по отоплению дома условно можно разделить на три вида:
· Системы отопления с использованием органического топлива (невозобновляемые источники энергии)
· Системы отопления с использованием возобновляемых источников энергии (энергия солнца,геотермия)
· Системы отопления с использованием электроэнергии
Рассмотрим преимущества и недостатки всех видов отопительных систем с точки зрения владельца загородного дома.
Системы отопления с использованием органического топлива – твердотопливные котлы
Наиболее распространенным видом отопления является сжигание органического топлива в котлах. Преимущества данного вида отопления – относительная дешевизна топлива (сегодня уже можно говорить о том, что это в прошлом) и простота оборудования и процессов. Основной недостаток – необходимость постоянного доступа к топливу. Далеко не всегда к дому реально подвести магистральный теплоноситель (природный газ), а хранение запасов сжиженного газа (пропана, бутана) и жидкого топлива (дизельное топливо, бензин) сопряжено с определенными трудностями. Поэтому все большую популярность приобретает использование относительно новых видов органического топлива –топливных брикетов и древесных гранул (пеллет).
Согласно современным представлениям о комфорте, система отопления должна быть автоматизированной, т.е. работать без постоянного присмотра. Традиционные твердотопливные теплогенераторы, работающие на угле, торфе или дровах, требуют периодического или частого внимания – необходимо закладывать топливо, выгребать золу и т.д. Автоматизировать работу твердотопливного котла удалось в 1980-е гг., когда в Германии были созданы древесные топливные гранулы (пеллеты).
У пеллет много названий – wood pellets, holz pellets, биогранулы, биомасса, топливные/опилочные гранулы. Внешне они представляют собой небольшие цилиндры длиной 2-50 мм, спрессованные из мелких стружек и опилок древесины. Опилки прессуют под давлением около 300 атмосфер без каких-либо добавок и клея. Гранулы можно изготавливать как из чистой древесины, так и из древесины в смеси с корой и прочих отходов (бумага, картон).
Гранулы первого класса – с низким содержанием коры, диаметр 6-8 мм, плотность около 600 кг/м³, 0,5%-ная зольность. Цена в Европе – 90-125 евро/т. Предназначены для использования в котлах и каминах частных домов.
В промышленных гранулах допускается наличие коры до 10%. Диаметр 8-12 мм, плотность 500 кг/м³, процент золообразования более 1,5%, стоимость 75-100 евро/т. Применяются в средних и больших установках. В Европе в крупных котельных их добавляют в уголь для снижения вредных выбросов в атмосферу.
Тепловая способность 1 кг топливных древесных гранул – около 5 кВт·ч (4300 ккал·ч), что сравнимо с аналогичными показателями для угля. При сжигании 1 т выделяется столько же энергии, сколько при сжигании 1, 6 т древесины, 480 м³ газа, 500 л дизельного топлива, 700 л мазута. В дымовых газах невелико содержание вредных соединений углерода и азота, что гарантирует чистоту воздуха и почвы прилегающего участка. Пеллеты обладают небольшой зольностью (золы образуется в 15-20 раз меньше, чем от угля), зольный остаток хорошо использовать в качестве удобрения.
Пеллеты поставляют в полиэтиленовых мешках до 25 кг или в упаковках “биг бэг” 600-900 кг. В Европе можно заказать доставку гранул в автоцистернах, из которых их закачивают в домашнюю котельную с помощью специальной пневмосистемы, установленной на автомобиле. В России этот сервис только начинает развиваться.
В отличие от жидкого и газообразного топлива, пеллеты не пахнут, не требуют специальных условий для хранения и транспортировки (за исключением отсутствия прямого увлажнения), нетоксичны, взрывобезопасны и не склонны к самовозгоранию. Рассыпанное топливо легко убрать. Установка соответствующего оборудования не требует согласования.
Область применения пеллет может быть значительно расширена. Благодаря способности прекрасно впитывать и удерживать влагу их используют для локализации и удаления жидких продуктов в аварийных ситуациях, в качестве наполнителя для туалетов домашних питомцев.
Печи и камины на пеллетах также имеют ряд преимуществ по сравнению с обычными дровяными – почти полное отсутствие дыма при работе позволяет отказаться от громоздкого кирпичного дымохода (его заменяет обычная железная труба, выведенная через крышу или стену) и устанавливать их практически в любом, даже жилом, помещении. Простые в обслуживании, они найдут применение и в городских условиях. Компактные древесные гранулы гораздо эффективнее заполняют объем камеры сгорания, чем дрова, поэтому КПД пеллетных котлов выше, чем обычных твердотопливных.
Мощность бытовых пеллетных котлов составляет до 100 кВт, промышленных установок – 1,2 МВт.
Чаще всего биогранулы хранятся в мешках непосредственно в коттедже или в штатном бункере котла – его загружают, засыпая пеллеты прямо из пакета или лопатой. Также можно организовать хранилище для пеллет в отдельном помещении неподалеку от котла или в пристройке к основному зданию – и подавать древесные гранулы в приемный бункер котла по металлическому или гибкому пластиковому каналу, оборудованному шнеком, либо с помощью пневмосистемы. Использование вместительного бункера существенно увеличивает промежуток между загрузками (до 1 раза в год). В России в основном продаются большие стальные конструкции. Они долговечны, но массивны и достаточно дороги.
Другой распространенный вариант – более дешевый, но менее прочный – система “биг бэг”. Пластиковый мешок (до 1,5 м³ древесных топливных гранул) подвешивается на стойках рядом с котлом.
Склад любого объема можно устроить в хорошо гидроизолированном помещении и без каких-либо готовых конструкций. При этом необходимо учитывать рекомендации производителя котельного оборудования. Пол у хранилища может быть горизонтальным, но чаще его делают наклонным (под углом 50°) или двускатным, в нижней части предусматривается открытый паз, через который пеллеты проталкиваются встроенным шнеком в круглый канал, сообщающийся с топкой котла. На полу склада желательно установить ворошитель – двухлопастное устройство, время от времени по сигналу котельной автоматически перемешивающее массу пеллет в зоне шнека, чтобы они не слеживались и питание котла было равномерным. Обустройство склада в подвальном помещении требует серьезных работ по гидроизоляции.
Можно хранить пеллеты в специальной пластиковой емкости объемом до 11 м³, напоминающей сосуд для жидкого топлива или воды. Ее закапывают или присыпают землей на небольшом расстоянии от дома.
В 1980-е гг. пеллеты быстро завоевали популярность в Европе как альтернативное топливо. В 1990-е гг. они сдали свои позиции, но в 2000-х гг. вновь оказались востребованными. Причинами этого стали усовершенствование технологий производства гранулированного топлива и число выпускающих его предприятий, а также создание новых, улучшенных пеллетных печей. Ужесточение требований к экологической безопасности оборудования вынуждает потребителей переходить на наиболее безвредные установки, какими и являются пеллетные. Помимо этого в Европе многие котельные районных и городских масштабов, ранее использовавшие уголь, переоборудуют для работы на гранулированном топливе, что оказалось экономически выгодным.
В России потенциал по производству пеллет трудно переоценить: запасы сырья огромны, деревообработка характеризуется большими потерями древесины, которую можно превратить в гранулированное топливо. При деревообработке объем опилок и стружки достигает 12% от исходного сырья. Из соответствующего котельного оборудования на рынке представлены модели из Чехии, Италии, Германии, Финляндии и Латвии.
В предыдущих материалах рассказал о европейском и китайском опыте развития биогазовой энергетики. Анализ российского сельскохозяйственного сектора показывает, что биогазовые технологии не только экономически оправданы, но и могут создать условия для более интенсивного развития сельского хозяйства РФ, решить проблему отходов АПК и слабого развития энергетической инфраструктуры в сельских районах.
