Что такое пеллетная горелка для котла
Пеллетные горелки РВ: конструкция, преимущества, принцип работы
Пеллетные котлы отопления – надежные твердотопливные агрегаты, сжигающие спрессованные опилки в виде гранул (пеллеты).
Эти гранулы изготавливают из отходов деревообрабатывающей промышленности, а их сжигание в 1.5 раза эффективнее сжигания дров.
В этой статье рассмотрим конструкцию пеллетных горелок.
Устройство пеллетной горелки РВ
Пеллетная горелка РВ – это устройство для сжигания пеллет в твердотопливном котле в автоматическом режиме. Основными блоками пеллетной горелки являются:
Принцип работы пеллетной горелки РВ
Принцип работы пеллетной горелки РВПеллеты или другое сыпучее топливо засыпается в бункер, емкость которого влияет на длительность автономной работы без дополнительной загрузки топлива.
Подъем топлива из бункера в горелку осуществляет шнековый транспортер. Забор топлива происходит со дна бункера и через пластиковые трубы пеллеты поступают в горелку.
Когда котел установлен, позаботьтесь о терморегулировании для получения идеального микроклимата в помещении. Подробнее здесь.
Чтобы эксплуатация твердотопливного котла была безопасной, установите дымососы, циклоны и золоуловители. Подробнее об этих устройствах читайте по ссылке https://otoplenie-pro.com/dymososy-ciklony-zolouloviteli/.
Горелка представляет собой колосниковую решетку, на которой происходит процесс горения. Горелка оснащена системой автоматического розжига, а контроль над процессом горения осуществляется с помощью фотоэлементов.
Для подачи необходимого количества воздуха, пеллетная горелка оснащается вентилятором.
Процесс подачи топлива, его розжига, подачи воздуха и горения контролируются блоком управления в автоматическом режиме.
Комплект пеллетных горелок РВ включает в себя:
Достоинства пеллетных горелок РВ:
Недостатки пеллетных горелок РВ:
Особенности пеллетных горелок
Некоторые виды пеллетных горелок (серии «ТА» и «МА» от «КСТ» и «КМТ») оснащены дополнительным компрессором для осуществления автоматической пневматической очистки от скопления золы на колосниковой решетке.
Также возможна установка GSM модуля, позволяющего осуществлять управление пеллетной горелкой дистанционно. Доступ можно получить через мобильное устройство. Для защиты от несанкционированного доступа система защищена паролем.
Возможна установка датчика контроля температуры воздуха и программирование недельного режима работы.
Газовая колонка портит интерьер кухни? Не беда. Наша статья поможет вам удачно вписать газовую колонку в дизайн кухни.
Решили остановиться на газовом котле, но от ассортимента в магазине разбегаются глаза? Мы подготовили для вас обзорную статью о ведущих производителях газового оборудования https://otoplenie-pro.com/obzor-bytovyx-gazovyx-kotlov-otopleniya-vedushhix-proivoditelej/
С учетом всех последних модернизаций пеллетные котлы становятся самостоятельной интеллектуальной системой отепления, способные автоматически осуществлять контроль над безопасной эксплуатацией оборудования. В случае создания аварийной ситуации, будет отправлено сообщение на ваш мобильный телефон.
Марки горелок
GreenEcoTherm GP 25-32-45; ОБЩЕМАШ РВ; Лидмаш PV; Megatherm MPB 50; Ferroli Sun P; QUEMADOR DE BIOMASA; BMax; КОНОРД.
Использование пеллетных котлов — это удобно, особенно в сравнении с аналогами. Работа агрегата практически полностью автоматизирована и не требует постороннего вмешательства, а система защиты обеспечивает надежную и безопасную эксплуатацию.
Горелка для твердотопливного котла
Владельцы современного оборудования все чаще обращают внимание на пеллетные горелки для твердотопливных котлов. Знать устройство и принцип работы достаточно важно, ведь при покупке таких агрегатов нужно определиться с размерами и изучить типы устройств.
Неоднократно сталкивался с чертежами и могу поделиться действенными советами по этому поводу, со всеми нюансами нужно разбираться последовательно, в противном случае можно упустить главные моменты. Не менее полезной будет информация, по поводу выбора продукции, а топ 3 лучших изделий поможет провести параллель между оборудованием и не ошибиться в момент покупки.
Некоторые изделия получится сконструировать самостоятельно, если знать подробный алгоритм действий, который я предоставлю после рассмотрения основной информации.
Разновидности горелок в пеллетных котлах
Типичная установка устроена достаточно просто, в нее зачастую входят такие элементы как:
Принцип работы предполагает наличие пеллет, также в оборудование входит автоматика и шнек. Для обеспечения подачи воздуха есть лямбда-зонд, он отмеряет оставшийся объем и подстраивает горение таким образом, чтобы получить максимальный КПД.
Резервуар для топлива называют бункером, к основным элементам относится нагреватель, работающий от сети, он функционирует автоматически. Трудоемкость во время процесса работы сводится к минимуму, что делает устройство очень востребованным и популярным.
Ретортные пеллетные горелки
Эту разновидность устройства я называю оборудованием объемного длительного горения, гранулы подаются верх за счет шнекового приспособления. Воздух для протекания процесса проходит через отверстия в чаше, они расположены по всему ее периметру.
Конструкция теплообменника должна быть оригинального образца, в таком типе газовой горелки это очень важно. Купить подобную установку получится у иностранных фирм, зачастую они занимаются разработками современных модификаций. Аппарат достаточно чувствителен к гранулам и требует качественного обслуживания, в противном случае он не прослужит долго.
Пеллеты растительного происхождения приведут к прогоранию элементов корпуса, что потребует дорогостоящего ремонта.
Горелки каминного типа
Устройство может работать беспрерывно, оно рассчитано на постоянное горение гранул, для нагнетания воздуха дополнительных составляющих не нужно. Но без тяги через дымоход такие приспособления функционировать не будут, это обязательное правило для использования устройства.
На параметры канала для выхода дыма я советую обращать внимание в первую очередь, от этого будет зависеть продуктивность работы. Стабильное поступление воздуха необходимо обеспечить и следить за процессом внимательно.
Факельные
Поскольку пламя стремится вбок, то подобные твердотопливные системы часто встречаются на российском рынке. Шнек горизонтального типа отвечает за подачу топлива, пеллеты проходят по нему в камеру сгорания по вакуумной трубке. Без принудительной тяги оборудование не сможет работать, вентилятор способен создавать нужное давление воздуха, поэтому его зачастую вполне хватает.
Процесс можно с уверенностью назвать стабильным, эффективность работы также на высоком уровне. В отсутствии гранул можно запросто использовать сухую щепу, это никак не скажется на целостности или функционале приспособления. Регулировка плавная, это обосновано прямой связкой между системой управления и вентилятором, процесс автоматизирован.
Как выбрать пеллетную горелку
КПД у реторных моделей для котлов составляет всего 76%, поэтому такие аппараты я советую рассматривать в последнюю очередь. Не менее важно обратить внимание на такие моменты как:
В продвинутых моделях камеру сгорания на заводе изготовителе формируют из специальных керамических камней, что существенно продлевает срок эксплуатации и производительность изделия.
А для лучшего длительного горения я советую присматриваться к изделиям с трубчатым исполнением и наличием шнека, не будет лишним узнать у консультанта или посмотреть в паспорте интенсивность работы приспособления, сколько уровней оно поддерживает.
Топ 3 пеллетных горелок для твердотопливных котлов
Третье место я отдаю отечественному производителю «Пеллетрон», для хорошей работы нужна только естественная тяга, что делает устройство практичным и независимым от электричества.
Пеллетрон
Конструкция достаточно простая а цена доступная, поставить подобное дополнение можно без особого труда на любое устройство, монтаж не вызовет трудностей.
Достоинством оборудования является небольшой вес, но есть свои недостатки:
Горелка Китурами
«Китурами» занимает вторую строчку рейтинга, этот аппарат производится заграницей и является аналогом отечественного производителя. Среди характеристик могу отметить довольно интересные показатели, мощность может достигать 33 кВт, а КПД достаточно хороший, он составляет 95%. В комплектацию входят такие полезные приспособления как:
Из недостатков я заметил высокую стоимость продукции и зависимость от состояния электросети, при малейших перепадах могут случаться поломки.
Ферроли
Если говорить о высоких показателях надежности, пеллетная горелка «Ферроли» выходит на первое место в рейтинге за хорошие характеристики. Мощность может достигать 55 кВт, а вентилятор центробежного типа позволяет не беспокоиться о недостатке воздуха в системе, что напрямую влияет на производительность.
Хочу отметить хорошую совместимость с котлами фирмы VIESSMANN. Набор опций достаточно обширный, в последние аппараты производитель внес узел очистки газов, включающий дымосос, это незаменимые дополнения для горелок на отработке, которые функционируют с мощностями свыше 200 кВт.
Установка газовой горелки в твердотопливный котел
Чтобы произвести своего рода модификацию, так я называю этот процесс, необходимо закупить оборудование и составляющие, после чего в соответствии с инструкцией вмонтировать шнек, бункер и лямбда-зонд в дымоходную трубу.
Не менее важно правильно подключить электронику, при наличии вентилятора, его также следует надежно закрепить и проверить перед использованием.
Некоторые котлы не предназначены для установки горелок на отработке или других типов, поэтому перед началом работ и непосредственным приобретением одной из моделей стоит убедиться в возможности монтажа.
Для произведения манипуляций такого характера зачастую в корпусе должно быть место под дополнительную установку, в паспорте на твердотопливный котел производители уточняют такой момент, поэтому я советую обращать на это внимание и беречь документы, пока оборудование не потребует замены.
Как сделать пеллетную горелку своими руками
Закупив металл для реализации задуманного и все составляющие не менее важно составить чертеж или взять готовый документ такого плана, по нему гораздо легче работать с материалом. Более стойкие металлы прослужат гораздо дольше, ведь температура будет достигать 1000 градусов.
Емкость бункера я не советую делать вместительностью больше 34 кг, ширина чаши при этом составит 40-50 см, чего вполне достаточно для домашнего использования. Все стыки нужно качественно заклепать или проварить, особенно это касается камеры сгорания, ведь без правильного подхода к процессу обязательно возникнут проскоки огня, что довольно опасно.
Конструкция простая, ее можно собрать в домашних условиях без особого труда, я производил манипуляции по такому алгоритму действий: начертил развертку, приступил к сворачиванию материала и проклепал все соединения максимально надежно.
При необходимости пеллетные горелки для твердотопливных котлов снабжаются вентилятором и автоматикой, в зависимости от типа производимого оборудования.
Пеллетная горелка: что нужно знать для самостоятельного изготовления
Автор: Колесников Юрий Фёдорович, инженер-теплоэнергетик*
© 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?
Пеллеты как топливо
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:
Системы с принудительной подачей топлива
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:
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.
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:
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:
Останов горелки также несложен:
Детали и размеры
Самая ответственная часть горелки – корзина. Ахиллесова пята самодельных корзин – застревание и закоксовывание пеллет в наклонной задней стенке, отчего пиролизный процесс нарушается и огонь идет в бункер. Чтобы избежать этого, прорези в задней стенке нужно делать не сплошные, а так, как показано на врезке справа вверху на рис. Размеры прорезей – на 2-3 мм меньше размера пеллет в плане. Зазор между задней стенкой и днищем корзины на 2 мм меньше калибра пеллеты, но не менее 6 мм. А вот прорези в передней стенке, отделяющей пиролизную часть от камеры сгорания, нужны как раз сплошные. Лучше даже, если они будут открыты снизу. Высота канала вторичного воздуха под днищем корзины для горелки на 15 кВт 28-30 мм. Наклон задней стенки 45 градусов. Такая корзина с лотком размерами в плане 130х130 мм и глубиной 100-120 мм как раз и сожжет 2-3 кг пеллет в час.
Чертежи гравитационной пеллетной горелки и бункера для нее
Не менее ответственная часть – бункер. Как раз в бункеры произвольной конструкции чаще всего и происходит проскок огня. К счастью, здесь мудрить не надо: бункеры от Пеллетронов, чертежи которых даны слева на рис., отлично себя показали. С горелкой на 15 кВт 34 кг бункер средней зимой в средней полосе обеспечивает суточную топку, а 17 кг полусуточную.
Размеры камеры сгорания можно взять от Пеллетрона 15 (выделено цветом справа на рис. Канал вторичного воздуха лучше сделать Г-образным с изломом вверх, это обеспечит активное его смешивание с пиролизными газами и немного больший КПД котла.
Камеру сгорания нужно делать из жаропрочной стали толщиной от 2 мм. Поскольку жаровая сталь варится плохо, надо вычертить развертку камеры, свернуть ее и стыки проклепать или проварить точечной сваркой. Кстати, настольный аппарат для точечной сварки тоже можно сделать своими руками в домашних условиях.
Примечание: еще об одном варианте самодельной гравитационной пеллетной горелки см. след. ролик:
Видео: гравитационная пеллетная горелка своими руками
Способ регулировки наддува пеллетной горелки
Возможные усовершенствования
Намного упростит запуск горелки и сделает ее безопаснее вследствие меньшей реакции на тягу в дымоходе наддув. Для 15 кВт горелки достаточно вентилятора на 20 Вт. Проще всего регулировать наддув от вентилятора-улитки, как показано на рис. справа.
Примечание: на форумах по пеллетному отоплению, напр. американском: donkey32.proboards.com, можно найти идеи поставить в котле элементы Пельтье и запустить от них для наддува 12 В компьютерный вентилятор. Во-первых, элементы Пельтье мигом сгорят и в дымоходе. Во-вторых, мощность компьютерного вентилятора на порядок меньше требуемой. В-третьих, без управляющей электроники, работающей от термопары в топке, система пойдет враскачку, т.к. получится – сильнее разгорелось, сильнее наддув, а надо наоборот.
Можно также таскать ведра с пеллетами не раз-два в сутки, а еженедельно или даже ежемесячно. Непременное условие, по правилам пожарной безопасности – котел должен находиться в отдельной несгораемой котельной. Тогда ставим большой бункер с долговременным запасом топлива, шнеком и свободным падением пеллет (см. выше), но не в питатель горелки, а в расходный бункер. В последнем – 2 датчика уровня топлива, верхний и нижний (лучше – оптопары). Мало топлива – мотор закрутил шнек, посыпал. Наполнился расходник – стоп! Ну, а если электричество пропало, придется уж таскать ведрами.
В заключение
Пеллеты как топливо и пеллетные горелки технически еще «сырые», не доведены до полной кондиции. Но это не значит, что любителям-умельцам заниматься ими не надо. Газ когда-то был еще менее доведен. Сто лет назад короткие радиоволны (КВ) были отданы на растерзание тогдашним «радиозайцам» ввиду их полной, казалось бы, бесперспективности для связи и вещания. А когда любители на КВ начали устанавливать дальние связи на КВ с передатчиками мощностью в ватты вместо десятков и сотен кВТ, для очень умных специалистов это было шоком. Пришлось открыть ионосферу Земли и озоновый слой в атмосфере, чтобы понять, почему так.
Устройство пеллетной горелки с керамической камерой сгорания
Что касается пеллетных горелок, то на сегодняшний день лучшие результаты показывают образцы с керамической камерой сгорания, см. рис. справа. По крайней мере, именно такие от остаточной золы нужно чистить не чаще раза в месяц. Казалось бы, штука не для домашнего повторения. Но детали камеры можно сделать методом шликерного литья, как делают самодельные тигли для плавки металла, а работают они в более тяжелых условиях. В общем – твори, выдумывай, пробуй!