Древесная топливная щепа для котлов: характеристики, цена и сравнение с другими материалами для отопления

Продукты деревообработки, в частности топливная щепа, давно используются человеком для отопления в целях экономии и удобства.

Они не хуже специальных брикетов и евродров по многим параметрам.

При этом щепа является более доступным материалом.

Древесная щепа – это эффективное топливо, подходящее для автоматических котлов и печей со шнековой системой подачи.

В этой статье мы расскажем о:

• характеристиках этого топлива;
• особенностях его применения;
• сравнении с другими похожими видами древесного горючего;
• его стоимости и способах снижения затрат на отопление.

Что такое топливная древесная щепа?

Топливной щепой называют материал, который появляется в результате станочной рубки и колки древесины. В отличие от стружки, которая является отходом обработки древесины, щепа – это почти всегда конечный продукт, появляющийся в результате полной переработки дерева и изделий из него.

От опилок топливная щепа отличается более крупными размерами, а от стружки — формой. Ведь при одинаковых размерах топливная щепа состоит из ровных пластин (чипсов), а крупная стружка всегда немного или сильно закручена (зависит от способа обработки древесины).

Подходящие отопительные котлы

Для работы на щепе подходит большинство отопительных приборов, предназначенных для работы на:

Наиболее эффективны устройства, оснащенные шнековой подачей топлива и лямбда-зондами.

Для подачи топлива из других помещений могут использоваться пневматические и транспортерные установки.

Единственное ограничение оборудования связано с шагом шнека, который должен превышать максимальную длину щепы. В противном случае шнековая подача может забиться и подача топлива остановится, что приведет к отключению отопительного прибора.

Если же шаг шнека превосходит максимальную длину щепы, то котел или воздухонагреватель можно использовать без переделки. В противном случае придется заменить шнек, все остальные части устройства подходят без переделок.

Также для отопления щепой можно применять устройства с верхним горением топлива, о которых мы рассказывали в статье Отопление опилками.

Из-за своей формы щепа будет менее эффективным топливом, ведь ее плотность гораздо ниже, поэтому горючее придется сильно утрамбовывать. Более подробную информацию об отопительных устройствах, работающих на щепе, вы найдете тут (Виды котлов на щепе).

Из чего делают этот вид топлива?

Материалом для изготовления топливной щепы может служить любая древесина, поэтому чаще всего этот вид топлива делают из сухих веток и различных отходов, которые остались после обработки или переработки древесины.

При этом готовый продукт сохраняет все особенности исходной древесины, поэтому такие характеристики, как:

• теплотворная способность;
• зольность;
• удельное содержание смол,

полностью соответствуют тем деревьям, из которых получили щепу.

Из-за этого хвойная щепа плохо подходит для современных автоматических котлов, ведь высокое содержание смол не только увеличивает зольность, но и приводит к появлению отложений в дымоходе и на деталях теплообменника.

Между запуском котла и прогревом воды до рабочей температуры проходит не меньше часа, в течение которого из горячего дыма на холодные трубы оседает конденсат, содержащий в себе множество смол.

Кроме того, теплотворная способность щепы из твердых и тяжелых пород древесины всегда выше, чем у топлива из легких и мягких пород. Ведь готовое топливо лишь сохраняет исходные характеристики древесины.

Если же топливо получено из древесины с корой, то его теплотворная способность снижается, потому что этот параметр коры гораздо ниже, чем у остальных частей дерева, за исключением хвои и корней.

Технология производства

Материалом для изготовления этого вида топлива служат отходы обработки и переработки древесины, такие, как:

• горбыль;
• обрезки;
• неделовая древесина;
• ветки и сучья.

Некондиционную древесину загружают в рубительные машины и измельчители различных типов, о которых мы рассказывали в этих статьях:

Фракция топлива зависит от настроек машины, а теплотворная способность — от породы древесины и процентного содержания коры. Поэтому лучшая щепа получается из окоренной древесины любого типа, а худшая — из неокоренных веток и сучьев.

Основной документ, который регламентирует характеристики топливной щепы в России – это ГОСТ Р 55116-2012 (EH 14961-4:2011) Биотопливо твердое. Технические характеристики и классы топлива. Часть 4. Этот документ вы сможете найти и прочитать по этой ссылке .

Он делит топливо по размеру на классы:

1. Р16А – размер основной фракции, чье содержание превышает 75 % составляет 3–16 мм, количество мелочи, не дотягивающей до этих размеров не превышает 12%, максимально допустимый размер крупных кусков (их количество не превышает 3%) составляет 16–31,5 мм при сечении 1 мм 2 и меньше.
2. Р16В – размер основной фракции, чье содержание превышает 75 % составляет 3–16 мм, количество мелочи, не дотягивающей до этих размеров не превышает 12%, максимально допустимый размер крупных кусков (их количество не превышает 3%) составляет 45–120 мм при сечении 1 мм 2 и меньше.
3. Р31,5 – размер основной фракции, чье содержание превышает 75 % составляет 8–31,5 мм, количество мелочи, не дотягивающей до этих размеров не превышает 8%, максимально допустимый размер крупных кусков (их количество не превышает 6%) составляет 45–120 мм при сечении 2 мм 2 и меньше.
4. Р45– размер основной фракции, чье содержание превышает 75 % составляет 8–45 мм, количество мелочи, не дотягивающей до этих размеров не превышает 8%, максимально допустимый размер крупных кусков (их количество не превышает 6%) составляет 63–120 мм при сечении 5 мм 2 и меньше.

Цена топливной щепы составляет 150–450 рублей за 1 м 3 вне зависимости от породы. Цена за тонну обычно не называется, но при этом количество топлива в объеме 1 м 3 может сильно отличаться.

Одни предлагают «плотный кубометр», то есть максимально утрамбованный, другие же насыпают как получится, из-за чего после уплотнения материала оказывается существенно меньше.

Кроме того, очень важна влажность, ведь чем больше воды в щепе, тем больше тепла будет тратиться на ее испарение, а значит, тем меньше будет реальная теплотворная способность.

Большинство производителей щепы не включают в ее стоимость доставку, потому что согласны отпускать этот вид топлива только на условиях самовывоза. В итоге для покупателя цена оказывается заметно выше, причем увеличение стоимости напрямую связано с расстоянием, на которое ее необходимо транспортировать.

Как снизить затраты на отопление?

Плотность щепы при одинаковой влажности в 2–3 раза ниже плотности древесины той же породы, в результате чего во столько же раз возрастают расходы на получение этого же количества тепловой энергии.

Кроме того, сушить рубленную древесину во много раз сложней, чем:

Поэтому для снижения затрат на отопление желательно производить этот вид топлива самостоятельно, применяя самодельные или покупные рубительные машины.

Недорогой измельчитель обойдется в 30–50 тысяч рублей, при этом он сможет перерабатывать не только поленья, но и срезанные во время весенней/осенней обрезки ветки, что также снизит общие затраты на получение тепловой энергии.

Также для получения топлива можно использовать отходы деревообрабатывающих и деревоперерабатывающих предприятий, а их стоимость гораздо ниже цены дров.

Еще один способ снижения затрат заключается в договоре с местным лесничеством и покупке у них спиленных деревьев или получении квоты на самостоятельную валку леса.

Лесник пометит деревья, которые можно спиливать, поэтому после их валки в переработку на щепу пойдут не только стволы, но даже мелкие ветви.

Из-за большого количества коры теплотворная способность топлива из тонких веток невелика, но учитывая, что затраты на получение такой щепы минимальны, получится серьезная экономия.

Сравнение с другими похожими видами топлива

Основные конкуренты щепы – это:

Опилки из-за своей структуры плохо подходят для автоматических систем подачи топлива, а также для отопительных приборов, в которых огонь движется не вниз, а вверх.

Стружка во многом сходна со щепой, но ее сложно получать в необходимых объемах самостоятельно, поэтому на ней не получится сэкономить.

Пеллеты, мало того, что заметно дороже щепы, так еще и их самостоятельное изготовление требует гораздо более серьезных затрат на оборудование.

Хотя, по теплотворной способности при одинаковой влажности они заметно превосходят щепу, но сэкономить на них не получится.

Вывод

Топливная щепа хорошо подходит для автоматических котлов, однако некоторые из них могут потребовать переделки.

По теплотворной способности относительно веса она сопоставима с натуральной древесиной и немного уступает пеллетам, но из-за малой плотности ее потребуется гораздо больше.

Технология изготовления котла на опилках своими руками

Котлы на опилках все чаще используются в системе водяного отопления как источник тепла. Это связано с массой преимуществ, которыми они обладают. Котлы работают на щепе и древесных опилках, поэтому обладают высокой экологичностью. Этот вариант помогает сэкономить деньги, особенно при самостоятельном изготовлении агрегата. Они обладают достаточной мощностью, чтобы поддерживать тепло в жилых и производственных помещениях с большой площадью.

Из-за высокой цены на классические энергоносители и постоянном ее росте, собственники домов переходят на более бюджетные варианты. Самые дешевые виды топлива – щепа и опилки. А если сделать котел из простых и доступных материалов, то получится довольно практичное решение. Если сварные работы самому делать проблематично, можно пригласить профессионального сварщика.

Особенности эксплуатации котлов

Наиболее современный и надежный вид котлов на опилках – автоматизированные водонагревательные системы. Их конструкция состоит из нескольких основных частей:

• топливный бункер;
• газогенератор;
• водогрейный котел – состоит из камеры сгорания и теплообменника;
• автоматическая система управления.

Современный котел на опилках – устройство

В конструкцию корпуса входят следующие элементы:

• топка;
• дымовая труба;
• зольник;
• распределитель тепла;
• змеевик;
• поддувало;
• датчики.

В зависимости от проекта здания, он может быть установлен полностью внутри, снаружи, или с частичным монтажом на улице.

Автоматическая система отвечает за такие операции:

• подача щепы в котел;
• поступление горячего воздуха в камере сгорания в соответствии с объемом топлива;
• контроль над повышением температуры;
• пожаротушение.

Среди импортных котлов подобного устройства можно выделить австрийские HARGASSNER. Они особенно популярны в Европе для отопления гостиниц, домов, офисных зданий.

Яркий представитель отечественных котлов – BIO VULKAN производства фирмы «Пиролиз Мастер». Основные особенности этих устройств:

Котел BIO VULKAN – общее устройство

• Корпус топки составляют стальные листы и трубы, снаружи покрытые теплоизоляционным материалом.
• Внутри выложен шамотный кирпич – это повышает температуру нагрева.
• Герметичные дверцы с корпусом из бетона, большие и жаропрочные.
• Вентиляторы подают в топку первичный и вторичный воздух – это необходимо для горения.
• Барабанный теплообменник защищен от известковых отложений двухуровневой циркуляцией воды.

Эти котлы на опилках отличаются самым высоким КПД, что связано с установкой на них пятиходового теплообменника. Для сжигания топлива используется ретортная горелка, которая позволяет использовать древесные отходы фракцией до 4 см.

Механизм подачи топлива

Приемник имеет открытый доступ к внешней части здания. Он оборудован шнековой передачей, соединенной с хранилищем. Когда бункер полностью загружен топливом, начинает работу транспортер – он подает топливо в механизированный отсек.

Хранилище бывает двух типов, они отличаются техникой подачи в котел опилок:

• бункер с наклонным основанием, конусовидный, с шнековым механизмом в нижней части;
• ворошитель с лопастями, опилки загружаются за счет вращения.

Из хранилища не все топливо попадает сразу в топку. Котлы на щепе пиролизного типа оборудованы барабаном и шнековой передачей, которые осуществляют подачу топлива частями.

Самостоятельное изготовление котлов

Когда в доме необходимо устройство для отопления, но не хочется тратить на его покупку значительную сумму денег, можно сделать его самостоятельно. Для этого понадобится:

Котел на опилках своими руками – схема устройства

• трубы с круглым профилем 4-5 см в диаметре;
• трубы прямоугольные 60Х40 мм;
• сварочный аппарат;
• электроды;
• шлифовальная машина.

Трубы подбираются так, чтобы они разместились в котле размером 36х40х80 см. Конструкции с прямоугольным сечением будут выполнять функцию вертикальных стоек. В них создаются круглые отверстия для крепления других элементов устройства.

На стенке котла с дверцей будут располагаться трубопроводы по 5 см в диаметре. Для задней части нужны четыре первых прямоугольника размером 5х6 см, а следующие – 4х4 см.

Для подведения труб вырезаются отверстия по 5 см в диаметре. По ним будет поступать холодная и горячая вода.

Процесс изготовления

Передняя и задняя части котла оборудуются таким образом:

• присоединяются прямоугольные стойки с помощью сварки;
• перпендикулярно к ним устанавливаются круглые трубы;
• подключаются трубопроводы для подвода и отвода воды;
• открытые концы труб закрываются частями металлических листов и завариваются.

Процесс изготовления котла на опилках

Котел проверяется на герметичность – в трубы заливается вода, чтобы сразу обнаружить протекание. Если все в порядке, устройство монтируется в топливник из кирпича. Его можно сделать самим, используя для этого огнеупорные материалы.

Принцип работы

Котел загружается топливом сверху, от дна и до дымоходного среза. Он не имеет ни дверец, ни зольника. Щепа и опилки уплотняются специальным грузом, сделанным из толстого листа стали. К нему приварена труба, по которой воздух подается в топку. Она вертикально проходит через крышку, конец ее выходит наружу – котел разжигается через него.

Процесс работы самодельного котла на опилках

Смысл заключается в горении верхнего слоя биомассы, весь процесс продвигается по направлению вниз. Так происходит нагревание водяной рубашки.

На конец трубы монтируется заслонка – с ее помощью регулируется подача воздуха, чтобы контролировать скорость сгорания топлива. В процессе работы опилок становится все меньше, груз опускается ниже до тех пор, пока котел не опустеет. Он освобождается от продуктов горения через дымоход.

При самостоятельном изготовлении обязательно нужно пользоваться чертежами – так легче разобраться с пропорциями и формой деталей. Чтобы устройство правильно функционировало, оно должно быть правильно собрано.

Преимущества и недостатки котлов на опилках

Любой вид отопительного оборудования имеет свои плюсы и минусы. Недостатки котла на опилках связаны с качествами топлива. Опилки имеют плохую сыпучесть, из-за этого возникают сложности с транспортировкой. Кроме того, им свойственно впитывание влаги, поэтому гореть они будет хуже, чем дрова и уголь. Самодельные устройства не имеют никаких гарантий качества сварных швов, их внешний вид сильно отличается от производственных аналогов своей неприглядностью.

Но, все же, положительные качества у прибора тоже есть:

Преимущества котла на опилках

• экономичность (по сравнению с другими видами топлива, так как опилки – это строительные отходы);
• высокий коэффициент полезного действия – более 90%;
• работает без вреда для окружающей среды, опилки – экологически чистый продукт;
• одна загрузка топлива может обогревать дом до 10-12 часов;
• быстрый нагрев – через 30 минут после запуска;
• простая конструкция.

Стоимость самодельного котла на опилках будет в разы ниже фирменного, даже если все материалы для его изготовления купить в магазине и нанять профессионального сварщика. А если какие-то детали найдутся в хозяйстве, экономия будет еще больше.

Такие котлы непривередливы к топливу и его качеству, в отличие от заводских. Будет щепа от сосны или березы – не важно, выделяемая смола не навредит устройству.

Главное — чтобы попытки сэкономить не принесли больших потерь: котел, собранный своими руками, не отвечает требованиям безопасности. Он не является долговечным и надежным, в нем отсутствуют системы автоматического контроля, поэтому оставлять его без присмотра нельзя.

Видео: Чертежи самодельного котла на опилках