Пеллетные котлы удобны тем, что могут длительное время работать в автономном режиме. Для бесперебойной работы им необходима только гарантированная и равномерная подача топлива. Для хранения и подачи пеллет используют бункеры. Они бывают двух типов: встроенные в котел и отдельно стоящие, их называют еще «наружные» или «внешние».
Встроенные располагаются в котле. Их недостаток – малый объем и, следовательно, малое время работы без дозагрузки топлива. Преимущество – нет необходимости думать, куда поставить или где сделать бункер.
Встроенный бункер для пеллет имеет небольшой объем
Разновидности бункеров
По сути бункер — это помещение, куда происходит загрузка топлива и автоматическая его подача прямиком в котел.
При этом бункер и котел должны отвечать многим требованиям — и, в первую очередь, правилам противопожарной безопасности.
В зависимости от своих характеристик бункер для пеллет способен обеспечивать подачу гранул для обогрева жилищ и промышленных предприятий: от одной недели до целого отопительного сезона. При выборе хранилища учитывайте параметры котла.
Магазины предлагают несколько видов бункеров для пеллет:
- Стоящий отдельно. Самый простой выход из ситуации, но не самый проигрышный в плане производительности. Этот тип бункера способен работать от нескольких часов до нескольких дней, если это позволяет объем загружаемых пеллет.
- Дополнительный бункер. Способен увеличить срок работы котла до пары месяцев. Некоторое время назад назад на рынке появились бункеры из пластика.
- Помещение, имеющее пол со скатами в форме V. Является популярным способом увеличения производительности котла, т.к. вместо одного бункера используется целое помещение, которое можно оборудовать самостоятельно или привлечь специалистов. Среди преимуществ можно выделить простоту, увеличенную автоматизацию и уменьшение затрат энергии на подачу пеллет. Недостатком является факт лишения пространства: примерно, 20% от объема хранилища. В большинстве случаев для загрузки пеллет используются специальные люки или двухшнековая передача. Размещение топлива по всей площади помещения осуществляется при помощи шнеков, также имеется возможность воспользоваться вакуумным насосом.
- Подземное хранилище. Самое сложное для реализации хранилище. Бункер должен располагаться на том же уровне, что и котельная: в подвальном помещении. Все это приводит к необходимости проведения тщательных расчетов, умному проектированию и выбору подходящего места.
Однако, при всех сложностях, подземный бункер обладает некоторыми преимуществами:
- во-первых, простота загрузки: она осуществляется через люк, выходящий на поверхность;
- во-вторых, подземный бункер находится на некотором расстоянии от здания и не примыкает вплотную, что увеличивает противопожарную безопасность и препятствует внезапному возгоранию. Для подачи пеллет в котел используется вакуумный насос или шнеки.
Как сделать
Самостоятельное изготовление емкости особых сложностей не представляет. Можно сделать каркас из металлического уголка, обшить его досками, фанерой, приварить к уголку металл соответствующей формы и т.п. На что нужно обратить внимание при разработке конструкции, так это на то, что большая часть бункеров имеет хотя-бы одно наклонную стенку, что гарантирует равномерное ссыпание гранул. Больше сложностей может оказаться со шнековым устройством, но всегда можно купить готовое. Это все равно будет дешевле, чем покупать фирменный. Например, бункер MAFA Mini — объем 300л стоит 500 евро, бункер той же фирмы, но объемом 750 литров стоит уже 900 евро.
Бункер для пеллет несложно изготовить своими руками
Для изготовления шнекового устройства нужны: шнек требуемой длины и диаметра 75-100мм (2), металлическая труба большего диаметра, чем шнек (1), двигатель, который управляется от горелки (3). Внутрь трубы вставляем шнек, подключаем мотор, трубу заводим в отверстие в нижней части бункера для пеллет.
Шнековое устройство
В изготовлении бункера для пеллет особых сложностей не предвидится. Не нужна тут ни особая техника, ни какие-то сверхъестественные способности. Иногда возникает так называемый эффект «запирания», когда пеллеты «зависают» на какой-то высоте. Решается проблема «ворошилкой»: небольшого диаметра труба, к которой приварены не очень длинные куски проволоки. Эта «ворошилка» подключается к отдельному мотору.
Бункер для пеллет с «ворошилкой»
При желании наличие/отсутствие пеллет в бункере можно контролировать специальными датчиками. Но такая возможность обычно реализуется в бункерах больших объемов, которые редко посещаются и проверяются. Какие пеллеты бывают, в чем их отличие, читайте в статье Пеллеты для отопления: виды и особенности использования.
Правила пожарной безопасности
Поскольку бункер предназначен для хранения топлива, которое является легковозгораемым, необходимо придерживаться простых правил, минимизирующих риск возникновения пожара:
- загрузка помещения доверху;
- проветривание перед наполнением бункера;
- остановка котла за час до заправки бункера топливом;
- установка самостоятельной системы тушения пожара для промышленных предприятий;
- частая уборка и чистка механических элементов и заземление металлических деталей;
- установка шлюзового затвора между пеллетным бункером и котельной;
- оснащение механики датчиками, останавливающими работу при нагревании шнеков от 85 до 95 градусов.
Изготовление пеллетной горелки
Создание горелки для пеллетного топлива трудозатратный и ответственный технологический процесс. Хотя при наличии у мастера достаточных знаний и опыта, инструментов и комплектующих, сделать подобное устройство своими силами реально.
Повышенное внимание нужно уделить подбору характеристик оборудования и установке электронного блока управления горелкой, поскольку от этого будет зависеть эффективность функционирования всей системы теплоснабжения. Наиболее часто выполняют своими руками гравитационную пеллетную горелку.
Создание чертежа пеллетной горелки с размерами
Перед тем как начать разработку исполнительной чертежной документации, потребуется тщательным образом изучить имеющиеся конструкции, чтобы профессионально выбрать комплектующие и избежать ошибок при монтаже.
При наличии чертежей значительно облегчается процесс производства горелки. Комплект исполнительных чертежей пеллетного горелочного устройства обязан содержать деталировку ключевых узлов и сборочный чертеж.
В индивидуальном проекте, детали установки можно отображать схематично, без деталировки, однако габариты и размеры в точках соединения узлов обязаны указываться предельно точно. Чертежи единичных узлов обязаны иметь подробную информацию о конструкции и применяемом виде материала.
Делаем горелку своими руками
До начала сборки пеллетного горелочного устройства потребуется произвести предварительную работу. Вначале рассчитывают площадь нагрева помещения, чтобы подобрать тепловую мощность котла и пеллетной горелки, определить часовой расход и суточный расход топлива, чтобы рассчитать объем бункера, размеры топочной камеры и дымоотводной системы.
При расчете мощности пеллетного котлоагрегата учитывают: самые минимальные температуры наружного воздуха по СНИП для района проживания, общую площадь объекта, высоту потолков дома, площадь остекления и дверных проемов, уровень теплоизоляции внешних стен и кровли.
Для ориентировочного расчета можно взять соотношение тепловой мощности и площади отопления: 0.1 кВт на 10 м2.
Корзина с лотком
Это очень важный конструкционный элемент пеллетной горелки. При самостоятельном производстве данного узла необходимо учитывать, что часто на практике она имеет одну распространенную конструкционную ошибку, в связи, с чем пеллеты застревают в задней части конструкции.
Поэтому при выборе конструкции, нужно знать размер пеллет к и выбирать размер щелей на 3 мм ниже, чем габариты гранул. Зазор, находящийся между задней перегородкой и днищем корзинки, обязан быть не меньше 6 мм.
Характеристика корзинки с желобом выбираются с расчетом персональных характеристик топливоподачи из расчета часовой потребности. Наилучшим вариантом является конструкция, имеющая габариты 130х130 мм. Глубина подобной корзинки должна быть примерно 100-120 мм. Такая горелка способна сжигать до 3 кг пеллет в час.
Топливный бункер
Следующим немаловажным компонентом пеллетной горелки с бункером устройства считается топливная емкость. Самая общая распространенная проблема, возникающая в процессе монтажа самодельной пеллетной горелки, вызвана попаданием открытого огня в эту зону.
С целью предотвращения такой аварийной ситуацией необходимо выполнять бункер по проверенным чертежам популярных отечественных брендов, например, Теплодар или Пеллетрон с автоматической подачей топлива.
Горелочное устройство, возможно, произвести различной мощности. Специалисты рекомендуют для начинающих мастеров взять в качестве образца шаблонные конструкции на 20 кВт.
Пеллетное горелочное устройство оборудуется каналом вторичного воздуха. Это ощутимо увеличит теплоотдачу котла. Объем бункера выбираются индивидуально. Возможно, сделать коробку, в которую сможет поместиться от 17 до 34 кг пеллет. Для выполнения топочной камеры обычно применяется нержавеющая сталь с толщиной стенки не менее 2 мм.
Топливный шнек и воздухоподача
Топливный шнек подает пеллеты порциями в зону сгорания в топке. Скорость движения должна регулироваться в соответствии с объемами подачи воздуха, для того чтобы обеспечить полноту сжигания пеллет и снизить потери тепла с химическим и механическим недожогом.
Именно от правильного поддержания соотношение «воздух-топливо» будет зависеть достижение высокого КПД у пеллетного котла до 90-92 %.
Процесс регулировки сможет выполняться ручным способом с помощью механического регулятора, который корректирует число оборотов двигателя шнека и дутьевого вентилятора.
Притом, что это наиболее дешевый вариант управления котлом, он потребует постоянного нахождения оператора около работающего котла, поэтому в более современных агрегатах устанавливают автоматические исполнительные механизмы регулирования процессами горения.
Все пеллетные горелки оборудуются системой воздухоподачи в виде поддува, что создает дополнительный напор в топке и снижает затраты на тягу в дымоотводной системе.
Для того чтобы обеспечить кислородом петлетты в горелочном устройстве мощностью 15 кВт, достаточно будет установить центробежный вентилятор на 20 Вт. Такой вентилятор выполняется в форме улитки, поэтому его работу легче регулировать воздушной заслонкой.
Расстояние между котлом и хранилищем пеллет
Пожарные нормы и советы производителей устанавливают и правильное взаимное расположение пеллетного бункера и котла.
В частности, они предъявляют такие требования.
- Подземный склад должен быть не ближе 1 м от стены помещения, где находится котел.
- Хранилище и котельная огораживаются противопожарной перегородкой из кирпича.
- Бункер не должен располагаться дальше 12 м, поскольку при увеличении расстояния между котлом и хранилищем возрастает риск деформации пеллет, что приводит к образованию древесной пыли, которая снижает производительность котла.
Устройство и принцип работы пеллетной горелки
Функциями пеллетного горелочного устройства – является создание условий в топочном пространстве для равномерного и полного сжигания пеллет, создание нужного процентного содержания топливно-воздушной смеси и стабильного режима горения пламени, для выработки и передаче тепловой энергии к водяному теплоносителю, циркулирующему по внутреннему сечению котловых поверхностей нагрева.
Базовые компоненты, чтобы выполнить пеллетную горелку своими руками:
- топочная камера для сжигания топлива, выполненная из жаропрочных труб прямоугольного или круглого сечения;
- колосник пеллетной горелки;
- топливный бункер для загрузки пеллет;
- топливный конвейер шнекового типа для перемещения пеллет;
- дутьевой вентилятор для пеллетных горелок, который осуществляет подачу кислорода в зону горения.
Процесс работы бытовых и промышленных пеллетных горелок может быть полностью автоматизирован. При установке большого топливного бункера, допускается автономная работа оборудования без присутствия оператора свыше 7 дней.
Для таких котлов подбирают универсальные устройства, к примеру, пеллетная горелка Pelltechpv 20b с ценой 96083 руб., которая может устанавливаться не только в пеллетный котел, но и в дизельный и любой твердотопливный агрегат.
Пеллетные горелки котлов имеют несложный принцип работы, он состоит из нескольких этапов:
- При включении кнопки запуска котла включается дутьевой вентилятор и одновременно шнековый транспортер, который из бункера подает пеллеты в топочную камеру.
- Управляющий контроллер дает сигнал на электрический ТЭН для воспламенения пеллет.
- При достижении температуры греющей воды в контуре отопления установленного значения, термодатчик отправляет электросигнал электронному блоку управления для перевода котла в состояние горячего резерва.
- При падении температуры в контуре отопления ниже установленного уровня, температурный датчик передает сигнал на блок управление для запуска котла, вначале включается вентилятор, затем шнековый транспортер с топливом и запальное устройство.
Гравитационные горелки
Гравитационная пеллетная горелка обладает самым простым способом функционирования. Она выполняется энергонезависимой и сможет работать даже без электрической энергии. Движение пеллет в ней осуществляется прямо из бункера насыпью, прямо в пиролизную камеру.
Воздухоподача и удаление отработанных дымовых газов происходит за счет естественной тяги в дымовом тракте котлоагрегата, создаваемой дымовой трубой.
Регулировка режима горения и воздухоподача выполняется в ручном режиме с использованием воздушной заслонки на горелочном устройстве и шибером на дымоходе.
Такой режим обеспечивает невысокий КПД и практически не может быть автоматизирован, поэтому в современных устройствах пеллетных котлов он практически не применяется.
Частые неисправности
Пеллетные котлы относятся к твердотопливным котлам, поэтому в процессе эксплуатации они могут иметь похожие неисправности.
Для того чтобы их избежать еще до установки пеллетной горелки для твердотопливного котла нужно выполнить все требования безопасности, в частности: подготовки помещения с трехкратной циркуляцией воздуха и прочным основанием для размещения котла и вспомогательного оборудования.
Котел должен быть обвязан в точности по схеме, которую предоставляет завод-изготовитель котельного оборудования или по индивидуальному проекту, при самостоятельном производстве пеллетной горелки.
При работе пеллетного котла довольно часто возникают неисправности, которые можно устранить самостоятельно:
- Выхлоп искр из дымовой трубы, из-за высокой тяги или загрязнения зольников.
- Черный дым из дымовой трубы — недостаток в подаче воздуха в топку.
- Белый дым из дымовой трубы — излишек воздуха в топке.
- Повышенный расход топлива из-за использования низкокачественных пеллет.
- Возникновение хлопков и заброс дыма в помещение топочной во время открытия дверки котлоагрегата — загрязнение дымовентиляционных систем агрегата.
Автоматика пеллетной горелки
Современные котлы не работают без автоматического блока управления. В настоящее время в торговой сети можно его можно подобрать по тепловой мощности горелочного устройства.
Кроме того такой блок возможно изготовить самостоятельно для мастеров-электронщиков с использованием комплектующих, которые также в большом количестве представлены на рынке.
Важно при выборе системы автоматики понимать какие процессы и с какими параметрами нужно регулировать, чтобы котел надежно работал.
Базовые параметры автоматической пеллетной горелки:
- дозировка объема часовой подачи топлива;
- регулировка скорости шнекового транспортера;
- автоматическое включение/отключение котла;
- регулирование воздухоподачи изменением скорости вращения дутьевого вентилятора;
- диагностика работы котла;
- диагностика параметров теплоносителя.
Неисполнение системой автоматики котлом даже одного из этих параметров способно создать серьезную аварийную ситуацию в работе котла и даже привести к его взрыву.
