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

Комплект чертежей для изготовления пеллетной горелки своими руками должен включать в себя деталировку основных узлов и сборочный чертеж агрегата, на котором обязательно обозначаются: камера сгорания, емкость для загрузки пеллет, шнековый транспортер, нагн

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.

Зачем нужна горелка на пеллетах: особенности устройства

Пеллеты – это топливо, которое отличается высоким качеством и способно составить конкуренцию обычным дровам. Для изготовления такого сырья используются древесные и сельскохозяйственные отходы, а также торф. Пеллеты являются гранулами небольшого размера.

В чем заключается преимущество таких гранул перед стандартными видами топлива? В первую очередь необходимо отметить высокий КПД сырья. Обычные дрова после прогорания отдают от 40 до 80% энергии. Оставшийся материал уходит в утилизацию, поэтому экономическая целесообразность такого обогрева находится под вопросом.

Котел с пеллетной горелкой позволяет повысить переработку материала до 90%. Это один из самых высоких показателей сгорания среди всех разновидностей топлива. Стоит отметить, что гранулированное сырье не рекомендуется применять для некоторых типов котлов. Например, такое топливо может нанести вред оборудованию, принцип действия которого основывается на пиролизе.

Полезная информация! При выборе горелки необходимо обращать внимание на ее мощность. Сегодня можно приобрести модели, которые автоматически регулируют данный показатель. В качестве примера можно привести пеллетную горелку Zota.

Во время переработки топлива температура внутри горелки может достигать 1000 °C. Из этого следует, что при использовании такого устройства необходимо соблюдать максимальную осторожность. Особенно это касается конструкций, выполненных своими руками. Ошибки при сборке или неправильная эксплуатация могут привести к пожару.

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.

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.

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.

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.

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.

Краткий обзор импортных изделий

Зарубежной альтернативой отечественным изделиям является пеллетная горелка Китурами, перечень ее характеристик следующий:

• диапазон мощности – от 8 до 33 кВт;
• КПД изделия – до 95%, общее значение КПД зависит от конструкции котла;
• дистанционный контроллер;
• датчики температуры, уровня воды, перегрева, переполнения шнека гранулами;
• самоочищающийся колосник.

Недостатками данного устройства есть высокая стоимость и зависимость от надежности электроснабжения. В остальном изделие достаточно надежно и не вызывает нареканий, им комплектуются твердотопливные установки DRAGON KRP.

Пеллетная горелка Ferroli

Не менее высокой надежностью отличается пеллетная горелка Ферроли Sun P7 и Sun P12, которая устанавливается на твердотопливные агрегаты BUDERUS и SFL. Максимальная мощность – 34 и 55 кВт соответственно, набор опций такой же, как и у предыдущего производителя. Вентилятор – центробежного типа, обеспечивающий достаточное количество воздуха.

Импортная пеллетная горелка Pelltech отличается большой линейкой предлагаемых мощностей, от 20 кВт (Pelltech PV-20) до 1 МВт (Pelltech PV-1000). Хорошо работает совместно с котлами VIESSMANN, в комплект поставки последних как опция входит узел очистки газов с дымососом, он нужен для установок мощностью свыше 200 Квт.

Подготовительные мероприятия

Перед тем как сделать самодельную пеллетную горелку своими руками, надо определиться с площадью обогрева помещения, это даст возможность точно рассчитать мощность котельного оборудования.

Основные факторы, которые непременно учитываются во время расчета:

• высота и размер обогреваемого помещения;
• средняя температура в вашем районе;
• материал изготовления стен;
• количество оконных и дверных проемов.

С учетом справочной литературы нужно произвести определение коэффициентов теплового сопротивления материалов, а после выполнить расчеты теплопотерь. Мощность котельного оборудования обязана быть больше тепловых потерь приблизительно на 20 процентов.

Если надо самостоятельно произвести расчеты показателей мощности котла, то можно использовать специальный калькулятор. При этом погрешность произведенных расчетов будет незначительной.

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.

Виды

Факельные

Такие горелки для твердотопливных котлов характерны в основном для российской продукции. Огонь устремляется в боковую плоскость. Подача пеллет происходит по горизонтальному шнеку либо с использованием вакуумной трубки. Тяга в котел должна обеспечиваться принудительно. Давление воздуха, создаваемое вентилятором, вполне соответствует потребностям отопительного оборудования; в зависимости от формирующихся завихрений, горение происходит более или менее стабильно.

Факельные горелки обеспечивают превосходную эффективность рабочего процесса. Закладывать внутрь можно практически любое горючее. Помимо пеллет самых разных типов, допускается использовать даже обычную сухую щепу, подходящую по размеру. Устройство использует эффект наддува. Плавность регулировки обеспечивается прямой связкой между вентилятором и автоматической системой 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.

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.

Каминные

Эти модели рассчитаны на постоянное горение пеллет. Нагнетательные системы (вентиляторы) не требуются. Зато обязательно должна присутствовать естественная тяга в дымоходе, потому критически важны параметры дымового канала. Очень большое значение имеет стабильность поступления воздуха.

Стокерные

Их альтернативное название — горизонтальные горелки. Пламя всегда ориентируется вбок. Для работы требуется применять лишь специальные гранулы, которые исключают образование золы. И тем не менее очищать горелочное устройство потребуется регулярно.

Противоположный вариант — роторные, они же вертикальные, устройства. Как свидетельствует название, пламя будет ориентировано кверху. Такое решение позволяет радикально сократить требования по качеству горючего. Да и специальная очистка если и требуется, то очень редко. Но и на этом перечень возможных типов горелок не заканчивается.

Ретортные

Популярностью пользуется ретортная разновидность. Ее еще называют устройствами объемного горения. Гранулы поступают снизу вверх за счет шнекового устройства. Воздух просачивается сквозь отверстия чаши, которые находятся по всему ее периметру. В таком варианте непременно используется теплообменник оригинальной конструкции.

Гравитационные

Что касается энергонезависимых гравитационных горелок, то они в основном изготавливаются своими руками. Такие модели позволяют отказаться от электропитания котлов. Разумеется, только в том случае, когда отсутствует другая, нуждающаяся в электричестве, автоматика.

В гравитационных системах гранулы будут поступать напрямую из бункера. Воздухообмен происходит за счет естественной конвекции. Чтобы отрегулировать интенсивность горения, придется двигать шиберную заслонку на дымоходе. Подобное решение, несмотря на свою автономность от электропитания:

• может спровоцировать воспламенение пеллет внутри бункера при появлении обратной тяги;
• не обеспечивает КПД выше 90%;
• требует большого числа ручных манипуляций.

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.