Андрей Смирнов
Время чтения: ~14 мин.
Просмотров: 0

Пеллетная горелка своими руками: быстрая сборка и автоматизация процесса

Принцип работы и особенности конструкции

Основной принцип работы агрегата – сочетание шнековой технологии и запального механизма, гарантирующего быстрое воспламенение. Схема пеллетного котла включает в себя эти особенности и предполагает, что процесс сжигания гранулированного топлива сопровождается принудительным поступлением воздуха, именно поэтому в ней присутствует вентилятор. Принцип работы предполагает, что автоматика розжига срабатывает только после того как топливо хорошо разгорится. Непосредственно в процессе горения брикетов образуются горячие дымовые газы. Выходя из топки, они попадают в теплообменник, где передают 95% выделившегося тепла.

Общая схема

Дальнейшая работа проходит так:

  • продукты горения поступают в зольник;
  • автоматическая подача воздуха позволяет поддерживать оптимальные параметры котла по выработке тепла (участие человека в этом процессе не предусмотрено).

Настройка и последующее за ней управление может производиться, если возникнет такая необходимость, с помощью вмонтированного пульта ДУ. Возможность установки максимальных для данного помещения и минимальных температурных значений позволяет обеспечить стабильную поддержку оптимальной для него температуры.

Особенности работы печи – при достижении максимальной температуры для агрегата дальнейшая подача топлива автоматически прекращается. Новое поступление становится возможным только после того, как температура упадет до минимальных показателей. Также к особенностям конструкции следует отнести:

  • камера сгорания небольшая;
  • до 72% теплосъема проходит в конструкции;
  • средняя температура удаляемых в процессе воздействия пламени газов, составляет 1500;
  • горелки объемного типа за счет чего достигается высокий показатель КПД (до 96%);
  • некоторые агрегаты могут быть оснащены контуром горячего водоснабжения (дополнительное отопление в доме).

Выделяют 3 основных типа оборудования:

  1. пеллетные котлы, предназначенные для гранулированного топлива, произведенного из древесины;
  2. комбинированные печи/котлы, способные короткое время работать на дровах или угле;
  3. Универсальные по использованному топливу пеллетные котлы (горелки) – для них подойдет любой вид твердого топлива.

Изготовление пеллетной горелки

Пеллетные установки часто игнорируются покупателями из-за их дороговизны по сравнению с газовым и электрическим оборудованием, при этом проблема решается путём изготовления устройства в домашних условиях.

Камеру сгорания можно обустроить из трубы квадратного или круглого сечения. Отдавать предпочтение лучше жароустойчивой стали, способной противостоять повышенным температурам, толщина стенок должна быть не меньше 4 мм.

Крепление самодельной установки к котлу производится фланцевой пластиной, изготовленной из жаропрочной стали толщиной от 3 мм.

Контейнер для подачи топлива в камеру сгорания можно приобрести либо изготовить своими руками. Самый оптимальный вариант – сразу делать установку, в которой топливо будет подаваться автоматически. Для этого в приобретённую трубу нужного диаметра помещаем шнек. Вращение устройства будет производиться за счёт подшипника, редуктора и двигателя, работающего на низких оборотах.

Дополнительно в магазине приобретается вентилятор, который будет нагнетать воздух. Вентилятор закрепляется на пластине, которая изготавливается в зависимости от размеров и конструкции дверцы используемого в вашем доме котла.

Важно также побеспокоиться о регулировке количества поступающего топлива и объёма нагнетаемого вентилятором воздуха, иначе самодельное устройство будет работать нестабильно. В домашних устройствах регулировка силы подачи воздуха и количества пеллетов производится в ручном режиме. Данный способ неудобен из-за того, что требует постоянного присмотра за горелкой

Данный способ неудобен из-за того, что требует постоянного присмотра за горелкой.

Для автоматизации приобретается электрический элемент накаливания и фотодатчик. Первое устройство производит розжиг пламени в случае, если пеллеты погасли, также регулирует включение устройства. Фотодатчик следит за появлением пламени: если пламя стабильное, датчик передаёт сигнал на элемент накаливания для прекращения розжига.

Для автоматизации системы также приобретается датчик заполнения. Он будет оповещать электронную начинку устройства о степени заполнения камеры сгорания пеллетами.

Пеллетные горелки – современное оборудование для котлов, которое позволяет повысить экологичность процесса и снизить затраты на топливо. При этом само оборудование в магазине имеет высокую стоимость. Для базовых бытовых нужд лучше отдавать предпочтение самодельным устройствам, работу которых при необходимости можно автоматизировать.

Как сделать своими руками?

В качестве основы для пеллетной самодельной горелки можно взять схему, рассчитанную на емкость бункера 17 или 34 кг. Ширина чаши бункера при этом составит 40 и 50 см, а его общая высота — 87,3 и 72,3 см соответственно. Ширина горелок сверху – 20,5 и 14 см соответственно. Стоит присмотреться и к таким чертежам с размерами — они относятся к одной из серийных моделей, но это даже хорошо, поскольку свидетельствует об отличной проработке конструкции.

Конструкции в целом несложны. Однако очевидно, что горелки из обычной конструкционной стали мало прослужат из-за контакта с пламенем, разогревающимся до 1000 градусов и более. Придется подбирать более стойкие материалы.

Своими руками гораздо проще изготовить гравитационную модель

Но к ее созданию надо подходить с большой осторожностью, потому что вероятность ЧП очень уж велика. Наиболее ответственная деталь – «корзина». Прорези в ее задней стенке не должны быть сплошными, к тому же их размер должен быть меньше габарита пеллет

Иначе топливо станет застревать и появится закоксовывание

Прорези в ее задней стенке не должны быть сплошными, к тому же их размер должен быть меньше габарита пеллет. Иначе топливо станет застревать и появится закоксовывание.

Промежуток, отделяющий заднюю стенку от донца корзины, должен быть минимум 6 мм. При этом он должен быть хотя бы на 2 мм меньше габарита пеллет. Переднюю стенку желательно оборудовать сплошными прорезями. В идеале внизу они должны быть открыты. Заднюю стенку наклоняют чаще всего под углом 45 градусов. Обычный расчет часового расхода — на 2-3 кг топлива.

Бункеры важно защищать от «проскока огня». В качестве образцово защищенных подойдут бункеры от горелок «Пеллетрон». Емкости 34 кг хватит для прогрева в течение 24 часов

Вторичный воздушный канал обычно напоминает по форме букву Г с верхним изломом, что гарантирует интенсивное перемешивание и чуть лучший КПД

Емкости 34 кг хватит для прогрева в течение 24 часов. Вторичный воздушный канал обычно напоминает по форме букву Г с верхним изломом, что гарантирует интенсивное перемешивание и чуть лучший КПД.

Чтобы упростить сборку камеры сгорания, придется:

  • начертить развертку;
  • свернуть материал;
  • заблаговременно проклепать или точечно проварить стыки.

Каминные

Эти модели рассчитаны на постоянное горение пеллет. Нагнетательные системы (вентиляторы) не требуются. Зато обязательно должна присутствовать естественная тяга в дымоходе, потому критически важны параметры дымового канала. Очень большое значение имеет стабильность поступления воздуха.

Стокерные

Их альтернативное название — горизонтальные горелки. Пламя всегда ориентируется вбок. Для работы требуется применять лишь специальные гранулы, которые исключают образование золы. И тем не менее очищать горелочное устройство потребуется регулярно.

Противоположный вариант — роторные, они же вертикальные, устройства. Как свидетельствует название, пламя будет ориентировано кверху. Такое решение позволяет радикально сократить требования по качеству горючего. Да и специальная очистка если и требуется, то очень редко. Но и на этом перечень возможных типов горелок не заканчивается.

Ретортные

Популярностью пользуется ретортная разновидность. Ее еще называют устройствами объемного горения. Гранулы поступают снизу вверх за счет шнекового устройства. Воздух просачивается сквозь отверстия чаши, которые находятся по всему ее периметру. В таком варианте непременно используется теплообменник оригинальной конструкции.

Гравитационные

Что касается энергонезависимых гравитационных горелок, то они в основном изготавливаются своими руками. Такие модели позволяют отказаться от электропитания котлов. Разумеется, только в том случае, когда отсутствует другая, нуждающаяся в электричестве, автоматика.

В гравитационных системах гранулы будут поступать напрямую из бункера. Воздухообмен происходит за счет естественной конвекции. Чтобы отрегулировать интенсивность горения, придется двигать шиберную заслонку на дымоходе. Подобное решение, несмотря на свою автономность от электропитания:

  • может спровоцировать воспламенение пеллет внутри бункера при появлении обратной тяги;
  • не обеспечивает КПД выше 90%;
  • требует большого числа ручных манипуляций.

Поэтапное описание установки

Специалисты не советуют проводить установку и обвязку пеллетных котлов отопления по схемам из интернета новичкам, никогда до этого не имевшим дело с отопительными и водопроводными системами

Но знание того, как проводится монтаж и какие нюансы важно соблюдать в работе, позволит проконтролировать работу подрядчиков.. Установка системы проводится по следующей схеме:

Установка системы проводится по следующей схеме:

  1. Монтаж главного оборудования:
  • Установка котла в обустроенном месте.
  • Установка топливного бункера в стороне от котла.
  • Установка в бункере шнековых податчиков пеллет.
  • Фиксация трубы податчика пеллет хомутами.
  • Установка горелка, приемной трубы и шланга.
  1. Обвязка пеллетного котла.
  2. Заполнение системы в соответствии с указанным рабочим давлением.
  3. Подсоединение к дымоходу. Сечение дымохода должно соответствовать сечению дымоотводящего патрубка котла. Естественная тяга должна быть не менее 12 Па.
  4. Установка дополнительных элементов вроде предохранительных клапанов (они не обязательны, но повышают удобство и безопасность пользования).
  5. Подсоединение к электросети. При повышенном риске регулярных отключений электроэнергии рекомендуется дополнить систему подходящей моделью ИБП.

Внимание: в статье приведена общая схема монтажа. Детали установки могут отличаться в зависимости от особенности конкретной модели

Более подробная схема дается в инструкции, которая должна обязательно выдаваться при покупке котла.

ПРИМЕРЫ ИЛЛЮСТРАЦИЙ ПО ТЕМЕ:

Установка основы котла, топливного бункера

Два варианта подсоединение к дымоходу

Устройство

Любая горелка преследует одну цель – создание мощного пламени для нагрева воздуха или водной рубашки котла. При этом саму мощность горения можно регулировать самостоятельно.

Пеллетная горелка преследует аналогичные цели. Устройство представляет собой аэродинамическую трубу, в которую подаётся твёрдое топливо и нагнетается воздух для горения. Подача топлива в трубу осуществляется с помощью специального конвейера шнекового типа. Само топливо перед горением находится в загрузочном бункере. Бункер может иметь различный объём, при этом именно от объёма зависит, как долго горелка может гореть самостоятельно без вмешательства человека (подсыпка топлива).

Устройство пеллетной горелки: 1 — Пеллет поступает в горелку под действием силы тяжести; 2 — Воздух поступает в горелку за счёт разряжения, создаваемого тягой дымовой трубы; 3 — Горение пеллета происходит в камере горения, которая называется «корзинка»; 4 — За счёт высокой температуры, в корзинке происходит термическое разложение древесины, которое формирует поток горючих газов; 5 — Под корзиной проходит поток вторичного воздуха; 6 — В сопле горелки поток горючих газов и вторичного воздуха смешивается, формируя факел; 7 — Твёрдые продукты горения потоком вторичного воздуха выбрасываются из горелки в зольник котла или печи; 8 — Вентиляция канала подачи не позволяет горячим газам диффундировать вверх по каналу и разрушать пеллет, обеспечивая стабильную подачу гранул.

Воздух в зону сжигания подаётся принудительным путём за счёт нагнетания посредством вентилятора.

Камера для сжигания топлива в горелке может иметь круглый либо прямоугольный тип. Круглые горелки наиболее распространены за счёт простоты изготовления. Снаружи к камере сжигания прикреплён патрубок трубы, через который с конвейера подаётся топливо.

В конструкции также предусмотрен зольник, в котором накапливаются отходы горения. В процессе горения пеллет образуется немного золы, потому очищать зольник нужно не чаще, чем раз в неделю при активном использовании горелки.

Выделяют несколько видов пеллетных горелок, каждая из которых имеет свои достоинства и недостатки.

Факельного типа

Изначально устройство использовалось для получения тепла посредством сжигания зерна, в дальнейшем оно было переоборудовано для сжигания твёрдого прессованного топлива.

Вид сбоку на горелку факельного типа

  • Небольшие габаритные размеры;
  • Можно использовать совместно с котлами, у которых топочная камера имеет небольшие размеры;
  • Упрощённая эксплуатация;
  • Повышенная надёжность;
  • Можно сжигать пеллеты низкого качества.
  • Небольшая мощность по сравнению с другими горелками;
  • Пламя направлено горизонтально, из-за чего оно нагревает котёл локально.

Объёмного типа

В отличие от предыдущей модели, обладают повышенной мощностью и высоким коэффициентом полезного действия. К недостаткам устройства относят усложнённую конструкцию, большие габаритные размеры, зависимость от качества используемых пеллет.

Общий вид горелки объёмного горения

Горение пеллет в каминной горелке

Подобные конструкции преимущественно используются в бытовых условиях, устанавливаются в каминах и котлах. Принцип работы устройства следующий: пеллеты падают в специальную чашу, где происходит их сгорание под действием подаваемого снизу воздуха.

К недостаткам модели относят размеры устройства и необходимость проведения точечной настройки для правильного горения.

Модификации пеллетных котлов

Пеллетные котлы позволяют добиться высокой автоматизации процесса отопления. Для этого часто применяется электронный блок управления. С его помощью можно задать нужный режим работы на определенный срок. В зависимости от вместимости бункера срок самостоятельной работы (без участия человека) может достигать 1−4 недель. Кроме того, ряд моделей котлов некоторых производителей оснащен GSM -модулем управления. Через него с помощью смс можно управлять котлом и следить за его состоянием.

Еще одна особенность пеллетных котлов — лямбда-зонд. Это датчик содержания кислорода в отработанных газах. Ставится он обычно перед дымоходом, в выпускном коллекторе. С его помощью автоматика поддерживает оптимальный режим горения пламени (с помощью вентиляторов).

Конечно, наличие автоматики требует подключения к электрической сети. Котел становится энергозависимым. Существуют энергонезависимые модели пеллетных котлов, но их мало, и они довольно ограничены функционально. Если котел потребляет небольшую мощность от электросети, иногда ставят бесперебойник (ИБП для котлов отопления) с хорошими внешними аккумуляторами.

Что такое пеллентный котёл для отопления частного загородного дома

Пеллетный котел — это вид твердотопливного котла, работающий за счет использования специальных горючих гранул — пеллет. Пеллетное топливо имеет ряд преимуществ:

  1. Низкая стоимость.
  2. Удобное хранение. Горючие гранулы не занимают много места. Их длина — 7 см., а диаметр — 5—10 мм.
  3. Нескольких мешков топлива хватит на всю зиму.

Фото 1. Пеллетный котёл, установленный в помещении. Рядом хранится запас пеллет для сжигания в устройстве.

Устройство агрегата и принцип работы

Пеллетный котел состоит из 3 элементов:

  • из емкости, оборудованной горелкой для сжигания топлива;
  • из конвективной системы, в которой расположен теплообменник;
  • из бункера, содержащего бак для отходов горения.

Для работы прибора требуется приставка, обеспечивающая своевременную подачу топлива. Пеллетный котел оснащен блоком управления, с помощью которого задают параметры работы устройства.

Теплообменник изготавливается из стали или чугуна. Зарубежные производители предпочитают использовать чугун. На нем не появляется ржавчина, но этот материал плохо реагирует на изменения температуры и много весит. В России модели комплектуются стальными теплообменниками. Они быстро реагируют на перепады температуры, мало весят, но предрасположены к появлению коррозии. Поэтому большинство производителей покрывают котлы антикоррозийным составом.

В топку котла подаются пеллеты, там они полностью сгорают. За счет этого нагревается теплоноситель, который распространяет тепло по всему помещению.

От размеров бункера зависит время подачи пеллет. Периодически требуется чистить каналы от накопившихся выбросов.

Преимущества

  1. Работа устройства безопасна для окружающей среды. Материалы для горения не содержат примесей.
  2. Агрегат экономичен. Пеллеты в котле полностью сгорают и расходуются в минимальном количестве.
  3. Модельный ряд твердотопливных котлов разнообразен.
  4. Процесс работы устройства автоматизирован.
  5. При правильной эксплуатации котел прослужит долгие годы.

Недостатки

  1. Высокая цена. Хотя ценовая политика у многих производителей демократична, купить пеллетный котел могут позволить себе не все.
  2. Часть моделей пеллетных котлов работает от электричества, поэтому стоит заранее позаботиться об источнике тока или генераторе.

О пеллетной горелке

Пеллетная горелка – специальное обогревательное устройство, которое выделяет тепло за счёт сжигания пеллет или топливных гранул в котле. В некоторых случаях в подобных горелках используется ненужное сухое зерно.

Существуют ручные и автоматические горелки, в автоматических горелках топливо подаётся в бункер для сжигания с помощью специального шнека, а весь процесс контролируется датчиками, за счёт чего устройство нуждается в минимальном контроле со стороны пользователя. Пеллетные горелки нашли своё применение не только в быту, но и в промышленности. Они используются для отопления помещений, для подогрева воды и для удовлетворения ряда других нужд.

Пеллеты, или топливные гранулы, — специальное твёрдое топливо, которое получается из отходов древесины или сельскохозяйственного производства путём прессования и гранулирования под воздействием высоких температур.

Пеллеты представляют собой экологически чистый вид топлива, так как при их сжигании в атмосферу выбрасывается столько же углекислого газа, сколько образовывается при естественном разложении древесины

В странах, в которых сельское хозяйство и деревообрабатывающая промышленность занимают лидирующие позиции, себестоимость пеллетного топлива оказывается гораздо ниже, чем каменного угля. Исключения составляют только те регионы, в непосредственной близости от которых расположены угледобывающие предприятия.

При сжигании пеллет не выделяются опасные испарения, как это происходит при сжигании жидкого топлива.

Котлы, работающие только на пеллетах

Самое простое устройство имеет специализированный котел, работающий только на пеллетах. Работа пеллетного котла позволяет создать почти автономную систему отопления – ведь пеллеты в бункер можно загружать 1 раз в несколько дней, автоматика регулирует частоту включения и температуру нагрева теплоносителя.

Устройство

  • бункер для пеллет;
  • корпус, оборудованный теплообменником, топкой и горелкой;
  • устройство подачи пеллет из бункера в горелку;
  • автоматическая система управления.

Совместная работа составляющих частей котла обеспечивает автономную работу отопительного оборудования.

Схематичное изображение устройства и принципа работы пеллетного котла

Принцип работы

  1. В бункер вручную загружаются пеллеты.
  2. Шнековый транспортер автоматически подает пеллеты в топку с горелкой.
  3. Пеллеты поджигается с помощью устройства розжига (ТЭНа), воздух подается через форсунки в топку.
  4. В топке сгорает топливо, в теплообменнике происходит отбор тепла от топки и нагрев теплоносителя.
  5. Зола собирается в отдельный контейнер, его очистка производится вручную один раз в 5-7 дней.

Топливо в пеллетных агрегатах подается снизу и сжигается постепенно по принципу «сверху вниз». Горение протекает медленно, поэтому происходит наиболее полное сжигание топлива. Температура в топке зависит от скорости сжигания топлива – она регулируется автоматикой путем уменьшения или увеличения подачи воздуха. Автоматическое регулирование скорости сжигания топлива обеспечивает заданный температурный режим в здании.

Устройства гравитационного типа

Горелки гравитационного типа могут не зависеть от электричества. Топливо поступает сразу в пиролизную камеру, наддув может быть обеспечен благодаря дымоходной тяге. Привести горелку в работу можно в ручном режиме, используя одну заслонку и регулятор тяги в дымоходе. Но устройство такого типа нуждается в серьезном обслуживании.

Энергонезависимые изделия с ручным управлением бывают только самодельными. В продаже имеются только гравитационные полуавтоматические конструкции, где топливо подается посредством «самосыпа».

Чтобы не допустить попадания огня в бункер, нужно поставить шлюз на основе элементов, расширяющихся при нагреве, или же использовать схему с двойным колосником. Он подвижный и периодически отодвигается назад, забирая часть пеллет и перенося их в зону сжигания, одновременно происходит выталкивание золы в зольник. Но есть риск, что между колосниками зазор может быстро забиться золой. Если колосник в заднем положении застрянет, то огонь может попасть в бункер.

Схема гравитационной энергонезависимой горелки следующая:

  • Опилки засыпают прямо в пиролизную камеру в виде стальной перфорированной корзины. Она съемная, под каждый размер пеллет требуется изготавливать новую.
  • Третичный воздух, который подсасывается сквозь специальные отверстия, не допускает попадания огня в бункер.
  • Пиролиз опилок в корзине проводится за счет первичного воздуха.
  • Во вторичном виде он вместе с газами поступает в камеру, где и осуществляется горение.
  • Из нее выходит факел газов.

Некоторые горелки фабричного типа тоже могут изготавливаться по такой схеме. Но, в отличие от самоделок, они все равно будут зависеть от электричества, поскольку в них присутствует встроенная автоматика.

Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Максим Иванов
Наш эксперт
Написано статей
129
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации