Все о пеллетных горелках

Знать все о пеллетных горелках очень важно для любого владельца современного твердотопливного нагревательного оборудования. Это могут быть автоматические системы для твердотопливных котлов и другие виды техники. Неважно, решено ли купить готовое устройство или сделать его своими руками по чертежам с размерами — придется тщательно изучить основные типы и главный принцип работы.

Типичная пеллетная горелка устроена и просто и сложно одновременно. Составными частями устройств являются:

• лоток для закладки топлива;
• жаровня;
• вентилятор;
• разжигающее приспособление.

Типовая горелка, которая работает на пеллетах, изначально поставляется в большинстве случаев с полным набором необходимых деталей и приспособлений. Кроме автоматики (контроллера), туда входит шнек, подающий сами пеллеты. Обязательно должен быть лямбда-зонд. Эта деталь отмеряет оставшийся объем воздуха и подстраивает горение соответствующим образом. Топливный резервуар принято именовать бункером.

Между шнеком и горелкой может ставиться гофра из пластмассы. Ее основная функция — профилактика распространения пламени при возникновении обратной тяги. Ключевыми узлами пеллетной горелки также будут электрический нагреватель (работающий автоматически) и вентилятор, который находится в нижней или задней части устройства. Поскольку подача горючего в камеру сжигания происходит автоматически, трудоемкость работы существенно сокращается. В самодельных модификациях горелок преимущественно используется контроллер на Arduino.

В связке с ним обязательно должны быть:

• дисплей;
• цифровой датчик нагрева;
• от 4 до 6 кнопок;
• несколько реле и транзисторов.

Что касается редукторов, то они, конечно, не используются (ведь это не газовое оборудование, в конце концов). А вот мотор-редукторы вполне находят себе применение. Большинство производителей акцентирует внимание, что такие узлы универсальны, то есть подходят для подавляющей части моделей горелочных систем с поддувом и без него, имеющихся на рынке. Мощность устройств обычно составляет 25, 40 или 60 Вт.

Прежде чем делать или покупать пеллетную горелку, придется внимательно изучить характеристики такого оборудования. Оно существенно дешевле, чем рассчитанные на газ устройства. Также стоит отметить отличные перспективы автоматизации устройств. Запуск горения и последующий контроль огня происходят автоматически, без участия человека. В любых современных моделях предусматривается надежная защита от избыточного количества горючего.

Установить, а при необходимости и демонтировать, пеллетную горелку несложно. Она имеет обычно встроенные средства самодиагностики, облегчающие поиск неполадок. Совершенно исключено самопроизвольное воспламенение топлива в горелке, за его профилактику отвечает особый блок. Бункера современных устройств поддерживают автономную работу в течение 30 суток. Также стоит отметить, что:

• топить пеллетами дороже, чем обогреваться газом;
• импортные версии могут быть не рассчитаны на зимние условия в ряде российских регионов;
• гранулированное горючее не взрывается, как природный газ;
• зольность сгорания невелика;
• получаемая зола может быть использована в качестве удобрения;
• применение таких устройств не требует согласований;
• хранить пеллеты можно в любом удобном месте — для них не нужно строить отдельное помещение.

Такие горелки для твердотопливных котлов характерны в основном для российской продукции. Огонь устремляется в боковую плоскость. Подача пеллет происходит по горизонтальному шнеку либо с использованием вакуумной трубки. Тяга в котел должна обеспечиваться принудительно. Давление воздуха, создаваемое вентилятором, вполне соответствует потребностям отопительного оборудования; в зависимости от формирующихся завихрений, горение происходит более или менее стабильно.

Факельные горелки обеспечивают превосходную эффективность рабочего процесса. Закладывать внутрь можно практически любое горючее. Помимо пеллет самых разных типов, допускается использовать даже обычную сухую щепу, подходящую по размеру. Устройство использует эффект наддува. Плавность регулировки обеспечивается прямой связкой между вентилятором и автоматической системой управления.

Эти модели рассчитаны на постоянное горение пеллет. Нагнетательные системы (вентиляторы) не требуются. Зато обязательно должна присутствовать естественная тяга в дымоходе, потому критически важны параметры дымового канала. Очень большое значение имеет стабильность поступления воздуха.

Их альтернативное название — горизонтальные горелки. Пламя всегда ориентируется вбок. Для работы требуется применять лишь специальные гранулы, которые исключают образование золы. И тем не менее очищать горелочное устройство потребуется регулярно.

Противоположный вариант — роторные, они же вертикальные, устройства. Как свидетельствует название, пламя будет ориентировано кверху. Такое решение позволяет радикально сократить требования по качеству горючего. Да и специальная очистка если и требуется, то очень редко. Но и на этом перечень возможных типов горелок не заканчивается.

Популярностью пользуется ретортная разновидность. Ее еще называют устройствами объемного горения. Гранулы поступают снизу вверх за счет шнекового устройства. Воздух просачивается сквозь отверстия чаши, которые находятся по всему ее периметру. В таком варианте непременно используется теплообменник оригинальной конструкции.

Что касается энергонезависимых гравитационных горелок, то они в основном изготавливаются своими руками. Такие модели позволяют отказаться от электропитания котлов. Разумеется, только в том случае, когда отсутствует другая, нуждающаяся в электричестве, автоматика.

В гравитационных системах гранулы будут поступать напрямую из бункера. Воздухообмен происходит за счет естественной конвекции. Чтобы отрегулировать интенсивность горения, придется двигать шиберную заслонку на дымоходе. Подобное решение, несмотря на свою автономность от электропитания:

• может спровоцировать воспламенение пеллет внутри бункера при появлении обратной тяги;
• не обеспечивает КПД выше 90%;
• требует большого числа ручных манипуляций.

С самого начала стоит учесть, что при выборе пеллетных горелок для печи или для котла ретортные модели придется рассматривать в последнюю очередь. Их КПД, даже у лучших образцов, не превышает 76%. Если же выходит из строя всего один узел, система полностью теряет работоспособность. Лишь при замене проблемного блока она запустится вновь.

В рейтинг лучших образцов уверенно входит Pelltech PV 20-180. В этой системе используется типовой еврофланец, который позволяет устанавливать устройство в наддувные бюджетные котлы или в котлы, рассчитанные на биотопливо. Для получения топки и решетки применяют обычно жаростойкую сталь.

В более продвинутых моделях камера сгорания формируется из керамических камней. Трубчатое исполнение топки и добавление шнека позволяет добиться более эффективного горения. Любая модификация Pelltech рассчитана на 7-9 уровней интенсивности работы. Назначаться мощность может вручную либо в модуляционном режиме.

Также стоит отметить:

• наличие датчиков уровня пеллет;
• автоматический розжиг;
• дисплей на панели управления;
• контур пневматической или механической очистки;
• сохранение в памяти автоматического устройства «журнала сообщений».

Обязательно стоит упомянуть и пеллетную горелку OXI Ceramik+50. Это устройство оснащается подвижными колосниками с самоочисткой и ставится в любые твердотопливные котлы. Предусмотрена система модуляции. Моноблочное исполнение неоднократно оправдало себя на практике в самых сложных условиях. Важными чертами этой модели являются:

• функция затухания;
• автоматическая система защиты от обратной тяги;
• ввод для подсоединения комнатного термостата;
• возможности подключения отопительных насосов, дымососов, насосов и термических датчиков бойлеров ГВС;
• пригодность для котлов мощностью до 70 кВт.

Производитель указывает, что монтаж должен производиться в дверцу котла. Не менее важно указание, что эта модель должна монтироваться только сертифицированным персоналом. В набор поставки входят:

• трубопровод гофрированный;
• шнек длиной 1,5 либо 2 м;
• температурный датчик на 2 кОм (1 для котла, 1 для питателя);
• технический паспорт;
• руководство по установке и применению;
• талон гарантии.

При выборе систем с факельной горелкой надо учитывать разницу между моделями, которые переходят после нагрева котла в остановочный режим, и теми, которые рассчитаны на модуляцию, то есть поддержание заданного температурного уровня. Ретортные системы подходят главным образом для тех случаев, когда автоматический розжиг не слишком актуален. В пассивном режиме они не тухнут окончательно, а начинают тлеть.

Непременно следует обращать внимание и на шнеки. От качества этих винтовых спиралей зависит стабильность работы всей системы. Ретортные горелочные узлы обычно оснащаются осевыми шнеками. Они могут справиться с пеллетами любой длины, любой концентрацией опила. Безосевые виды шнеков, характерные для факельных горелок, куда надежнее, они создают существенно меньшую нагрузку на приводные редукторы.

Пеллеты в некоторых ретортных котлах подаются двумя шнеками; в других моделях применяется клапан. Если конструкторы выбрали одношнековую подачу, бункер должен быть загерметизирован, чтобы исключить риск пожара. Шнек также должен быть защищен от проникновения посторонних предметов. В факельных конструкциях такая защита предусматривается редко.

В качестве основы для пеллетной самодельной горелки можно взять схему, рассчитанную на емкость бункера 17 или 34 кг. Ширина чаши бункера при этом составит 40 и 50 см, а его общая высота — 87,3 и 72,3 см соответственно. Ширина горелок сверху – 20,5 и 14 см соответственно. Стоит присмотреться и к таким чертежам с размерами — они относятся к одной из серийных моделей, но это даже хорошо, поскольку свидетельствует об отличной проработке конструкции.

Конструкции в целом несложны. Однако очевидно, что горелки из обычной конструкционной стали мало прослужат из-за контакта с пламенем, разогревающимся до 1000 градусов и более. Придется подбирать более стойкие материалы.

Своими руками гораздо проще изготовить гравитационную модель. Но к ее созданию надо подходить с большой осторожностью, потому что вероятность ЧП очень уж велика. Наиболее ответственная деталь – «корзина». Прорези в ее задней стенке не должны быть сплошными, к тому же их размер должен быть меньше габарита пеллет. Иначе топливо станет застревать и появится закоксовывание.

Промежуток, отделяющий заднюю стенку от донца корзины, должен быть минимум 6 мм. При этом он должен быть хотя бы на 2 мм меньше габарита пеллет. Переднюю стенку желательно оборудовать сплошными прорезями. В идеале внизу они должны быть открыты. Заднюю стенку наклоняют чаще всего под углом 45 градусов. Обычный расчет часового расхода — на 2-3 кг топлива.

Бункеры важно защищать от «проскока огня». В качестве образцово защищенных подойдут бункеры от горелок «Пеллетрон». Емкости 34 кг хватит для прогрева в течение 24 часов. Вторичный воздушный канал обычно напоминает по форме букву Г с верхним изломом, что гарантирует интенсивное перемешивание и чуть лучший КПД.

Чтобы упростить сборку камеры сгорания, придется:

• начертить развертку;
• свернуть материал;
• заблаговременно проклепать или точечно проварить стыки.

Рекомендации по использованию и настройке автоматики для фирменной горелки всегда можно узнать в ее руководстве. В любом случае надо строго соблюдать ограничения по виду и размеру используемого топлива.

Подключение котла или печи с горелкой должно производиться только к тщательно рассчитанной дымовой трубе. Сечение дымохода должно соответствовать величине вывода.

Камеру сгорания и колосники требуется регулярно вычищать. Перед обслуживанием необходимо проверять, может ли конкретная операция быть проделана самостоятельно или нет.

До запуска горелки котел проветривают 10-15 минут. Использовать для розжига жидкое горючее, газовые аэрозоли нельзя. Если котел не развивает положенную температуру, необходимо прочищать горелку.

О том, как установить пеллетноую горелку на котел, смотрите в следующем видео.