Пеллетрон своими руками чертежи

Как сделать пеллетную горелку своими руками: описание и чертежи

Среди всего многообразия современных твердотопливных котлов особое место занимают пеллетные горелки. Главным их преимуществом является возможность работы в полностью автономном режиме на протяжении длительного времени. В отличие от дровяных и угольных агрегатов, подача топлива в камеру сгорания происходит в автоматическом режиме, а поддержание заданного температурного режима осуществляется с помощью электронного блока управления.

Пеллетная горелка своими руками

Производительность и КПД пеллетного котла зависит, прежде всего, от эффективности работы горелочного устройства, именно этот модуль обеспечивает равномерное сгорание топлива нагрев теплоносителя до заданной температуры. В статье будут проанализированы устройство и принцип работы пеллетных модулей и приведены рекомендации по самостоятельному изготовлению этого агрегата.

Устройство и принцип действия пеллетной горелки

Большинство пеллетных горелок предусматривает наличие следующих модулей:

• Шнекового конвейера, посредством которого осуществляется подача гранулированного топлива в камеру сгорания;
• Приводного электродвигателя;
• Электронным контроллером, отслеживающим параметры сгорания топлива и обеспечивающим внесение своевременных корректив в работу устройства;
• Специального датчика, контролирующего количество кислорода в отработанных газах;
• Гофрированного рукава, позволяющего предотвратить возгорание пеллет в бункере при возникновении обратной тяги;
• Камеры сгорания со встроенной колосниковой решеткой;
• Нагнетающего вентилятора, обеспечивающего подачу воздуха, необходимого для эффективного сжигания пеллет. Количество подаваемого в камеру сгорания воздуха зависит от частоты вращения вентилятора и регулируется автоматикой в зависимости от выбранного температурного режима;
• Электрического ТЭНа, обеспечивающего автоматический розжиг гранул в камере сгорания.

Принцип работы пеллетной горелки

Из внешнего бункера гранулы попадают в загрузочное окно шнекового транспортера, который доставляет пеллеты в камеру сгорания 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.

Не менее важным фактором для обеспечения стабильности процесса горения и полного сжигания топлива является наличие в камере сгорания достаточного количества кислорода. В пеллетных модулях подача воздуха в камеру сгорания осуществляется с помощью специального вентилятора, также управляемого электронным контроллером.

Схема регулировки температуры теплоносителя выглядит следующим образом:

1. Из бункера, с помощью шнекового транспортера пеллеты поступают в камеру сгорания. Одновременно с этим, включается вентилятор, обеспечивающий подачу воздуха.
2. По сигналу контроллера происходит воспламенение гранул с помощью электрического ТЭНа;
3. Как только температура теплоносителя достигает заданного значения, термодатчик передает соответствующий сигнал электронному блоку управления, который переводит устройство в ждущий режим;
4. В случае снижения температуры теплоносителя ниже запрограммированного значения, датчик температуры снова подает сигнал на электронный контроллер. Автоматический блок управления включает вентилятор, обеспечивая тем самым дополнительный приток кислорода в камеру сгорания. Избыток кислорода приводит к увеличению интенсивности процесса горения и теплоноситель вновь разогревается до заданной температуры.
5. Если в ждущем режиме произошло затухание гранул, АСУ подает соответствующий сигнал на электрический ТЭН, обеспечивающий автоматический розжиг.

Несмотря на то что принцип работы пеллетной горелки не отличается особой сложностью, стоимость этого агрегата достаточно высока. Для сокращения материальных затрат, связанных с переоборудованием котла на пеллетное топливо, некоторые владельцы твердотопливных отопительных агрегатов изготавливают пеллетную горелку своими руками. Как и любое другое производство, изготовление этого устройства начинается с создания комплекта технической документации, проще говоря, чертежей.

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.

Факельная пеллетная горелка: изготовление

В отличие от гравитационной, факельная горелка оснащается шнековым транспортером, вентилятором и электронным контроллером, что существенно увеличивает материальные расходы на изготовление агрегата. Несмотря на это, такая конструкция получила широкое распространение благодаря следующим достоинствам:

• Высокой производительности;
• Неприхотливостью к качеству используемых гранул;
• Возможности работы в автономном режиме, при этом длительность работы обусловлена исключительно емкостью топливного бункера;
• Высокой степени пожарной безопасности.

Для изготовления фекальной пеллетной горелки своими руками потребуется приобрести:

• Низкооборотный электродвигатель (или два, в зависимости от конструкции подающего механизма);
• Вентилятор, который будет обеспечивать принудительную подачу воздуха в камеру сгорания;
• Электронный контроллер, отслеживающий изменения температуры теплоносителя и подающего соответствующие сигналы на исполнительные механизмы устройства.

Что касается самого процесса изготовления, он значительно сложнее чем процесс изготовления гравитационной горелки, поскольку возникает необходимость монтажа термодатчиков и подключения электронной системы управления. Материалы для изготовления агрегата не отличаются от предыдущего варианта.

Ретортная пеллетная горелка: изготовление

Подача гранулированного горючего в таких устройствах, также как и в факельных, осуществляется с помощью шнекового транспортера. Отличием является то, что гранулы подаются снизу. Необходимый для горения воздух нагнетается через специальные отверстия в стенках реторты. Для эффективной работы такого устройства необходим контроллер, своевременно реагирующий на изменение температуры теплоносителя и вносящий необходимые коррективы в работу шнека и вентилятора.

В отличии от факельных устройств, пламя в ретортной пеллетной горелке направлено вверх, поэтому конструкция теплообменника у этих агрегатов сильно отличается. К недостаткам ретортных систем относятся:

• Возможность частого засорения отверстий воздуховода, приводящего к затуханию устройства;
• Необходимость ручной очистки реторты от продуктов сгорания и остатков гранулированного топлива;
• Отсутствие разрывов в подаче гранул. В случае возникновения обратной тяги сохраняется возможность возгорания находящихся в бункере пеллет.

В качестве материала для чаши могут быть использованы жаростойкие марки стали и чугун. В некоторых моделях реторта может быть изготовлена из керамобетона или шамота.

Трудоемкость изготовления такого устройства в бытовых условиях довольно велика, поскольку помимо слесарных и сварочных работ потребуются навыки в области подключения электронных систем управления.

Автоматика для пеллетной горелки своими руками

Наиболее сложным этапом в изготовлении пеллетной горелки является изготовление и монтаж электронных модулей управления. Если рассматривать этот вопрос с теоретической точки зрения, при наличии специальных знаний, можно изготовить контроллер своими руками, однако на практике это практически невозможно. Кроме того, стоимость комплектующих сведет экономию средств к минимуму, а результат может оказаться весьма сомнительным. Поэтому даже при самостоятельном изготовлении горелки, контроллер, датчики и другую автоматику лучше приобрести в специализированном магазине.

Для эффективной работы горелки автоматика должна обеспечить:

• Дозировку подачи пеллет и управление шнековым транспортером;
• Автоматический розжиг и гашение;
• Регулировку подачи воздуха за счет изменения частоты вращения вентилятора;
• Оценку количества теплоносителя в отопительном контуре;
• Контроль температуры теплоносителя в водяной рубашке котла;
• Оценку параметров тяги в дымоходе.

Невыполнение даже одного из этих условий может привести к выходу из строя не только отопительного котла, но и всей отопительной системы.

Изготовление пеллетной горелки трудоемкий и ответственный процесс, однако, при наличии необходимых знаний и оборудования, изготовить такое устройство самостоятельно вполне возможно. Особое внимание следует уделить выбору параметров и монтажу электронных управляющих систем, именно от корректности их работы будет зависеть эффективность работы котла.

Источник

Пеллетная горелка своими руками

Пеллетная горелка — это современное энергоэффективное устройство предназначенное для использования особого топлива для твердотопливных котлов — пеллет.

Главными преимуществами данного вида котельного оборудования считается высокая эффективность функционирования отопительного агрегата в связи с полным сжиганием пеллет и возможность 100 % автоматизации процесса горения с помощью инновационных средств диагностики и управления.

Современные бытовые сварочные и слесарные инструменты позволяют домашнему умельцу выполнить пеллетную горелку своими руками.

Устройство и принцип работы пеллетной горелки

Функциями пеллетного горелочного устройства – является создание условий в топочном пространстве для равномерного и полного сжигания пеллет, создание нужного процентного содержания топливно-воздушной смеси и стабильного режима горения пламени, для выработки и передаче тепловой энергии к водяному теплоносителю, циркулирующему по внутреннему сечению котловых поверхностей нагрева.

Базовые компоненты, чтобы выполнить пеллетную горелку своими руками:

• топочная камера для сжигания топлива, выполненная из жаропрочных труб прямоугольного или круглого сечения;
• колосник пеллетной горелки;
• топливный бункер для загрузки пеллет;
• топливный конвейер шнекового типа для перемещения пеллет;
• дутьевой вентилятор для пеллетных горелок, который осуществляет подачу кислорода в зону горения.

Процесс работы бытовых и промышленных пеллетных горелок может быть полностью автоматизирован. При установке большого топливного бункера, допускается автономная работа оборудования без присутствия оператора свыше 7 дней.

Для таких котлов подбирают универсальные устройства, к примеру, пеллетная горелка Pelltechpv 20b с ценой 96083 руб., которая может устанавливаться не только в пеллетный котел, но и в дизельный и любой твердотопливный агрегат.

Пеллетные горелки котлов имеют несложный принцип работы, он состоит из нескольких этапов:

1. При включении кнопки запуска котла включается дутьевой вентилятор и одновременно шнековый транспортер, который из бункера подает пеллеты в топочную камеру.
2. Управляющий контроллер дает сигнал на электрический ТЭН для воспламенения пеллет.
3. При достижении температуры греющей воды в контуре отопления установленного значения, термодатчик отправляет электросигнал электронному блоку управления для перевода котла в состояние горячего резерва.
4. При падении температуры в контуре отопления ниже установленного уровня, температурный датчик передает сигнал на блок управление для запуска котла, вначале включается вентилятор, затем шнековый транспортер с топливом и запальное устройство.

Гравитационные горелки

Гравитационная пеллетная горелка обладает самым простым способом функционирования. Она выполняется энергонезависимой и сможет работать даже без электрической энергии. Движение пеллет в ней осуществляется прямо из бункера насыпью, прямо в пиролизную камеру.

Воздухоподача и удаление отработанных дымовых газов происходит за счет естественной тяги в дымовом тракте котлоагрегата, создаваемой дымовой трубой.

Регулировка режима горения и воздухоподача выполняется в ручном режиме с использованием воздушной заслонки на горелочном устройстве и шибером на дымоходе.

Такой режим обеспечивает невысокий КПД и практически не может быть автоматизирован, поэтому в современных устройствах пеллетных котлов он практически не применяется.

Изготовление пеллетной горелки

Создание горелки для пеллетного топлива трудозатратный и ответственный технологический процесс. Хотя при наличии у мастера достаточных знаний и опыта, инструментов и комплектующих, сделать подобное устройство своими силами реально.

Повышенное внимание нужно уделить подбору характеристик оборудования и установке электронного блока управления горелкой, поскольку от этого будет зависеть эффективность функционирования всей системы теплоснабжения. Наиболее часто выполняют своими руками гравитационную пеллетную горелку.

Создание чертежа пеллетной горелки с размерами

Перед тем как начать разработку исполнительной чертежной документации, потребуется тщательным образом изучить имеющиеся конструкции, чтобы профессионально выбрать комплектующие и избежать ошибок при монтаже.

При наличии чертежей значительно облегчается процесс производства горелки. Комплект исполнительных чертежей пеллетного горелочного устройства обязан содержать деталировку ключевых узлов и сборочный чертеж.

В индивидуальном проекте, детали установки можно отображать схематично, без деталировки, однако габариты и размеры в точках соединения узлов обязаны указываться предельно точно. Чертежи единичных узлов обязаны иметь подробную информацию о конструкции и применяемом виде материала.

Делаем горелку своими руками

До начала сборки пеллетного горелочного устройства потребуется произвести предварительную работу. Вначале рассчитывают площадь нагрева помещения, чтобы подобрать тепловую мощность котла и пеллетной горелки, определить часовой расход и суточный расход топлива, чтобы рассчитать объем бункера, размеры топочной камеры и дымоотводной системы.

При расчете мощности пеллетного котлоагрегата учитывают: самые минимальные температуры наружного воздуха по СНИП для района проживания, общую площадь объекта, высоту потолков дома, площадь остекления и дверных проемов, уровень теплоизоляции внешних стен и кровли.

Для ориентировочного расчета можно взять соотношение тепловой мощности и площади отопления: 0.1 кВт на 10 м2.

Корзина с лотком

Это очень важный конструкционный элемент пеллетной горелки. При самостоятельном производстве данного узла необходимо учитывать, что часто на практике она имеет одну распространенную конструкционную ошибку, в связи, с чем пеллеты застревают в задней части конструкции.

Поэтому при выборе конструкции, нужно знать размер пеллет к и выбирать размер щелей на 3 мм ниже, чем габариты гранул. Зазор, находящийся между задней перегородкой и днищем корзинки, обязан быть не меньше 6 мм.

Характеристика корзинки с желобом выбираются с расчетом персональных характеристик топливоподачи из расчета часовой потребности. Наилучшим вариантом является конструкция, имеющая габариты 130х130 мм. Глубина подобной корзинки должна быть примерно 100-120 мм. Такая горелка способна сжигать до 3 кг пеллет в час.

Топливный бункер

Следующим немаловажным компонентом пеллетной горелки с бункером устройства считается топливная емкость. Самая общая распространенная проблема, возникающая в процессе монтажа самодельной пеллетной горелки, вызвана попаданием открытого огня в эту зону.

С целью предотвращения такой аварийной ситуацией необходимо выполнять бункер по проверенным чертежам популярных отечественных брендов, например, Теплодар или Пеллетрон с автоматической подачей топлива.

Горелочное устройство, возможно, произвести различной мощности. Специалисты рекомендуют для начинающих мастеров взять в качестве образца шаблонные конструкции на 20 кВт.

Пеллетное горелочное устройство оборудуется каналом вторичного воздуха. Это ощутимо увеличит теплоотдачу котла. Объем бункера выбираются индивидуально. Возможно, сделать коробку, в которую сможет поместиться от 17 до 34 кг пеллет. Для выполнения топочной камеры обычно применяется нержавеющая сталь с толщиной стенки не менее 2 мм.

Топливный шнек и воздухоподача

Топливный шнек подает пеллеты порциями в зону сгорания в топке. Скорость движения должна регулироваться в соответствии с объемами подачи воздуха, для того чтобы обеспечить полноту сжигания пеллет и снизить потери тепла с химическим и механическим недожогом.

Именно от правильного поддержания соотношение «воздух-топливо» будет зависеть достижение высокого КПД у пеллетного котла до 90-92 %.

Процесс регулировки сможет выполняться ручным способом с помощью механического регулятора, который корректирует число оборотов двигателя шнека и дутьевого вентилятора.

Притом, что это наиболее дешевый вариант управления котлом, он потребует постоянного нахождения оператора около работающего котла, поэтому в более современных агрегатах устанавливают автоматические исполнительные механизмы регулирования процессами горения.

Все пеллетные горелки оборудуются системой воздухоподачи в виде поддува, что создает дополнительный напор в топке и снижает затраты на тягу в дымоотводной системе.

Для того чтобы обеспечить кислородом петлетты в горелочном устройстве мощностью 15 кВт, достаточно будет установить центробежный вентилятор на 20 Вт. Такой вентилятор выполняется в форме улитки, поэтому его работу легче регулировать воздушной заслонкой.

Автоматика пеллетной горелки

Современные котлы не работают без автоматического блока управления. В настоящее время в торговой сети можно его можно подобрать по тепловой мощности горелочного устройства.

Кроме того такой блок возможно изготовить самостоятельно для мастеров-электронщиков с использованием комплектующих, которые также в большом количестве представлены на рынке.

Важно при выборе системы автоматики понимать какие процессы и с какими параметрами нужно регулировать, чтобы котел надежно работал.

Базовые параметры автоматической пеллетной горелки:

• дозировка объема часовой подачи топлива;
• регулировка скорости шнекового транспортера;
• автоматическое включение/отключение котла;
• регулирование воздухоподачи изменением скорости вращения дутьевого вентилятора;
• диагностика работы котла;
• диагностика параметров теплоносителя.

Неисполнение системой автоматики котлом даже одного из этих параметров способно создать серьезную аварийную ситуацию в работе котла и даже привести к его взрыву.

Частые неисправности

Пеллетные котлы относятся к твердотопливным котлам, поэтому в процессе эксплуатации они могут иметь похожие неисправности.

Для того чтобы их избежать еще до установки пеллетной горелки для твердотопливного котла нужно выполнить все требования безопасности, в частности: подготовки помещения с трехкратной циркуляцией воздуха и прочным основанием для размещения котла и вспомогательного оборудования.

Котел должен быть обвязан в точности по схеме, которую предоставляет завод-изготовитель котельного оборудования или по индивидуальному проекту, при самостоятельном производстве пеллетной горелки.

При работе пеллетного котла довольно часто возникают неисправности, которые можно устранить самостоятельно:

1. Выхлоп искр из дымовой трубы, из-за высокой тяги или загрязнения зольников.
2. Черный дым из дымовой трубы — недостаток в подаче воздуха в топку.
3. Белый дым из дымовой трубы — излишек воздуха в топке.
4. Повышенный расход топлива из-за использования низкокачественных пеллет.
5. Возникновение хлопков и заброс дыма в помещение топочной во время открытия дверки котлоагрегата — загрязнение дымовентиляционных систем агрегата.

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.

Источник