Пеллетная горелка: что нужно знать для самостоятельного изготовления

Автор: Колесников Юрий Фёдорович, инженер-теплоэнергетик

Пеллетное топливо, или просто пеллет, как известно, представляет собой прессованные при повышенной температуре и гранулированные отходы обработки древесины или сельхозпроизводства (солома, шелуха и пр.). Себестоимость отопления пеллетами и в странах, обладающих природными энергоносителями в избытке, может быть ниже, чем углем (исключая места, непосредственно прилегающие к угледобывающим регионам). Пеллеты не источают вредных испарений, как жидкое топливо, взрывобезопасны, пачкают не более дров, но не требуют заготовок древесины на топливо.

Вместе с тем пеллеты энергоноситель довольно-таки капризный, при неправильном использовании пожароопасный, а в поиске на тему пеллетной горелки своими руками полезной информации крайне мало; покажут бьющий из сопла факел, и все тут. Или дают схему керамической горелки с наддувом к невнятному описанию гравитационной энергонезависимой горелки, или что-то еще в таком роде. Настоящая статья призвана до некоторой степени восполнить этот пробел.

Топливные пеллеты и отопительные котлы с пеллетными горелками

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.

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

:

1. Первая порция топлива, поступившая в камеру сгорания, поджигается при минимальной подаче воздуха.
2. В процессе горения первой порции топлива подача воздуха увеличивается, пламя усиливается и прогревает камеру сгорания.
3. Начинается подача топлива небольшими порциями, стабилизируется наддув воздуха, факел пламени становится ровным.
4. 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

Запуск и уход за котлом

Сравнение затрат на отопление

Запуск оборудования можно производить только после установки пеллетного котла и подсоединения к нему соответствующих труб отопительной системы. После того как упомянутые задачи будут выполнены, включите подачу холодной воды в систему обогрева.

Понаблюдайте за работой котла. При наличии любого рода нехарактерных признаков выключите оборудование и откажитесь от его использования до устранения неполадок.

Понаблюдайте за работой котла

Самодельные пеллетные котлы, равно как и любые другие отопительные агрегаты, нуждаются в соответствующем уходе.

Каждые 2-3 недели очищайте зольник от отходов. Каждые 2-4 недели прочищайте дымоотводящий канал. На это у вас не уйдет много времени, зато игнорирование такого простого обслуживания приведет к существенному уменьшению эффективности котла и сделает оборудование потенциально небезопасным.

При желании к пеллетному котлу можно подключить дополнительные средства автоматизации. Это сделает эксплуатацию оборудования более удобной – вы попросту сможете забыть о необходимости дозагрузки топлива и прочих сопутствующих мероприятиях на какое-то время.

Современные средства автоматизации позволяют даже налаживать удаленное управление отопительным агрегатом, что также очень удобно.

И это не единственные возможные дополнения. Как вам, к примеру, системы самоочистки для котлов? Обязательно изучите доступные модификации и при желании купите такие дополнения для своего котла.

Котел с бункером для пеллет

Собрать же простой пеллетный котел можно своими руками, следуя полученной ранее инструкции.

Видео — Принцип работы пеллетного 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.

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

Виды

Факельные

Такие горелки для твердотопливных котлов характерны в основном для российской продукции. Огонь устремляется в боковую плоскость. Подача пеллет происходит по горизонтальному шнеку либо с использованием вакуумной трубки. Тяга в котел должна обеспечиваться принудительно. Давление воздуха, создаваемое вентилятором, вполне соответствует потребностям отопительного оборудования; в зависимости от формирующихся завихрений, горение происходит более или менее стабильно.

Факельные горелки обеспечивают превосходную эффективность рабочего процесса. Закладывать внутрь можно практически любое горючее. Помимо пеллет самых разных типов, допускается использовать даже обычную сухую щепу, подходящую по размеру. Устройство использует эффект наддува. Плавность регулировки обеспечивается прямой связкой между вентилятором и автоматической системой управления.

Как сделать пеллетную горелку своими руками

Помимо дров и угля есть другие виды твердого топлива, доступные многим домовладельцам. Это древесные гранулы, опилки, шелуха семечек, отходы обработки зерновых. Из-за их сыпучей структуры сжигать такое топливо классическим способом неудобно и малоэффективно.

Получить больше тепла и автоматизировать процесс можно, установив на котел специальное горелочное устройство. Последние имеются в продаже, но они приспособлены для работы на пеллетах.

Чтобы сжигать шелуху и мелкие опилки, потребуется дополнительное устройство, одно из решений — пеллетная горелка, изготовленная своими руками.

Пеллетная горелка своими руками

Строение изделия и назначение его элементов

Задача любого горелочного устройства – создать мощный ровный факел пламени для нагрева водяной рубашки котла, интенсивность которого можно регулировать.

В этом отношении конструкция пеллетной горелки преследует ту же цель и представляет собой небольшую камеру сгорания в виде аэродинамической трубы, в которую подается топливо и нагнетается воздух.

Для подачи гранул или шелухи используется шнековый конвейер, а топливо в него попадает из загрузочного бункера. Объем последнего определяет длительность работы установки. Воздух в зону сжигания поступает принудительно от вентилятора – нагнетателя.

Шнековый конвейер

Камера сгорания может быть как прямоугольного, так и круглого сечения. Последняя встречается чаще, так как она проще в изготовлении.

Если рассмотреть чертежи конструкции пеллетной горелки, то в камере круглой формы надо установить плоский поддон для горящего топлива, а сама она прикреплена к фланцевой плите, которая прилегает к фронтальной плоскости котла снаружи.

Наружная часть устройства состоит из шнекового конвейера с верхним входным патрубком, через который внутрь попадает топливо из бункера. Второй элемент – это вентилятор, установленный под шнеком и подающий воздух в нижнюю часть камеры.

Механизм пеллетной горелки

Сыпучие виды твердого топлива после сгорания образуют очень мало отходов в виде летучего пепла, поэтому устройство пеллетной горелки предусматривает ее самоочищение от потока воздуха, подаваемого нагнетателем. В результате весь пепел скапливается в зольнике, который нужно чистить не чаще 1 раза в неделю.

Описание рабочих режимов

Сам принцип работы пеллетной горелки заключается в следующем: порция топлива попадает в камеру, оно поджигается и включается минимальная подача воздуха. По мере того как топливо разгорается и камера прогревается, воздух нагнетается больше. В результате возникает устойчивый ровный факел пламени, греющий теплообменник с водой.

В заводских горелочных устройствах процесс автоматизирован полностью, розжиг обеспечивается электрическим элементом накаливания, его работу контролирует фотодатчик. Количество воздуха и пеллет, подаваемых в камеру, регулирует электронный блок, получая сигналы от датчиков температуры и давления.

Разобраться в работе устройства поможет схема пеллетной горелки.

https://www.youtube.com/watch?v=pkvWhUl1Nws

Топливо в виде древесных гранул или шелухи семечек может подаваться в шнек для пеллетной горелки различными способами:

• Традиционный способ – это подача пеллет из отдельно стоящего бункера больших габаритов, чтобы его вместительности хватало не менее чем на 7 дней работы котла, который раз в неделю нужно чистить. Из бункера топливо перемещается к горелочному устройству дополнительным шнековым конвейером необходимой длины.
• Более простой подачей топлива может быть оборудована гравитационная пеллетная горелка, выполненная своими руками. В ней шелуха и гранулы под собственным весом ссыпаются в шнек из бункера, установленного прямо над горелочным устройством, а тот подает нужное количество в камеру сжигания. Тогда запас хода котла будет составлять от 1 до 3 суток в зависимости от интенсивности работы.

Подобрать материалы для изготовления устройства несложно. Учитывая температурный режим работы камеры сгорания, для нее лучше взять трубу из жаропрочной стали с толщиной стенки не менее 4 мм. Фланцевая пластина, с помощью которой самодельная пеллетная горелка крепится к корпусу котельной установки, может быть сделана из стали обыкновенного качества толщиной 3 мм.

Подающий конвейер есть возможность приобрести в сборе, а можно изготовить самостоятельно из обычной трубы, поместив в нее шнек. Для вращения подбираются низкооборотный электродвигатель, редуктор и подшипники. Вентилятор надо купить и закрепить на пластине, подготовив для него посадочное место.

Саму пластину нужно изготавливать, изучив чертежи пеллетной горелки, и в зависимости от конструкции дверцы котла.

Детали пеллетной горелки

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.

Сбои в работе и их устранение

Чтобы обеспечить беспроблемное функционирование пеллетного котла, необходимо в первую очередь правильно расположить и установить отопительное оборудование. Площадь под установку должна быть прочной, способной выдерживать не только массу самого оборудования, но и вес бункера, наполненного пеллетами.

Стены и пол в обязательном порядке изолируются негорючими материалами. Монтаж вентиляции и дымоотвода осуществляется только из негорючих, долговечных и качественных материалов.

Известно несколько относительно простых сбоев в работе пеллетного оборудования, которые вполне могут быть устранены самостоятельно:

• повышенный уровень расхода топлива может быть вызван некачественными пеллетами, или резким понижением температурных показателей на улице;
• появление искрения из дымоотводной трубы чаще всего бывает спровоцировано засорением зольников продуктами сгорания;
• появление дыма и хлопков при открывании дверцы отопительного котла, как правило, является результатом засорения жаровых и дымоходных труб;
• недостаточный прогрев помещения отмечается при неправильном выборе мощности котла, недостаточном количестве радиаторов отопления или при наличии в системе воздушной пробки.

Мода на пеллетные котлы пришла из Германии. Пеллетный котел своими руками изготовить можно, переделав обычный твердотопливник.

Инструкцию по изготовлению буржуйки из подручных средств вы найдете тут. Изучайте и делайте.

Как показывает практика, самые сложные узлы и элементы целесообразно приобретать в уже готовом виде. Горелка, «колосовик», печные дверцы, датчики и программаторы, вентилятор и электрический двигатель заводской сборки всегда более предпочтительны, чем оборудование, собранное своими руками.

Есть ли смысл делать?

Часто перед человеком, желающим установить в своем доме подобный агрегат, возникает вопрос, нужно ли собирать печь на пеллетах своими руками или лучше всего приобрести уже готовый вариант. Нужно помнить, что в первом случае человек сможет создать агрегат, который будет по всем параметрам подходить под существующие условия, а во втором – придется использовать уже готовую к работе конструкцию, но не учитывающую индивидуальных особенностей помещения. Если же сомнения вызваны видом используемого топлива, то здесь требуется знать, что пеллет – это вид переработанных отходов древесного и сельхозпроизводства, что делает топливо эффективным в плане выработки тепла, но экономичным по стоимости. Подобная самодельная печь является экологически безопасной, так как:

• не загрязняет воздух;
• не содержит в испарениях вредных компонентов;
• не требуют специальных заготовок топлива, что исключает рубку деревьев.

Взвесив все «за» и «против» человек сможет понять, есть ли ему смысл делать такой котел своими руками или приобретать уже готовый к эксплуатации.

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.

Подготовительные мероприятия

Перед тем как сделать самодельную пеллетную горелку своими руками, надо определиться с площадью обогрева помещения, это даст возможность точно рассчитать мощность котельного оборудования.

Основные факторы, которые непременно учитываются во время расчета:

• высота и размер обогреваемого помещения;
• средняя температура в вашем районе;
• материал изготовления стен;
• количество оконных и дверных проемов.

С учетом справочной литературы нужно произвести определение коэффициентов теплового сопротивления материалов, а после выполнить расчеты теплопотерь. Мощность котельного оборудования обязана быть больше тепловых потерь приблизительно на 20 процентов.

Если надо самостоятельно произвести расчеты показателей мощности котла, то можно использовать специальный калькулятор. При этом погрешность произведенных расчетов будет незначительной.

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.

Естественные

Пиролизные котлы на естественной тяге предпочтительнее принудительных на мощностях до 25-30 кВт. Они, естественно, дешевле, а проигрыш по КПД в 5-10 процентных пунктов по расходам на отопление при таких мощностях почти не чувствуется, но зато не требуется электропитание. Только нужен дымоход с хорошей тягой, высотой не менее 5-6 м. Если планируется установка котла взамен старой голландки или утермарковки, то котел на естественной тяге – оптимальный вариант.

Однако и здесь нужен выбор из двух различных типов. Первый (слева внизу на рис. со схемами котлов) – с раздельной подачей первичного и вторичного воздуха. Второй (там же справа) – с единым воздушным потоком.

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.

Пиролиз как процесс длительного горения

В двух словах, пиролиз – это медленное горение топлива с выходом продуктов, снова использующихся для генерации тепла. Выделенные атомы не смешиваются друг с другом, представляют собой готовую для использования горючую субстанцию. Суть сгорания заключается в минимальной подаче кислорода для поддержания тления брикетов или дров, но при этом еще и в большой выработке тепловой энергии. Экономия – главное достоинство агрегата.

Преимущества пиролизного котла

Также пиролизный котел обладает следующими преимуществами:

1. Высокий КПД – коэффициент полезного действия. От 85% — это прекрасный показатель, свидетельствующий о том, что топливная энергия преобразуется в тепловую практически без остатка. Для сравнения – газовый котел генерирует 65% энергии.
2. Котел или пиролизная печь – экономичные агрегаты. В пересчете на топливо и затраченные средства, они стоят на втором месте после газового генератора. И, конечно, не сравнимы с электрическими котлами.
3. Агрегаты перерабатывают топливо в два этапа – сжигание древесины и использование выделенного газа. Предусмотренная емкость для накопления горючего газа позволяет устроить второй контур отопления с генерацией горячей воды на собственные нужды.
4. Котёл длительного горения своими руками – обычное дело, так как конструкция проста и требуется обладать лишь навыками сварного дела. Чертежи и схемы найдутся на любом сетевом портале, равно, как и отзывы о самодельной конструкции.
5. На твёрдотопливный котёл длительного горения своими руками собранный, не требуется разрешения, как на газовые и электрические котлы. Но от рекомендаций мастеров-установщиков отказываться не стоит – это все-таки агрегаты повышенного риска, но сборка и монтаж на определенное место остаются прерогативой собственника, не требующей от него материальных вложений в исполнении буквы закона.
6. Время полного сжигания одной порции топлива достигает нескольких суток. Например,котел длительного горения до 7 суток – обычный случай. Это освобождает владельца от постоянного контроля над агрегатом, а собственные автоматические настройки позволят оставить дом с работающей печью.

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:

1. Стоимость изготовления горелки значительно повышается.
2. 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.
3. Горелку можно подсоединить не к любому контроллеру.

Безопасная эксплуатация

Инструкция по безопасной эксплуатации котла — основа для оперативного персонала, без ее изучения и практического применения, люди к обслуживанию любого котла не допускаются, то есть для безопасности оборудования и людей, нужны не только теоретические знания у оперативного персонала, но и практика.

Для собственников которые решили установить у себя дома, подобное высокотехнологичное оборудование практическое руководство по работе с пеллетным котлом оказывает организация, которая отвечает за монтаж и наладку оборудования.

Как правило, в обязательные разделы по эксплуатации пеллетного котла включаются следующие разделы:

• обслуживание бункера, заполнения топливом;
• запуск и остановка котла через блок управления;
• регулировка процесса горения, подача воздуха;
• подключения котла в работу в режиме отопления и ГВС;
• диагностика работы узлов котлоагрегата: топливо, дымоотвод, воздухоподача, температура и давления теплоносителя на входе и выходе из котла, водный режим;
• техническое обслуживание котла: механическая очистка и удаление золы;
• текущий и капитальный ремонт.

Пеллетная горелка, изготовленная собственными силами — это единственный на сегодня эффективный способ оптимизации индивидуальной системы теплоснабжения дома, особенно если в качестве источника тепловой энергии используется твердотопливный котлоагрегат.

Данное устройство дает возможность отапливать жилье с самыми высокими КПД для данной категории котлов.

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.

Общее описание

Как правило, стандартная пеллетная горелка реализуется производителями уже укомплектованной различными приспособлениями. Чаще всего в комплектацию входят следующие элементы:

• контроллер для автоматизации работы;
• шнек для подачи пеллет;
• лямбда-зонд, который измеряет остаточный объем воздуха и автоматически регулирует горение;
• бункерная топливная емкость.

На участке от шнека до горелки в некоторых случаях устанавливается пластмассовая гофра, которая при появлении обратной тяги не допускает распространения пламени. Основными узлами горелки также являются:

• электрический нагревательный элемент, который задействован в автоматическом розжиге;
• вентилятор для подачи воздуха, находящийся снизу устройства либо сзади котла, регулируемый с помощью контроллера.

В данном видео узнаем как сделать пеллетную горелку своими руками:

Автоматизированная подача в топку горючего из бункера происходит без вмешательства человека. Подача пеллет производится при помощи шнекового устройства с электроприводом, при этом процесс дополнительно проверяется контроллером с тепловыми датчиками и системой индикации, которая отображает работу непосредственно горелки.

Схема управления режимом температуры теплоносителя несложная. Во время достижения заданной температуры горелка с помощью контроллера переходит в ожидающий режим с длительным тлением горючего. Затем, когда теплоноситель остывает до определенной температуры, датчик передает сигнал о запуске вентилятора, это вызывает розжиг топлива и перевод устройства в обычный режим работы. Для розжига часто задействуют ТЭН.

Эффективность горелки будет зависеть от скорости засыпания горючего в топку и объема самого топлива, потому лишь правильная настройка всех показателей способствует оптимальному эффекту от работы этого оборудования.

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.

Преимущества пеллет

Пеллеты являются биотопливом, полученным из торфа, а также древесных отходов. Внешне это гранулы цилиндрической формы размером в 10 мм.

Естественно, у такого топлива есть ряд важных преимуществ:

• при создании гранул химические компоненты не используются, соответственно, готовый продукт не имеет никакого запаха;
• топливо впитывает влагу, благодаря чему теплотворность сохраняется в течение долгого времени;
• пеллеты не подвержены возгоранию;
• в материале не содержится пыль, которая может привести к аллергии;
• такое биотопливо по тепловым свойствам считается лучше угля;
• количество золы составляет всего 2% от общего объема;
• для пеллет необходимо совсем немного места, что также упрощает процесс транспортировки;
• высокий КПД;
• гранулы – это экономичное топливо.

Технология работ

Зная устройство пеллетной горелки, ее можно изготовить своими руками. Существуют разные виды самодельных горелочных устройств – их рекомендуется изучить и подобрать оптимальный вариант конструкции.

Чертеж пеллетной горелки

Подготовительные работы

На предварительном этапе готовятся подробные чертежи устройства с указанием размеров всех элементов, а также подбираются необходимые материалы.

Для изготовления горелки требуется

:

• труба (квадратная или круглая), выполненная из жаропрочной стали, с толщиной стенок от 5 мм – в противном случае камера сгорания быстро прогорит или деформируется под воздействием высоких температур;
• листовая жаропрочная сталь для изготовления поддона в горелку из круглой трубы;
• листовой металл для изготовления внешнего кожуха устройства;
• листовая сталь для изготовления фланцевой пластины (толщина металла – от 3 мм);
• стальная труба, шнек, редуктор, подшипники, электродвигатель, работающий на низких оборотах – для конвейера, подающего топливо в камеру сгорания;
• электрический вентилятор;
• гибкий шланг для подачи топлива из большого бункера, удаленного от горелки (соединяет шнековый транспортер и патрубок камеры сгорания);
• инструменты для работы по металлу и монтажа крепежных элементов.

Установленная пеллетная горелка

Особенности монтажа и настройки

Сборка конструкции выполняется согласно чертежам. Труба горелки закрепляется во фланцевой пластине, которая крепится к кожуху котла. Открытая часть горелочной камеры, из которой вырывается факел огня, располагается внутри топочной камеры котла и нагревает водяную рубашку.

Внутри трубы горелки, под патрубком, устанавливается шнек, подающий порциями топливо в зону сгорания. Скорость его работы требуется отрегулировать в соответствии с интенсивностью подачи воздуха. Именно от точности настройки зависит стабильность работы устройства и эффективность использования топлива.

Установка ручного регулятора дает возможность корректировать количество оборотов двигателя шнека и нагнетающего вентилятора. Это наиболее простое и дешевое решение, но за работой котла придется постоянно присматривать и менять режим работы электрических устройств в зависимости от погодных условий и уровня нагрева теплоносителя.

Один из возможных вариантов установки
Дата: 25 сентября 2022