Как сделать пеллетную горелку

Что такое обвязка и из чего ее делают

В системе отопления две основные части — котел и радиаторы отопления или теплый пол. То что их связывает и обеспечивает безопасность — это и есть обвязка. В зависимости от типа установленного котла используются разные элементы, потому обычно рассматривают отдельно обвязку твердотопливных агрегатов без автоматики и автоматизированных (чаще — газовых) котлов. У них разные алгоритмы работы, основные — возможность нагрева ТТ котла в фазе активного горения до высоких температур и наличие/отсутствие автоматики. Это накладывает ряд ограничений и дополнительных требований, которые приходится выполнять при обвязке котла, работающего на твердом топливе.

Пример обвязки котла — сначала идет медь, потом — полимерные трубы

Что должно быть в обвязке

Для обеспечения безопасной работы отопления обвязка котла должна содержать ряд устройств. Обязательно должны быть:

• Манометр. Для контроля давления в системе.
• Автоматический воздухоотводчик. Для спуска воздуха, попавшего в систему — чтобы не образовывались пробки и не стопорилось движение теплоносителя.
• Аварийный клапан. Для сброса чрезмерного давления (подключается к системе канализации так как стравливается  некоторое количество теплоносителя).
• Расширительный бак. Необходим для компенсации теплового расширения. В системах открытого типа бак ставится в верхней точке системы и представляет собой обычную емкость. В закрытых системах отопления (обязательно с циркуляционным насосом) ставится мембранный бачок. Место установки — в обратном трубопроводе, перед входом в котел. Он может быть внутри настенного газового котла или устанавливается отдельно. При использовании котла для подготовки воды для ГВС также необходим расширительный бак в этом контуре.

• Циркуляционный насос. Обязателен к установке в системах с принудительной циркуляцией. Для повышения эффективности отопления может стоять и в системах с естественной циркуляцией (гравитационных). Ставится на подачу или обратку перед котлом до первого ответвления.

Часть этих устройств уже установлена под кожухом газового настенного котла. Обвязка такого агрегата очень проста. Для того чтобы не усложнять систему большим количеством отводов манометр, воздухоотводчик и аварийный клапан собирают в одну группу. Есть специальный корпус с тремя отводами. На него накручиваются соответствующие устройства.

Так выглядит группа безопасности

Устанавливают группу безопасности на подающем трубопроводе сразу на выходе котла. Ставят так, чтобы легко было контролировать давление и можно было вручную стравить давление в случае необходимости.

Какими трубами делать

Сегодня в системе отопления уже редко используют металлические трубы. Их все чаще заменяют на полипропилен или металлопластик. Обвязка газового котла или любого другого автоматизированного (пеллетного, на жидком топливе, электрического) возможна сразу этими видами труб.

Настенный газовый котел можно подключать полипропиленовыми трубами сразу от входа котла

При подключении твердотопливного котла хотя-бы метр трубы на подаче непроходимо делать металлической трубой и лучше всего — медной. Дальше можно ставить переход на металлопластик или полипропилен. Но и это — не гарантия того, что полипропилен не разрушится. Лучше всего сделать дополнительную защиту от перегрева (закипания) ТТ котла.

При наличии защиты от перегрева обвязку котла можно сделать полиропиленовыми трубами

Металлопластик имеет более высокую температуру эксплуатации — до 95°C, чего достаточно для большинства систем. Можно ими делать и обвязку твердотопливного котла, но только в случае наличия одной из систем защиты от перегрева теплоносителя (рассказано чуть ниже). Но металлопластиковые трубы имеют два существенных недостатка: сужение в месте соединения (конструкция фитингов) и необходимость регулярной проверки соединений, так как они со временем текут. Так что обвязку котла металлопластиком делают при условии использования в качестве теплоносителя воды. Незамерзающие жидкости более текучие, потому в таких системах обжимные фитинги лучше не использовать — они все равно будут течь. Даже если заменить прокладки на химически стойкие.

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.

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.

Руководство по сборке котла

Пеллетные котлы имеют достаточно сложную конструкцию. Инструкция по их сборке тоже будет нелегкой и многоэтапной. Для большего удобства процесс сборки каждого основного агрегата рассмотрен отдельно. Купите или изготовьте необходимые элементы, а затем попросту соберите их в единую систему.

Горелка

Горелка

Этот элемент пеллетного котла настоятельно рекомендуется покупать уже в готовом виде. Именно на горелку вы потратите больше всего денег.

Самостоятельное изготовление горелки практически невозможно по той причине, что эта часть котла является не попросту емкостью для розжига загруженных гранул, а сложным контрольно-регулирующим механизмом.

Пеллетные горелки оснащаются специальными датчиками и имеют несколько предустановленных программ, позволяющих добиться максимально рационального расхода топлива и обеспечить наиболее эффективный обогрев дома.

Корпус и теплообменник

Со сборкой корпуса и изготовлением теплообменника вы сможете справиться самостоятельно. Корпус котла лучше всего делать горизонтальным – при таком размещении агрегата достигается максимальная эффективность обогрева.

Для изготовления корпуса рекомендуется использовать шамотный кирпич. Вы попросту собираете своего рода короб без верхней крышки и размещаете в нем теплообменник с подключенными трубами и прочими элементами. Кирпич рекомендуется использовать по той причине, что он аккумулирует тепло гораздо эффективнее чугуна, стальных листов и прочих популярных материалов.

Шамотный кирпич

Теплообменник пеллетного котла представляет собой систему труб, соединенных между собой и подключенных к трубам теплоснабжения частного дома.

Первый шаг. Соберите из труб квадратного сечения теплообменник прямоугольной формы. Для этого нарежьте трубы на куски нужной длины и сварите их в единую конструкцию.

Второй шаг. Сделайте в профиле, выполняющем функцию вертикальной стойки, отверстия для подсоединения круглых труб.

Третий шаг. Подготовьте в оставшихся фронтальных трубах отверстия для труб отвода и подключения воды. Горячая вода будет отводиться через верхнее отверстие, холодная – подаваться снизу.

Используйте металлические трубы длиной от 150 мм. Далее можно будет использовать полипропиленовые трубы. В местах подключения труб к котлу обязательно установите шаровые краны. Дополнительно можете установить фильтры, если в них есть необходимость.

Четвертый шаг. Приварите заднюю часть агрегата к его фронтальной части и сварите боковые трубы.

На этом же этапе выберите удобное место для подсоединения дымоходной трубы диаметром от 10 см. Внизу отопительного агрегата предусмотрите небольшую камеру для сбора золы. Также конструкция пеллетного котла обязательно включает себя топливник. О нем далее.

Пеллетные котлы

Топливник

В топливнике, как уже отмечалось, хранятся пеллеты и отсюда же они подаются в горелку.

Первый шаг. Подготовьте необходимые материалы и приспособления. Вам понадобится шнек диаметром 7,5 либо 10 см, электромотор и металлический кожух. Двигатель вы соедините с блоком управления пеллетной горелки.

Функцию металлического кожуха может выполнять любая емкость подходящего объема с достаточно толстыми стенками.

Второй шаг. Установите в выгрузочную горловину кожуха входящий патрубок вашего шнека. К другой части шнека подключите гофрированную пластиковую трубу для подачи гранулированного топлива на горелку.

В завершение вам останется лишь собрать все перечисленные элементы в единую конструкцию. Сделайте это и переходите к установке котла.

Устройство

Любая горелка преследует одну цель – создание мощного пламени для нагрева воздуха или водной рубашки котла. При этом саму мощность горения можно регулировать самостоятельно.

Пеллетная горелка преследует аналогичные цели. Устройство представляет собой аэродинамическую трубу, в которую подаётся твёрдое топливо и нагнетается воздух для горения. Подача топлива в трубу осуществляется с помощью специального конвейера шнекового типа. Само топливо перед горением находится в загрузочном бункере. Бункер может иметь различный объём, при этом именно от объёма зависит, как долго горелка может гореть самостоятельно без вмешательства человека (подсыпка топлива).

Устройство пеллетной горелки: 1 — Пеллет поступает в горелку под действием силы тяжести; 2 — Воздух поступает в горелку за счёт разряжения, создаваемого тягой дымовой трубы; 3 — Горение пеллета происходит в камере горения, которая называется «корзинка»; 4 — За счёт высокой температуры, в корзинке происходит термическое разложение древесины, которое формирует поток горючих газов; 5 — Под корзиной проходит поток вторичного воздуха; 6 — В сопле горелки поток горючих газов и вторичного воздуха смешивается, формируя факел; 7 — Твёрдые продукты горения потоком вторичного воздуха выбрасываются из горелки в зольник котла или печи; 8 — Вентиляция канала подачи не позволяет горячим газам диффундировать вверх по каналу и разрушать пеллет, обеспечивая стабильную подачу гранул.

Воздух в зону сжигания подаётся принудительным путём за счёт нагнетания посредством вентилятора.

Камера для сжигания топлива в горелке может иметь круглый либо прямоугольный тип. Круглые горелки наиболее распространены за счёт простоты изготовления. Снаружи к камере сжигания прикреплён патрубок трубы, через который с конвейера подаётся топливо.

В конструкции также предусмотрен зольник, в котором накапливаются отходы горения. В процессе горения пеллет образуется немного золы, потому очищать зольник нужно не чаще, чем раз в неделю при активном использовании горелки.

Выделяют несколько видов пеллетных горелок, каждая из которых имеет свои достоинства и недостатки.

Факельного типа

Изначально устройство использовалось для получения тепла посредством сжигания зерна, в дальнейшем оно было переоборудовано для сжигания твёрдого прессованного топлива.

Вид сбоку на горелку факельного типа

• Небольшие габаритные размеры;
• Можно использовать совместно с котлами, у которых топочная камера имеет небольшие размеры;
• Упрощённая эксплуатация;
• Повышенная надёжность;
• Можно сжигать пеллеты низкого качества.

• Небольшая мощность по сравнению с другими горелками;
• Пламя направлено горизонтально, из-за чего оно нагревает котёл локально.

Объёмного типа

В отличие от предыдущей модели, обладают повышенной мощностью и высоким коэффициентом полезного действия. К недостаткам устройства относят усложнённую конструкцию, большие габаритные размеры, зависимость от качества используемых пеллет.

Общий вид горелки объёмного горения

Каминные

Горение пеллет в каминной горелке

Подобные конструкции преимущественно используются в бытовых условиях, устанавливаются в каминах и котлах. Принцип работы устройства следующий: пеллеты падают в специальную чашу, где происходит их сгорание под действием подаваемого снизу воздуха.

К недостаткам модели относят размеры устройства и необходимость проведения точечной настройки для правильного горения.

Строение изделия

Рассмотрим, из каких основных частей состоит самодельная пеллетная горелка. Ее задача – обеспечить равномерное сжигание топлива и стабильность пламени, благодаря которому происходит нагрев водяной рубашки котельного агрегата

Особое внимание уделяется возможности регулировки интенсивности горения

Пеллетная горелка состоит из следующих элементов:

• камера сгорания (в виде трубы круглого или прямоугольного сечения);
• загрузочный бункер для топлива;
• шнековый конвейер для подачи сыпучего топлива;
• вентилятор для нагнетания воздуха в камеру сгорания.

От объема загрузочного бункера зависит, насколько часто придется обслуживать котел, работающий в автоматическом режиме. Работа вентилятора-нагнетателя регулируется электронным блоком управления – интенсивность подачи воздуха влияет на скорость сгорания топлива.

Для работы электронного блока, вентилятора и шнекового конвейера требуется электричество, поэтому данное горелочное устройство является энергозависимым.

Принцип работы

Пеллетная печь оборудуется горелкой, которая работает по следующему принципу:

1. Первая порция топлива, поступившая в камеру сгорания, поджигается при минимальной подаче воздуха.
2. В процессе горения первой порции топлива подача воздуха увеличивается, пламя усиливается и прогревает камеру сгорания.
3. Начинается подача топлива небольшими порциями, стабилизируется наддув воздуха, факел пламени становится ровным.
4. Работа горелки в стабильном режиме позволяет экономно расходовать топливо и эффективно нагревать водяную рубашку котельного агрегата.

Особенности конструкции

Камера сгорания из круглой или квадратной трубы внутри имеет поддон для горящего топлива, а сверху – патрубок со шнековым конвейером для дозированной подачи опилок, гранул или другого мелкофракционного энергоносителя. Камера крепится к фланцевой плите, которая прилегает снаружи к фронтальной плоскости котельного агрегата.

Естественный приток воздуха не дает возможности сжигать топливо в подходящем режиме, поэтому устанавливается вентилятор, превращающий камеру сгорания в аэродинамическую трубу.

Сухое сыпучее топливо при оптимальной подаче воздуха сгорает практически без остатка. Небольшое количество пепла поток нагнетаемого воздуха уносит в зольник – то есть, камера сгорания в процессе работы самоочищается. Удалять пепел из зольника требуется раз в 7-10 дней – периодичность зависит от интенсивности накапливания несгоревших остатков. При повышенной влажности топлива очищать зольник приходится чаще.

Организация подачи сыпучего топлива в самодельную пеллетную горелку осуществляется двумя способами:

• В помещении устанавливается бункер больших размеров, в который загружается топливо на 7-10 дней непрерывной работы котла (именно с такой периодичностью требуется очищать зольник горелки). Для подачи топлива в патрубок горелки требуется смонтировать шнековый конвейер, длина которого зависит от расстояния между бункером и котлом.
• Бункер монтируют непосредственно на пеллетную горелку, чтобы сыпучее топливо попадало в шнек горелочного устройства под своим весом. Гравитационная пеллетная горелка проще и дешевле в изготовлении, но обслуживать ее придется чаще – обычно используется бункер, объема которого хватает на 1-3 дня работы котла.

Положительные особенности

Горелка на опилках своими руками – устройство, которое помогает расширить функциональные возможности обычного твердотопливного котла. Ее установка позволяет экономить дрова и уголь, если доступны недорогие либо бесплатные отходы деревообрабатывающего производства или растениеводства. Такой подход значительно сократит общие расходы на отопление частного дома, дачи или гаража.

Пеллетные горелочные устройства имеют ряд преимуществ, в число которых входит:

• экономное расходование топлива;
• минимальное количество золы и вредных выбросов в атмосферу за счет оптимизации режима горения – топливо и горючие газы сгорают практически полностью;
• небольшая потребность в обслуживании – топливо закладывается не чаще одного раза в сутки, зольник очищается не чаще одного раза в неделю, работа агрегата автоматизируется.

Устройство пеллетной горелки

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.

Принцип работы и особенности конструкции

Основной принцип работы агрегата – сочетание шнековой технологии и запального механизма, гарантирующего быстрое воспламенение. Схема пеллетного котла включает в себя эти особенности и предполагает, что процесс сжигания гранулированного топлива сопровождается принудительным поступлением воздуха, именно поэтому в ней присутствует вентилятор. Принцип работы предполагает, что автоматика розжига срабатывает только после того как топливо хорошо разгорится. Непосредственно в процессе горения брикетов образуются горячие дымовые газы. Выходя из топки, они попадают в теплообменник, где передают 95% выделившегося тепла.

Общая схема

Дальнейшая работа проходит так:

• продукты горения поступают в зольник;
• автоматическая подача воздуха позволяет поддерживать оптимальные параметры котла по выработке тепла (участие человека в этом процессе не предусмотрено).

Настройка и последующее за ней управление может производиться, если возникнет такая необходимость, с помощью вмонтированного пульта ДУ. Возможность установки максимальных для данного помещения и минимальных температурных значений позволяет обеспечить стабильную поддержку оптимальной для него температуры.

Особенности работы печи – при достижении максимальной температуры для агрегата дальнейшая подача топлива автоматически прекращается. Новое поступление становится возможным только после того, как температура упадет до минимальных показателей. Также к особенностям конструкции следует отнести:

• камера сгорания небольшая;
• до 72% теплосъема проходит в конструкции;
• средняя температура удаляемых в процессе воздействия пламени газов, составляет 1500;
• горелки объемного типа за счет чего достигается высокий показатель КПД (до 96%);
• некоторые агрегаты могут быть оснащены контуром горячего водоснабжения (дополнительное отопление в доме).

Выделяют 3 основных типа оборудования:

1. пеллетные котлы, предназначенные для гранулированного топлива, произведенного из древесины;
2. комбинированные печи/котлы, способные короткое время работать на дровах или угле;
3. Универсальные по использованному топливу пеллетные котлы (горелки) – для них подойдет любой вид твердого топлива.

Руководство по сборке котла

Пеллетные котлы имеют достаточно сложную конструкцию. Инструкция по их сборке тоже будет нелегкой и многоэтапной. Для большего удобства процесс сборки каждого основного агрегата рассмотрен отдельно. Купите или изготовьте необходимые элементы, а затем попросту соберите их в единую систему.

Горелка

Горелка

Этот элемент пеллетного котла настоятельно рекомендуется покупать уже в готовом виде. Именно на горелку вы потратите больше всего денег.

Самостоятельное изготовление горелки практически невозможно по той причине, что эта часть котла является не попросту емкостью для розжига загруженных гранул, а сложным контрольно-регулирующим механизмом.

Пеллетные горелки оснащаются специальными датчиками и имеют несколько предустановленных программ, позволяющих добиться максимально рационального расхода топлива и обеспечить наиболее эффективный обогрев дома.

Корпус и теплообменник

Со сборкой корпуса и изготовлением теплообменника вы сможете справиться самостоятельно. Корпус котла лучше всего делать горизонтальным – при таком размещении агрегата достигается максимальная эффективность обогрева.

Для изготовления корпуса рекомендуется использовать шамотный кирпич. Вы попросту собираете своего рода короб без верхней крышки и размещаете в нем теплообменник с подключенными трубами и прочими элементами. Кирпич рекомендуется использовать по той причине, что он аккумулирует тепло гораздо эффективнее чугуна, стальных листов и прочих популярных материалов.

Шамотный кирпич

Теплообменник пеллетного котла представляет собой систему труб, соединенных между собой и подключенных к трубам теплоснабжения частного дома.

Первый шаг. Соберите из труб квадратного сечения теплообменник прямоугольной формы. Для этого нарежьте трубы на куски нужной длины и сварите их в единую конструкцию.

Второй шаг. Сделайте в профиле, выполняющем функцию вертикальной стойки, отверстия для подсоединения круглых труб.

Третий шаг. Подготовьте в оставшихся фронтальных трубах отверстия для труб отвода и подключения воды. Горячая вода будет отводиться через верхнее отверстие, холодная – подаваться снизу.

Используйте металлические трубы длиной от 150 мм. Далее можно будет использовать полипропиленовые трубы. В местах подключения труб к котлу обязательно установите шаровые краны. Дополнительно можете установить фильтры, если в них есть необходимость.

Четвертый шаг. Приварите заднюю часть агрегата к его фронтальной части и сварите боковые трубы.

На этом же этапе выберите удобное место для подсоединения дымоходной трубы диаметром от 10 см. Внизу отопительного агрегата предусмотрите небольшую камеру для сбора золы. Также конструкция пеллетного котла обязательно включает себя топливник. О нем далее.

Пеллетные котлы

Топливник

В топливнике, как уже отмечалось, хранятся пеллеты и отсюда же они подаются в горелку.

Первый шаг. Подготовьте необходимые материалы и приспособления. Вам понадобится шнек диаметром 7,5 либо 10 см, электромотор и металлический кожух. Двигатель вы соедините с блоком управления пеллетной горелки.

Функцию металлического кожуха может выполнять любая емкость подходящего объема с достаточно толстыми стенками.

Второй шаг. Установите в выгрузочную горловину кожуха входящий патрубок вашего шнека. К другой части шнека подключите гофрированную пластиковую трубу для подачи гранулированного топлива на горелку.

В завершение вам останется лишь собрать все перечисленные элементы в единую конструкцию. Сделайте это и переходите к установке котла.