Что такое печь на пеллетах и как ее сделать самому

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.

Устройство и принцип работы пеллетных котлов

Чтобы смонтировать самостоятельно подобную твердотопливную установку, нужно будет хорошо потрудиться, а для начала разобраться, как она работает и из чего состоит. Сердцем пеллетного агрегата является горелочное устройство, что выполняет практически все основные функции и связано с контроллером котла, действуя по его командам. Горелки, предназначенные для сжигания пеллет, бывают двух типов:

  • ретортные;
  • факельные.

Разница между ними заключается в следующем. Ретортная пеллетная горелка представляет собой чашу (реторту), наполняемую снизу топливом посредством шнека, а воздух в зону горения подается вентилятором через отверстия, расположенные по бокам чаши. При работе столб пламени направлен вверх, что должна учитывать конструкция котла.Факельное горелочное устройство – это труба, она же – камера сгорания, где с одного торца происходит шнековая подача пеллет, а из другого выходит мощный факел пламени, направленный горизонтально. Это достигается нагнетанием воздуха в камеру с той же стороны, что и топлива.

Примечание. Горелки факельного типа применяются чаще ретортных, так как у последних случаются проблемы с подачей пеллет низкого качества. Для сборки котельной установки своими руками также предпочтительнее использование факельного горелочного устройства, ниже мы обоснуем почему.

В дальнейшем мы будем рассматривать работу агрегата с факельной горелкой, поскольку для нашей цели данная конструкция подходит лучше. Итак, камера сгорания в виде трубы находится внутри котла, а наружная часть горелки состоит из корпуса с подающим шнеком и вентилятором для нагнетания воздуха. Для функционирования электрического розжига и поддержания пламени в конструкцию также входит плата управления, фотодатчик и элемент накаливания. В верхней части корпуса находится патрубок топливоподачи.

Процесс происходит так: по команде контроллера шнек подает в камеру небольшое количество пеллет и останавливается. Включается элемент накаливания и одновременно с ним вентилятор, вызывая возгорание топлива. Появление устойчивого пламени фиксирует фотодатчик, и извещает об этом блок управления, а тот выключает элемент накаливания. Дальше начинается работа в обычном режиме, шнековый конвейер возобновляет подачу, а вентилятор нагнетает требуемое количество воздуха. По команде того же контроллера в горелку через патрубок насыпаются пеллеты, перемещаемые туда из загрузочного бункера внешним шнековым конвейером.

Примечание. Многие производители используют топливный бункер, закрепленный прямо над патрубком горелки, что позволяет пеллетам самостоятельно ссыпаться в него без дополнительного конвейера.

Теперь стоит рассмотреть устройство пеллетного котла в целом. Конструкция корпуса агрегата типична для всех твердотопливных установок, она представляет собой внутреннюю камеру из стали либо чугуна, заключенную во внешний кожух, заполненный водой, — водяную рубашку. Для отбора теплоты у дымовых газов конструкцией может быть предусмотрено 2 типа теплообменников:

  • жаротрубный;
  • водотрубный.

В водотрубном теплообменнике теплоноситель протекает через трубы, омываемые продуктами горения и передающие ему свое тепло. Но такое устройство нечасто встречается в твердотопливных котлах, обычно в них все наоборот: дымовые газы проходят сквозь трубы, отдавая энергию горения водяной рубашке, это и есть жаротрубный теплообменник. Чтобы работа котла была эффективной, теплообменник делается двух – или трехходовым. Это значит, что дымовые газы, проходя по жаровым трубам, дважды или трижды меняют свое направление на противоположное, делая 2 или 3 хода. Это позволяет отдать им максимум тепла водяной рубашке, а на выходе в дымоход получить температуру не более 150 ºС.

Рабочий процесс происходит так: горелка сжигает топливо и нагревает стенки камеры, а те прогревают теплоноситель. В свою очередь, продукты горения под воздействием естественной тяги и работы вентилятора проходят сквозь жаровые трубы, также отдавая теплоту водяной рубашке, и выбрасываются в дымоход. Интенсивность горения управляется контроллером по сигналу датчика температуры, погруженного в теплоноситель на выходе из агрегата. В том и заключается принцип работы пеллетных котлов, чтобы автоматически регулировать процесс сжигания и по необходимости увеличивать или уменьшать подачу топлива и воздуха в горелку.

Использование пеллет в обычной печи, возможно и выгодно. Топить гранулами можно любую печку, независимо от конструкции и принципа работы. Чтобы появилась возможность применять прессованное топливо, потребуется модифицировать устройство топки или установить горелочное устройство.

Каждый вариант имеет свои особенности, преимущества и недостатки. При выборе принципа работы печи, обращают внимание на следующие характеристики:

Необходимость материальных сложений.

Зависимость от электричества.

  • Теплоотдача.
  • Топка печи гранулами-пеллетами вручную

    Если планируется топить пеллетами вручную, конструкцию печи не нужно изменять и модифицировать. Единственное, что необходимо изменить – это уменьшить расстояние щелей колосника. Модификация делается следующим образом:

      Посредством замены колосников – изготавливают специальную решетку с уменьшенным просветом между прутьями.

    Наложением сверху колосника, стальной толстой проволоки или дополнительной решетки. Применяют прутья с толщиной 0,5-1 см.

  • Установкой специальной корзины – для работы печи на гранулированном топливе – это оптимальное решение. Недогоревшие пеллеты, остаются внутри корзины и не проваливаются в зольник.
  • Топить дровяную печь пеллетами вручную, поначалу, может показаться сложным процессом. Определить сколько именно топлива необходимо загружать в топку и соответственно контролировать процесс горения, и теплоотдачи, удастся уже после нескольких растопок. Добавлять гранулы в печку лучше понемногу, контролируя температуру.

    Использование пеллетной горелки для печи

    Модернизация дровяной печи для сжигания пеллет, посредством установки горелочного устройства, оптимально подходит для теплогенераторов, работающих с использованием принципов длительного горения. После установки горелки, удается добиться максимальной теплоотдачи и экономичного расхода гранул.

    Перевод печи с дров на пеллеты, выполняется установкой навесной или встраиваемой горелки, соединенной с шнековой передачей и топливным бункером. Конструкция горелочного устройства состоит из нескольких важных элементов:

      Работой автоматической пеллетной горелки, управляет микропроцессорный чип. Контроллер выбирает скорость подачи гранул, при возникновении аварийной ситуации, отключает работу оборудования.

    Транспортная подача – в оборудование для организации подачи пеллет входит: шнековая подача, электродвигатель. Узлы подключаются к контроллеру, регулирующему их работу.

    Читайте также  Ваги для проводов
  • Система розжига и контроля пламени. Розжиг выполняется, как только запускается система. При затухании пламени, в автоматическом режиме осуществляется повторный розжиг гранул.
  • Горелка имеет съемную конструкцию. Отопительная печь длительного горения, работающая на пеллетах и дровах, переоборудуется с одного типа топлива на другой, в течение 10-15 минут. Для модификации, нет необходимости в квалифицированной помощи. Достаточно снять горелку и установить дверцу топки обратно.

    Установка пеллетной горелки в печь из кирпича

    Чем лучше топить печь – дровами или пеллетами

    Использовать пеллеты вместо дров, выгодно по нескольким причинам:

      Автоматизация процесса горения – от одной закладки, печь проработает от 6 часов до нескольких суток.

    Простота хранения – гранулы фасуют в мешки. При складировании, объем прессованного топлива, необходимый для полноценного отопления в течение всего сезона, занимает практически в 2 раза меньше места, чем дрова.

  • Высокая теплоотдача – сжигать гранулы-пеллеты можно в обычной печи. Тепла при горении, выделяется больше, чем у дров.
  • Если пеллеты сжигаются без горелки – этот недостаток не является критичным. Можно использовать любой вид пеллет, независимо от зольности. После того, как порция гранул прогорела, колосниковую решетку очищают с помощью специального крючка. Для горелки, подойдут исключительно пеллеты с небольшой зольностью.

    Горелкам требуется регулярное техническое обслуживание. Печи без горелочных устройств, прогорают чаще. При сжигании пеллет, нагрев в топочной камере превышает температуру горения дров.

    Дрова, до сих пор считаются самым доступным типом топлива практически по всей территории РФ. Достать пеллеты, в некоторых регионах России сложно.

    Расход топлива для дома на 100 м², при условии применения дров, составляет 5-6 м³ для средней полосы РФ, что требует предусмотреть достаточно вместительный склад для хранения. У влажной древесины снижаются показатели теплоотдачи. При использовании в печах длительного горения, время работы от одной закладки уменьшается вдвое.

    Оптимальный вариант топить пеллетами, но в виду ограниченной доступности прессованных гранул, выбор часто остается за дровами.

    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.

    Введение

    А сподвигло на написание данной статьи одно обстоятельство. У меня родители проживают в Алтайском крае. И вот отопление после ремонта дома (а это как всегда, сначала ремонт, а потом стены не правильно стоят и надо переносить ), вдруг неожиданно надо было заменить с дровяного на пеллетное.

    Отапливаемость дровами это периодическая их покупка, расколка и сушка в дровенике. Очень часто они не успевают просыхать. Постоянная уборка мусора около печки и ни какой автоматизации в отоплении, которая особенно важна при температуре за бортом -50 градусов, а такие морозы у нас не редкость. Вот мы и решили с отцом переделать печку под пеллеты, да так чтобы автоматизация обязательно была.

    Конструктивные особенности

    Внутри котла находится камера сгорания, выполненная в виде трубы, а конструкцию наружной части горелки составляют вентилятор, нагнетающий воздух и подающий шнек.

    Для поддержания пламени и обеспечения электророзжига, в конструкцию с водяным контуром понадобиться внедрить фотодатчик, плату управления и элемент накаливания. Патрубок подачи топлива находится в верхней части корпуса. Процесс происходит следующим образом: шнек начинает подавать немного пеллет в камеру, согласно команде контроллера, после чего останавливается. Следующим по команде включается вентилятор и элемент накаливания, что вызывает воспламенение топлива в печи.

    Конструкция корпуса данного агрегата аналогична другим твердотопливным установкам — это внутренняя камера из чугуна или стали, заключенная во внешнем кожухе, который заполнен водой, образущей так называемую водяную рубашку. Для отбора тепла у дымовых газов могут быть предусмотрены два вида теплообменников:

    • водотрубный;
    • жаротрубный.

    Теплоноситель в водотрубном теплообменнике протекает по трубам, которые прогреваются в процессе сжигания пеллет. Такой принцип конструкции печи не является самым популярным в твердотопливных котлах, здесь все иначе: сквозь трубы идут дымовые газы и энергия горения передается водяной рубашке — это и есть принцип действия жаротрубного теплообменника. Для получения большего эффекта, конструкцию теплообменника делают двух или трехходовой. Это означает, что тепло, проходя по трубам, несколько раз изменяет направление на обратное, что позволяет проходить 2 -3 круга. Благодаря этому обеспечивается максимальная теплоотдача водяной рубашке, а на выходе температура дыма не будет превышать 150 градусов.


    Процесс работы происходит следующим образом — посредством горелки топливо сжигается, что нагревает стенки камеры, после чего прогревается теплоноситель. Остатки продуктов горения под воздействием работы вентилятора и естественной тяги уходят через жаровые трубы, также нагревая водяную рубашку, после чего выходят через отверстие дымохода. Насколько сильным будет процесс горения определяет контроллер, ориентируясь на сигналы датчика температуры, который погружен в теплоноситель на конечном этапе агрегата. Главным принципом работы пеллетных печей, сделанных своими руками, является возможность автоматического регулирования процесса сжигания, что позволяет топить нее тратя на это много времени.

    Изготовление узла подачи пеллет

    Сварить бункер для пеллет. Размер бункера около 0,4 м³ (h×b×c = 1275×500×1000 мм) дает возможность перезагрузки топлива не чаще 1 раза в три дня в течение отопительного сезона. Бункер соединить с шахтой шнека для загрузки топлива.

    Важно! Шахту можно изготовить в виде трубы из листовой стали сваркой.

    Длина вставленного внутрь шнека и, соответственно, шахты загрузки зависит от того, насколько удален загрузочный бункер-хранилище пеллет от горелки. Дозированную загрузку пеллет в котел можно осуществляться при помощи простого пластинчатого дозатора, установленного на входе в шахту шнека и соединенного с электродвигателем. Можно обойтись без шнека при загрузке пеллет, если конструкция горелки позволяет установить бункер непосредственно над горелкой.

    Читайте также  Аналог гипсокартона

    Технология производства

    Для любого хозяина идея превратить отходы в топливо, или даже на этом заработать денег, является привлекательной. В принципе, сделать пеллеты своими руками реально, но ожидать от них промышленного качества не стоит. Заставить на работать импортный пеллетный котел на самодельных гранулах вряд ли получится, но самодельный или твердотопливный агрегат отлично с ними справляется.

    Оборудование, которое необходимо для производства пеллет из опилок или щепы

    Технология производства древесных пеллет состоит из нескольких последовательных этапов:

    • Крупное дробление сырья. Фрагменты должны быть не более 1,25 см³. Это подготовка для более качественной сушки. Для этой операции нужна дробилка.
    • Сушка в сушильной камере. Сырье доводят до влажности 8-12%. Камеры есть разных типов, в некоторых используют прямой нагрев (в сушильную камеру подается раскаленный воздух из топки), в других греется теплообменник, а от него — воздух в сушилке. Второй вариант менее эффективен, но в этом случае исключена возможность попадания сажи в сырье. Даже небольшое количество сажи способно окрасить щепу. В результате по качеству пеллеты могут относится к «белым» (если использовали соответствующее сырье), а по цвету — к серым.
    • Мелкое дробление. Просушенную древесину подают в дробилки (обычно молоткового типа). На выходе фрагменты древесины имеют размеры на более 1,5 мм для белых и серых пеллет, и 4 мм для промышленных.
    • Увлажнение. Древесные волокна с малой влажностью не смогут склеиться. Потому их увлажняют. Если используются отходы сосны, ели, впрыскивается вода. Сырье из твердых пород — дуба, березы, бука — обрабатывается горячим паром.
    • Прессование. Тут работают прессы разных конструкций. Сырье продавливается через матрицу (плоскую или круглую), которые и формируют цилиндры заданных размеров.
    • Охлаждение. Под воздействием высокого давления пеллеты нагреваются до 70-90 °C. В таком состоянии они легко крошатся, потому их оставлют остывать.
    • Готовые гранулы просеиваются (от остатков не склеившихся частиц) и фасуют.

    Как видите, процесс многоступенчатый, требует довольно большого количества оборудования. Тем не менее, при наличии дешевого или бесплатного сырья производить пеллеты своими руками выгодно.

    Особенности производства пеллет из соломы

    Сделать пеллеты из соломы проще. Она изначально идет сухой, потому этап сушки отсутствует. Если же есть мокрая солома, ее сушат в естественных условиях на солнце, а затем измельчают и подмешивают к сухой, добиваясь тем самым требуемой влажности исходного сырья перед прессованием.

    Легче происходит и измельчение. Для этого требуется соломорезка, которая сразу нарезает сырье на фрагменты требуемой длины. Так что измельчение тоже проходит за один раз. После доведения массы до требуемой влажности, ее продавливают через пресс. И тут все проще: так как сырье более мягкое, усилий требуется меньше. Менее мощное оборудование — меньшие затраты. При этом производительность линии может быть высокой.

    Как видите, оборудования для производства пеллет из соломы требуется меньше, да и затрат времени и энергии тоже меньше.

    Инструкция по сборке пеллетного котла своими руками

    Пеллетный котел с автоматической подачей топлива практически не требует контроля за своей работой. Но наряду со всеми положительными аспектами он обладает одним существенным недостатком – высокой стоимостью. Поэтому идея сделать аналогичное отопительное устройство возникла с момента появления пеллетных котлов на рынке.

    Как работает пеллетный котел: принцип и составные элементы

    Основным топливом для котлов такого типа являются пеллеты – гранулы, изготавливаемые из древесных отходов. Общий принцип построения конструкции показан на рисунке.

    Топливо из емкости для хранения (1) с помощью транспортировочного шнека подается в камеру сгорания (2). Так как в котле нет прямого источника естественной тяги, для поддержания процесса горения в конструкции предусмотрена горелка (3). Она выполняет функции нагнетателя воздуха с помощью вентилятора и производит запал пелллет во время начала работы котла. Далее тепловая энергия передается через теплообменник к теплоносителю системы, а остаточные дымовые газы удаляются через дымоход.

    Преимуществом пелллет является небольшое содержание минеральных элементов, которые образуют золу. Ее удаление происходит через колосниковые решетки в камеру зольника (4). По мере прогорания топлива температура в камере сгорания падает – это фиксируется датчиком и происходит поступление пеллет из хранилища с помощью шнека. Более подробно принцип работы описан в этой статье .

    На первый взгляд, система достаточно сложная. Однако при должном желании и умении ее можно сделать самостоятельно. Для этого понадобится составить проект, выбрать материалы и инструменты, а также определиться с готовыми комплектующими к котлу.

    Изготовление

    Так как пеллетный котел представляет собой довольно сложную конструкцию, то на первом этапе его создания необходимо составить проект. Он должен содержать все необходимые чертежи, составные элементы и порядок их сборки. Делать устройство «по наитию» не рекомендуется – существует большая вероятность ошибки.

    Для изготовления понадобятся следующие материалы и комплектующие.

    Горелка

    Лучше всего приобрести уже готовую пеллетную горелку. Это один из самых затратных компонентов будущего котла. Средняя стоимость 30 кВт устройства составляет 40-45 тыс. руб.

    Однако сделать ее самостоятельно весьма проблематично. Горелка представляет собой не просто емкость для воспламенения топлива, но и выполняет функции контроля и регулирования пламени. С помощью датчиков температуры и нескольких установленных программ ее регулирования можно добиться оптимального расхода пеллет при стабильном комфортном температурном режиме в доме.

    Котел

    Специалисты рекомендуют делать корпус котла горизонтальным. Это даст возможность максимально эффективно использовать тепло от топлива. Такая форма связана с тем, что сделать практически камеру дожига газов будет проблематично. Котел должен состоять из следующих частей:

    1. Корпус. В зависимости от выбранного материала это может быть листовая сталь, чугун или кирпичная кладка. Последнее предпочтительно, так как эта конструкция позволит сохранить тепло и обеспечит его максимальную передачу следующему элементу.
    2. Теплообменник. Устанавливается внутри корпуса и может представлять собой несколько соединенных труб системы теплоснабжения дома.

    В конструкции котла обязательно должны быть: камера сгорания, зольник и дымоход. Диаметр отверстия для камеры сгорания изготавливается согласно параметрам выбранной горелки. Во всем остальном он полностью аналогичен стандартному котлу или печи.

    Топливный бункер

    Это место хранения пеллет, откуда они должны подаваться в горелку. В заводских моделях этот процесс организован с помощью шнеков, которые постепенно добавляют топливо в котел по мере надобности.

    Для самостоятельного изготовления понадобится шнек (2) диаметром 75 или 100 мм, наружный кожух из металла (1) и электродвигатель (3), который подключается к блоку управления горелки. В качестве емкости может служить любая конструкция, начиная от стального конусного бункера и заканчивая стандартной упаковкой для пеллет. В выгрузную горловину емкости устанавливается входящий патрубок шнека. На его другую часть монтируется пластиковая гофрированная труба, по которой будут подаваться пеллеты к горелке. При поступлении сигнала от горелки запускается электродвигатель и работает до тех пор, пока камера сгорания котла не наполнится нужным количеством топлива.

    В итоге должен получиться комплекс отдельных элементов, которые вместе составят эффективный пеллетный котел. Однако не всегда самостоятельное изготовление будет выгоднее приобретения заводской модели. Для этого стоит сначала подсчитать полную смету необходимых материалов, затраты на услуги сварщика и т.д. Если в итоге сумма будет существенно ниже, чем готовый комплекс – можно смело приступать к самостоятельному изготовлению.