Горелка для пеллетов своими руками

Особенности изготовления пеллетной горелки своими руками

Для отопления используют разные варианты топлива. В их числе и пеллеты, которые представляют собой прессованные под высокой температурой и гранулированные отходы древесной обработки, в частности опилки. По сравнению с жидким топливом они не выделяют вредные испарения, не требуют заготовок древесины и взрывобезопасные. При желании можно сэкономить на отоплении больше, если знать, как изготавливается пеллетная горелка своими руками.

У пеллетов как топливных материалов имеется немало преимуществ. Они хорошо горят и при этом дают золу в большом количестве. Но есть и свои особенности. Например, в специальных горелках существует вероятность обратного горения. В этом случае зона пиролиза попадает в топливный бункер. Это может вызывать пожар.

Также горелки критичны в отношении поступления воздуха, поскольку при его избытке опилки могут быть сдуты. Требуется обеспечить нужный режим горения, что сделать очень непросто.

Растопить самодельный пеллетный котел можно так:

• Поджиг выполняется зажигалкой в виде керамического стержня, прогретого до 1000 градусов. Допускается разжигание лучиной, но не ЛВЖ.
• Запуск конструкции — воздушная подача регулируется, пока образовывается стабильное горение.
• Разгон — проводится посредством воздуха, иногда вместе с подачей топлива. Затем достигается бездымное пламя, зола с горелки сдувается без выдувания самих пеллет.
• Дежурный режим работы — воздух прикрывается, пока не получается заданная температура теплоносителя.
• Окончание работы — подача пеллет завершается, а воздух продолжает подаваться, пока остатки целиком не сгорят.

Опилки для отопления считаются энергоемким топливом. На килограмм выделяется порядка 5 кВт/ч тепла. Чтобы обогреть частный дом среднего размера, расположенный в средней полосе страны, в горелке обязано сгорать в час порядка 2 кг такого топлива. Пеллеты в бункер следует добавлять по разу-два в сутки и не забывать вытряхивать котельный зольник. Использованную золу можно применять в качестве удобрения.

Если приобретать автоматизированное оборудование для обогрева дома с помощью пеллетов, то можно потратить до 3 тысяч у. е., что весьма затратно. Более бюджетные, но надежные конструкции обойдутся примерно в 500 у.е. Самостоятельно можно изготовить и их, что позволит хорошо сэкономить.

Но прежде чем приступить к работе, следует хорошо изучить устройство пеллетной горелки. Ключевой ее задачей является обеспечение стабильности пламени и равномерное сжигание опилок. Следует уделить внимание и регулировке интенсивности горения.

Основные конструктивные элементы изделия следующие:

• камера сгорания;
• бункер для загрузки твердого топлива;
• конвейер шнекового типа для топливной подачи;
• вентилятор, нагнетающий воздух в камеру.

От того, какой объем будет иметь бункер, зависит длительность обслуживания автоматического котла. Вентилятор регулируется посредством электронного блока управления. На интенсивность сгорания топлива напрямую влияет интенсивность подачи воздуха.

Нужно хорошо подготовиться к тому, чтобы правильно собрать горелку на опилках своими руками, чертежи можно отыскать в открытых источниках. Устройство является энергозависимым, без электричества не смогут работать блок, вентилятор и конвейер.

Принцип работы пеллетной горелки следующий:

• при первой подаче опилки, попавшие в камеру, поджигаются при условии минимальной воздушной подачи;
• когда сгорает первая порция пеллет, воздушная подача повышается, огонь усиливается, за счет чего камера сгорания прогревается;
• топливо подается малыми порциями, наддув воздуха нормализуется, факел огня выравнивается;
• когда горелка начнет стабильно работать, то топливо будет расходиться в малых дозах и эффективно прогревать котел.

Сыпучее горючее в горелку подается двумя методами. В первом случае нужно поставить большой бункер, в него погружают пеллеты из расхода на 10 дней при условии непрерывной работы оборудования. С целью подачи топлива в патрубок монтируется шнековый конвейер. Он имеет длину, соответствующую расстоянию между котлом и бункером. Во втором случае он ставится прямо на горелку, а топливо попадает в шнек под своим весом. Такой тип горелки называется гравитационным.

Горелка для пеллетов своими руками помогает существенно разнообразить функции твердотопливного котла. Появится возможность сэкономить уголь и дрова. В обслуживании она тоже проста. Топливо потребуется закладывать всего раз в неделю.

Вариантов конструкций для производства в домашних условиях существует немало. Есть разные чертежи пеллетной горелки своими руками, на них нужно указать размеры каждого элемента и подготовить нужные материалы для работы. В их числе:

• труба на основе жаропрочной стали (форма круга или квадрата);
• листовая жаропрочная сталь для поддона;
• лист металла для внешнего кожуха;
• сталь листовая под фланцевую пластину с толщиной в 3 мм и больше;
• труба стальная;
• подшипники;
• шнек;
• электрический двигатель для конвейера подачи топлива;
• электровентилятор;
• редуктор;
• шланг гибкий;
• инструментарий для работ с металлом и установки крепежей.

Горелку собирают согласно существующим чертежам. Трубу нужно прикрепить на фланцевой пластине, прикрепленной к кожуху. Открытая часть камеры, из которой идет огонь, будет находиться внутри топочной камеры и использоваться для нагрева водяной рубашки.

Под патрубком внутри трубы ставят шнек, который в зону сгорания будет по частям подавать пеллеты. В зависимости от интенсивности воздушной подачи будет регулироваться скорость его работы.

Если поставить ручной регулятор, можно будет устанавливать требуемое количество оборотов двигателя и вентилятора. Это недорого и просто, однако придется внимательно следить за работой устройства и в зависимости от внешних и внутренних факторов менять режим электрических устройств.

Чтобы автоматизировать процесс, потребуется поставить специальный блок управления. К нему присоединяют двигатели вентилятора и шнека, датчики температуры. При получении от них сигналов работа будет управляться в автоматическом режиме.

Самодельный прибор может быть оснащен устройством, позволяющим автоматически разжигать и контролировать пламя. Благодаря датчику заполнения в патрубке можно будет смотреть, как осуществляется подача топлива. Естественно, средства автоматизации увеличат затраты на производство прибора, но он будет более удобным в применении.

Горелки гравитационного типа могут не зависеть от электричества. Топливо поступает сразу в пиролизную камеру, наддув может быть обеспечен благодаря дымоходной тяге. Привести горелку в работу можно в ручном режиме, используя одну заслонку и регулятор тяги в дымоходе. Но устройство такого типа нуждается в серьезном обслуживании.

Энергонезависимые изделия с ручным управлением бывают только самодельными. В продаже имеются только гравитационные полуавтоматические конструкции, где топливо подается посредством «самосыпа».

Чтобы не допустить попадания огня в бункер, нужно поставить шлюз на основе элементов, расширяющихся при нагреве, или же использовать схему с двойным колосником. Он подвижный и периодически отодвигается назад, забирая часть пеллет и перенося их в зону сжигания, одновременно происходит выталкивание золы в зольник. Но есть риск, что между колосниками зазор может быстро забиться золой. Если колосник в заднем положении застрянет, то огонь может попасть в бункер.

Схема гравитационной энергонезависимой горелки следующая:

• Опилки засыпают прямо в пиролизную камеру в виде стальной перфорированной корзины. Она съемная, под каждый размер пеллет требуется изготавливать новую.
• Третичный воздух, который подсасывается сквозь специальные отверстия, не допускает попадания огня в бункер.
• Пиролиз опилок в корзине проводится за счет первичного воздуха.
• Во вторичном виде он вместе с газами поступает в камеру, где и осуществляется горение.
• Из нее выходит факел газов.

Некоторые горелки фабричного типа тоже могут изготавливаться по такой схеме. Но, в отличие от самоделок, они все равно будут зависеть от электричества, поскольку в них присутствует встроенная автоматика.

Как уже говорилось, в основе работы — чертеж с указанием размеров. Они должны быть правильными. От этого зависит последующая эксплуатация изделия.

Корзина — самая важная часть конструкции. Пиролизный процесс может быть нарушен вследствие застревания опилок в наклонной задней стенке. Чтобы подобного не допустить, прорези в ней должны быть изначально не сплошными, а на 2−3 мм меньше размера самих пеллет, но не больше 6 мм.

А в передней стене, которая разделяет пиролизную часть конструкции и камеру сгорания, должны быть сплошные зазоры, желательно открытые с нижней части. Канал вторичного воздуха под дном корзины должен составлять порядка 30 мм при условии, если горелка на 15 кВт, а наклон стенки должен составлять 45 градусов. Для сжигания 2−3 кг топлива в час нужна корзина с лотком в 130 на 130 мм и глубиной от 100 до 120 мм.

Внимание следует уделить и расчетам при производстве бункера. Обычно именно и в него проскакивает огонь. Многие рекомендуют использовать чертежи от заводских горелок Пеллетронов, то же самое касается и параметров камер сгорания. А канал вторичного воздуха рекомендуется сделать Г-образным, причем должен быть обеспечен излом вверх, благодаря чему он смешивается с пиролизными газами.

Для камеры сгорания рекомендуется использовать жаропрочную сталь, ее толщина при этом должна быть от 2 мм и больше. Жаровую сталь варить тяжело, поэтому следует развертку свернуть и проклевать стыки или же сварить точечным методом.

Сами пеллеты в качестве топлива, да и горелки для них, используются далеко не всегда. Технически и сырье, и оборудование, еще нельзя называть идеальными. Однако их совершенствование в этом отношении происходит на регулярной основе. И это касается не только заводских, но и самодельных разработок.

Источник

Чертежи пеллетной горелки своими руками

Пеллетная горелка своими руками

Еще не так давно в качестве твердого топлива использовались только дрова и уголь. Сегодня этот ассортимент расширен альтернативными вариантами, в числе которых особое место занимают пеллеты – разновидность твердого топлива, изготовленного из отходов деревообрабатывающего производства. Для этого используются стружка, щепа, древесная пыль, кора, картон и т.д. – отходы обрабатываются растительным полимером (лигнином), прессуются под высоким давлением и разделяются на гранулы. Этот вид топлива является самым дорогим, но при этом самым рациональным и может использоваться в специальных пеллетных котлах. В свою очередь, эта категория оборудования также оценивается высоко, поэтому некоторые мастера реализуют механизм пеллетной горелки на обычных котлах. Мы расскажем и покажем, как выглядит пеллетная горелка своими руками и из чего ее можно изготовить.

Ключевое отличие пеллетной горелки от традиционного горелочного устройства заключается в том, что топливо представлено в виде сыпучих материалов. Это пеллеты, опилки, древесная щепа, некоторые даже используют отходы сельскохозяйственной промышленности. Просто засыпать в котел и поджечь не получится, поскольку малого объема будет недостаточно для розжига, а большой – не разгорится. Необходима порционная подача топлива с одновременным розжигом, за что и отвечает пеллетная горелка. Именно е вполне по силам изготовить самостоятельно.

Конструкция устройства

Все горелочные устройства предназначены для обеспечения равномерного прогрева котла и теплоносителя посредством интенсивного пламени. Не является исключением в этом ряду и пеллетная горелка, поскольку тоже выступает частью отопительной системы. Конструктивно это средняя по размеру камера сгорания в форме трубы, куда искусственно нагоняется воздух и где происходит процесс горения. В свою очередь, за его поступление отвечает шнековый конвейер, забирающий сыпучее топливо и пересыпающий его в горелку. А воздух подается с помощью вентилятора, соответственно, весь механизм является энергозависимым.

Форма камеры сгорания ни на интенсивность горения, ни на КПД котла не влияет, поэтому может быть разнообразной. Чаще всего встречаются камеры круглого сечения, поскольку их гораздо проще изготавливать, хотя прямоугольные камеры также достаточно популярны.

На чертеже пеллетного котла указана прямоугольная камера, тогда как в круглых необходимо делать плоское основание под горящее топливо и крепить его снаружи к фронтальной плоскости.

Как видим, работа устройства начинается с штатного бункера для пеллет и прочих сыпучих материалов, далее топливо поступает по внешнему шнеку в собственно пеллетную горелку, куда нагнетается вентилятором воздух и происходит процесс сгорания.

Особенность конструкции заключается в том, что подающий воздух помимо нагнетания пламени, одновременно очищает горелку от летучего пепла, образующегося при сгорании. Все продукты переносятся в зольник, который рекомендуется чистить еженедельно в зависимости от интенсивности использования.

Принцип работы заключается в поэтапной подаче сыпучего материала из бункера по шнековой трубе в камеру сгорания, где он поджигается и начинает тлеть при минимальном количестве воздуха. По мере того, как огонь разгорается, стенки камеры нагреваются, что увеличивает скорость и объем подачи воздуха. Уже через несколько минут с начала старта огонь выравнивается и начинает разогревать теплообменник. Учитывая то, что в пеллетных котлах отсутствует источник естественной тяги, эту функцию выполняет горелка при поступлении топлива.

Всю работу пеллетного котла контролирует автоматический блок управления. Именно от него зависит количество подаваемого топлива, объем воздуха в камере, интенсивность горения, давление в системе и температура теплообменника.

Выделяют 2 основных способа подачи топлива

• Стандартный – забор сыпучих материалов из бункера в камеру сгорания по шнековому конвейнеру. Как правило, это отдельно стоящий бункер, куда насыпается большое количество топлива, достаточное для постоянной работы котла на протяжении 7-10 ней. Подобный бункер очищается по мере загрязнения, но не реже 1 раза в 2-3 недели.

• Упрощенный – воронкообразный бункер, откуда топливо высыпается в шнек под тяжестью собственного веса. Это и есть пример самодельной пеллетной горелки, где емкости бункера хватает на постоянную работу котла максимум до 3х дней.

Как сделать своими руками

Все материалы можно найти в свободной продаже. Учитывая то, что речь идет об отопительном устройстве с прямым огневым воздействие, необходимо использовать трубу из жаропрочной нержавеющей стали с минимальной толщиной стенки 5-6 мм.

Для закрепления горелки на корпусе котла понадобится обычная нержавеющая сталь толщиной 3-4 мм.

Подающий конвейер можно изготовить из трубы, куда вставить шнек, либо приобрести в магазине отопительного оборудования уже готовый.

Электродвигатель необходим для работы вращательного шнека, лучше если это будет оборудование на низких оборотах.

Вентилятор устанавливаете на специальной пластине (см. схему).

Конструкция пеллетной горелки

Особенность пеллетного котла заключается в том, что в его конструкции отсутствует устройство, отвечающее за естественную тягу. Нет тяги, значит, нет огня, и если не обеспечить искусственную подачу воздуха, топливо даже не начнет тлеть. За эту функцию отвечает вентилятор. Вторым энергозависмым устройством, обеспечивающим бесперебойную работу котла, является вращающийся шнек. Обеспечить работу этих устройств можно либо с помощью простейшего регулятора (механический процесс), либо установить электронный блок управления.

Основная задача при запуске пеллетного котла – достижение баланса между скоростью подачи воздуха и объемом топлива. Только в этом случае пламя будет стабильно ровным, а теплообменник – нагретым.

В полной мере за работу котла отвечает электронный блок управления. В идеале стоит приобрести новый, к которому получится подключить электродвигатели шнека и вентилятора. Возможно, на существующем котле уже есть электроника, с которой можно будет сделать соединение посредством свободных контактов. Задача этого оборудования заключается в контроле оборотов вентилятора и скорости подачи топлива.

Обязательно на шнеке должен быть установлен датчик заполнения, который контролирует необходимость подачи топлива. При заполнении шнека пеллета датчик подает сигнал и подача топлива прекращается.

Электронный блок управления твердотопливным котлом не предназначен для контроля работы пеллетной горелки и ее розжига, поскольку не предусмотрены соответствующие управляющие контакты. Такой элемент необходимо приобретать отдельно.

Заключение, отзывы, советы

Если вы понимаете, как работает данный вид горелки, и по какому принципу осуществляется работа всего котла, можно попробовать самостоятельно ее собрать. Но, учитывая стоимость материалов и электронных блоков управления, речи об экономии не идет. Мы рекомендуем обратить внимание на заводское оборудование и приобрести съемную пеллетную горелку, что позволит использовать не только сыпучее топливо, но и традиционное сырье – дрова и уголь.

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.

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.

Источник