Инструкция по сборке пеллетного котла своими руками

Из всех водогрейных отопительных установок, сжигающих различные виды твердого топлива, самым совершенным по праву считается пеллетный котел. И неудивительно, ведь эффективность сжигания пеллет очень высока, а степень автоматизации агрегата позволяет не вмешиваться в его работу неделями, только бы хватало объема загрузочного бункера. Но все эти достоинства оборачиваются и другой стороной – приличной стоимостью оборудования, в число которого входит не только сам отопитель, но и топливный бункер со шнековым конвейером. Однако, есть возможность стать счастливым обладателем столь высокотехнологичного агрегата, заплатив за него вдвое дешевле. Для этого придется сделать пеллетный котел своими руками, эту тему мы и разберем в данном материале.

Есть ли смысл делать?

Часто перед человеком, желающим установить в своем доме подобный агрегат, возникает вопрос, нужно ли собирать печь на пеллетах своими руками или лучше всего приобрести уже готовый вариант. Нужно помнить, что в первом случае человек сможет создать агрегат, который будет по всем параметрам подходить под существующие условия, а во втором – придется использовать уже готовую к работе конструкцию, но не учитывающую индивидуальных особенностей помещения. Если же сомнения вызваны видом используемого топлива, то здесь требуется знать, что пеллет – это вид переработанных отходов древесного и сельхозпроизводства, что делает топливо эффективным в плане выработки тепла, но экономичным по стоимости. Подобная самодельная печь является экологически безопасной, так как:

• не загрязняет воздух;
• не содержит в испарениях вредных компонентов;
• не требуют специальных заготовок топлива, что исключает рубку деревьев.

Взвесив все «за» и «против» человек сможет понять, есть ли ему смысл делать такой котел своими руками или приобретать уже готовый к эксплуатации.

Виды оборудования

В качестве топлива в конструкциях используются пеллеты. Это спрессованные брикеты, в состав которых входят опилки, стружка, торф, жмых и множество других производственных отходов. В зависимости от площади обогрева, выпускаются котлы разной мощности. Те, что применяются в жилых помещениях, называются каминами.

Пеллетные камины

Камин на пеллетах имеет мощность от 6 до 15 кВт. Используется для обогрева отдельной комнаты или помещения с небольшой площадью.

Бывает трех разновидностей:

• Конвекционного типа. Они обогревают лишь окружающий воздух.
• Снабженные водяным контуром. Идет прогрев воздуха и воды.
• Использующие в качестве топлива не только пеллеты, но и дрова.

Пеллетные котлы

Печь на пеллетах используется для отопления промышленных строения или жилых домов большой площади. Их мощность колеблется от 15 до 100 кВт. Для таких печей предусматривается отдельное помещение или подвал.

Разделяются на 3 типа:

• Работающие на пеллетах.
• Снабженные решеткой. В качестве топлива применяются опилки или дрова.
• Комбинированные или универсальные печи. Применение возможно, как дров, так и пеллет.

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.

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 150 0 ;
• 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.

Стоимость каждого типа отличается, так выше будет по цене универсальный вариант, так как схема и конструкция сложнее, так как она учитывает каждый используемый печью вид топлива.

О производстве биотоплива

Его можно условно разделить на семь этапов . Рассмотрим на примере пеллет из древесины.

Крупное дробление

Сырьё распределяют на две группы – чистая плотная древесина и неочищенная от коры. (Это позволит в дальнейшем классифицировать товар по качеству сырья).

Сырьё поступает в дробильную машину и измельчается. В итоге, выходит материал, напоминающий крупные опилки, чей размер ≈ 25 на 25 мм. Такая фракция позволяет эффективно их просушивать, а впоследствии измельчать до более мелких размеров;

Сушка дробленого материала

Для дальнейшего процесса крупно меленные гранулы нужно высушить. Это позволит снизить уровень влажности до заданного значения. В среднем, показатель должен составлять ≈ 10 %.

Сушильные технологии могут быть разными (ленточные, барабанные и др.), но в любом случае — это наиболее энергоёмкий процесс, поскольку необходимо обеспечить температуру окружающего воздуха ≈ 400°. Этап важен тем, что если изготавливать пеллеты из пересушенных опилок, то не получится прочных гранул;

Мелкое дробление

Сырьё, из которого будут производиться гранулы, не должно быть более 4 мм. Для этого используют специальные дробилки (типа молотковых мельниц) позволяющих измельчить материал до нужной фракции.

Вес стандартного продукта после мелкого дробления составляет ≈ 150 кг на 1 м³.

Нормирование влажности

Иногда материал прошедший стадию сушки, теряет влагу избыточно (т.е. менее 8%). Это не позволяет качественно провести этап прессования (иссушенные гранулы становятся хрупкими и разрушаются, кроме того, снижается их теплотворная способность).

Для повышения влажности, используют разные способы — кратковременное погружение в ёмкость с водой (обычно для мягкой породы) или насыщение паром (для старой или слежавшейся древесины).

Прессование

Подготовленный в размерах и влажности материал пропускают через пресс (гранулятор), в котором множество цилиндрических углублений (матриц). Сжимаемый материал заметно уменьшается в объёме и при этом повышается его температура.

С ростом температуры измельчённая масса выделяет вещество под названием лигнин. Он является природным клеящим ингредиентом. Гранулы становятся прочными за счёт полимеризации лигнина.

Охлаждение

При давлении пресса и трении частиц материала, температура выдавливаемых гранул возрастает до 90°. Поэтому, их необходимо охладить. Для этого не нужна специальная техника, гранулы остывают естественным путём. После чего, они набирают соответствующую твёрдость.

Фасовка готовой продукции

Заказчик может получать товар в упакованном виде или насыпном (отгрузка из бункеров). Для того чтобы исключить риск снижения качества от воздействия окружающей среды, пеллеты расфасовывают в непромокаемых мешках. Большие мешки, так называемые биг-бэги вмещающие от 500 до 1000 кг или мелко потребительская тара в 15 — 25 кг.

Вот, пожалуй, и весь процесс. Ещё раз напомню, мы рассмотрели изготовление древесных пеллет. Производство из других материалов может отличаться.

Как хранить данное топливо? Рекомендуется в сухих, вентилируемых или проветриваемых помещениях. Оптимальное размещение – на деревянных досках (или поддонах). Одним словом – не в сырости.

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.

Руководство по сборке

Пеллетная печь, собранная своими руками – агрегат, состоящий из горелки, корпуса с теплообменником, топливника, бункера и шнекового механизма (он используется для подачи в котел прессованного топлива).

Горелка

Используемая в печах горелка, может иметь различную конструкцию, чертежи составляются для них отдельно, так как технические характеристики и принцип работы будут также различаться. Объемная горелка устанавливается во время самостоятельной сборки непосредственно в топку нагревательного устройства. Основные материалы горелки – сталь и чугун.

Конструкция пеллетной горелки

Необходимо помнить, что самодельная пеллетная горелка для котла не будет отвечать требованиям безопасности без предварительного контроля со стороны специалиста, так как обычный человек может не знать всех тонкостей работы. Установить горелку нужно в строгом соответствие с нормативами.

Также, горелка для пеллетного котла, собираемого своими руками, может быть дополнена системой поджига. Он бывает ручным и автоматическим. Если выбрана автоматика, то потребуется дополнительно установить электрический вентилятор. Факельная горелка отличается от прочих вариантов небольшой мощностью и имеет удобные для использования в домашних условиях компактные размеры.

Ретортная горелка имеет вид чаши. Ее наполнение производится снизу. Вентилятор подает в зону горения воздух, попадает он в горелку через специальные небольшие отверстия.

Способы подачи топлива в горелку

Покупка

Горелка, собранная в условиях производства, потребует серьезных вложений. Средняя стоимость готовой составляет порядка 75000 рублей. На стоимость влияет:

• Производитель.
• Применяемые материалы.
• Размеры.
• Тип поджига.

В целях экономии предлагается создать горелку своими руками по имеющимся схемам и чертежам.

Изготовление своими руками

Самодельный пеллетный котел, чертежи которого выбраны для работы, должен соответствовать типу горелки. Ее также можно изготовить своими руками. Горелка, работающая в агрегате, является пожаробезопасной. Срок работы при правильной сборке составляет не менее 10-15 лет (производственные варианты способны работать до 20 лет). Все инструменты и комплектующие, которые требует горелка, можно приобрести в обычном магазине.

Схема пеллетной горелки

Параметры следует высчитывать с помощью специалиста или специального калькулятора. Видео по монтажным работам, связанным с горелкой:

Корпус и теплообменник

Корпус рекомендуется сделать из шамотного кирпича (устойчив к высоким температурам, перегреву и перепаду температурных значений). Также подходит для этого элемента чугун.

Теплообменник создается из труб. У них должно быть квадратное сечение. Нужно сделать отверстия, чтобы в дальнейшем подвести круглые трубы. Материалом служит листовая сталь, толщина составляет 4-6 мм. В передней и задней стенках должны располагаться технические дверцы (потребуются для тех. обслуживания агрегата). Инструменты – сварочный аппарат и дрель.

Теплообменник, согласно имеющимся схемам, располагается внутри корпуса котла.

Топливник

В качестве топливника можно использовать купленный или самостоятельно сделанный элемент. Эта часть котла обеспечивает приток топлива, необходимого для поддержания оптимальных температурных показателей. Рекомендуется, чтобы он был средних размеров для заправки печи сразу на 2-3 дня.

Способы самостоятельного изготовления

Пиролизный котел из кирпича

В сети можно встретить массу вариантов изготовления пиролизных котлов из самых разных подручных материалов. Рассмотрим самые распространённые из них.

Первый вариант – это простой котёл из газового баллона. Казалось бы, округлые стальные ёмкости из достаточно толстой стали идеально подойдут для изготовления топок, тем более что мастеру самодельщику не просто придать нужную форму железному листу толщиной в 5 мм, а тут уже почти всё готово.

Но, к сожалению, ничего хорошего из этой затеи не выйдет. Обычная конструкционная сталь, применяемая для изготовления баллонов, не обладает необходимым уровнем жаропрочности и химической стойкости, поэтому стенки топок, сделанных из них, быстро прогорят.

Но найти применение баллону в отопительной системе все же можно. Из него выйдет отличный топливный резервуар для котла, работающего на отработке.

Второй вариант – пиролизный котел из кирпича. Такой пиролизник обладает коэффициентом полезного действия до 90%. Такой показатель достигается благодаря высокому уровню тепловой инерции кирпича, позволяющему поддерживать в камерах газификации и сгорания оптимальный температурный уровень вне зависимости от интенсивности протекания термохимических реакций внутри них.

Кроме того, кирпичный котёл можно переделать таким образом, чтобы вышло две камеры газификации. И сделать так, чтобы они работали на различном топливе для пирозольного котла – одна на дровах, а вторая – на угле.

Благодаря различной продолжительности газообразования, а также сдвигом во времени загрузки топлива можно добиться того, что котёл никогда не будет выстуживаться.

И третий вариант –минипечь, работающая на опилках, стружке, тряпье. Изготавливается из пары банок из-под консервов различного диаметра, вставленных друг в друга. В нижней баночке тлеет топливо, а в отверстия, пробитые ножом в днище верхней, затягивается пиролизный газ и сгорает там.

Запуск и уход за котлом

Перед первым запуском конструкции потребуется пригласить специалиста, чтобы он проверил все элементы на соответствие требованиям безопасности. Самостоятельно проводить включение не рекомендуется.

Запуск осуществляется только после проверки агрегата на соответствие выбранной схеме. Должна быть проверена герметичность дымохода, бункера и самого котла. Перед стартом нужно удостовериться в том, что система отопления заполнена, а давление в ней соответствует параметрам, подходящим для работы. Все приборы и автоматика должны быть исправными.

Уход за агрегатом не сложный. По мере выгорания требуется подкладывать топливо, чистить печь от золы, а также контролировать работоспособность элементов автоматики. Отдельно потребуется проверять, как работает горелка и система поджига.

Как сделать пиролизный котёл своими руками пошаговая инструкция и чертежи

Как и из чего своими руками собрать пиролизный котёл для бытового использования своими руками – тема предлагаемой статьи-инструкции.

Принцип работы пиролизных котлов

Высокая эффективность, следовательно, экономичный расход топлива в подобных установках достигается разделением камеры сгорания на 2 отсека. Конструктивных исполнений пиролизных печей несколько. Например, такое.

Верхняя камера. В нее производится загрузка топлива и его горение. Особенность в том, что необходимо обеспечить недостаток кислорода. При таком условии замедляется процесс разложения продукта, а по сути, происходит лишь его обугливание (экономичность расходования!) и инициируется повышенное газообразование. Собственно, это и есть то, что называется пиролизом.

Нижняя камера. В нее поступают летучие вещества из 1-го отсека, которые за счет дополнительной подачи воздуха сгорают, выделяя тепло. Лишь незначительная часть его тратится на поддержание процесса пиролиза, а все остальное идет на нагрев теплоносителя.

Рисунок хорошо иллюстрирует основные рабочие циклы пиролизного котла.

В некоторых моделях камеры располагаются на одном уровне.

Собственно, дело не в инженерном решении, а в сборке установки, в которой можно реализовать пиролизный процесс, то есть обеспечить длительное горение топлива. А выбор конкретной схемы – на усмотрение мастера.

Особенности изготовления пиролизного котла

Материалы

Корпус пиролизного котла лучше делать из листовой стали (от 2 мм, в зависимости от расчетной мощности). Модели котлов, которые собираются из толстостенной трубы, вряд ли подходят для организации отопления частного дома. В основном такими установками обогреваются различные подсобки, гаражи или времянки.

Более габаритные пиролизные котлы монтируются по образцу большинства теплогенераторов – прямоугольной формы. В некоторых случаях, если модель мощная, ее стенки (изнутри) целесообразно выложить шамотным кирпичом.

Размеры пиролизных котлов

Один из самых интересных и «таинственных» вопросов по данной теме. Все расчеты делаются применительно к конкретному дому, его отопительной системе, со всеми ее нюансами, схемами и так далее. Автор не будет приводить математических выкладок и просит поверить на слово. Проектирование пиролизного котла лучше поручить специалисту. Разработка документации стоит денег, но в любом случае это обойдется дешевле приобретения установки промышленного изготовления.

Специфика эксплуатации пиролизных котлов

Без знания некоторых нюансов использования такого оборудования приниматься за изготовление подобной модели теплогенератора не имеет смысла.

Довольно «жесткие» критерии влажности сжигаемого топлива. Например, для дров максимальное значение – 33±2%. С чем это связано? Повышение температуры инициирует испарение влаги, содержащейся в продукте. Естественно, пар начнет смешиваться с пиролизными газами и негативно влиять на интенсивность процесса горения. Применение влажного топлива резко снижает КПД установки.

Не все разновидности твердого топлива подходят для сжигания в пиролизных котлах. С учетом специфики их работы, можно использовать лишь материалы, характеризующиеся высоким газообразованием при сгорании. Недостаток летучих веществ сказывается на эффективности эксплуатации пиролизных моделей. Проще говоря, дров расходуется много, а толк минимальный.

В заключение можно указать, что самая дешевая модель (причем небольшой мощности) стоит в пределах 48 000 рублей. В заключение можно указать, что самая дешевая модель (причем небольшой мощности) стоит в пределах 48 000 рублей. И еще не факт, что такой пиролизная установка полностью устроит хозяина. Например, габаритами в соответствие с выбранным местом для монтажа. Если подумать, то изготовление пиролизного котла своими руками, по индивидуальным чертежам – неплохое решение проблемы отопления частного дома, особенно если невозможно его подключение к магистрали газоснабжения.

Вывод

Пеллетная печь – современный и экологически чистый источник тепла в помещении. Работа ретортной горелки или любой другой долговечна, что не потребует затрат на ее ремонт. Котел можно сделать своими руками, что сэкономит финансовые средства.

Автор: Колесников Юрий Фёдорович, инженер-теплотехник*

© При использовании материалов сайта (цитат, изображений) указание источника обязательно.

Пеллетное топливо, или просто пеллет, как известно, представляет собой прессованные при повышенной температуре и гранулированные отходы обработки древесины или сельхозпроизводства (солома, шелуха и пр.). Себестоимость отопления пеллетами и в странах, обладающих природными энергоносителями в избытке, может быть ниже, чем углем (исключая места, непосредственно прилегающие к угледобывающим регионам). Пеллеты не источают вредных испарений, как жидкое топливо, взрывобезопасны, пачкают не более дров, но не требуют заготовок древесины на топливо.

Вместе с тем пеллеты энергоноситель довольно-таки капризный, при неправильном использовании пожароопасный, а в поиске на тему пеллетной горелки своими руками полезной информации крайне мало; покажут бьющий из сопла факел, и все тут. Или дают схему керамической горелки с наддувом к невнятному описанию гравитационной энергонезависимой горелки, или что-то еще в таком роде. Настоящая статья призвана до некоторой степени восполнить этот пробел.

Топливные пеллеты и отопительные котлы с пеллетными горелками

Почему горелка?

Пеллеты можно загрузить в обычную печку и поджечь, они сгорят. Также сгорят и в печи либо котле длительного горения. Но зольность составит в лучшем случае 20%, а может быть и все 60% (!). Поэтому при сжигании пеллет широко применяется предварительный пиролиз массы топлива; в таком случае зольность будет 2-5%. Но загружать пеллет в пиролизную печь или котел смысла нет: в устройстве со сжиганием пиролизных газов в отдельной камере они закоксуются, спекутся, и отход топлива будет еще больше, плюс внеплановая чистка и/или ремонт котла. Поэтому пеллеты сжигают в специальных горелках, где зоны пиролиза и формирования факела горящих газов частично перекрываются. Конструкция горелки выходит в принципе несложная. Как сделать простейшую пеллетную горелку, см. напр. видео:

Видео: простая самодельная пеллетная горелка

А стоит ли?

Экономически самостоятельное изготовление запасной пеллетной горелки имеет полный смысл, т.к. цены достаточно надежных брендовых изделий начинаются где-то от $500, если речь идет о полуавтоматической горелке, требующей ежедневного ухода; такая будет пригодна в качестве запасной. А за автоматизированный комплект оборудования для отопления пеллетами, требующий похода к нему раз в неделю для догрузки топлива, придется выложить от $3000.

Пеллеты как топливо

Пеллет достаточно энергоемкое топливо: его 1 кг выделяет ок. 5 кВт/ч тепла. Т.е. для отопления дома средних размеров в средних широтах в горелке должно сгорать прим. 2 кг пеллета в час; по объему это где-то с полведра. Пеллет в бункер (см. далее) нужно досыпать 1-2 раза в сутки и одновременно вытряхивать зольник котла; зола вполне пригодна на удобрение. Чистить хорошую фирменную горелку нужно не чаще раза в неделю (требующие чистки раз в сезон стоят от $5000); самодельную придется прочищать раз в 3-4 дня.

Но, во-первых, пеллеты хорошо горят и просто так, хоть и дают много золы. Болезнь всех без исключения существующих пеллетных горелок – возможность т. наз. обратного горения, когда зона пиролиза проникает в топливный бункер, и тогда – дым, вонь (ядовитая), пожар. Во-вторых, пеллетные горелки критичны к подаче воздуха: если его слишком много, пеллеты могут быть сдуты с горелки и дадут много золы; мало – опять много золы и закоксовывание. Потребность в воздухе горящей массы пеллет достаточно сильно зависит от режима горения. Как следствие, правильный режим горения пеллет выставить не так-то просто. В целом разжигается пеллетная горелка поэтапно след. образом:

• Поджиг – осуществляется специальной зажигалкой, представляющей собой керамический стержень, нагреваемый до 900-1100 градусов. Самодельную горелку можно разжигать лучиной, но ни в коем случае не ЛВЖ! Горение сразу же проскочит в бункер!
• Запуск – подачу воздуха регулируют (см. далее) до образования стабильного факела пламени;
• Разгон (выход на рабочий режим) – также воздухом (возможно, совместно с подачей топлива) добиваются бездымного пламени (возможно, с контролем его температуры) и сдувания золы с горелки без выдувания пеллет;
• Работа в дежурном режиме – воздух прикрывают до получения заданной температуры теплоносителя в обратке;
• Останов – подачу топлива отсекают, а воздух подают по п. 3, пока полностью не сгорит остаток.

Системы с принудительной подачей топлива

Именно способ подачи топлива определяет пожаробезопасность котла с пеллетной горелкой. Пеллеты в горелку в общем можно подавать принудительно или гравитационным способом, когда они сами сыплются из бункера. Наиболее безопасен принудительный способ. Однако это как раз тот случай, когда за безопасность и удобство надо платить: горелки с принудительной подачей это те самые, которые стоят от $3000.

Пеллетные котлы с принудительной подачей топлива и горелки для них

Принудительная пеллеты к котлу из бункера может быть пневмолифтовой (поз. 1 на рис. и шнековой (поз. 2 и см. ниже). Общее у них то, что в тракте подачи топлива есть восходящая ветвь. Если огонь выйдет из горелки, то ему, чтобы попасть в бункер, нужно будет спуститься вниз, что маловероятно. Пневмоподача совершенно исключает проскок горения в бункер, т.к. сплошной массы пеллеты в топливопроводе нет, да еще и воздух дует навстречу возможному пути огня, поэтому питать котлы с пневмоподачей можно из открытого бункера, который загружается раз в месяц. Однако в том и другом случае горелка нужна чашечная (объемная, см. ниже) со шнековой подачей пеллеты из питателя, поз. 3 и 4; она технически сложна, а ее стоимость составляет не менее 1/3 всей системы питания котла.

В системах со шнековой подачей используются 2 отдельных механических узла (слева и в центре на рис.): забирающий шнек поднимает пеллету из бункера. Затем топливо падает в питатель (приемный бункер) горелки, где другой шнек толкает топливо в зону горения. Как ни странно, проскок горения в бункер при этом не исключен совершенно, т.к. в восходящей ветви топливопровода пеллета лежит сплошной массой, поэтому нисходящий участок топливопровода делают из плавкого (но не горючего!) либо термоусаживающегося материала. Если питатель загорится, он расплавится или оторвется и прервет путь огня. Система со свободным падением пеллеты в питатель (справа) используется реже вследствие меньшей пожаробезопасности, но зато может быть применена для питания гравитационных горелок, см. далее.

Примечание: иногда ради компактности топливный бункер водружают на котел, см. рис. справа. При этом система с принудительной подачей теряет свойство пожаробезопасности, т.к. восходящая ветвь топливопровода из тракта подачи исключается.

Серьезный недостаток систем с принудительной подачей пеллеты – их энергозависимость: нужно крутить 2 электромотора. Но тогда имеет смысл и горелку применить с принудительным наддувом, это повышает КПД котла на 3-7 процентных пункта, и подключить управляющую автоматику, см. далее. В холодных странах, греющихся привозным топливом или собственными отходами, экономия на отоплении за сезон в таком случае может составить сумму, окупающую стоимость горелки с котлом.

Горелки в системах с принудительной подачей используются шнековые объемные, т.е. пеллета в них также принудительно выдавливается в пиролизную камеру, а пиролизные газы сгорают в топке котла. Горелки с пламенной чашей (поз. 1 на рис.) постепенно выходят из употребления: при сбое автоматики (см. ниже) топливо в чаше коксуется, что означает внеочередную чистку или ремонт котла, а проскок огня в питатель не такое уж редкое явление и в моделях лучших производителей. Чистить горелку с чашей от остатков золы нужно, при питании штатным (рекомендованным производителем) топливом, раз в неделю.

Способы подачи топлива из питателя в пеллетную горелку

Горелки с подачей вторичного воздуха в дожигатель (поз. 2) или с ретортой, формирующей первичный и вторичный потоки непосредственно в чаше (поз. 3) лишены большинства этих недостатков. Горелка с дожигателем практически никогда не закоксовывается, но чистить ее вручную нужно все равно раз в неделю, а горелке с ретортой чистка нужна ежемесячная, да и то по результатам осмотра.

Примечание: по схеме с ретортой строятся также т. наз. каминные горелки с гравитационной подачей топлива для котлов и печей до 5 кВт, поз. 4 на рис.

Об автоматике

Горелки систем с принудительной подачей пеллеты не образцы для повторения начинающими не только из-за сложной механики. Все свои достоинства, в т.ч. безопасность, они показывают только под управлением микропроцессора, действующего от целого набора датчиков:

• В дымоходе – дает не только наличие, но и величину тяги.
• В топке – показывает температуру факела.
• В системе отопления – дает температуру обратки.
• В горелке, в зоне сжигания – показывает наличие и уровень топлива.
• В питателе – то же.
• В бункере – то же.

Микропроцессор, руководствуясь данными с датчиков, регулирует подачу и топлива, и воздуха по заданной пользователем с пульта программе, напр. «Зима», «Весна/осень», «Нижний уровень комфорта», «Дом пустует» и др. Именно одновременная согласованная регулировка подачи воздуха и топлива обеспечивает максимально возможный КПД котла на любых доступных пеллетах, это серьезное достоинство систем с принудительной подачей.

Петропелет.

Петропелет разрабатывался для установки на промышленный котёл “Купер” Новосибирского “ОООТеплодар”.Горелка просто навешивается вместо нижней дверки котла на имеющеся на котле петли. Поэтому перейти с дров на пелеты занимает не более 3 минут. Пеллеты не дрова, просто так на воздухе не горят. Для их горения необходим наддув, и условия наддува зависят от конкретного котла и других факторов. Поэтому Петропелет состоит из собственно жаровни, системы наддува и системы розжига.Также на горелке имеится датчик горения.

Наддув. Для наддува я использовал вентиллятор от печки ВАЗ-2110 или т.п. Цена вопроса 850р. По производительности он явно с “перебором”, поэтому питать его приходится от 2,5 до 5 вольт. При болших напряжениях он просто выдувает пеллеты из камеры сгорания. Конечно же со временем я планирую применить какой-нибудь вентиллятор меньшей производительности. Сразу оговорю, что вентилляторы типа “крыльчатка” не годятся. Только системы “беличье колесо” или их ещё называют “центробежные” или “улитка”. Прошло время и я подобрал более подходящтй вентилятор. Купил на АлиЭксперте.

Гравитационные горелки

Гравитационная пеллетная горелка может быть выполнена энергонезависимой, т.к. топливо в ней сыплется прямо в пиролизную камеру, а наддув возможно обеспечить за счет тяги в дымоходе. Ввести гравитационную горелку в рабочий режим также возможно вручную, манипулируя всего лишь заслонкой на горелке и шибером (регулятором тяги в дымоходе). Однако стоит это несколько меньшего КПД котла и большей пожароопасности. Поэтому любая гравитационная горелка требует квалифицированного обслуживания. Будем надеяться, что данная статья поможет читателю и в этом.

Пеллетные горелки с гравитационной подачей топлива

Энергонезависимые гравитационные горелки с ручным управлением промышленностью не выпускаются: при неграмотном пользовании они чрезвычайно опасны. В продажу под названием гравитационных поступают полуавтоматические горелки с подачей топлива «самосыпом». Для предотвращения проскока огня в бункер либо ставят шлюз (слева на рис.) из термореактивных, т.е. расширяющихся при нагревании элементов, либо применяют схему с двойным колосником, справа. Подвижный колосник периодически отходит назад, берет порцию топлива и переносит ее в зону сжигания, одновременно выталкивая золу в зольник котла. Сложная горелка со шнеком в таком случае не нужна, но плоха эта схема тем, что зазор между колосниками быстро забивается остатками золы. Если подвижный колосник застрянет в заднем положении, проскок огня в бункер практически неизбежен, поэтому огневой шлюз в горелке с двойным колосником также необходим.

Без электричества

Самодельная пеллетная горелка может быть выполнена энергонезависимой, если ее сделать по корзиночно-факельной схеме:

1. Топливо сыплется непосредственно в пиролизную камеру, представляющую собой стальную перфорированную корзину. Корзину делают съемной, т.к. под каждый калибр (диаметр) пеллет нужна отдельная корзина.
2. Немедленный проскок огня в бункер до определенной степени предотвращает «третичный» воздух, подсасываемый через отверстия в питалеле.
3. Первичный воздух обеспечивает пиролиз топлива в корзине.
4. Пиролизные газы и вторичный воздух поступают в камеру сгорания, где и происходит основное горение.
5. Из камеры сгорания вырывается факел раскаленных газов, греющий котел.

Примечание: по описанной схеме строятся и некоторые фабричные горелки, в т.ч. хорошо себя зарекомендовавшие Пеллетроны. Но они ни в коем случае не энергонезависимы, т.к. снабжены встроенной автоматикой. ИБП (источник бесперебойного питания) для Пеллетронов можно приобрести опционально или использовать компьютерный.

Посматривая на Пеллетроны

Схема работы энергонезависимой пеллетной горелки с котлом дана слева на рис., а схема ее устройства и описание принципа действия – справа там же:

Устройство гравитационной пеллетной горелки

Непременное условие успешной эксплуатации – шибер в дымоходе с заведомо избыточной тягой. В режим такая горелка вводится довольно просто:

• Полностью открывают шибер и воздушную заслонку горелки.
• Открывают заслонку подачи топлива на бункере (она должна быть обязательно!)
• Поджигают пеллету, немедленно прикрывают заслонку на горелке.
• Наблюдая сквозь смотровое окошко котла (тоже обязательно), плавно и медленно открывают заслонку горелки, пока факел не разгорится и не появится облачко золы. Выдувания пеллет не допускать!
• Шибером по термодатчику котла (или по виду факела) вводят горелку в рабочий режим.

Промышленный образец

На современном рынке отопительных приборов существует множество моделей котлов, где в качестве топлива применяется древесина, а точнее, ее измельченные отходы. В зависимости от технических характеристик изделия, печи на опилках могут обогревать только дом или дополнительно еще и хозяйственные постройки. Существует стандартная схема, позволяющая обеспечить горячее водоснабжение для отопительной системы и домашних нужд, где основным элементом служит двухконтурный твердотопливный пиролизный котел. Производительность тепла в данном случае зависит от мощности котла на опилках, а также качества и количества заданного топлива.

Преимущества современных агрегатов

Основными достоинствами заводских отопительных приборов для дома являются:

• максимальная автоматизация горения топлива и стабильное поддержание необходимой температуры. Котлы на щепе самостоятельно контролируют, насколько заполнен бункер накопителя, из которого осуществляется шнековая подача опилок в котел. Благодаря тому, что вовремя срабатывает защитная автоматика, противопожарные шнеки не позволяют пламени перекинуться обратно на бункер;
• автоматический режим выброса золы в специальный сборник избавляет хозяев от остановки системы для ручного вмешательства в очистительную систему. В данном случае отопительные котлы на опилках останавливают свою работу исключительно в случае неполадок с целью их устранения;
• теплогенератор на опилках отличается экологической чистотой, ведь здесь горение не сопровождается выбросом золы из трубы в атмосферу, а прогретый воздух проходит несколько степеней очистки от тяжелых частиц, и лишь затем поступает в помещение. Тем временем зола, осажденная специальным циклоном, утилизируется без вреда для окружающей среды;
• абсолютное большинство котлов, работающих на прессованных или рассыпчатых опилках, отличается надежной работой и высокой эффективностью теплоотдачи;
• полная автоматизация контрольной системы, которая сканирует оборудование на наличие неисправностей и сигнализирует оператора о возможных погрешностях в работе, если таковые имеют место быть.

Минусы котлов заводской сборки

Данный вид устройств, генерирующих тепло, практически не имеет недостатков, разве что их стоимость в зависимости от марки и модели бывает уж очень высокой. Также иногда возникают проблемы с заменой вышедших из строя комплектующих, которые нужно заказывать у завода-производителя и ждать доставки товара, что проблематично в отопительный сезон, когда остановка системы очень нежелательна.

1. Процесс начинается с автоматической подачи опилок в бункер, снабженный системой подвижных полов, откуда они поступают на транспортер.
2. Спрессованный или рассыпной древесный материал хранится в бункере до тех пор, пока отсек с горелкой для сжигания опилок не будет опустошен, после чего в работу вступают подвижные полы. При полном заполнении бункера топливо не будет подаваться до тех пор, пока емкость не начнет опустошаться.
3. На следующем этапе древесная стружка из бункера подается в котел при помощи шнека для щепы и опилок.
4. После поступления в камеру сгорания топливо сжигается в полном объеме благодаря воздушному поддуву. Далее работа котла выполняется беспрерывно по одинаковому циклу, рассмотренному в этих четырех пунктах.

Самодельные котлы на пеллетах ↑

Говоря о самодельных котлах вообще, большинство заинтересованных в эффективных отопительных системах все-таки относятся к такой возможности с немалым сомнением. Всем представляется — это очень сложное инженерное сооружение. А напортачить здесь нельзя — ошибки в такой сфере, как отопление, могут дорого обойтись. Это, конечно, правильно. Но что касается именно пеллетного котла, то как раз его возможно изготовить самостоятельно даже при отсутствии особых знаний и навыков.

Впрочем, утверждать, что это совсем простое и незатейливое дело, не буду — это совсем не так. Но если у вас в принципе нет страха перед бытовыми техническими задачами, то вы вполне можете справиться с этим.

Перед тем как вы решитесь на столь ответственное дело, вам надо будет определиться с материалом — то есть понять и представить, из какого металла ваш котел будет выполнен: из стали или же из чугуна. Если это будет сталь, то изделие будет легче по весу, с ним будет отчасти проще при изготовлении и при установке, но зато и срок службы заметно короче (порядка 20 лет). Если вы выберете чугунный вариант корпуса, пожалуй, это оптимально. Срок службы изделия будет около 40-45 лет, и материал не должен корродировать и портиться. На практике чугунные котлы изготавливают из секций-модулей, дабы при необходимости (при повреждениях) можно было по-скорому их заменить. Котлы могут быть не зависящие от электроэнергии, и зависящие от нее. Котлы энергозависимые оснащены, как правило, системой автозагрузки пеллет и оборудованы специальным вентилятором. Подобный вариант также возможно собрать собственными руками, но для этого понадобится немало времени и какие-то базовые инженерные навыки и представления. В случае энергонезависимой системы котел будет устроен по принципу естественной циркуляции. Здесь используется большого диаметра труба, располагаемая наклонно.

Установка

Пеллетные котлы необходимо монтировать с соблюдением определенных требований к месту установки.

Выбираем место

Лучше устанавливать агрегат в отдельном помещении из-за внушительных габаритов. Оптимальным вариантом можно назвать комнату с температурой не ниже +10 °C.

Установка за пределами здания нежелательна. Однако при размещении оборудования на улице или в гараже следует расположить трубы под землей ниже уровня замерзания для уменьшения теплопотерь.

Подготовка пола и стен

Необходимо выровнять пол в том месте, где будет монтироваться оборудование. Площадка должна быть достаточно прочной, чтобы выдержать вес самого устройства и бункера с гранулами. На стенах и полу следует закрепить негорючие пластины. Около аппарата обязательно предусматривается место для пеллет.

Вентиляция и дымоход

Монтируем вентиляцию и дымоход, изготавливаемый из негорючего материала. Последний, как правило, выводится на крышу, выступая над ее поверхностью минимум на полметра. Его следует защитить от осадков и утеплить.

Сечение труб дымохода должно быть больше диаметра отверстия, предназначенного для отвода отработавших газов из оборудования.

Следует позаботиться об обслуживании дымохода, предусмотрев специальное плотнозакрывающееся отверстие для его чистки.

Устанавливаем оборудование

Подготовив площадку, устанавливаем сам аппарат. Устанавливаем и подключаем горелку, бункер, шнек и пульт автоматического управления. Коммуникации к оборудованию подсоединяем через шаровые краны.

Это облегчит обслуживание системы. Желательно установить фильтры. После подключения всех элементов, производят пробный пуск отопительной системы.

Схема котла на пеллетах ↑

Ниже представлена сборка котла в чертежах.

На рисунке показано, из каких основных составляющих собирается пеллетный котел

Схемы и чертежи сборки пеллетного котла: 1 — Котёл; 2 — бункер топлив.; 3 — узел автоподачи; 4 — прибор управления; 5 — узел рециркуляции; 1.1 — топка (дверца); 1.2 — передний загольник (дверца); 1.3 — люк; 1.4 — задняя дверца; 1.5 — ручка атмосферного затвора; 1.5.1 открыт затвор — котел не работает; 1.6 — место газов; 1.6.1 — атмосферный затвор; 1.7 — подача; 1.8 — отдача; 1.9 — подача в коллектор; 1.10 — отдача с коллектора; 1.11 — зольник; 1.12 горелка в топ.камере; 1.13 — топка; 1.14 — радиатор; 2.1 — бункерный люк; 2.2 — сброс топлива; 2.3 — мешалка; 2.4 транспортёр шнеков.; 3.1 редуктор; 3.2 Вентилятор; 3.3 Воздухозатвор; 4.1 — термометр д/дыма; 4.2 — манометр; 4.3 — термометр подачи; 4.4 — вентиль трехходов.; 4.4.1 минимум подачи температуры; 4.4.2 — подача температуры (максимум); 4.5 — аварийный термостат; 4.6 — смена режимов; 4.6.1 Выкл.; 4.6.2 — вкл. подача горючего (только); 4.6.3 — вкл. подача воздуха (только); 4.6.4 — Автомат; 4.7 — термостат; 4.8 — термометр выхода; 5.1 — безопасность (затвор); 5.2 — на рециркуляцию; 5.3 — затвор (шаров.); 5.4 — фильтр; 5.5 накачка рециркуляц; 5.6 — выход от рециркуляции; 5.7 водоотводное отверстие

Наглядная схема пеллетного котла

Эксплуатация пиролизного котла длительного горения своими руками

Настройка правильного функционирования котла после установки также имеет свои особенности. В норме котел не дымит. Перед первым включением котел подсоединяется к дымоходу и наполняется водой. На котле размещается терморегулятор для контроля показателей температуры жидкости. Чтобы смонтировать термометр в котлах предусмотрены специальные отверстия.

Последовательность включения котла:

1. Вентилятор подключается к электросети и проверяется на работоспособность. Воздушные заслонки должны быть на среднем положении.
2. В загрузочный бункер необходимо положить небольшое количество бумаги и щепок. Дверцы камеры потребуется закрыть.
3. Открывается дроссельная заслонка дымохода, включается вентилятор и поджигается бумага.
4. После разгорания дров форсунка перекрывается.
5. Через нижний отсек сжигания выполняется контроль горения.
6. После закипания жидкости потребуется отключить вентилятор. Пламя погаснет, а вода начнет остывать.

Установка котла предусматривает соблюдения правил безопасности. Монтировать прибор лучше в отдельно котельной. Оборудуют прибор на основе из кирпича или бетона. Предусматривается интервал между котлом и стенами – от 20 см.

Нюансы сборки ↑

Для этих целей нужны металлические (железные) листы (3-5 мм толщина), а также сварочник и болгарка. Обязательно проинспектируйте лично, чтобы литы железа были без хотя бы видимых дефектов и чтобы сам металл был прочным.

Сделать пеллетный котел своими руками — задача вполне посильная

Как я уже сказал, пеллетный котел изготовить своими силами не составит сверхусилий. Самой простой будет его горизонтальная конструкция. Выполняется она из листов стали и труб.

За основу берется теплообменник прямоугольной формы, изготовленный из труб квадратного сечения. К нему привариваются круглые трубы.

Лучше всего будет квадратный профиль, надежно формирующий стыковочные швы. Далее теплообменник устанавливается в топливник из шамотного кирпича.

После нарезки нужной длины труб проделываются для круглых труб специальные отверстия в профиле для вертикальной стойки. Во фронтальных трубах, которые еще остались, надо вырезать отверстия для водоотвода. Всего предусмотрена пара водоводов: для горячей воды сверху и для холодной внизу. Подобные отверстия можно выполнить с помощью резака для сварки, после чего осторожно их обработать болгаркой.

Установите заднюю часть котла (сваркой) к фронтальной части. Делается сварка боковых труб.

Совет: даже если вы держали в руках сварочный аппарат и какие-то навыки имеете, данные работы целесообразнее выполнять с помощником, который как минимум поможет зафиксировать в нужном положении все узлы. Да и подстрахует, если что, дабы вся эта сложная конструкция не развалилась или не упала в процессе монтажа.

Когда сварочные работы закончены, обязательно следует проверить ваш котел на предмет герметичности. Как Сделать это несложно.

• Установите конструкцию вертикально;
• Приоткройте нижнее отверстие;
• Залейте воду в верхнее отверстие;

Если выявились протечки, займитесь ими — лучше всё сразу сделать нормально на берегу, чтобы избежать проблем в дальнейшем. Ну а если всё нормально, протечек не обнаружили, тогда можно приступить к непосредственному к монтажу котла.

Устройство дымохода

Когда речь идёт об отопительном оборудовании, которое работает на твёрдом топливе, нужно обязательно устраивать дымоход. В данном случае, дымоход делают из трубы диаметром 100 мм.

На расстоянии 50–100 мм от верхнего среза печи, врезают дымоотводный патрубок. Это отрезок стальной трубы, в которую будет плотно входить дымовая труба. Дымовой канал делают с небольшим горизонтальным участком — 50 – 60 см прямой трубы хватит для того, чтобы ослабить тягу. Не допускается большое количество колен до выхода из помещения.

В эксплуатации удобен дымоход, выполненный из нескольких отрезков. Так его можно будет без проблем чистить.