Пеллетная горелка своими руками чертежи с размерами

Среди всего многообразия современных твердотопливных котлов особое место занимают пеллетные горелки. Главным их преимуществом является возможность работы в полностью автономном режиме на протяжении длительного времени. В отличие от дровяных и угольных агрегатов, подача топлива в камеру сгорания происходит в автоматическом режиме, а поддержание заданного температурного режима осуществляется с помощью электронного блока управления.

Пеллетная горелка своими руками

Производительность и КПД пеллетного котла зависит, прежде всего, от эффективности работы горелочного устройства, именно этот модуль обеспечивает равномерное сгорание топлива нагрев теплоносителя до заданной температуры. В статье будут проанализированы устройство и принцип работы пеллетных модулей и приведены рекомендации по самостоятельному изготовлению этого агрегата.

Зачем нужна горелка

Пеллеты только начинают покорять отечественный рынок, но те, кто уже успел воспользоваться таким видом топлива хорошего качества останавливаются именно на нем. Но возникает вопрос, если это по большому счету обычные дрова, которые можно загрузить в топку, то нужно ли заморачиваться с дополнительными механизмами. Мнение имеет право на существование, но если поступить именно так, то сгорание материала составит 80, а то и 40%. Все остальное будет идти в утилизацию. КПД при этом получается минимальным. Горелка позволяет повысить сгорание материала до 98%. Не рекомендуется использовать пеллеты в пиролизных котлах, т. к. пеллеты могут нанести вред, который потребует обслуживания котла.

Температура в горелке при сгорании пеллет может достигать тысячи градусов по Цельсию. Именно поэтому возникает вопрос о том, можно ли поставить пеллетную горелку в свой твердотопливный котел. Если при сборке хорошо понимать принцип работы пеллетной горелки и следовать четким инструкциям, то она может стать хорошим дополнением к основному виду топлива.

Подготовительный этап

Чаще всего деталь применяется в качестве основного элемента винтового конвейера. Кроме этого, есть возможность применять деталь для бурения скважин. Начать изготовление шнеков следует с подготовительного этапа. Его особенности заключаются в следующем:

В интернете можно найти чертежи по которым проводится создание устройства.
При необходимости можно провести расчет основных параметров при применении специальных формул.
Вначале проводится выбор подходящего материала для изготовления винта. В большинстве случаев для этого подходит сталь с повышенной прочностью, которая проходит термическую обработку.
Для работы потребуется сварочный аппарат и некоторые инструменты. Металл считается труднообрабатываемым материалом, для которого требуются специальные инструменты.
Существенно упростить поставленную задачу можно путем изготовления шаблона при применении картона. Подобным образом можно исключить вероятность допущения серьезной ошибки.

От правильности проведения подготовительного этапа зависит то, насколько правильной формой будет обладать готовое изделие. Именно поэтому нужно провести создание заготовки из картона, после чего она прикладывается к основной части и проверяются основные параметры. Изготовить шнек можно из самых различных материалов, при выборе прочной стали можно рассчитывать на длительный эксплуатационный срок.

Использование пеллет

В местностях, где нет централизованного подвода газа, пеллеты являются максимально эффективным и сравнительно недорогим топливом. При сгорании 1 кг пеллет выделяется тепловая энергия, которая равна той, что будет произведена после сгорания половины литра дизельного топлива. Общая отдаваемая мощность 5 кВт/ч. Для обогрева одноэтажного дома в местности, где зимы не слишком суровые будет уходить примерно 50 кг пеллет в сутки. Преимущество состоит в том, что засыпать их можно раз в несколько суток в зависимости от модели котла. Пеллеты помещаются в специальный бункер, из которого автоматически подаются в горелку. Обслуживать самодельную пеллетную горелку придется два раза в неделю.

Одним из недостатков использования пеллет и пеллетных горелок является возможность обратной тяги. В этом случае огонь может вырываться в бункер. Последствия такого процесса будут не самые приятные, ведь это будет хороший пожар. Вторым нюансом, которые требует особого внимания в отношении пеллетной горелки – количество и интенсивность подачи воздуха. Пеллеты довольно легкие, поэтому излишний поток может их попросту сдуть с устройства, и они останутся несгоревшими. При меньшей подаче воздуха пеллеты также не сгорают полностью, что приводит к необходимости чистки горелки. Чтобы весь процесс горения пеллет был правильным, он должен иметь определенную последовательность.

Для розжига необходимо применять специальную зажигалку, которая представляет собой керамический стержень. Она не воздействует прямым огнем на пеллеты, а разогревается до температуры свыше тысячи градусов. Такой подход необходим, чтобы при розжиге пеллет, пламя не ушло в бункер с топливом. Следующим шагом подается требуемое количество воздуха, которое необходимо для того, чтобы факел горения был ровным и стабильным. Далее идет выход на рабочий режим. Это происходит за счет большего количества воздуха, который подается в пеллетную горелку. При этом важным фактором является огонь без дыма. Остановка происходит за счет полного прекращения подачи воздуха в пеллетную горелку.

Пеллеты: что это такое? Подробная характеристика топлива

Данное сырье отличается высокой энергоемкостью. Именно благодаря этому оно получило широкое распространение. Один килограмм гранулированных пеллет при переработке выделяет приблизительно 5 кВт/ч тепла. Из этого следует, что для организации отопления стандартного частного дома, имеющего средние габариты, понадобится около 2 кг материала в час.

Пеллеты для горелки загружаются в устройство приблизительно 1-2 раза в сутки. При загрузке новой порции сырья рекомендуется проводить очистку зольника от продуктов сгорания. Покупные горелки требуют еженедельной очистки, а самодельные приспособления загрязняются еще быстрее. Устройство, изготовленное своими руками, рекомендуется очищать приблизительно 1 раз в 3 дня. В противном случае оно довольно быстро выйдет из строя.

Некоторые модели горелок не требуют загрузки в течение 5 дней. В качестве примера можно привести пеллетную горелку АПГ-42. Такая модель совместима с котлами Теплодар-Купер.

Недостатком пеллетных горелок является обратное горение, которое сопровождается проникновением зоны пиролиза в бункер, предназначающийся для хранения и подачи топлива. Это влечет за собой задымление помещения, в котором находится отопительное оборудование, а также существует вероятность пожара.

Пеллеты – это гранулы небольшого размера, которые изготавливаются из дерева и используются в качестве топлива

Пеллеты из опилок или любых других переработанных отходов при избытке воздуха в конструкции могут быть сдуты, что приведет к возникновению большого количества отходов (золы). Подача воздуха должна быть четко отрегулирована, в противном случае не только его избыток, но и недостаток могут привести к неэффективной работе и быстрому засорению аппарата.

Потребность гранулированного топлива в воздухе определяется в первую очередь режимом горения

Подбор правильного режима является первостепенной и очень важной задачей. Выход в рабочий режим горелки производится в 5 этапов

Перед началом эксплуатации устройства необходимо ознакомиться с каждой фазой более подробно.

Первым делом требуется выполнить поджиг. Горелка для котла на пеллетах разжигается с помощью специального керамического стержня-зажигалки, который при включении разогревается до очень высокой температуры (900-1100 °C). Устройства, изготовленные собственноручно, можно разжигать и обычной лучиной.

1 кг пеллет при горении выделяет примерно 5 кВт/ч тепла

Вторым этапом подготовки оборудования к работе является запуск

Очень важно отрегулировать правильную подачу воздуха, чтобы настроить пламя горелки. Далее выполняется разгон аппарата

На этом этапе горелка входит в обычный эксплуатационный режим.

После разгона необходимо отрегулировать воздух таким образом, чтобы внутри устройства выставилась правильная температура теплоносителя в обратке. Затем нужно прекратить подачу гранулированного топлива и выставить необходимую интенсивность воздуха.

Виды горелок

Пеллетные горелки имеют несколько видов. Их обзор позволит определиться с тем, какая лучше всего подходит для определенных условий. В большинстве случаев для функционирования пеллетной горелки требуется электричество, которое приводит в действие механизмы подачи пеллет. Можно ли что-то сделать, если оно часто пропадает?

С принудительным забором

Такие пеллетные горелки считаются одними из самых лучших в плане пожаробезопасности, они используются, например, в котлах Теплодар. Но за горелку с таким механизмом придется отдать немалую сумму, которая легко достигает 3 тыс. долларов США. В горелках с принудительным забором есть несколько механизмов, благодаря которым происходит подача пеллет. Один из них подразумевает задействование пневматической системы, а второй – шнека. Безопасность обеспечивается за счет того, что канал, по которому перемещаются пеллеты идет снизу вверх. Огонь, как известно, двигается в обратном направлении, поэтому его спуск в бункер маловероятен. Пневматическая система для пеллетной горелки имеет максимальную безопасность. Это так, ведь пеллеты подаются порциями и не остаются в трубе, по которой движутся. Для горелок с пневматической системой подачи можно устанавливать большие бункеры, которые загружаются не чаще раза в месяц.

Шнековые подающие механизмы для пеллетных горелок, например, Теплодар состоят из двух основных узлов. Одним из них является шнек, который производит забор пеллет из бункера. Он ссыпает материал в другой приемник, из которого еще один шнек поднимает пеллеты уже непосредственно в горелку. В этом случае попадание огня от горелки к массе еще остается. Это связано с тем, что пеллеты находятся по всей протяженности шнека. Чтобы дополнительно обезопасить механизм, инженеры делают узел, который подходит к горелке из материала, который плавится и самозатухает. Он выступает в роли предохранителя, чтобы отсечь путь огню.

Одним из недостатков пеллетных механизмов с принудительной подачей, таких как Телподар, является их зависимость от наличия электрической энергии. Если она пропадет, то подача пеллет прекратиться, и система отопления может выйти из строя. Питать приходится два электродвигателя. Если с перепадами питания в вашей местности нет проблем, тогда можно приобретать дополнительный наддув воздуха. Он позволяет увеличить эффективность при сгорании пеллет, а соответственно повысить КПД всей системы. Большее распространение получают механизмы с ретортой. Огненная чаша показала свою проблемность при сбоях. При этом происходил засор самой чаши и требовалась частая чистка. В ретортных горелках сгорание пеллет и пиролизного газа происходит в самой горелке.

Гравитационная

Гравитационное устройство подачи пеллетного механизма значительно проще в обращении. Также такой прибор способен функционировать без электричества. Суть заключается в том, что пеллеты ссыпаются под собственным весом. Отечественными производителями таких горелок являются Пеллетрон и Бегемот. Запустить изделие от Пеллетрона и Бегемота можно простой регулировкой заслонки подачи и регулятором тяги на дымоходе. Но недостатками горелок от Бегемота и Пеллетрона является большая вероятность возгорания пеллет, которые находятся в бункере. Это связано с тем, что сам бункер закреплен на отверстии, через которое осуществляется подача пеллет в горелку. КПД у таких пеллетных изделий меньше, чем у тех, что имеют принудительную подачу.

Чтобы решить вопрос пожароопасности, производители стараются ставить на такие пеллетные приборы специальные термические заслонки. Если пламя вырывается из очага и движется в сторону бункера с пеллетами, тогда от нагрева срабатывает специальный шлюз, который просто перекрывает коридор движения. Другим интересным методом защиты является двойной колосник. Он представляет собой несложный механизм. Верхняя его часть подходит к бункеру и берет требуемое количество пеллет. После этого она смещается в зону горения с пеллетами. Вторая часть в этот момент сбрасывает золу в приемник, откуда ее можно чистить.

Сборка своими руками

Когда изготавливается пеллетная горелка своими руками, важно уделить особое внимание корзине. Часто из-за ее неправильной реализации может происходить застревание пеллет. При этом процесс горения не идет по требуемому алгоритму и огонь возвращается в бункер. Чтобы ликвидировать этот недостаток, необходимо посмотреть на правую верхнюю часть рисунка, который приведен ниже. Прорезь, через которую будет осуществляться подача пеллет нет необходимости делать сплошной. Она должна быть с отверстиями, которые на 2 мм меньше самих пеллет. Уделить внимание также стоит зазору между дном корзины и задней стенкой. Он должен быть не меньше 6 мм, но на 2 мм меньше размера пеллет. Узел, где идет отделение камеры сгорания пеллет от камеры сгорания пиролизоного газа, необходимо сделать сплошные прорези. Если горелка рассчитывается для котла на площадь в 150 м 2 , тогда высота каналов для вторичного воздуха, которые проходят под дном корзины должны быть 30 мм.

Кроме корзинки, щепетильный подход требует и бункер, в котором будут храниться пеллеты. Проблемы начинаются с теми бункерами для пеллет, которые сделаны на глаз и по вольному чертежу. Слева на схеме сверху приводятся размеры и чертежи бункеров, которые используются в Пеллетронах. При площади жилища в 150 м 2 одного такого бункера хватит на сутки. Справа снизу на этом же рисунке приводится чертеж и размеры камеры сгорания. Основой для них послужила пеллетная горелка Пеллетрон 15. Коридор, по которому будет происходить движение вторичного воздуха лучше выполнить в форме буквы «Г». Это необходимо для лучшего перемешивания вторичного воздуха с пиролизными газами. Таким образом повыситься КПД установки. Для камеры сгорания понадобится особый вид стали, который выдерживает высокие температуры. При этом сварить ее в домашних условиях получиться только при наличии точечной сварки, т. к. обычный сварочный аппарат сможет с трудом прогреть ее. Понадобятся листы с минимальной толщиной в 2 мм. Интересная конструкция пеллетной горелки приведена в видео ниже.

Устройство и принцип действия пеллетной горелки

Большинство пеллетных горелок предусматривает наличие следующих модулей:

Шнекового конвейера, посредством которого осуществляется подача гранулированного топлива в камеру сгорания;
Приводного электродвигателя;
Электронным контроллером, отслеживающим параметры сгорания топлива и обеспечивающим внесение своевременных корректив в работу устройства;
Специального датчика, контролирующего количество кислорода в отработанных газах;
Гофрированного рукава, позволяющего предотвратить возгорание пеллет в бункере при возникновении обратной тяги;
Камеры сгорания со встроенной колосниковой решеткой;
Нагнетающего вентилятора, обеспечивающего подачу воздуха, необходимого для эффективного сжигания пеллет. Количество подаваемого в камеру сгорания воздуха зависит от частоты вращения вентилятора и регулируется автоматикой в зависимости от выбранного температурного режима;
Электрического ТЭНа, обеспечивающего автоматический розжиг гранул в камере сгорания.

Принцип работы пеллетной горелки

Из внешнего бункера гранулы попадают в загрузочное окно шнекового транспортера, который доставляет пеллеты в камеру сгорания горелки. Интенсивность горения зависит от количества поступающего в камеру сгорания топлива, непосредственно связанного с частотой вращения вала приводного электродвигателя. Необходимая для обеспечения заданного температурного режима частота вращения двигателя регулируется электронным контроллером.

Не менее важным фактором для обеспечения стабильности процесса горения и полного сжигания топлива является наличие в камере сгорания достаточного количества кислорода. В пеллетных модулях подача воздуха в камеру сгорания осуществляется с помощью специального вентилятора, также управляемого электронным контроллером.

Схема регулировки температуры теплоносителя выглядит следующим образом:

Из бункера, с помощью шнекового транспортера пеллеты поступают в камеру сгорания. Одновременно с этим, включается вентилятор, обеспечивающий подачу воздуха.
По сигналу контроллера происходит воспламенение гранул с помощью электрического ТЭНа;
Как только температура теплоносителя достигает заданного значения, термодатчик передает соответствующий сигнал электронному блоку управления, который переводит устройство в ждущий режим;
В случае снижения температуры теплоносителя ниже запрограммированного значения, датчик температуры снова подает сигнал на электронный контроллер. Автоматический блок управления включает вентилятор, обеспечивая тем самым дополнительный приток кислорода в камеру сгорания. Избыток кислорода приводит к увеличению интенсивности процесса горения и теплоноситель вновь разогревается до заданной температуры.
Если в ждущем режиме произошло затухание гранул, АСУ подает соответствующий сигнал на электрический ТЭН, обеспечивающий автоматический розжиг.

Несмотря на то что принцип работы пеллетной горелки не отличается особой сложностью, стоимость этого агрегата достаточно высока. Для сокращения материальных затрат, связанных с переоборудованием котла на пеллетное топливо, некоторые владельцы твердотопливных отопительных агрегатов изготавливают пеллетную горелку своими руками. Как и любое другое производство, изготовление этого устройства начинается с создания комплекта технической документации, проще говоря, чертежей.

Средства автоматизации

Для автоматизации требуется специальный блок управления – автоматика твердотопливного котла не имеет соответствующих возможностей. К контроллеру подсоединяются двигатели шнека и нагнетающего вентилятора, а также температурные датчики. Получая сигнал от датчиков, контролер будет управлять работой двигателей, регулируя подачу топлива и тягу.

Самоделка также может быть оснащена устройством для автоматического розжига и контроля пламени с фотодатчиком, которые также управляются контроллером. Датчик заполнения в патрубке с топливом позволит контролировать подачу сыпучего энергоносителя.

Использование средств автоматизации заметно удорожает агрегат, но делает его максимально удобным в эксплуатации.

Автоматизация работы котла с помощью пеллетной горелки

Как составить чертеж пеллетной горелки

Прежде чем приступить к разработке чертежей, необходимо тщательно изучить существующие конструкции. Это позволит правильно подобрать материал и избежать ошибок при проектировании.

Наличие чертежей существенно упрощает процесс изготовления агрегата. Комплект чертежей пеллетной горелки должен включать в себя деталировку основных узлов и сборочный чертеж агрегата, на котором обязательно обозначаются:

Камера сгорания;
Емкость для загрузки пеллет;
Шнековый транспортер;
Нагнетающий вентилятор.

При индивидуальном использовании, элементы конструкции могут отображаться схематично, без проработки конкретных деталей, однако габаритные и присоединительные размеры должны быть указаны с максимальной точностью. Чертежи отдельных деталей должны содержать исчерпывающую информацию о конфигурации и используемом материале.

В зависимости от выбранного типа чертежи агрегата могут иметь ряд существенных отличий.

Расчет пера винтового конвейера или шнека

Наиболее важным параметром можно назвать размеры и геометрические параметры пера шнека. Для определения свойств применяются специальные программы. Примером можно назвать КОМПАС-3D. В эту программу включен также пакет, позволяющий автоматически провести расчет при введении следующей информации:

Диаметр изделия.
Диаметр вала, выступающего в качестве основания.
Шаг расположения витков.
Толщина применяемого материала.
Угол пера в отношении основания.

В результате проведения автоматических расчетов можно получить подробный чертеж, на котором указываются основные параметры. Кроме этого, могут применяться и обычные формулы для определения основных параметров.

Гравитационная пеллетная горелка: изготовление

Самостоятельное изготовление этого модуля позволит сэкономить от 300 до 2500$. Кроме этого, использование гравитационной пеллетной горелки позволяет полностью отказаться от подключения котла к электросети. В этом случае гранулированное горючее поступает в камеру сгорания непосредственно из бункера, а подача воздуха обеспечивается за счет естественной тяги. Регулировка интенсивности сгорания топлива регулируется изменением положения шиберной заслонки дымохода.

К недостаткам таких систем относятся:

Возможность возгорания пеллет в бункере при возникновении обратной тяги;
Снижение КПД установки до 85-90%;
Необходимость ручной регулировки подачи гранул и положения шиберной заслонки.

Материалами для самостоятельного изготовления гравитационной горелки могут служить:

Труба из жаростойкой стали с толщиной стенки не менее 4 мм используется для изготовления камеры сгорания;
Листовая конструкционная сталь толщиной 3 – 4 мм применяется для изготовления фланца крепления;
Основной бункер может быть сварен из листовой стали толщиной 2-3 мм.

Факельная пеллетная горелка: изготовление

В отличие от гравитационной, факельная горелка оснащается шнековым транспортером, вентилятором и электронным контроллером, что существенно увеличивает материальные расходы на изготовление агрегата. Несмотря на это, такая конструкция получила широкое распространение благодаря следующим достоинствам:

Высокой производительности;
Неприхотливостью к качеству используемых гранул;
Возможности работы в автономном режиме, при этом длительность работы обусловлена исключительно емкостью топливного бункера;
Высокой степени пожарной безопасности.

Для изготовления фекальной пеллетной горелки своими руками потребуется приобрести:

Низкооборотный электродвигатель (или два, в зависимости от конструкции подающего механизма);
Вентилятор, который будет обеспечивать принудительную подачу воздуха в камеру сгорания;
Электронный контроллер, отслеживающий изменения температуры теплоносителя и подающего соответствующие сигналы на исполнительные механизмы устройства.

Что касается самого процесса изготовления, он значительно сложнее чем процесс изготовления гравитационной горелки, поскольку возникает необходимость монтажа термодатчиков и подключения электронной системы управления. Материалы для изготовления агрегата не отличаются от предыдущего варианта.

Краткий обзор импортных изделий

Зарубежной альтернативой отечественным изделиям является пеллетная горелка Китурами, перечень ее характеристик следующий:

диапазон мощности – от 8 до 33 кВт;
КПД изделия – до 95%, общее значение КПД зависит от конструкции котла;
дистанционный контроллер;
датчики температуры, уровня воды, перегрева, переполнения шнека гранулами;
самоочищающийся колосник.

Недостатками данного устройства есть высокая стоимость и зависимость от надежности электроснабжения. В остальном изделие достаточно надежно и не вызывает нареканий, им комплектуются твердотопливные установки DRAGON KRP.

Пеллетная горелка Ferroli

Не менее высокой надежностью отличается пеллетная горелка Ферроли Sun P7 и Sun P12, которая устанавливается на твердотопливные агрегаты BUDERUS и SFL. Максимальная мощность – 34 и 55 кВт соответственно, набор опций такой же, как и у предыдущего производителя. Вентилятор – центробежного типа, обеспечивающий достаточное количество воздуха.

Импортная пеллетная горелка Pelltech отличается большой линейкой предлагаемых мощностей, от 20 кВт (Pelltech PV-20) до 1 МВт (Pelltech PV-1000). Хорошо работает совместно с котлами VIESSMANN, в комплект поставки последних как опция входит узел очистки газов с дымососом, он нужен для установок мощностью свыше 200 Квт.

Ретортная пеллетная горелка: изготовление

Подача гранулированного горючего в таких устройствах, также как и в факельных, осуществляется с помощью шнекового транспортера. Отличием является то, что гранулы подаются снизу. Необходимый для горения воздух нагнетается через специальные отверстия в стенках реторты. Для эффективной работы такого устройства необходим контроллер, своевременно реагирующий на изменение температуры теплоносителя и вносящий необходимые коррективы в работу шнека и вентилятора.

В отличии от факельных устройств, пламя в ретортной пеллетной горелке направлено вверх, поэтому конструкция теплообменника у этих агрегатов сильно отличается. К недостаткам ретортных систем относятся:

Возможность частого засорения отверстий воздуховода, приводящего к затуханию устройства;
Необходимость ручной очистки реторты от продуктов сгорания и остатков гранулированного топлива;
Отсутствие разрывов в подаче гранул. В случае возникновения обратной тяги сохраняется возможность возгорания находящихся в бункере пеллет.

В качестве материала для чаши могут быть использованы жаростойкие марки стали и чугун. В некоторых моделях реторта может быть изготовлена из керамобетона или шамота.

Трудоемкость изготовления такого устройства в бытовых условиях довольно велика, поскольку помимо слесарных и сварочных работ потребуются навыки в области подключения электронных систем управления.

Способы автоматизации

Соотношение подачи топлива и воздуха в камеру сгорания необходимо отрегулировать, в противном случае работа отопительного оборудования будет нестабильной или постоянно происходить на высокой мощности.

Самый простой способ изменять обороты вентилятора и шнекового двигателя — это установить простейший регулятор. Но в этом случае добавится необходимость регулярного присмотра и настроек оборудования с учетом температуры окружающей среды и теплоносителя. Настройка отопительной системы своими руками состоит в том, чтобы подобрать на различных режимах работы такое соотношение подачи воздуха и горючего, во время которого факел пламени будет стабильным и ровным. Добиться этого можно только во время автоматизации работы котла.

Вначале надо приобрести блок электронного управления. Если котел уже оборудован этим прибором, то необходимо внимательно изучить возможности его применения. Обычно контроллеры ведущих изготовителей имеют свободные контакты для управления, куда можно подсоединить электрические двигатели шнека и вентилятора. В этом случае с учетом показателей датчиков контроллер начнет повышать или понижать подачу топлива и регулировать скорость работы вентилятора.

В плане розжига и контролирования пламени горелку тоже можно автоматизировать. Необходимо приобрести фотодатчик, а также электронный элемент накаливания. Последний включается в самом начале, поджигая пеллеты, а фотодатчик во время появления стойкого пламени будет извещать об этом контроллер, который выключит элемент накаливания.

На патрубке устанавливают датчик наполнения, его основная задача — подавать сигнал на электронный пульт управления, если шнек наполнен пеллетами, чтобы завершить подачу горючего. Все эти способы автоматизации дают возможность эффективно сжигать топливо и создать комфорт во время обслуживания котла отопления. Но существуют и определенные недостатки:

Стоимость изготовления горелки значительно повышается.
Находящийся в комплекте электронный блок отопительного котла обычно не приспособлен для одновременной работы с приборами для контроля и розжига горелки, в этом случае необходимо приобретать новый.
Горелку можно подсоединить не к любому контроллеру.

Автоматика для пеллетной горелки своими руками

Наиболее сложным этапом в изготовлении пеллетной горелки является изготовление и монтаж электронных модулей управления. Если рассматривать этот вопрос с теоретической точки зрения, при наличии специальных знаний, можно изготовить контроллер своими руками, однако на практике это практически невозможно. Кроме того, стоимость комплектующих сведет экономию средств к минимуму, а результат может оказаться весьма сомнительным. Поэтому даже при самостоятельном изготовлении горелки, контроллер, датчики и другую автоматику лучше приобрести в специализированном магазине.

Для эффективной работы горелки автоматика должна обеспечить:

Дозировку подачи пеллет и управление шнековым транспортером;
Автоматический розжиг и гашение;
Регулировку подачи воздуха за счет изменения частоты вращения вентилятора;
Оценку количества теплоносителя в отопительном контуре;
Контроль температуры теплоносителя в водяной рубашке котла;
Оценку параметров тяги в дымоходе.

Невыполнение даже одного из этих условий может привести к выходу из строя не только отопительного котла, но и всей отопительной системы.

Изготовление пеллетной горелки трудоемкий и ответственный процесс, однако, при наличии необходимых знаний и оборудования, изготовить такое устройство самостоятельно вполне возможно. Особое внимание следует уделить выбору параметров и монтажу электронных управляющих систем, именно от корректности их работы будет зависеть эффективность работы котла.

Неповторимый запах натурального дерева, чистое и оформленное помещение в современном стиле – именно так может выглядеть котельная в доме, если правильно подойти к выбору оборудования. Новаторским теплогенерирующим оборудованием, которое позволит создать описанные условия в помещении, является пеллетный котёл или автоматическая пеллетная горелка, работающие на специальных топливных гранулах, которые созданы из отходов агропромышленного или деревообрабатывающего производства.

Если ещё несколько лет назад пеллетные установки использовались только в 20% домов в Европе, то на данный момент цифра возросла до 70%. Использование котлов и горелок, работающих на гранулах, — наиболее выгодный вариант для отопления жилого помещения с экологической и экономической точки зрения. Сегодня мы поговорим о принципах работы оборудования, о его достоинствах и недостатках, а также рассмотрим схему изготовления пеллетной горелки своими руками.

Положительные особенности

Описываемое оборудование имеет автоматическую систему зажигания, а также является пожаробезопасным. Потребитель будет иметь возможность снизить расходы за счет незначительной стоимости пеллет. Помимо прочего, на обслуживание не потребуется тратить дополнительных средств. Вы можете рассчитывать на высокий коэффициент полезного действия, а период эксплуатации подобного оборудования составляет 20 лет, что будет зависеть от правильности изготовления и эксплуатационных особенностей. Устройство не зависит от центральных источников отопления и тарифов на такие услуги.

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.

Установка

Пеллетные котлы необходимо монтировать с соблюдением определенных требований к месту установки.

Выбираем место

Лучше устанавливать агрегат в отдельном помещении из-за внушительных габаритов. Оптимальным вариантом можно назвать комнату с температурой не ниже +10 °C.

Установка за пределами здания нежелательна. Однако при размещении оборудования на улице или в гараже следует расположить трубы под землей ниже уровня замерзания для уменьшения теплопотерь.

Подготовка пола и стен

Необходимо выровнять пол в том месте, где будет монтироваться оборудование. Площадка должна быть достаточно прочной, чтобы выдержать вес самого устройства и бункера с гранулами. На стенах и полу следует закрепить негорючие пластины. Около аппарата обязательно предусматривается место для пеллет.

Вентиляция и дымоход

Монтируем вентиляцию и дымоход, изготавливаемый из негорючего материала. Последний, как правило, выводится на крышу, выступая над ее поверхностью минимум на полметра. Его следует защитить от осадков и утеплить.

Сечение труб дымохода должно быть больше диаметра отверстия, предназначенного для отвода отработавших газов из оборудования.

Устанавливаем оборудование

Подготовив площадку, устанавливаем сам аппарат. Устанавливаем и подключаем горелку, бункер, шнек и пульт автоматического управления. Коммуникации к оборудованию подсоединяем через шаровые краны.

Это облегчит обслуживание системы. Желательно установить фильтры. После подключения всех элементов, производят пробный пуск отопительной системы.

Принцип работы

Все пеллетные установки, которые можно приобрести в магазине, оборудованы дополнительными узлами:

Шнек – осуществляет подачу топлива от бункера в камеру для сжигания;
Контроллеры для автоматизации процесса работы;
Бункер – место, в котором топливо располагается до подачи в камеру сжигания;
Лямбда-зонд – специальный датчик, который следит за содержанием кислорода в дымовых камерах и самостоятельно контролирует процесс горения топлива в зависимости от условий.

Пеллетную горелку обязательно защищают пластиковой гофрированной трубой. Она выступает в качестве предохранителя при возникновении обратной тяги. Если огонь начинает двигаться в сторону бункера, труба перегорает, предотвращая распространение пламени.

Дополнительно используется вентилятор, который усиливает горение пеллет путём нагнетания воздуха, а также термоэлектрический нагреватель, позволяющий разжигать топливо без вмешательства человека.

В автоматизированных устройствах пеллеты в камеру для сжигания подаются в автоматическом режиме, от человека требуется только следить за количеством топлива в бункере. Необходимость подачи топлива в камеру для сжигания определяется с помощью термодатчиков (могут следить за температурой воздуха в помещении, за температурой воды, либо любыми другими окружающими показателями в зависимости от режима работы оборудования).

Нужная температура теплового носителя устанавливается пользователем, все дальнейшие повышения и понижения контролируются с помощью автоматизированного оборудования. Как только температура доходит до установленного уровня, горелка начинает работать в режиме ожидания (пеллеты не тухнут, они начинают тлеть). Если температура, напротив, понизилась, контролер активирует встроенный вентилятор. Под действием воздуха пеллеты разгораются, горелка переходит в рабочий режим. Если за время простоя пеллеты по какой-либо причине погасли, активируется ТЭН, который осуществляет повторный розжиг.

Предыстория

Живу я в ПГТ, относительно недавно обустраиваемся в новом месте жительства. И вот, как бы начинается зима, а мы по старинке отапливаем дом дровами. На самоделку меня сподвигло не мое желание, так как мне и так неплохо было, а отец. Он решил сделать гранульную факельную горелку. Все бы ничего, да когда корпус был уже сварен, гранулы куплены, остаётся вопрос, как это все завести. Принято радикальное решение: шнек подачи движется благодаря моторчику дворника от ВАЗ, коих у нас много, ибо занимаемся ремонтом/разборкой авто, в случае чего можно заменить на такой же, не потеряв характеристики. А вот раздув осуществлён центробежным вентилятором печки от какого-то Ниссана, поломки которого боятся точно не стоит. Собрали, запустили, а управлять то как?

базовая схема для управления горением котла

Тут уже подключился я, который вроде как даже по диплому «программист», но к сожалению, забил болт на учебу, и естественно, являюсь обычным любителем всякой электроники и не более. Сходу и без разбора заказал реле времени для шнека и ШИМ-регулятор для вентилятора. Подключил, подобрал тайминги работы, но из-за столь простой «автоматики» начались бессонные ночи. А вдруг закипит, прорвет трубу, что дальше делать? А схема была действительно опасна, т.к. КПД котла получилось очень большим для нашей горелки, поэтому температура воды либо 60+, либо котел тухнет. Поэтому отец исправил сваркой систему воздухоснабжения, тем самым снизив минимальный порог температуры. Но теперь, фиг его знает, достаточно ли мощности для нужной температуры, или наоборот, а не закипит ли?

Температура, которую выдает сие изделие

И тут я вспомнил, что когда-то игрался с Ардуинкой. Ровно с того момента я подумал, а почему бы не запилить автоматику на ее базе? Да, я знаю, что доверять столь опасную приблуду ардуине — идея плохая. Но выбора у меня нет, ибо бюджет в зиму немного жмёт, да и заводская автоматика не столь прекрасна ( у друга моего отца именно такая, долго он с ней игрался). Как только я сообщил о этой идее отцу, сразу был поставлен ультиматум: тыжпрограммист, давай делай, иначе будешь сам ночами сидеть у котла и крутить настроечки котла, дабы не спалить все к чертям.

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

Каминные

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.

Строение изделия

Рассмотрим, из каких основных частей состоит самодельная пеллетная горелка. Ее задача – обеспечить равномерное сжигание топлива и стабильность пламени, благодаря которому происходит нагрев водяной рубашки котельного агрегата

Особое внимание уделяется возможности регулировки интенсивности горения

Пеллетная горелка состоит из следующих элементов

камера сгорания (в виде трубы круглого или прямоугольного сечения);
загрузочный бункер для топлива;
шнековый конвейер для подачи сыпучего топлива;
вентилятор для нагнетания воздуха в камеру сгорания.

От объема загрузочного бункера зависит, насколько часто придется обслуживать котел, работающий в автоматическом режиме. Работа вентилятора-нагнетателя регулируется электронным блоком управления – интенсивность подачи воздуха влияет на скорость сгорания топлива.

Для работы электронного блока, вентилятора и шнекового конвейера требуется электричество, поэтому данное горелочное устройство является энергозависимым.

Принцип работы

Пеллетная печь оборудуется горелкой, которая работает по следующему принципу

Первая порция топлива, поступившая в камеру сгорания, поджигается при минимальной подаче воздуха.
В процессе горения первой порции топлива подача воздуха увеличивается, пламя усиливается и прогревает камеру сгорания.
Начинается подача топлива небольшими порциями, стабилизируется наддув воздуха, факел пламени становится ровным.
Работа горелки в стабильном режиме позволяет экономно расходовать топливо и эффективно нагревать водяную рубашку котельного агрегата.

Особенности конструкции

Камера сгорания из круглой или квадратной трубы внутри имеет поддон для горящего топлива, а сверху – патрубок со шнековым конвейером для дозированной подачи опилок, гранул или другого мелкофракционного энергоносителя. Камера крепится к фланцевой плите, которая прилегает снаружи к фронтальной плоскости котельного агрегата.

Естественный приток воздуха не дает возможности сжигать топливо в подходящем режиме, поэтому устанавливается вентилятор, превращающий камеру сгорания в аэродинамическую трубу.

Сухое сыпучее топливо при оптимальной подаче воздуха сгорает практически без остатка. Небольшое количество пепла поток нагнетаемого воздуха уносит в зольник – то есть, камера сгорания в процессе работы самоочищается. Удалять пепел из зольника требуется раз в 7-10 дней – периодичность зависит от интенсивности накапливания несгоревших остатков. При повышенной влажности топлива очищать зольник приходится чаще.

Организация подачи сыпучего топлива в самодельную пеллетную горелку осуществляется двумя способами

В помещении устанавливается бункер больших размеров, в который загружается топливо на 7-10 дней непрерывной работы котла (именно с такой периодичностью требуется очищать зольник горелки). Для подачи топлива в патрубок горелки требуется смонтировать шнековый конвейер, длина которого зависит от расстояния между бункером и котлом.
Бункер монтируют непосредственно на пеллетную горелку, чтобы сыпучее топливо попадало в шнек горелочного устройства под своим весом. Гравитационная пеллетная горелка проще и дешевле в изготовлении, но обслуживать ее придется чаще – обычно используется бункер, объема которого хватает на 1-3 дня работы котла.

Положительные особенности

Горелка на опилках своими руками – устройство, которое помогает расширить функциональные возможности обычного твердотопливного котла. Ее установка позволяет экономить дрова и уголь, если доступны недорогие либо бесплатные отходы деревообрабатывающего производства или растениеводства. Такой подход значительно сократит общие расходы на отопление частного дома, дачи или гаража.

Пеллетные горелочные устройства имеют ряд преимуществ, в число которых входит

экономное расходование топлива;
минимальное количество золы и вредных выбросов в атмосферу за счет оптимизации режима горения – топливо и горючие газы сгорают практически полностью;
небольшая потребность в обслуживании – топливо закладывается не чаще одного раза в сутки, зольник очищается не чаще одного раза в неделю, работа агрегата автоматизируется.

Устройство пеллетной горелки

Достоинства и недостатки

Оборудование обладает рядом преимуществ:

Пеллеты являются безопасным топливом по сравнению с газом и электричеством;
Позволяет значительно снизить затраты на отопление помещения по сравнению с использованием электрических котлов. При этом пеллетные установки более затратные, чем газовое оборудование, однако не стоит забывать, что провести газ и приобрести газовые баллоны можно не всегда;
Самодельные установки гарантируют высокий КПД – 95%. Некоторые магазинные установки имеют более 97%;
Применяются не только для обогрева помещения, но и для получения горячей воды;
Нет правил для транспортировки и хранения топлива. Находясь вблизи человека, пеллеты не вызывают аллергических реакций, и нет токсичных испарений при горении;
Топливо доступно для приобретения. Владельцы оборудования жаловались на недостаток топлива и необходимость подготовки запаса пеллет с зимы при появлении устройств, теперь нет необходимости хранить большой объём гранул дома, купить при необходимости их можно повсеместно;
Цена на пеллеты в среднем находится на одном уровне, в отличие от газа и электричества, тарифы на которые периодически испытывают сезонные колебания;
Монтаж устройства не требует особых навыков, и не нужно согласовывать установку в уполномоченных органах;
После сгорания пеллет образовывается естественная минеральная зола, которая не требует соблюдения особых правил при утилизации.

Вместе с достоинствами и подобного оборудования выделяют и ряд недостатков:

Высокая стоимость готового магазинного оборудования. Несмотря на популяризацию устройств в последние годы и некоторое снижение цен, пеллетные котлы до сих пор стоят дороже, чем аналогичное по мощности газовое или электрическое оборудование;
Оборудование нуждается в постоянном уходе (особенно устаревшие модели). Пользователю придётся раз в неделю прочищать от скопившейся золы зольник и тепловой обменник. В современных моделях очистка предусмотрена на автоматическом уровне;
При отсутствии автоматической подачи топлива пользователю приходится загружать пеллеты в бункер в ручном режиме;
Необходимо обеспечить условия минимальной влажности в помещениях, в которых будут храниться пеллеты в ожидании использования;
Импортное оборудование практически на рассчитано на условия суровой отечественной зимы, в результате чего часто возникают поломки и неисправности;
В отдалённых районах топливо на зиму до сих пор приходится запасать из-за нестабильности поставок.