Пеллетная горелка: характеристика, реализация своими руками, варианты и чертежи

Почему горелка?

Пеллеты можно загрузить в обычную печку и поджечь, они сгорят. Также сгорят и в печи либо котле длительного горения. Но зольность составит в лучшем случае 20%, а может быть и все 60% (!). Поэтому при сжигании пеллет широко применяется предварительный пиролиз массы топлива; в таком случае зольность будет 2-5%. Но загружать пеллет в пиролизную печь или котел смысла нет: в устройстве со сжиганием пиролизных газов в отдельной камере они закоксуются, спекутся, и отход топлива будет еще больше, плюс внеплановая чистка и/или ремонт котла. Поэтому пеллеты сжигают в специальных горелках, где зоны пиролиза и формирования факела горящих газов частично перекрываются. Конструкция горелки выходит в принципе несложная. Как сделать простейшую пеллетную горелку, см. напр. видео:

Видео: простая самодельная пеллетная горелка

Однако у мало-мальски технически грамотного человека тут уже возникнет очевидный вопрос: температура пламени факела достигает 1000 градусов и более. Надолго ли хватит обычной конструкционной стали в непосредственном контакте с ним? Есть и другие, не менее важные нюансы, поэтому ставить простую горелку на пеллетах в свой домовый котел рано. Между прочим, сгореть можно, см. далее. Сначала нужно разобраться, как правильно сделать пеллетную горелку, пригодную хотя бы в качестве запасной, на случай нехватки или недоступности основного топлива.

А стоит ли?

Экономически самостоятельное изготовление запасной пеллетной горелки имеет полный смысл, т.к. цены достаточно надежных брендовых изделий начинаются где-то от $500, если речь идет о полуавтоматической горелке, требующей ежедневного ухода; такая будет пригодна в качестве запасной. А за автоматизированный комплект оборудования для отопления пеллетами, требующий похода к нему раз в неделю для догрузки топлива, придется выложить от $3000.

Как самостоятельно автоматизировать процесс и выполнить настройку пеллетной горелки?

Пеллетные самодельные котлы имеют одну особенность – отсутствие в конструкции прибора, который обеспечивает приток естественной тяги. Без тяги, как известно, невозможно поддерживать пламя внутри прибора, поэтому потребуется установка вентилятора. Для обеспечения бесперебойного функционирования котла также используется шнек, отвечающий за доставку топлива из бункера в камеру сгорания.

Для того чтобы полностью автоматизировать рабочий процесс и в случае необходимости добиться его регулировки, нужно интегрировать в конструкцию контроллер. В его роли выступает блок управления пеллетной горелкой.

Обратите внимание! Механическое управление производится посредством простого регулятора.

Главной задачей, обеспечивающей нормальную работу отопительного оборудования, является достижение баланса между двумя основными показателями. Первый из них – объем гранулированного топлива, а второй – скорость поступления воздуха. Если удастся грамотно отрегулировать эти показатели, то тогда пламя будет равномерно разогревать теплообменник.

Все необходимые показатели можно настроить с помощью контрольного модуля горелки. Что это такое? Блок управления обеспечивает полный контроль за работой отопительного агрегата. Безусловно, лучшим вариантом является приобретение нового устройства.

Покупные модели имеют возможность быстрого подключения к основным рабочим элементам пеллетного котла. В результате контроллер будет регулировать скорость подачи гранулированного топлива, а также обороты в вентиляторе. Выполнить настройку пеллетной горелки позволяет дисплей, который располагается на блоке управления.

Стоит отметить, что шнек должен иметь датчик, контролирующий необходимость подачи гранулированного топлива. Он действует следующим образом: определяет, когда заполнен шнек, и подает сигнал на оборудование. После этого подача пеллет приостанавливается.

С помощью контроллера настраивается скорость и объем подачи пеллетного топлива

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.

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.

чертежи пеллетной горелки

Детали пеллетной горелки

Пеллеты как топливо

Пеллет достаточно энергоемкое топливо: его 1 кг выделяет ок. 5 кВт/ч тепла. Т.е. для отопления дома средних размеров в средних широтах в горелке должно сгорать прим. 2 кг пеллета в час; по объему это где-то с полведра. Пеллет в бункер (см. далее) нужно досыпать 1-2 раза в сутки и одновременно вытряхивать зольник котла; зола вполне пригодна на удобрение. Чистить хорошую фирменную горелку нужно не чаще раза в неделю (требующие чистки раз в сезон стоят от $5000); самодельную придется прочищать раз в 3-4 дня.

Но, во-первых, пеллеты хорошо горят и просто так, хоть и дают много золы. Болезнь всех без исключения существующих пеллетных горелок – возможность т. наз. обратного горения, когда зона пиролиза проникает в топливный бункер, и тогда – дым, вонь (ядовитая), пожар. Во-вторых, пеллетные горелки критичны к подаче воздуха: если его слишком много, пеллеты могут быть сдуты с горелки и дадут много золы; мало – опять много золы и закоксовывание. Потребность в воздухе горящей массы пеллет достаточно сильно зависит от режима горения. Как следствие, правильный режим горения пеллет выставить не так-то просто. В целом разжигается пеллетная горелка поэтапно след. образом:

  • Поджиг – осуществляется специальной зажигалкой, представляющей собой керамический стержень, нагреваемый до 900-1100 градусов. Самодельную горелку можно разжигать лучиной, но ни в коем случае не ЛВЖ! Горение сразу же проскочит в бункер!
  • Запуск – подачу воздуха регулируют (см. далее) до образования стабильного факела пламени;
  • Разгон (выход на рабочий режим) – также воздухом (возможно, совместно с подачей топлива) добиваются бездымного пламени (возможно, с контролем его температуры) и сдувания золы с горелки без выдувания пеллет;
  • Работа в дежурном режиме – воздух прикрывают до получения заданной температуры теплоносителя в обратке;
  • Останов – подачу топлива отсекают, а воздух подают по п. 3, пока полностью не сгорит остаток.

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.

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.

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

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.

Ретортная пеллетная горелка

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.

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:

  1. Из бункера, с помощью шнекового транспортера пеллеты поступают в камеру сгорания. Одновременно с этим, включается вентилятор, обеспечивающий подачу воздуха.
  2. По сигналу контроллера происходит воспламенение гранул с помощью электрического ТЭНа;
  3. Как только температура теплоносителя достигает заданного значения, термодатчик передает соответствующий сигнал электронному блоку управления, который переводит устройство в ждущий режим;
  4. 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.
  5. 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.

Особенности проведения работ

Устройство пеллетной горелки предполагает наличие ровного мощного факела, который необходим для нагрева водяной рубашки. Интенсивность пламени можно будет регулировать. Для обеспечения подачи шелухи и гранул следует применить шнековый конвейер, тогда как топливо в него станет поступать из загрузочного бункера. Объем последнего должен определяться тем, насколько длительной будет работа устройства

Важно снабдить конструкцию вентилятором, который станет нагнетать воздух в область сжигания. Чертежи пеллетной горелки вами могут быть изготовлены самостоятельно

При этом важно учесть предполагаемые размеры. Например, камера сгорания может обладать как круглым, так и прямоугольным сечением. Первый вариант встречается несколько чаще, так как изготовление в этом случае является более простым. В круглой камере устанавливается плоский поддон для топлива, тогда как сама камера фиксируется к фланцевой плите. Последняя должна прилегать к фронтальной плоскости устройства снаружи.

Системы с принудительной подачей топлива

Именно способ подачи топлива определяет пожаробезопасность котла с пеллетной горелкой. Пеллеты в горелку в общем можно подавать принудительно или гравитационным способом, когда они сами сыплются из бункера. Наиболее безопасен принудительный способ. Однако это как раз тот случай, когда за безопасность и удобство надо платить: горелки с принудительной подачей это те самые, которые стоят от $3000.

Пеллетные котлы с принудительной подачей топлива и горелки для них

Принудительная пеллеты к котлу из бункера может быть пневмолифтовой (поз. 1 на рис. и шнековой (поз. 2 и см. ниже). Общее у них то, что в тракте подачи топлива есть восходящая ветвь. Если огонь выйдет из горелки, то ему, чтобы попасть в бункер, нужно будет спуститься вниз, что маловероятно. Пневмоподача совершенно исключает проскок горения в бункер, т.к. сплошной массы пеллеты в топливопроводе нет, да еще и воздух дует навстречу возможному пути огня, поэтому питать котлы с пневмоподачей можно из открытого бункера, который загружается раз в месяц. Однако в том и другом случае горелка нужна чашечная (объемная, см. ниже) со шнековой подачей пеллеты из питателя, поз. 3 и 4; она технически сложна, а ее стоимость составляет не менее 1/3 всей системы питания котла.

В системах со шнековой подачей используются 2 отдельных механических узла (слева и в центре на рис.): забирающий шнек поднимает пеллету из бункера. Затем топливо падает в питатель (приемный бункер) горелки, где другой шнек толкает топливо в зону горения. Как ни странно, проскок горения в бункер при этом не исключен совершенно, т.к. в восходящей ветви топливопровода пеллета лежит сплошной массой, поэтому нисходящий участок топливопровода делают из плавкого (но не горючего!) либо термоусаживающегося материала. Если питатель загорится, он расплавится или оторвется и прервет путь огня. Система со свободным падением пеллеты в питатель (справа) используется реже вследствие меньшей пожаробезопасности, но зато может быть применена для питания гравитационных горелок.Примечание: иногда ради компактности топливный бункер водружают на котел, см. рис. справа. При этом система с принудительной подачей теряет свойство пожаробезопасности, т.к. восходящая ветвь топливопровода из тракта подачи исключается.

Серьезный недостаток систем с принудительной подачей пеллеты – их энергозависимость: нужно крутить 2 электромотора. Но тогда имеет смысл и горелку применить с принудительным наддувом, это повышает КПД котла на 3-7 процентных пункта, и подключить управляющую автоматику, см. далее. В холодных странах, греющихся привозным топливом или собственными отходами, экономия на отоплении за сезон в таком случае может составить сумму, окупающую стоимость горелки с котлом.

Горелки в системах с принудительной подачей используются шнековые объемные, т.е. пеллета в них также принудительно выдавливается в пиролизную камеру, а пиролизные газы сгорают в топке котла. Горелки с пламенной чашей (поз. 1 на рис.) постепенно выходят из употребления: при сбое автоматики (см. ниже) топливо в чаше коксуется, что означает внеочередную чистку или ремонт котла, а проскок огня в питатель не такое уж редкое явление и в моделях лучших производителей. Чистить горелку с чашей от остатков золы нужно, при питании штатным (рекомендованным производителем) топливом, раз в неделю.

Способы подачи топлива из питателя в пеллетную горелку

Способы подачи топлива из питателя в пеллетную горелку

Горелки с подачей вторичного воздуха в дожигатель (поз. 2) или с ретортой, формирующей первичный и вторичный потоки непосредственно в чаше (поз. 3) лишены большинства этих недостатков. Горелка с дожигателем практически никогда не закоксовывается, но чистить ее вручную нужно все равно раз в неделю, а горелке с ретортой чистка нужна ежемесячная, да и то по результатам осмотра.

Примечание: по схеме с ретортой строятся также т. наз. каминные горелки с гравитационной подачей топлива для котлов и печей до 5 кВт, поз. 4 на рис.

Об автоматике

Горелки систем с принудительной подачей пеллеты не образцы для повторения начинающими не только из-за сложной механики. Все свои достоинства, в т.ч. безопасность, они показывают только под управлением микропроцессора, действующего от целого набора датчиков:

  • В дымоходе – дает не только наличие, но и величину тяги.
  • В топке – показывает температуру факела.
  • В системе отопления – дает температуру обратки.
  • В горелке, в зоне сжигания – показывает наличие и уровень топлива.
  • В питателе – то же.
  • В бункере – то же.

Микропроцессор, руководствуясь данными с датчиков, регулирует подачу и топлива, и воздуха по заданной пользователем с пульта программе, напр. «Зима», «Весна/осень», «Нижний уровень комфорта», «Дом пустует» и др. Именно одновременная согласованная регулировка подачи воздуха и топлива обеспечивает максимально возможный КПД котла на любых доступных пеллетах, это серьезное достоинство систем с принудительной подачей.

Как правильно составить чертеж пеллетной горелки?

Перед началом самостоятельного конструирования горелки, предназначенной для переработки пеллетного топлива, рекомендуется выполнить ее индивидуальный чертеж. Схема в обязательном порядке должна содержать информацию обо всех узлах и деталях. На чертеже требуется указать основные элементы:

  • камеру;
  • топливный бункер;
  • шнек;
  • вентилятор.

Схема должна содержать все необходимые габариты данных изделий. При выполнении чертежа пеллетной горелки своими руками следует запомнить, что от детальности его исполнения зависит, насколько надежным получится устройство для переработки топливных гранул.

Чертеж изготовления горелки на пеллетном топливе

Чертеж изготовления горелки на пеллетном топливе

Перед началом составления схемы рекомендуется заранее рассчитать необходимые размеры бункера. При выполнении вычисления следует учитывать, какую площадь будет отапливать конструкция. Стоит также отметить, что параметры бункера оказывают прямое влияние на частоту его очистки.

Работа вентилятора регулируется электронным блоком. При составлении схемы нужно запомнить, что работоспособность главных узлов устройства зависит от наличия электроэнергии.

Таким образом, выполнить своими руками чертеж пеллетной горелки с размерами не так сложно. В случае необходимости можно воспользоваться готовой схемой, которых в интернете множество. Но в такой ситуации требуется подобрать чертеж, который будет соответствовать конкретным условиям.

Гравитационные горелки

Гравитационная пеллетная горелка может быть выполнена энергонезависимой, т.к. топливо в ней сыплется прямо в пиролизную камеру, а наддув возможно обеспечить за счет тяги в дымоходе. Ввести гравитационную горелку в рабочий режим также возможно вручную, манипулируя всего лишь заслонкой на горелке и шибером (регулятором тяги в дымоходе). Однако стоит это несколько меньшего КПД котла и большей пожароопасности. Поэтому любая гравитационная горелка требует квалифицированного обслуживания. Будем надеяться, что данная статья поможет читателю и в этом.

Пеллетные горелки с гравитационной подачей топлива

Энергонезависимые гравитационные горелки с ручным управлением промышленностью не выпускаются: при неграмотном пользовании они чрезвычайно опасны. В продажу под названием гравитационных поступают полуавтоматические горелки с подачей топлива «самосыпом». Для предотвращения проскока огня в бункер либо ставят шлюз (слева на рис.) из термореактивных, т.е. расширяющихся при нагревании элементов, либо применяют схему с двойным колосником, справа. Подвижный колосник периодически отходит назад, берет порцию топлива и переносит ее в зону сжигания, одновременно выталкивая золу в зольник котла. Сложная горелка со шнеком в таком случае не нужна, но плоха эта схема тем, что зазор между колосниками быстро забивается остатками золы. Если подвижный колосник застрянет в заднем положении, проскок огня в бункер практически неизбежен, поэтому огневой шлюз в горелке с двойным колосником также необходим.

Без электричества

Самодельная пеллетная горелка может быть выполнена энергонезависимой, если ее сделать по корзиночно-факельной схеме:

  1. Топливо сыплется непосредственно в пиролизную камеру, представляющую собой стальную перфорированную корзину. Корзину делают съемной, т.к. под каждый калибр (диаметр) пеллет нужна отдельная корзина.
  2. Немедленный проскок огня в бункер до определенной степени предотвращает «третичный» воздух, подсасываемый через отверстия в питалеле.
  3. Первичный воздух обеспечивает пиролиз топлива в корзине.
  4. Пиролизные газы и вторичный воздух поступают в камеру сгорания, где и происходит основное горение.
  5. Из камеры сгорания вырывается факел раскаленных газов, греющий котел.

Примечание: по описанной схеме строятся и некоторые фабричные горелки, в т.ч. хорошо себя зарекомендовавшие Пеллетроны. Но они ни в коем случае не энергонезависимы, т.к. снабжены встроенной автоматикой. ИБП (источник бесперебойного питания) для Пеллетронов можно приобрести опционально или использовать компьютерный.

Посматривая на Пеллетроны

Схема работы энергонезависимой пеллетной горелки с котлом дана слева на рис., а схема ее устройства и описание принципа действия – справа там же:

Устройство гравитационной пеллетной горелки

Устройство гравитационной пеллетной горелки

Непременное условие успешной эксплуатации – шибер в дымоходе с заведомо избыточной тягой. В режим такая горелка вводится довольно просто:

  • Полностью открывают шибер и воздушную заслонку горелки.
  • Открывают заслонку подачи топлива на бункере (она должна быть обязательно!)
  • Поджигают пеллету, немедленно прикрывают заслонку на горелке.
  • Наблюдая сквозь смотровое окошко котла (тоже обязательно), плавно и медленно открывают заслонку горелки, пока факел не разгорится и не появится облачко золы. Выдувания пеллет не допускать!
  • Шибером по термодатчику котла (или по виду факела) вводят горелку в рабочий режим.

Останов горелки также несложен:

  1. По окончании цикла топки перекрывают подачу топлива на бункере.
  2. Шибер открывают полностью.
  3. Немедленно по открытии шибера (лучше – синхронно с ним) заслонку горелки прикрывают прим. на 3/4.
  4. К профилактическим работам на горелке (если надо) приступают не ранее чем через 10 мин по исчезновении последних признаков горения.

Детали и размеры

Самая ответственная часть горелки – корзина. Ахиллесова пята самодельных корзин – застревание и закоксовывание пеллет в наклонной задней стенке, отчего пиролизный процесс нарушается и огонь идет в бункер. Чтобы избежать этого, прорези в задней стенке нужно делать не сплошные, а так, как показано на врезке справа вверху на рис. Размеры прорезей – на 2-3 мм меньше размера пеллет в плане. Зазор между задней стенкой и днищем корзины на 2 мм меньше калибра пеллеты, но не менее 6 мм. А вот прорези в передней стенке, отделяющей пиролизную часть от камеры сгорания, нужны как раз сплошные. Лучше даже, если они будут открыты снизу. Высота канала вторичного воздуха под днищем корзины для горелки на 15 кВт 28-30 мм. Наклон задней стенки 45 градусов. Такая корзина с лотком размерами в плане 130х130 мм и глубиной 100-120 мм как раз и сожжет 2-3 кг пеллет в час.

Чертежи гравитационной пеллетной горелки и бункера для нее

Чертежи гравитационной пеллетной горелки и бункера для нее

Не менее ответственная часть – бункер. Как раз в бункеры произвольной конструкции чаще всего и происходит проскок огня. К счастью, здесь мудрить не надо: бункеры от Пеллетронов, чертежи которых даны слева на рис., отлично себя показали. С горелкой на 15 кВт 34 кг бункер средней зимой в средней полосе обеспечивает суточную топку, а 17 кг полусуточную.

Размеры камеры сгорания можно взять от Пеллетрона 15 (выделено цветом справа на рис. Канал вторичного воздуха лучше сделать Г-образным с изломом вверх, это обеспечит активное его смешивание с пиролизными газами и немного больший КПД котла.

Камеру сгорания нужно делать из жаропрочной стали толщиной от 2 мм. Поскольку жаровая сталь варится плохо, надо вычертить развертку камеры, свернуть ее и стыки проклепать или проварить точечной сваркой. Кстати, настольный аппарат для точечной сварки тоже можно сделать своими руками в домашних условиях.

Примечание: еще об одном варианте самодельной гравитационной пеллетной горелки см. след. ролик:

Делаем горелку своими руками

А как сделать пеллетную горелку? Камера сгорания делается из стальной трубы. Толщина стенок – 4 мм не меньше. Сталь жаропрочная и выдержит большую температуру. Прикрепление к корпусу котельной установки выполняется посредством фланцевой пластинки. Для изготовления потребуется сталь 3 мм. Конвейер для подачи пеллет лучше купить или использовать шнек.

Чтобы вращать механизм, нужны подшипники, низкооборотный двигатель (электрический) и редуктор. Вентилятор для подачи воздуха можно купить в магазине. Он закрепляется на пластике, в которой уже подготовлено место. Пластину делают на основе чертежа. Конфигурация зависит от самой дверки котла. Чертеж горелки можно увидеть на этом фото.

Обязательный шаг – отрегулировать количество поступающих пеллет и воздуха. Без этого устройство будет работать нестабильно или же постоянно на полной мощности. Чтобы менять интенсивность работы вентилятора и шнека можно установить ручной регулятор. В таком случае придется постоянно смотреть и настраивать горелку, с учетом температуры теплоносителя и воздуха.

Важно, чтобы при различных процессах работы, топливо и воздух были правильно подобраны. Только тогда факел будет ровным и устойчивым. Для этого не обойтись без автоматизированного устройства. Понадобится блок управления. Контроллер для горелки обладает свободными управляющими контактами, к которым и присоединяется электродвигатель от шнека и вентилятора.

Для автоматизации розжига пеллет и контролирования пламени, не обойтись без фотодатчика и электрического элемента накаливания. Фотодатчик следит за появлением устойчивого пламени и оповещает контроллер. Он вырубит элемент накаливания. А вот элемент накаливания нужен для поджига пеллет. Подающий патрубок оборудуется датчиком заполнения. Он прекращает подачу пеллет, когда шнек и верхний патрубок заполнен.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Adblock
detector