Пеллетная горелка своими руками

Гравитационная пеллетная горелка своими руками — это великолепная возможность сделать качественный прибор для автоматической дозировки подачи пеллетов. Основная особенность этого

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.

Сбои в работе и их устранение

Изготовленная своими руками или приобретенная промышленная пеллетная горелка может иметь сбои в работе, вызванные:

• содержанием посторонних включений в пеллетах. Диагностируется наличием грязного шлака зеленоватого цвета в остановившейся горелке. Устраняется очисткой бункера или повышением мощности и расхода воздуха;
• применением пеллет разного диаметра или размера, превышающего требуемого конструкцией. Приводит к выходу из строя элементов механической подачи топлива, восстанавливаемым только путем полной замены деталей;
• переходом на новый размер пеллет. Вероятную остановку котла в этом случае можно предупредить, увеличив скорость подачи древесных гранул;
• использованием торфяных пеллет, что вызывает загрязнение оптического датчика и приводит к индикации ошибки. Решение проблемы – замена на древесное топливо, либо постоянный визуальный контроль;

Оснащение экономичными и автоматизированными твердотопливными горелками котельных во многом упрощает жизнь обитателей дома. Однако любое техническое устройство требует своевременной диагностики и профилактического ухода. Производите уборку отработанных отходов и уделяйте время периодическому осмотру технического состояния всех элементов котельной. Такие несложные действия позволят получить максимальную безопасность и комфорт.

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

Достоинства и недостатки

Прежде чем делать или покупать пеллетную горелку, придется внимательно изучить характеристики такого оборудования. Оно существенно дешевле, чем рассчитанные на газ устройства. Также стоит отметить отличные перспективы автоматизации устройств. Запуск горения и последующий контроль огня происходят автоматически, без участия человека. В любых современных моделях предусматривается надежная защита от избыточного количества горючего.

Установить, а при необходимости и демонтировать, пеллетную горелку несложно. Она имеет обычно встроенные средства самодиагностики, облегчающие поиск неполадок. Совершенно исключено самопроизвольное воспламенение топлива в горелке, за его профилактику отвечает особый блок. Бункера современных устройств поддерживают автономную работу в течение 30 суток. Также стоит отметить, что:

• топить пеллетами дороже, чем обогреваться газом;
• импортные версии могут быть не рассчитаны на зимние условия в ряде российских регионов;
• гранулированное горючее не взрывается, как природный газ;
• зольность сгорания невелика;
• получаемая зола может быть использована в качестве удобрения;
• применение таких устройств не требует согласований;
• хранить пеллеты можно в любом удобном месте — для них не нужно строить отдельное помещение.

Как составить чертеж пеллетной горелки

Прежде чем приступить к разработке чертежей, необходимо тщательно изучить существующие конструкции. Это позволит правильно подобрать материал и избежать ошибок при проектировании.

Наличие чертежей существенно упрощает процесс изготовления агрегата. Комплект чертежей пеллетной горелки должен включать в себя деталировку основных узлов и сборочный чертеж агрегата, на котором обязательно обозначаются:

1. Камера сгорания;
2. Емкость для загрузки пеллет;
3. Шнековый транспортер;
4. Нагнетающий вентилятор.

При индивидуальном использовании, элементы конструкции могут отображаться схематично, без проработки конкретных деталей, однако габаритные и присоединительные размеры должны быть указаны с максимальной точностью. Чертежи отдельных деталей должны содержать исчерпывающую информацию о конфигурации и используемом материале.

В зависимости от выбранного типа чертежи агрегата могут иметь ряд существенных отличий.

Использование пеллет

В местностях, где нет централизованного подвода газа, пеллеты являются максимально эффективным и сравнительно недорогим топливом. При сгорании 1 кг пеллет выделяется тепловая энергия, которая равна той, что будет произведена после сгорания половины литра дизельного топлива. Общая отдаваемая мощность 5 кВт/ч. Для обогрева одноэтажного дома в местности, где зимы не слишком суровые будет уходить примерно 50 кг пеллет в сутки. Преимущество состоит в том, что засыпать их можно раз в несколько суток в зависимости от модели котла. Пеллеты помещаются в специальный бункер, из которого автоматически подаются в горелку. Обслуживать самодельную пеллетную горелку придется два раза в неделю.

Одним из недостатков использования пеллет и пеллетных горелок является возможность обратной тяги. В этом случае огонь может вырываться в бункер. Последствия такого процесса будут не самые приятные, ведь это будет хороший пожар. Вторым нюансом, которые требует особого внимания в отношении пеллетной горелки — количество и интенсивность подачи воздуха. Пеллеты довольно легкие, поэтому излишний поток может их попросту сдуть с устройства, и они останутся несгоревшими. При меньшей подаче воздуха пеллеты также не сгорают полностью, что приводит к необходимости чистки горелки. Чтобы весь процесс горения пеллет был правильным, он должен иметь определенную последовательность.

Для розжига необходимо применять специальную зажигалку, которая представляет собой керамический стержень. Она не воздействует прямым огнем на пеллеты, а разогревается до температуры свыше тысячи градусов. Такой подход необходим, чтобы при розжиге пеллет, пламя не ушло в бункер с топливом. Следующим шагом подается требуемое количество воздуха, которое необходимо для того, чтобы факел горения был ровным и стабильным. Далее идет выход на рабочий режим. Это происходит за счет большего количества воздуха, который подается в пеллетную горелку. При этом важным фактором является огонь без дыма. Остановка происходит за счет полного прекращения подачи воздуха в пеллетную горелку.

Гравитационная пеллетная горелка: изготовление

Самостоятельное изготовление этого модуля позволит сэкономить от 300 до 2500$. Кроме этого, использование гравитационной пеллетной горелки позволяет полностью отказаться от подключения котла к электросети. В этом случае гранулированное горючее поступает в камеру сгорания непосредственно из бункера, а подача воздуха обеспечивается за счет естественной тяги. Регулировка интенсивности сгорания топлива регулируется изменением положения шиберной заслонки дымохода.

К недостаткам таких систем относятся:

• Возможность возгорания пеллет в бункере при возникновении обратной тяги;
• Снижение КПД установки до 85-90%;
• Необходимость ручной регулировки подачи гранул и положения шиберной заслонки.

Материалами для самостоятельного изготовления гравитационной горелки могут служить:

• Труба из жаростойкой стали с толщиной стенки не менее 4 мм используется для изготовления камеры сгорания;
• Листовая конструкционная сталь толщиной 3 – 4 мм применяется для изготовления фланца крепления;
• Основной бункер может быть сварен из листовой стали толщиной 2-3 мм.

Поскольку данный тип горелки не предусматривает подключения к электросети, установку автоматической системы управления и электродвигателя, затраты на изготовление агрегата будут минимальны.

Самодельная горелка

Имея чертежи с расчетами и будучи ознакомленным с конструкцией твердотопливной горелки, возможно
изготовить ее своими руками. Однако здесь существует много нюансов.

Так как такое устройство — не просто камера по отработке пеллет, но и прибор для регулирования мощности пламени и контроля за безопасностью, необходимо будет оснастить ее электронным блоком управления, который придется приобрести в готовом виде, либо заменить устройством с упрощенными, но аналогичными функциями. Для этой цели подойдет вибро-блок подачи топлива с регулируемой мощностью.

При изготовлении своими руками прибора также можно обеспечить подачу топлива непосредственно через воздуховодную трубу или через загрузочный шнек, а мощность отрегулировать вентилятором.

Конечно, о полной автоматизации процесса говорить в этом случае не приходится. Однако, стремясь к бюджетному варианту, и изготовив своими руками такой прибор, автор не увидит особых сложностей в самостоятельном управлении и периодическом контроле за работой своего детища.

Горелка на отработке должна быть сделана из тех же материалов, что используются в промышленном производстве: меди, титана и нержавейки. Использование более хрупких и неустойчивых материалов недопустимо с точки зрения безопасности и долговечности работы конструкции.

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.

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.

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.

Автоматика для пеллетной горелки своими руками

Наиболее сложным этапом в изготовлении пеллетной горелки является изготовление и монтаж электронных модулей управления. Если рассматривать этот вопрос с теоретической точки зрения, при наличии специальных знаний, можно изготовить контроллер своими руками, однако на практике это практически невозможно. Кроме того, стоимость комплектующих сведет экономию средств к минимуму, а результат может оказаться весьма сомнительным. Поэтому даже при самостоятельном изготовлении горелки, контроллер, датчики и другую автоматику лучше приобрести в специализированном магазине.

Для эффективной работы горелки автоматика должна обеспечить:

• Дозировку подачи пеллет и управление шнековым транспортером;
• Автоматический розжиг и гашение;
• Регулировку подачи воздуха за счет изменения частоты вращения вентилятора;
• Оценку количества теплоносителя в отопительном контуре;
• Контроль температуры теплоносителя в водяной рубашке котла;
• Оценку параметров тяги в дымоходе.

Невыполнение даже одного из этих условий может привести к выходу из строя не только отопительного котла, но и всей отопительной системы.

Изготовление пеллетной горелки трудоемкий и ответственный процесс, однако, при наличии необходимых знаний и оборудования, изготовить такое устройство самостоятельно вполне возможно. Особое внимание следует уделить выбору параметров и монтажу электронных управляющих систем, именно от корректности их работы будет зависеть эффективность работы котла.

Технология работ

Если будет изготавливаться пеллетная горелка своими руками, чертежи которой представлены в статье, то в выгружную горловину емкости нужно установить входящий патрубок, который относится к шнеку. После на его другую часть укрепляется пластиковая труба, по которой идут гранулы горелки. Когда поступает сигнал, двигатель запускается и продолжает работу до тех пор, пока камера сгорания не наполнится нужным количеством тепла.

2 Преимущества и недостатки

Составить грамотно схему и знать устройство агрегата недостаточно для полноценного взвешенного решения создать самодельную печь, работающую на прессованных отходах из древесины. Необходимо также учесть все достоинства и недостатки конструкции.

К основным положительным моментам можно отнести:

• особенную экономичность, так как не требуется использование дров или угля;
• высокий коэффициент полезного действия, выше можно встретить лишь у газовых печей;
• высокую теплотворность пеллетов;
• невысокую стоимость топлива;
• полную безопасность в эксплуатации;
• возможность полной автоматизации процесса;
• отсутствие необходимости участия человека, так как автоматика контролирует и подачу топлива, и температурный режим;
• долговечность и надёжность.

К преимуществам можно отнести и такую особенность печей на пеллетах, как отсутствие неприятных запахов и чёрного дыма, что делает конструкцию экологичной.

Но есть у подобных агрегатов и неприятные стороны, которые также нужно учесть при составлении схемы отопительного оборудования.

• высокая стоимость комплектующих импортного производства для самостоятельной сборки печи;
• ввиду того что производство древесных гранул не очень развито, появляется сложность с покупкой топлива;
• для автоматизации процесса придётся дополнительно учесть расходы электроэнергии, так как всё оборудование автоматики работает на электричестве.

При остановке агрегата на время более 10 часов, необходимо проводить новую настройку.

Также придётся подумать и об источнике питания. Во избежание непредвиденных отключений электроэнергии лучше будет установить автономный генератор.

Подготовительные работы

Пеллетная горелка своими руками не может быть изготовлена без основной одноименной составляющей, которую рекомендуется приобрести в магазине. Это обусловлено тем, что сама горелка имеет довольно сложную конструкцию, и изготовить ее самостоятельно хоть и есть возможность, но подобные манипуляции являются сложными в реализации. Горелка — это элемент, где происходит поджиг топлива, однако с помощью нее осуществляется еще и регулировка интенсивности пламени. Помимо прочего, в конструкции будут датчики и программаторы, которые позволяют добиться более экономичного расхода топлива. С помощью данных элементов удастся достичь комфортной температуры внутри помещения. Пеллетная горелка должна иметь корпус, который рекомендуется расположить горизонтально. Это позволит наиболее эффективно использовать тепло, извлекаемое от сгорания топлива. В роли материала для формирования корпуса может выступить листовая сталь, однако специалисты иногда советуют использовать чугун или кирпич. Вы можете отдать предпочтение тому материалу, который, по вашему мнению, способен дольше сохранять тепло. Корпус должен обеспечивать качественную передачу тепла следующему элементу устройства, то есть теплообменнику.

Пеллетная горелка должна иметь теплообменник, который располагается внутри корпуса. Он имеет вид нескольких труб, которые иногда заменяются змеевиком. Они подсоединяются к системе отопления постройки. Помимо прочего, следует предусмотреть вход для заливки холодной воды. Изготавливая камеру сгорания, следует предусмотреть отверстие в ней, диаметр которого должен оказаться эквивалентен параметрам купленной горелки. 100-миллиметровый шнек и электродвигатель станут работать в тандеме. Последний предстоит подсоединить к блоку управления устройством.

Как сделать своими руками?

В качестве основы для пеллетной самодельной горелки можно взять схему, рассчитанную на емкость бункера 17 или 34 кг. Ширина чаши бункера при этом составит 40 и 50 см, а его общая высота — 87,3 и 72,3 см соответственно. Ширина горелок сверху – 20,5 и 14 см соответственно. Стоит присмотреться и к таким чертежам с размерами — они относятся к одной из серийных моделей, но это даже хорошо, поскольку свидетельствует об отличной проработке конструкции.

Конструкции в целом несложны. Однако очевидно, что горелки из обычной конструкционной стали мало прослужат из-за контакта с пламенем, разогревающимся до 1000 градусов и более. Придется подбирать более стойкие материалы.

Своими руками гораздо проще изготовить гравитационную модель

Но к ее созданию надо подходить с большой осторожностью, потому что вероятность ЧП очень уж велика. Наиболее ответственная деталь – «корзина»

Прорези в ее задней стенке не должны быть сплошными, к тому же их размер должен быть меньше габарита пеллет. Иначе топливо станет застревать и появится закоксовывание.

Промежуток, отделяющий заднюю стенку от донца корзины, должен быть минимум 6 мм. При этом он должен быть хотя бы на 2 мм меньше габарита пеллет. Переднюю стенку желательно оборудовать сплошными прорезями. В идеале внизу они должны быть открыты. Заднюю стенку наклоняют чаще всего под углом 45 градусов. Обычный расчет часового расхода — на 2-3 кг топлива.

Бункеры важно защищать от «проскока огня». В качестве образцово защищенных подойдут бункеры от горелок «Пеллетрон»

Емкости 34 кг хватит для прогрева в течение 24 часов. Вторичный воздушный канал обычно напоминает по форме букву Г с верхним изломом, что гарантирует интенсивное перемешивание и чуть лучший КПД.

Чтобы упростить сборку камеры сгорания, придется:

• начертить развертку;
• свернуть материал;
• заблаговременно проклепать или точечно проварить стыки.