Как сделать пеллетную горелку своими руками?

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.

1 Принцип работы и особенности устройства

Устройство пеллетных котлов включает в себя шнековую конструкцию для подачи топлива и запальный механизм, обеспечивающий быстрое возгорание пеллетов. А также в систему входит вентилятор, который обеспечивает принудительную подачу воздуха. Это в значительной степени улучшает процесс горения.

Розжиг срабатывает лишь тогда, когда присутствующее в печи топливо хорошо разгорится. В автоматическом режиме пеллеты поступают в топку по мере необходимости. Горение приводит к образованию горячих газов, которые, проходя по дымоходу, отдают до 95% полезного тепла.

Важной особенностью является то, что топливо подаётся лишь до тех пор, пока не будет достигнута максимально требуемая температура. Возобновится его подача только после того, как температура упадёт до минимальных значений. И в качестве преимуществ печей, работающих на пеллетах, можно выделить:

И в качестве преимуществ печей, работающих на пеллетах, можно выделить:

• небольшой объём камеры сгорания;
• основная масса тепла (до 70%) снимается в самой конструкции;
• очень высокий показатель КПД, достигающий 96%;
• если устройство оснащают дополнительным контуром водоснабжения, то полученное тепло можно использовать, например, для отопления помещений.

Существуют разные виды пеллетных котлов:

1. 1. Котлы, работающие исключительно на древесных пеллетах.
2. 2. Комбинированные модели, которые могут работать не только на пеллетах, но и при необходимости на дровах или угле.
3. 3. Универсальные, способные работать практически на любом виде твёрдого топлива.

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

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

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.

Что такое обвязка и из чего ее делают

В системе отопления две основные части — котел и радиаторы отопления или теплый пол. То что их связывает и обеспечивает безопасность — это и есть обвязка. В зависимости от типа установленного котла используются разные элементы, потому обычно рассматривают отдельно обвязку твердотопливных агрегатов без автоматики и автоматизированных (чаще — газовых) котлов. У них разные алгоритмы работы, основные — возможность нагрева ТТ котла в фазе активного горения до высоких температур и наличие/отсутствие автоматики. Это накладывает ряд ограничений и дополнительных требований, которые приходится выполнять при обвязке котла, работающего на твердом топливе.

Пример обвязки котла — сначала идет медь, потом — полимерные трубы

Что должно быть в обвязке

Для обеспечения безопасной работы отопления обвязка котла должна содержать ряд устройств. Обязательно должны быть:

• Манометр. Для контроля давления в системе.
• Автоматический воздухоотводчик. Для спуска воздуха, попавшего в систему — чтобы не образовывались пробки и не стопорилось движение теплоносителя.
• Аварийный клапан. Для сброса чрезмерного давления (подключается к системе канализации так как стравливается  некоторое количество теплоносителя).
• Расширительный бак. Необходим для компенсации теплового расширения. В системах открытого типа бак ставится в верхней точке системы и представляет собой обычную емкость. В закрытых системах отопления (обязательно с циркуляционным насосом) ставится мембранный бачок. Место установки — в обратном трубопроводе, перед входом в котел. Он может быть внутри настенного газового котла или устанавливается отдельно. При использовании котла для подготовки воды для ГВС также необходим расширительный бак в этом контуре.

• Циркуляционный насос. Обязателен к установке в системах с принудительной циркуляцией. Для повышения эффективности отопления может стоять и в системах с естественной циркуляцией (гравитационных). Ставится на подачу или обратку перед котлом до первого ответвления.

Часть этих устройств уже установлена под кожухом газового настенного котла. Обвязка такого агрегата очень проста. Для того чтобы не усложнять систему большим количеством отводов манометр, воздухоотводчик и аварийный клапан собирают в одну группу. Есть специальный корпус с тремя отводами. На него накручиваются соответствующие устройства.

Так выглядит группа безопасности

Устанавливают группу безопасности на подающем трубопроводе сразу на выходе котла. Ставят так, чтобы легко было контролировать давление и можно было вручную стравить давление в случае необходимости.

Какими трубами делать

Сегодня в системе отопления уже редко используют металлические трубы. Их все чаще заменяют на полипропилен или металлопластик. Обвязка газового котла или любого другого автоматизированного (пеллетного, на жидком топливе, электрического) возможна сразу этими видами труб.

Настенный газовый котел можно подключать полипропиленовыми трубами сразу от входа котла

При подключении твердотопливного котла хотя-бы метр трубы на подаче непроходимо делать металлической трубой и лучше всего — медной. Дальше можно ставить переход на металлопластик или полипропилен. Но и это — не гарантия того, что полипропилен не разрушится. Лучше всего сделать дополнительную защиту от перегрева (закипания) ТТ котла.

При наличии защиты от перегрева обвязку котла можно сделать полиропиленовыми трубами

Металлопластик имеет более высокую температуру эксплуатации — до 95°C, чего достаточно для большинства систем. Можно ими делать и обвязку твердотопливного котла, но только в случае наличия одной из систем защиты от перегрева теплоносителя (рассказано чуть ниже). Но металлопластиковые трубы имеют два существенных недостатка: сужение в месте соединения (конструкция фитингов) и необходимость регулярной проверки соединений, так как они со временем текут. Так что обвязку котла металлопластиком делают при условии использования в качестве теплоносителя воды. Незамерзающие жидкости более текучие, потому в таких системах обжимные фитинги лучше не использовать — они все равно будут течь. Даже если заменить прокладки на химически стойкие.

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.

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

Разновидности устройств

. Каждый из видов имеет свои конструктивные решения и особенности работы

«Каминная» горелка используется для каминов, которые отапливаются с помощью пеллет, а также определенных видов пиролизного котельного оборудования. Процесс горения проходит в чаше, а снизу подается воздух. При этом пеллеты подаются сверху. Необходимо не забывать, что эта конструкция довольно редко используется в промышленных горелках, это объясняется габаритами и необходимостью производить тщательную настройку оборудования.
Стокерный вид. Эта разновидность горелок имеет очень сложную конструкцию и большие размеры. Во время установки оборудования непременно обязан быть грамотно рассчитан угол, это не допустит появления значительного количества золы

Также немаловажно правильно произвести крепление шнекового оборудования для подачи горючего. Из недостатков можно выделить довольно высокие требования, которые предъявляются к качеству загружаемого топлива.

1. Факельный вид применяется для обогрева маленьких по размеру помещений и изначально использовался для сжигания соломы. Основные преимущества представлены довольно маленькими размерами, надежностью во время эксплуатации и простотой исполнения, а также неприхотливостью к качеству топлива. Из недостатков можно выделить слабые показатели мощности, а также значительный перегрев под действием пламени.

Пеллетная горелка своими руками: быстрая сборка и автоматизация процесса

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

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.

Как изготовить пеллетную горелку своими руками

определенный материал

Пеллетная горелка своими руками прикрепляется к корпусу котельной установки при помощи фланцевой пластины, которая изготавливается из стали толщиной 3 мм. Подающий конвейер можно купить, а можно сделать своими руками из обычной трубы, в которую следует поместить шнек. Для вращения подойдут подшипники, редуктор и низкооборотный электродвигатель. Вентилятор приобретается в магазине и закрепляется на пластине, заранее подготовив под него место. Сама пластина изготавливается по чертежу пеллетной горелки и зависит от конструкции дверцы котла.

В обязательном порядке регулируется количество поступающего топлива и воздуха в камеру, в противном случае работать пеллетная горелка будет нестабильно или все время на максимальной мощности. Самым простым способом менять обороты двигателей вентилятора и шнека является установка ручного регулятора

Но в этом случае необходимо будет постоянно присматривать и настраивать отопительный агрегат, обращая внимание на температуру теплоносителя и воздуха

Настройка горелки заключается в том, чтобы на разных режимах работы было правильно подобрано соотношение топлива и воздуха, при этом факел пламени должен быть устойчивым и ровным. Чтобы этого добиться, необходима автоматизация устройства.

Для этого необходимо будет приобрести электронный блок управления. В основном контроллеры имеют свободные управляющие контакты, к ним присоединяют электродвигатели шнека и вентилятора. При этом благодаря сигналам датчиков контроллер будет регулировать подачу пеллет и обороты вентилятора.

Чтобы автоматизировать процесс розжига и контроля над пламенем, необходимо приобрести электрический элемент накаливания и фотодатчик. Первое устройство будет включаться и поджигать топливо, а фотодатчик, в случае появления устойчивого пламени, будет оповещать об этом контроллер, который отключает элемент накаливания.

На подающем патрубке устанавливают датчик заполнения, который подает импульсы на электронный блок в случае заполнения шнека и верхнего патрубка горючим, чтобы прекратить подачу пеллет.

Однако использование средств автоматизации имеет и недостатки:

• пеллетная горелка своими руками подключается не ко всякому контроллеру;
• имеющийся электронный блок агрегата отопления очень часто не приспособлен работать с устройствами розжига и контроля горелки, в этом случае придется приобрести новый;
• стоимость изготовления пеллетной горелки значительно увеличивается.