Пеллетная горелка своими руками

Обновлено: 06.07.2024

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.

О пеллетной горелке

Пеллетная горелка – специальное обогревательное устройство, которое выделяет тепло за счёт сжигания пеллет или топливных гранул в котле. В некоторых случаях в подобных горелках используется ненужное сухое зерно.

Существуют ручные и автоматические горелки, в автоматических горелках топливо подаётся в бункер для сжигания с помощью специального шнека, а весь процесс контролируется датчиками, за счёт чего устройство нуждается в минимальном контроле со стороны пользователя. Пеллетные горелки нашли своё применение не только в быту, но и в промышленности. Они используются для отопления помещений, для подогрева воды и для удовлетворения ряда других нужд.

Пеллеты, или топливные гранулы, — специальное твёрдое топливо, которое получается из отходов древесины или сельскохозяйственного производства путём прессования и гранулирования под воздействием высоких температур.

В странах, в которых сельское хозяйство и деревообрабатывающая промышленность занимают лидирующие позиции, себестоимость пеллетного топлива оказывается гораздо ниже, чем каменного угля. Исключения составляют только те регионы, в непосредственной близости от которых расположены угледобывающие предприятия.

При сжигании пеллет не выделяются опасные испарения, как это происходит при сжигании жидкого топлива.

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.

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).

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.

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.

Каминные

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.

Достоинства и недостатки

Оборудование обладает рядом преимуществ:

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

Вместе с достоинствами и подобного оборудования выделяют и ряд недостатков:

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

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.

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.

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

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.

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.

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, см. далее.

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

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.

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

Без электричества

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

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

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:

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

Детали и размеры

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:

Видео: гравитационная пеллетная горелка своими руками

Способ регулировки наддува пеллетной горелки

Возможные усовершенствования

Намного упростит запуск горелки и сделает ее безопаснее вследствие меньшей реакции на тягу в дымоходе наддув. Для 15 кВт горелки достаточно вентилятора на 20 Вт. Проще всего регулировать наддув от вентилятора-улитки, как показано на рис. справа.

Можно также таскать ведра с пеллетами не раз-два в сутки, а еженедельно или даже ежемесячно. Непременное условие, по правилам пожарной безопасности – котел должен находиться в отдельной несгораемой котельной. Тогда ставим большой бункер с долговременным запасом топлива, шнеком и свободным падением пеллет (см. выше), но не в питатель горелки, а в расходный бункер. В последнем – 2 датчика уровня топлива, верхний и нижний (лучше – оптопары). Мало топлива – мотор закрутил шнек, посыпал. Наполнился расходник – стоп! Ну, а если электричество пропало, придется уж таскать ведрами.

В заключение

Устройство пеллетной горелки с керамической камерой сгорания

Что касается пеллетных горелок, то на сегодняшний день лучшие результаты показывают образцы с керамической камерой сгорания, см. рис. справа. По крайней мере, именно такие от остаточной золы нужно чистить не чаще раза в месяц. Казалось бы, штука не для домашнего повторения. Но детали камеры можно сделать методом шликерного литья, как делают самодельные тигли для плавки металла, а работают они в более тяжелых условиях. В общем – твори, выдумывай, пробуй!

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.

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.

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

Средства автоматизации

Соотношение подачи воздуха и топлива в камеру сгорания надо регулировать, иначе работа горелочного устройства будет нестабильной либо все время на максимальной мощности. Простейший способ менять обороты двигателей шнека и вентилятора – это поставить простой ручной регулятор. Но тогда возникнут неудобства в виде постоянного присмотра и настройки отопительного агрегата в зависимости от температуры теплоносителя и окружающего воздуха. Самостоятельная настройка пеллетной горелки заключается в том, чтобы подобрать на разных режимах работы соотношение воздуха и топлива, при котором факел пламени будет ровным и устойчивым. Добиться этого поможет автоматизация устройства.

Пеллетная горелка с бункером

Сначала потребуется купить электронный блок управления. Если ваш котел уже снабжен таковым, то изучить возможность его использования. Как правило, контроллеры ведущих производителей имеют свободные управляющие контакты, к которым можно присоединить электродвигатели вентилятора и шнека. В этом случае на основании сигналов датчиков контроллер будет увеличивать или уменьшать подачу пеллет и регулировать обороты вентилятора.

В плане розжига и контроля над пламенем самодельная пеллетная горелка, изготовленная своими руками, также может быть автоматизирована. Нужно купить электрический элемент накаливания и фотодатчик. Первый будет включаться в самом начале, поджигая топливо, а второй при появлении устойчивого пламени будет сигнализировать об этом на контроллер, который отключит элемент накаливания.

На подающем патрубке можно поставить датчик заполнения, его роль – подавать импульс на электронный блок, когда шнек и верхний патрубок заполнены горючим, чтобы остановить подачу пеллет. Все эти средства автоматики позволяют эффективно сжигать пеллеты и создать определенный комфорт при обслуживании отопительной установки. Однако здесь есть свои недостатки:

Самодельную пеллетную горелку можно подключить не ко всякому контроллеру.
Существующий электронный блок агрегата отопления зачастую не приспособлен для работы с устройствами розжига и контроля горелки, тогда придется покупать новый.
Стоимость изготовления устройства увеличивается.

Заключение

Зная, как работает пеллетная горелка, можно взяться за ее самостоятельное изготовление. Но часто это сводится к закупке комплектующих и приборов автоматики, после чего они ставятся на самодельную камеру сжигания. В этом случае снижение стоимости изделия незначительно. Следует задуматься о покупке комплектного устройства заводского изготовления.

Пеллетная горелка своими руками

Строение изделия и назначение его элементов

Механизм пеллетной горелки

Описание рабочих режимов

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.

Детали пеллетной горелки

Средства автоматизации

Пеллетная горелка с бункером

Самодельную пеллетную горелку можно подключить не ко всякому контроллеру.
Существующий электронный блок агрегата отопления зачастую не приспособлен для работы с устройствами розжига и контроля горелки, тогда придется покупать новый.
Стоимость изготовления устройства увеличивается.

Заключение

Читайте также: