Пеллетная горелка размещают в твердотопливном котле и применяется для организации обогрева дома. Она доступна для приобретения в готовом варианте, но имеет высокую цену, однако, если такая необходимость существует, то подобное устройство можно сделать своими руками. Самостоятельно выполнить пеллетную горелку можно при использовании различных материалов и быть как упрощенного варианта, так и более сложной конструкции.
Конструкция горелки
Главным отличием пеллетной горелки от ее стандартного собрата является использование сыпучего топлива, то есть, пеллет, древесных опилок и щеп. Обыкновенного засыпания топлива в котел и поджигания не возымеет нужного действия, так как малого количество топлива будет недостаточно для розжига, а его большой объем попросту не разгорится. Для того, чтобы выполнить розжиг, потребуется подача топлива порциями с одновременно выполненным розжигом, который осуществляет горелка, данную конструкцию можно выполнить своими силами.
Любые горелки направлены на создание равномерного прогревания котла и теплоносителя с помощью интенсивного пламени. Пеллетная горелка среди остальных горелок не стала исключением, так как является частью системы отопления.
Пеллетная горелка состоит из маленькой камеры, представленной в форме трубы, в которую искусственно подается воздух и осуществляется процесс горения топлива. За поступление топлива в горелку ответственен шнековый конвейер, загребающий топливо и перемещающий его непосредственно в камеру горелки. Доставка воздуха осуществляется вентилятором, таким образом, весь механизм устройства – энергозависимый.
Камеры встречаются разнообразных форм, так как форма не влияет ни на интенсивность горения, ни на коэффициент полезного действия. Наиболее часто встречаются круглые формы, так как они проще в изготовлении, также популярны их прямоугольные собратья.
Суть конструкции в том, что подача воздуха кроме функции нагнетания огня, отвечает еще и за очищение горелки от летающего пепла, который накапливается при сгорании топлива. Продукты сгорания перемещаются далее в зольник, требующий еженедельной очистки.
Принцип функционирования горелки в том, что сыпучее топливо поэтапно подается по шнековой трубе из бункера до топочной камеры, где происходит поджиг и начинается тление материала при маленьком поступлении воздуха. Разгоревшись, стенки топочной камеры нагреваются, происходит увеличение скорости и объема подачи воздуха. После начала горения, буквально через пару минут, огонь более равномерно начинает прогревать теплообменник. Так как в котлах пеллетного типа нет естественной тяги, то данный функционал осуществляет горелка в момент поступления топлива.
Рабочий режим пеллетного котла находится на постоянном контроле у автоматической системы управления через блок управления, от которого зависит количество топлива, объем циркулирующего воздуха в топке, давление в системе и температура, а также интенсивность горения.
Существует два способа подачи энергоносителя:
- Классический или стандартный, когда забор топлива происходит из бункера через движение по шнековому конвейеру. Данный бункер для топлива располагается отдельно и заполняется достаточным количеством сыпучего материала для обеспечения бесперебойной работы на период до десяти дней.
- Упрощенный или облегченный, представлен бункером в форме воронки, из которого сыпучее топливо поступает в шнековое устройство под собственной тяжестью, по сути, именно такое устройство является примером самодельной горелки, обычно объема данного бункера хватит для обеспечения бесперебойной работы практически на три дня.
Устройство горелки
Основная масса пеллетных горелок состоит из таких модулей как:
- Конвейер шнековый, через который осуществляется подача пеллет в камеру топки.
- Электрический приводной двигатель.
- Автоматический контроллер, который следит за параметрами сгорания пеллет и сигнализирующий о своевременном внесении корректировок в работу оборудования.
- Датчик, контролирующий количество кислорода, образованного в отработанных газах.
- Рукав-гофра, дающий возможность избежать возгорания пеллетных гранул в бункере, когда возникает обратная тяга.
- Топочная камера со встроенной колосниковой решеткой.
- Вентилятор, нагнетающий воздух, обеспечивающий его подачу до места сгорания топлива. Вентилятор регулируется при помощи автоматики, ориентируясь на выбранный температурный режим.
- Электрический ТЭН, отвечающий за авторозжиг пеллет в топке.
Принцип работы
Из отдельно стоящего бункера пеллеты попадают окно загрузки шнекового конвейера, который отвечает за непосредственную доставку гранул в топочную камеру 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.
Важным фактором для осуществления стабильного процесса переработки пеллетного топлива считается присутствие в камере достаточного объема кислорода. Подача происходит за счет вентилятора под управлением электронного контроллера.
Регулировка температуры топлива происходит по следующей схеме:
- При помощи шнековой ленты, гранулы перемещаются из бункера в топку, в это же время происходит включение вентилятора, ответственного за подачу воздуха.
- Согласно автоматическому сигналу, поступающему от контроллера, начинается возгорание пеллет от электрического ТЭНа.
- По достижении теплоносителем заданной температуры, термодатчиком передается сигнал на электронную панель управления и производит перевод устройства в режим ожидания.
- Если температура опускается ниже заданного критерия, температурный датчик вновь подает сигнал и блок управления запускает вентилятор, который обеспечивает приток кислорода до камеры. Поступление избыточного кислорода ведет к усилению интенсивности горения и тем самым происходит, разогрев теплоносителя до требуемой температуры.
- Если в режиме ожидания, гранулы начнут затухать, то автоматика издаст определенный сигнал для ТЭНа, чтобы обеспечить автоматический розжиг.
При всем том, что суть работы данного устройства не так уж и сложен, само устройство обладает достаточно высокой стоимостью.
Чтобы сократить дополнительные расходы, которые понадобятся на перенастройку оборудования для использования пеллет в качестве топлива, большинство владельцев переделываемых котлов, делают пеллетную горелку самостоятельно. Первым делом, при самостоятельном создании пелетной горелки, готовится чертеж, то есть пакет технической документации.
Выполнение чертежа горелки
До начала разработки схемы, следует подробнее изучить те конструкции, которые уже существуют, что даст возможность правильно выбрать материал и не допустить ошибки при создании чертежа.
Создание чертежа значительно облегчает сам будущий процесс по изготовлению устройства. Чертежи должны в себе содержать полную деталировку значимых узлов, а также этапы сборки устройства, где обозначаются такие элементы как:
- Камера сгорания или топочная;
- Резервуар для загрузки пеллетных гранул;
- шнековый конвейер;
- вентилятор, нагнетающий воздух.
Часть элементов конструкции может быть отражена в схематичном виде, без расшифровки определенных деталей, но даже при схематичном изображении, элементы должны быть указаны в соответствующем размере с максимальной точностью.
Чертежи устройств могут значительно отличаться, в зависимости от определенного вида горелки.
Гравитационная пеллетная горелка
Самостоятельное производство данного модуля даст возможность значительно сэкономить, а также ее использование даст возможность не подключать котел к электрической сети.
Здесь, гранулы попадают в камеру сразу из бункера, а воздух подается естественной тягой. Регулировка интенсивности горения проводится с помощью изменения размещения шиберной заслонки в дымоходе.
Недостатками данной системы является:
- возможное возгорание гранул при нахождении в бункере с возникновением обратной тяги;
- коэффициент полезного действия понижается до 85-90%;
- ручная регулировка положения шиберной заслонки, а также подача гранул вручную.
Гравитационную горелку можно выполнить из:
- стальной трубы с жаростойкими свойствами, чаще применяется при изготовлении камеры сгорания;
- конструкционная сталь листами для создания фланца крепления;
- сам же бункер может быть сделан из листовой стали.
Так как данная горелка не использует подключение к электрической сети, не требуется АСУ и установка электрического двигателя, то и расходы на ее изготовление будут минимальными.
Факельная пеллетная горелка
Факельная горелка имеет шнековый конвейер, электронный контроллер и вентилятор, что уже увеличивает финансовые затраты на самостоятельное изготовление устройства, за счет приобретения требуемых деталей.
Однако, данная конструкция достаточно популярна, благодаря своим преимуществам:
- высокая производительность;
- неприхотливость к качеству используемых пеллет;
- автономная работа, но длительность обеспечивается объемом бункера для топлива;
- пожарная безопасность.
Для создания своими руками факельной пеллетной горелки потребуются следующие детали и элементы:
- электродвигатель с низкими оборотами;
- вентилятор для принудительной подачи воздуха к топливу;
- контрольный датчик, следящий за изменениями температуры и отправляющий сигналы для исполнительного механизма.
Сам процесс намного сложнее, чем создание гравитационной горелки, так как требуется выполнение подключения электронной автоматической системы управления, а также монтаж термодатчиков.
Ретортная пеллетная горелка
Подача топлива в данном виде горелки также происходит при помощи шнековой конвейерной ленты, отличие лишь в том, пеллеты подаются снизу конструкции, а такой важный для процесса горения воздух подается через специально выполненные отверстия на стенках реторты. Чтобы устройство эффективно работало, потребуется контроллер, вовремя реагирующий на любые изменения температуры и корректирующий работу вентилятора и шнековой ленты.
Пламя в ретортной пеллетной горелке идет вверх, в отличии от той же факельной, следовательно, конструкции теплообменников также имеет сильные отличия.
К недостаткам данной системы можно отнести:
- частые засоры отверстий воздуховода, что может привести к затуханию агрегата;
- проведение ручной чистки реторты от остатков топлива, а также продуктов, полученных при сгорании;
- нет разрывов при подаче пеллетных гранул, если возникнет обратная тяга, то может произойти возгорание гранул в бункере.
Чаша может быть выполнена из жаростойких марок чугуна и стали, а в некоторых модификациях реторту делают из шамотного кирпича или керамобетона.
Изготовление подобной модели очень сложное, так как кроме сварочных и слесарных работ, нужны будут знания и умение для подключения электронных систем управления.
АСУ для пеллетной горелки, сделанная своими руками
Самым сложным шагом при самостоятельном создании пеллетной горелки считается изготовление и последующая установка автоматических модулей электронного управления. Согласно теории, можно купить необходимые комплектующие и имея необходимые знания, можно попытаться создать контроллер самостоятельно, но на практике это часто оказывается практически нереальным.
Надо сказать, что, даже имея необходимые знания, результат может быть достаточно сомнительным, а покупка дорогих комплектующих, сведет попытку сэкономить к нулю. Таким образом, даже делая саму горелку своими руками, такие детали, как датчики и контроллеры лучше купить в профессиональном магазине.
Чтобы получить качественную и эффективную работу горелки, автоматическая система управления должна отвечать за:
- Автоматический розжиг и гашение;
- Дозированную подачу пеллетных гранул и управление шнековым конвейером;
- Регулировку нагнетания воздуха при помощи изменения частоты вращения вентилятора;
- Температурный контроль теплоносителя;
- Осуществление оценки параметров тяги;
- Контроль количества теплоносителя в контуре системы отопления.
Отказ от выполнения одного из перечисленных условий или частичное невыполнение может стать причиной выхода из строя не только котла, но и всей системы отопления.
Самостоятельное изготовление пеллетной горелки достаточно сложный и ответственный процесс, но сделать это своими руками возможно. Необходимо уделить тщательное внимание подбору требуемых параметров и установке электронных систем управления, ведь именно от них зачастую зависит корректное функционирование горелки и эффективная работа отопительного котла.
