Пелетният котел е вид отоплителна система, която работи, като гори пелети изработени от дървесна маса. Бойлерите на пелети се използват в централните отоплителни системи за топлинни нужди (топлинно натоварване) от 3,9 kW (киловат) до 1 MW (мегават) или повече. Пелетните системи за централно отопление се използват за частни домове и намират приложение в големите комплекси, търговските и държавните учреждения. Пелетните котелни системи работят най-добре при пълно натоварване и обикновено могат да бъдат намалени до 30% от общия си капацитет на работа. Тъй като фазата на загряване на пелетните котли обикновено отнема повече време, отколкото при петролните или газовите системи за изгаряне, кратките фази на горене имат отрицателни ефекти върху горивната ефективност. За да се подобри енергийната ефективност и да се намалят вредните емисии, пелетните котли обикновено се комбинират с буферни системи, като например самостоятелни резервоари за вода.
Начин на работа
Подобно на системите за отопление с дървесни стърготини, пелетното гориво се изсипва периодично и автоматично от хранилище (за системи с централно отопление) или вътрешен контейнер (за печките на пелети), според нуждите на горивната камера. С топлината, генерирана при горенето на пелетите, циркулиращата вода около горивната камера се затопля. Разпределянето на топлината напомня на други отоплителни системи като парното отопление, което предава топлинна енергия чрез топла вода или пара, циркулираща в радиатори. За разлика от отоплителните системи на нефт и газ, пелетните бойлери изискват интеграцията на резервоар за гореща вода в отоплителната система, за да се намалят топлинните загуби.
Изгаряне на единица маса
В горивната камера бива автоматично доставян лесновъзпламеняващ се материал. Системната технология за контрол регулира доставката на гориво да се извършва постепенно с цел да съответства на необходимата топлинна мощност. В зависимост от специфичната система, вкарваните дървесни пелети биват автоматично възпламенявани или чрез духалка за горещ въздух, или върху перманентно метално легло за изгаряне вътре в горивната камера.
Системите за отопление на дървесни пелети работят с различни технологии на зареждане и горене. Съществуват специално създадени технологии на зареждане за изгарянето на пелетите, като например улей за спускане на пелетите, изгаряне чрез контролиране горене на пелетите, странично изстрелване на пелети в огъня или използване на система с ролетна решетка. Методът на зареждане и изгаряне на пелетното гориво е разделен на 5 технологии.
1. Вал за спускане и изгаряне – пелетите биват спускани по улей в горящ котел. По този начин топлината на изгаряне е точно определена и поради това горенето може да бъде прецизно контролирано. При тази технология остава най-малко пепел от пелетите, в сравнение с други системи, и може да се отстрани от металното легло за изгаряне чрез механизми за самопочистване. Тази технология на изгаряне обикновено се използва при домашните печки и бойлери на пелети.
2. Система с ролетна решетка – пелетите падат отгоре върху няколко бавно въртящи се стоманени плочи с малки отвори между тях. Лопатка почиства отворите при всяко завъртане, за да може пепелта да пада свободно и в същото време да оттласква топлия въздух нагоре.
3. Контролирано горене – пелетите се притискат от долната страна към плоча за горене с помощта на шнек. След като изгорят, пепелта от тях се придвижва до ръба на плочата, откъдето пада в поставения долу отпадъчен контейнер.
4. Странично изгаряне или каменна пещ – тази технология напомня силно на контролираното горене, но този път шнекът поставя пелетите върху плочата за изгаряне от едната ѝ страна. В същото време, плочата за изгаряне, както и набавянето на кислород, могат да бъдат конфигурирани да отговарят на определени условия.
5. Всмукателна технология – валът за спускане осигурява 100% изгаряне на пелетите и тази негова технология е комбинирана с въртящ се клапан от солиден метал, който предпазва цилиндъра и всмукателната турбина да не се покрият с прах. Стесненият и издължен цилиндър почиства излизащият въздух от прахови частици и осигурява на турбината максимално дълъг живот. С метода на спускащ вал са възможни много модулации на металното легло за изгаряне на пелетите. Заедно с високите температури на изгаряне в камерата, тези модулации са напълно възможни.
За по-голяма ефективност и по-малко замърсяване на въздуха, съвременните пелетни системи за отопление регулират изгарянето или чрез сензор за температура, или чрез сензор за големината на пламъците в комбинация с непрестанно променящ се поток на въздуха за горене чрез всмукателен вентилатор или ламбда сонда. Горещите пелетни газове се изтласкват в комина чрез апарат топлообменник, който има ръчно или автоматично почистване на нагряващите се повърхности.
Амплитуда на мощността и ефективността
Пелетните системи се предлагат с различни амплитуди на мощност, като започват от 3,9 киловата за домашни пелетни печки, които могат да стигнат до 20 киловата. Повечето налични системи днес имат контрол на мощността върху подаването на гориво и въздух за горене, така че да могат да работят при пълно и при частично натоварване. В момента пелетните бойлери достигат ефективност на изгаряне между 85 и 95% при пълно зареждане (номинална топлинна мощност) при работа на топлинна енергия.
С малки изключения, ефективността намалява, когато пелетният бойлер работи при частично зареждане. Описаната горе техническа ефективност на отоплението може да варира значително в сравнение с действителната. Затова значението на инсталацията играе основна роля. Използването на допълнителен контейнер за съхранение на пелетите може да се окаже полезно.
Съхранение и почистване
1. Дневен резервоар
Дървесните пелети се съхраняват насипно в контейнер или в по-голямо място за съхранение, откъдето се придвижват по конвейерна система, за да захранят горелката. Мястото за съхранение трябва да е сухо, защото пелетите имат свойството да привличат водни молекули от въздуха или стените на помещението, в което се намират.
В сравнение с нафтата, дървесните пелети изискват три пъти по-голямо място за съхранение, макар и с по-малко техническо оборудване, защото за разлика от пелетите, нафтата и нейните производни замърсяват околната среда и водите. Пелетите могат да бъдат приспособени за съхранение в едно помещение. Подът трябва да бъде във формата на фуния, обикновено изработена от дърво. В края на фунията се намира входното отвърстие на цилиндричния конвейер или тръбата за всмукване. Ако имате повече от един изход за пелетите в помещението, това ще гарантира безпрепятствена работа в случай на проблем в някой от пунктовете за извличане. Алтернатива на складовите помещения са заводските контейнери, направени от плат или листове стомана. Подземните складове или силозите без основи могат да бъдат използвани, ако има достатъчно място в сградата. В райони с висока влажност е необходимо да се използват плътни контейнери за системите, за да се гарантира качеството на пелетното гориво.
2. Превозване
За транспортирането на пелетите от хранилището до котелното помещение могат да се използват въздухопроводи или шнекови системи. Изборът зависи преди всичко от разстоянието между склада и котелното помещение. За разстояния, дълги повече от два метра, обикновено са необходими гъвкави, многостепенни винтови конвейери. Въздухопроводите могат да се използват за разстояния до 20 метра. Изходът на склада или отворът на контейнера са конструирани под наклон или така, че да подпомагат изтласкването на пелетите към котела.