Самодельная пеллетная горелка своими руками: чертежи, устройство и принцип работы

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.

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.

Зачем использовать пеллетную горелку

Пелетты – это материал для топки. Речь не идет об обычных поддонах для транспортировки. Пеллеты для горелки представляют собой прессованную древесину в виде небольших цилиндров. Их диаметр доходит до 25 мм. Они успешно ворвались на рынок и не перестают покорять его. Люди, использовавшие подобное топливо, отмечают его высокое качество и используют только его.

Однако, если пеллеты – это та же древесина, которая загружается в топку, зачем тратить средства и усилия на создание дополнительного механизма? Хоть это логично, но в таком случае твердотопливный материал будет сгорать на 80 и даже на 40%. Остатки попросту утилизируются. Как результат, КПД такой печи снижается в разы. Если использовать горелку, то сгорание материала будет составлять 98%. Разница весомая.

Обратите внимание! Пеллеты не подходят для пиролизных котлов. В ходе эксплуатации они наносят ему вред, и обслуживать оборудование приходится чаще.

Важно и то, что температура внутри горелки по мере сгорания пеллет достигает 1 тыс

градусов по Цельсию! Вот почему стоит задуматься, можно ли ставить горелку на пеллетах для своего котла. Это вполне рационально, если понимать принцип работы пеллетной горелки во время сборки, а также следовать инструкции. Тогда горелка станет прекрасным дополнением для котла, улучшая его КПД. На видео изображена пеллетная горелка и принцип ее работы

Важно и то, что температура внутри горелки по мере сгорания пеллет достигает 1 тыс. градусов по Цельсию! Вот почему стоит задуматься, можно ли ставить горелку на пеллетах для своего котла

Это вполне рационально, если понимать принцип работы пеллетной горелки во время сборки, а также следовать инструкции. Тогда горелка станет прекрасным дополнением для котла, улучшая его КПД. На видео изображена пеллетная горелка и принцип ее работы.

Главная задача горелочного устройства – организовать мощный факел, который будет нагревать котел. Пелетная горелка используется для того же и состоит из небольшой камеры сгорания в виде аэродинамической трубы. В нее из бункера подаются пеллеты. Под воздействием потока воздуха образуется направленное пламя. Камера сгорания делается прямоугольной или круглой. Наружная часть состоит из шнекового конвейера. Топливо из бункера подается по входному патрубку. Следующий незаменимый элемент – вентилятор. Он будет подавать воздух в нижнюю часть камеры.

Принцип работы в следующем: пеллеты попадают в камеру, где они поджигаются. Включается вентилятор, подавая минимальное количество воздуха. Когда пламя разгорается, вентилятор крутится быстрее, нагнетая больше воздуха. В итоге получается ровный и мощный факел. Заводские горелочные устройства полностью автоматизированы. Контроллер пеллетной горелки позволяет регулировать подачу пеллет, воздуха и т. д.

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.

Принцип работы

Все пеллетные установки, которые можно приобрести в магазине, оборудованы дополнительными узлами:

• Шнек – осуществляет подачу топлива от бункера в камеру для сжигания;
• Контроллеры для автоматизации процесса работы;
• Бункер – место, в котором топливо располагается до подачи в камеру сжигания;
• Лямбда-зонд – специальный датчик, который следит за содержанием кислорода в дымовых камерах и самостоятельно контролирует процесс горения топлива в зависимости от условий.

Пеллетную горелку обязательно защищают пластиковой гофрированной трубой. Она выступает в качестве предохранителя при возникновении обратной тяги. Если огонь начинает двигаться в сторону бункера, труба перегорает, предотвращая распространение пламени.

Дополнительно используется вентилятор, который усиливает горение пеллет путём нагнетания воздуха, а также термоэлектрический нагреватель, позволяющий разжигать топливо без вмешательства человека.

В автоматизированных устройствах пеллеты в камеру для сжигания подаются в автоматическом режиме, от человека требуется только следить за количеством топлива в бункере. Необходимость подачи топлива в камеру для сжигания определяется с помощью термодатчиков (могут следить за температурой воздуха в помещении, за температурой воды, либо любыми другими окружающими показателями в зависимости от режима работы оборудования).

Нужная температура теплового носителя устанавливается пользователем, все дальнейшие повышения и понижения контролируются с помощью автоматизированного оборудования. Как только температура доходит до установленного уровня, горелка начинает работать в режиме ожидания (пеллеты не тухнут, они начинают тлеть). Если температура, напротив, понизилась, контролер активирует встроенный вентилятор. Под действием воздуха пеллеты разгораются, горелка переходит в рабочий режим. Если за время простоя пеллеты по какой-либо причине погасли, активируется ТЭН, который осуществляет повторный розжиг.

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.

Делаем горелку своими руками

А как сделать пеллетную горелку? Камера сгорания делается из стальной трубы. Толщина стенок – 4 мм не меньше. Сталь жаропрочная и выдержит большую температуру. Прикрепление к корпусу котельной установки выполняется посредством фланцевой пластинки. Для изготовления потребуется сталь 3 мм. Конвейер для подачи пеллет лучше купить или использовать шнек.

Чтобы вращать механизм, нужны подшипники, низкооборотный двигатель (электрический) и редуктор. Вентилятор для подачи воздуха можно купить в магазине. Он закрепляется на пластике, в которой уже подготовлено место. Пластину делают на основе чертежа. Конфигурация зависит от самой дверки котла. Чертеж горелки можно увидеть на этом фото.

Обязательный шаг – отрегулировать количество поступающих пеллет и воздуха. Без этого устройство будет работать нестабильно или же постоянно на полной мощности. Чтобы менять интенсивность работы вентилятора и шнека можно установить ручной регулятор. В таком случае придется постоянно смотреть и настраивать горелку, с учетом температуры теплоносителя и воздуха.

Важно, чтобы при различных процессах работы, топливо и воздух были правильно подобраны. Только тогда факел будет ровным и устойчивым

Для этого не обойтись без автоматизированного устройства. Понадобится блок управления. Контроллер для горелки обладает свободными управляющими контактами, к которым и присоединяется электродвигатель от шнека и вентилятора.

Для автоматизации розжига пеллет и контролирования пламени, не обойтись без фотодатчика и электрического элемента накаливания. Фотодатчик следит за появлением устойчивого пламени и оповещает контроллер. Он вырубит элемент накаливания. А вот элемент накаливания нужен для поджига пеллет. Подающий патрубок оборудуется датчиком заполнения. Он прекращает подачу пеллет, когда шнек и верхний патрубок заполнен.

https://youtube.com/watch?v=chwi1VSXtgM

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.

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.

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.

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.

Заключение

Приняв решение о том, чтобы создать пеллетный котел своими руками, следует помнить, что далеко не всегда такое решение будет выгоднее приобретения готовой конструкции, тем более, что сегодня предлагаются и экономные варианты устройств. Для этого необходимо подсчитать полную смету материалов, все затраты на услуги сварщика и прочие расходы. Поэтому, если в итоге сумма будет существенно ниже, чем расходы на приобретение готового комплекса, то можно смело приступать к изготовлению котла своими руками.

Читайте далее:

Твердотопливные котлы на пеллетах — особенности, плюсы и минусы

Как сделать твердотопливный котел длительного горения своими руками: чертежи, схемы и инструкции

Котлы на твердом топливе для дачи и загородного дома

Современные дровяные печи для дома с водяным контуром

Котлы для отопления дома на твердом топливе

Опубликовано 02.06.2020 Обновлено 13.06.2020 Пользователем admin