0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Принципы изготовления пеллетной горелки

Принципы изготовления пеллетной горелки

Твердотопливные отопительные устройства в первую очередь рассчитаны на сжигание дров или угля. Использование сыпучих материалов (опилок, пеллет, шелухи и других растительных отходов) в классических печках неэффективно – они быстро прогорают и основная часть тепловой энергии уходит с дымом в трубу. Изготовленная пеллетная горелка своими руками дает возможность сжигать мелкофракционное твердое топливо в оптимальных условиях, получая максимум тепловой энергии. При этом процесс подачи топлива в топку и регулировку работы горелки можно автоматизировать.

Самодельная пеллетная горелка

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.

Пеллеты представляют собой экологически чистый вид топлива, так как при их сжигании в атмосферу выбрасывается столько же углекислого газа, сколько образовывается при естественном разложении древесины

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.

Пеллетная горелка своими руками: чертежи

С целью самостоятельной сборки необходимо заблаговременно подготовить грамотный проект, а также чертежи, все материалы и стандартный рабочий инструмент. В чертежах обязательно должны быть отражены все узлы и детали, включая камеру сгорания, представленную металлической трубой с круглым или прямоугольным сечением, а также загрузочный топливный бункер, шнекового типа конвейер и вентилятор.

Частота обслуживания котла, функционирующего в автоматическом режиме, напрямую зависит от объема и размеров изготавливаемого загрузочного бункера.

Чертеж пеллетного котла

Электронный блок управления призван самостоятельно регулировать работу вентиляторного нагнетателя и контролировать показатели интенсивности воздухоподачи, что оказывает непосредственное влияние на время сгорания загруженных топливных пеллет.

Как изготовить пеллетную горелку своими руками

Чтобы своими руками изготовить такое устройство, потребуется определенный материал, подобрать который не составит никакого труда. Для камеры сгорания лучше всего подойдет труба из жаропрочной стали, толщина стенок которой должна быть не меньше 4 мм. Это необходимо потому, что там очень высокая температура.

Пеллетная горелка своими руками прикрепляется к корпусу котельной установки при помощи фланцевой пластины, которая изготавливается из стали толщиной 3 мм. Подающий конвейер можно купить, а можно сделать своими руками из обычной трубы, в которую следует поместить шнек. Для вращения подойдут подшипники, редуктор и низкооборотный электродвигатель. Вентилятор приобретается в магазине и закрепляется на пластине, заранее подготовив под него место. Сама пластина изготавливается по чертежу пеллетной горелки и зависит от конструкции дверцы котла.

В обязательном порядке регулируется количество поступающего топлива и воздуха в камеру, в противном случае работать пеллетная горелка будет нестабильно или все время на максимальной мощности. Самым простым способом менять обороты двигателей вентилятора и шнека является установка ручного регулятора. Но в этом случае необходимо будет постоянно присматривать и настраивать отопительный агрегат, обращая внимание на температуру теплоносителя и воздуха.

Настройка горелки заключается в том, чтобы на разных режимах работы было правильно подобрано соотношение топлива и воздуха, при этом факел пламени должен быть устойчивым и ровным. Чтобы этого добиться, необходима автоматизация устройства.

Читать еще:  Виды аргоновых горелок

Для этого необходимо будет приобрести электронный блок управления. В основном контроллеры имеют свободные управляющие контакты, к ним присоединяют электродвигатели шнека и вентилятора. При этом благодаря сигналам датчиков контроллер будет регулировать подачу пеллет и обороты вентилятора.

Чтобы автоматизировать процесс розжига и контроля над пламенем, необходимо приобрести электрический элемент накаливания и фотодатчик. Первое устройство будет включаться и поджигать топливо, а фотодатчик, в случае появления устойчивого пламени, будет оповещать об этом контроллер, который отключает элемент накаливания.

На подающем патрубке устанавливают датчик заполнения, который подает импульсы на электронный блок в случае заполнения шнека и верхнего патрубка горючим, чтобы прекратить подачу пеллет.

Однако использование средств автоматизации имеет и недостатки:

  • пеллетная горелка своими руками подключается не ко всякому контроллеру;
  • имеющийся электронный блок агрегата отопления очень часто не приспособлен работать с устройствами розжига и контроля горелки, в этом случае придется приобрести новый;
  • стоимость изготовления пеллетной горелки значительно увеличивается.

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.

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.

Читать еще:  Горелка на опилках своими руками

Механизм работы

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.

На видео представлена схема пеллетной горелки – от подачи топлива до полного сгорания

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

Автоматизация процесса

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.

Видео — как сделать пеллетную горелку своими руками:

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.

Читать еще:  Дизельная горелка для котла своими руками

Способы автоматизации

Соотношение подачи топлива и воздуха в камеру сгорания необходимо отрегулировать, в противном случае работа отопительного оборудования будет нестабильной или постоянно происходить на высокой мощности.

Самый простой способ изменять обороты вентилятора и шнекового двигателя — это установить простейший регулятор. Но в этом случае добавится необходимость регулярного присмотра и настроек оборудования с учетом температуры окружающей среды и теплоносителя. Настройка отопительной системы своими руками состоит в том, чтобы подобрать на различных режимах работы такое соотношение подачи воздуха и горючего, во время которого факел пламени будет стабильным и ровным. Добиться этого можно только во время автоматизации работы котла.

Вначале надо приобрести блок электронного управления. Если котел уже оборудован этим прибором, то необходимо внимательно изучить возможности его применения. Обычно контроллеры ведущих изготовителей имеют свободные контакты для управления, куда можно подсоединить электрические двигатели шнека и вентилятора. В этом случае с учетом показателей датчиков контроллер начнет повышать или понижать подачу топлива и регулировать скорость работы вентилятора.

В плане розжига и контролирования пламени горелку тоже можно автоматизировать. Необходимо приобрести фотодатчик, а также электронный элемент накаливания. Последний включается в самом начале, поджигая пеллеты, а фотодатчик во время появления стойкого пламени будет извещать об этом контроллер, который выключит элемент накаливания.

На патрубке устанавливают датчик наполнения, его основная задача — подавать сигнал на электронный пульт управления, если шнек наполнен пеллетами, чтобы завершить подачу горючего. Все эти способы автоматизации дают возможность эффективно сжигать топливо и создать комфорт во время обслуживания котла отопления. Но существуют и определенные недостатки:

  1. Стоимость изготовления горелки значительно повышается.
  2. Находящийся в комплекте электронный блок отопительного котла обычно не приспособлен для одновременной работы с приборами для контроля и розжига горелки, в этом случае необходимо приобретать новый.
  3. Горелку можно подсоединить не к любому контроллеру.

Преимущества и недостатки

Качественно составленная схема современного котла на прессованных древесных отходах, должна учитывать все существующие у печей этого типа достоинства и недостатки. Преимущества, которые предлагает печь в процессе использования:

  • Экономичность (для отопления не нужно использовать дров или угля).
  • Высокое КПД (выше только у газовых котлов и печей).
  • Качественное оборудование (даже самодельная печь должна быть собрана из хороших материалов).
  • Отопление на пеллетах отличается высокой теплотворностью.
  • Стоимость топлива ниже аналогов.
  • Долговечность и надежность работы.
  • Полная безопасность эксплуатации печи.
  • Автоматизация процесса подачи топлива.
  • Нет необходимости в постоянном контроле со стороны человека (печь автоматизирует процесс подачи пеллет, поддержание температуры).

Дополнительное преимущество печей – отсутствие любых неприятных запахов и характерного при горении черного дыма, что повышает экологичность конструкции.

Чертежи, если печь самодельная, должны учитывать и существующие недостатки:

  • Высокая стоимость импортных комплектующих, используемых для самостоятельного сбора печи.
  • Сложности с закупкой гранул, так как этот вид топливных элементов недостаточно хорошо развит в нашей стране.
  • Необходимость использования электричества для работы и корректных показателей приборов автоматики.

Важно учитывать! Отключение на 7-10 часов допустимо и не потребует новой настройки. Перенастройка системы потребуется, когда электричество отсутствует более 10 часов. Рекомендуется обеспечить печь самостоятельным источником электричества – установить генератор, который будет подключен к котлу.

Заключение

Пеллетные горелки и само топливо еще находятся на стадии развития. А это означает, что умельцы, которые любят конструировать могут внести в их развитие большой вклад. Простейшими в использовании оказываются приборы на пеллетах, в которых камера сгорания выполнена из керамики. Они очень просто обслуживаются и минимально засоряются. Некоторые мастера нашли способ повторения процесса, который ранее был доступен только в промышленных масштабах. Такие камеры изготавливают методом литья. Это наталкивает на мысль, что и другие сложные механизмы можно повторить самостоятельно

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector