Шнековая печь своими руками

Добавил пользователь Alex
Обновлено: 08.09.2024

Не везде дрова или уголь — доступное топливо, а вот отходы деревообрабатывающей промышленности или сельского хозяйства найти можно, пожалуй, везде. Давно замечено, что горят они, может, чуть хуже, но отапливаться ими вполне можно. Только просто насыпать опилки или солому очень неудобно. Поэтому придумали их перерабатывать и прессовать в брикеты или гранулы. Для топливных гранул — пеллет — есть даже специальные котлы. При хорошем топливе они обслуживаются (выгребают золу) раз в месяц. Самая хорошая новость состоит в том, что вполне можно сделать пелеты своими руками. Для этого потребуется достаточно много оборудования, но основа — гранулятор (экструдер или пеллетайзер). Без него никак.

Что такое пеллеты и каких видов они бывают

Пеллеты — это топливные гранулы, которые изготавливаются из отходов деревообрабатывающей промышленности, некоторых остатков растениеводства (солома, лузга подсолнечника, гречихи и т.п.) и даже из куриного помета. Технология их производства такова, что никаких добавок и связующих не требуется. То есть, это абсолютно безопасное и стопроцентно натуральное топливо, которое к тому же сделано из отходов.

Пеллеты — хорошее топливо

Так как сырье для топливных пеллет может быть разным, то и характеристики топлива различны. Делят пеллеты на три категории:

Белые. Это топливо премиум класса с наивысшими характеристиками (и ценой). Названо так за характерный цвет — светло-желтый, почти белый. Но цвет вторичен, первичны характеристики и главная — очень низкая зольность. После сгорания белых пеллет золы остается не более 0,5% от объема топлива. Чистить котел надо будет очень редко. Белые топливные гранулы получают из стружки без коры и других посторонниз включений. Как правило, это столярное или мебельное производство.
Серые. Сырье для этого типа пеллет может содержать некоторый процент коры, хвои и некоторых других посторонних примесей. Но зольность при этом не должна быть более 1,5%.
Промышленные или темные пеллеты. Этот вид топливных гранул делают из соломы или жмыха в чистом виде или с добавлением древесных отходов. Зольность этого типа топлива намного выше, чем описанных выше, тем не менее, она не может быть выше 5%.

Характеристики пеллет из разного сыроья

В принципе, любые пеллеты можно засыпать в твердотопливные котлы, только их обычно используют на стадии тления. Когда печь уже разогрета, засыпают некоторое количество гранул.

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:

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.

Самодельные грануляторы

Хоть оборудования для производства пеллет требуется много, основное устройство — гранулятор. С его помощью из сырья формируются пеллеты. Есть несколько моделей грануляторов:

Самый простой по строению шнековый экструдер. Его часто делают для прессовки комбикормов, но можно использовать и для изготовления топливных гранул из мягкого сырья. Если вам необходимо сделать оборудование для производства пеллет, это — самый простой вариант. При условии, что вы умеете обращаться с токарным станком и сварочным аппаратом.

Самодельный шнековый гранулятор

Как и в любом оборудовании подобного типа у шнекового гранулятора есть матрица. В данном случае она похожа на сетку мясорубки, только сделана из пластины намного более толстой. Второй важный узел — шнековый вал. Все эти детали можно сделать своими руками. Как — описывать словами бесполезно, смотрите в видео.

Изготовление матрицы под готовый шнек.

После сборки основного узла надо установить мотор с редуктором, бункер, в который будет подаваться измельченная солома. Можно запускать.

Как сделать гранулятор с плоской матрицей

Сначала надо разобраться с тем, как он устроен. Все отлично продемонстрировано в видео.

Устройство пеллетайзера с плоской матрицей

В следующем ролике довольно подробные пояснения по процессу изготовления матрицы и роликов.

Печи и системы отопления

Что такое пеллеты и каких видов они бывают

Пеллеты — хорошее топливо

Белые. Это топливо премиум класса с наивысшими характеристиками (и ценой). Названо так за характерный цвет — светло-желтый, почти белый. Но цвет вторичен, первичны характеристики и главная — очень низкая зольность. После сгорания белых пеллет золы остается не более 0,5% от объема топлива. Чистить котел надо будет очень редко. Белые топливные гранулы получают из стружки без коры и других посторонниз включений. Как правило, это столярное или мебельное производство.
Серые. Сырье для этого типа пеллет может содержать некоторый процент коры, хвои и некоторых других посторонних примесей. Но зольность при этом не должна быть более 1,5%.
Промышленные или темные пеллеты. Этот вид топливных гранул делают из соломы или жмыха в чистом виде или с добавлением древесных отходов. Зольность этого типа топлива намного выше, чем описанных выше, тем не менее, она не может быть выше 5%.

Характеристики пеллет из разного сыроья

Технология производства

Оборудование, которое необходимо для производства пеллет из опилок или щепы

Технология производства древесных пеллет состоит из нескольких последовательных этапов:

Особенности производства пеллет из соломы

Самодельные грануляторы

Принципиальная схема шнекового экструдера (гранулятора)

Устройство основного узла гранулятора с плоской матрицей

Устройство гранулятора с цилиндрической матрицей

Самодельный шнековый гранулятор

Изготовление матрицы под готовый шнек.

Как сделать гранулятор с плоской матрицей

Сначала надо разобраться с тем, как он устроен. Все отлично продемонстрировано в видео.

Устройство пеллетайзера с плоской матрицей

В следующем ролике довольно подробные пояснения по процессу изготовления матрицы и роликов.

Среди всего многообразия современных твердотопливных котлов особое место занимают пеллетные горелки. Главным их преимуществом является возможность работы в полностью автономном режиме на протяжении длительного времени. В отличие от дровяных и угольных агрегатов, подача топлива в камеру сгорания происходит в автоматическом режиме, а поддержание заданного температурного режима осуществляется с помощью электронного блока управления.

Пеллетная горелка своими руками

Производительность и КПД пеллетного котла зависит, прежде всего, от эффективности работы горелочного устройства, именно этот модуль обеспечивает равномерное сгорание топлива нагрев теплоносителя до заданной температуры. В статье будут проанализированы устройство и принцип работы пеллетных модулей и приведены рекомендации по самостоятельному изготовлению этого агрегата.

Устройство и принцип действия

Большинство пеллетных горелок предусматривает наличие следующих модулей:

Шнекового конвейера, посредством которого осуществляется подача гранулированного топлива в камеру сгорания;
Приводного электродвигателя;
Электронным контроллером, отслеживающим параметры сгорания топлива и обеспечивающим внесение своевременных корректив в работу устройства;
Специального датчика, контролирующего количество кислорода в отработанных газах;
Гофрированного рукава, позволяющего предотвратить возгорание пеллет в бункере при возникновении обратной тяги;
Камеры сгорания со встроенной колосниковой решеткой;
Нагнетающего вентилятора, обеспечивающего подачу воздуха, необходимого для эффективного сжигания пеллет. Количество подаваемого в камеру сгорания воздуха зависит от частоты вращения вентилятора и регулируется автоматикой в зависимости от выбранного температурного режима;
Электрического ТЭНа, обеспечивающего автоматический розжиг гранул в камере сгорания.

Принцип работы пеллетной горелки

Из внешнего бункера гранулы попадают в загрузочное окно шнекового транспортера, который доставляет пеллеты в камеру сгорания горелки. Интенсивность горения зависит от количества поступающего в камеру сгорания топлива, непосредственно связанного с частотой вращения вала приводного электродвигателя. Необходимая для обеспечения заданного температурного режима частота вращения двигателя регулируется электронным контроллером.

Не менее важным фактором для обеспечения стабильности процесса горения и полного сжигания топлива является наличие в камере сгорания достаточного количества кислорода. В пеллетных модулях подача воздуха в камеру сгорания осуществляется с помощью специального вентилятора, также управляемого электронным контроллером.

Схема регулировки температуры теплоносителя выглядит следующим образом:

Из бункера, с помощью шнекового транспортера пеллеты поступают в камеру сгорания. Одновременно с этим, включается вентилятор, обеспечивающий подачу воздуха.
По сигналу контроллера происходит воспламенение гранул с помощью электрического ТЭНа;
Как только температура теплоносителя достигает заданного значения, термодатчик передает соответствующий сигнал электронному блоку управления, который переводит устройство в ждущий режим;
В случае снижения температуры теплоносителя ниже запрограммированного значения, датчик температуры снова подает сигнал на электронный контроллер. Автоматический блок управления включает вентилятор, обеспечивая тем самым дополнительный приток кислорода в камеру сгорания. Избыток кислорода приводит к увеличению интенсивности процесса горения и теплоноситель вновь разогревается до заданной температуры.
Если в ждущем режиме произошло затухание гранул, АСУ подает соответствующий сигнал на электрический ТЭН, обеспечивающий автоматический розжиг.

Несмотря на то что принцип работы пеллетной горелки не отличается особой сложностью, стоимость этого агрегата достаточно высока. Для сокращения материальных затрат, связанных с переоборудованием котла на пеллетное топливо, некоторые владельцы твердотопливных отопительных агрегатов изготавливают пеллетную горелку своими руками. Как и любое другое производство, изготовление этого устройства начинается с создания комплекта технической документации, проще говоря, чертежей.

Как составить чертеж пеллетной горелки

Прежде чем приступить к разработке чертежей, необходимо тщательно изучить существующие конструкции. Это позволит правильно подобрать материал и избежать ошибок при проектировании.

Наличие чертежей существенно упрощает процесс изготовления агрегата. Комплект чертежей пеллетной горелки должен включать в себя деталировку основных узлов и сборочный чертеж агрегата, на котором обязательно обозначаются:

Камера сгорания;
Емкость для загрузки пеллет;
Шнековый транспортер;
Нагнетающий вентилятор.

При индивидуальном использовании, элементы конструкции могут отображаться схематично, без проработки конкретных деталей, однако габаритные и присоединительные размеры должны быть указаны с максимальной точностью. Чертежи отдельных деталей должны содержать исчерпывающую информацию о конфигурации и используемом материале.

В зависимости от выбранного типа чертежи агрегата могут иметь ряд существенных отличий.

Гравитационная пеллетная горелка: изготовление

Самостоятельное изготовление этого модуля позволит сэкономить от 300 до 2500$. Кроме этого, использование гравитационной пеллетной горелки позволяет полностью отказаться от подключения котла к электросети. В этом случае гранулированное горючее поступает в камеру сгорания непосредственно из бункера, а подача воздуха обеспечивается за счет естественной тяги. Регулировка интенсивности сгорания топлива регулируется изменением положения шиберной заслонки дымохода.

К недостаткам таких систем относятся:

Возможность возгорания пеллет в бункере при возникновении обратной тяги;
Снижение КПД установки до 85-90%;
Необходимость ручной регулировки подачи гранул и положения шиберной заслонки.

Материалами для самостоятельного изготовления гравитационной горелки могут служить:

Труба из жаростойкой стали с толщиной стенки не менее 4 мм используется для изготовления камеры сгорания;
Листовая конструкционная сталь толщиной 3 – 4 мм применяется для изготовления фланца крепления;
Основной бункер может быть сварен из листовой стали толщиной 2-3 мм.

Поскольку данный тип горелки не предусматривает подключения к электросети, установку автоматической системы управления и электродвигателя, затраты на изготовление агрегата будут минимальны.

Факельная пеллетная горелка: изготовление

В отличие от гравитационной, факельная горелка оснащается шнековым транспортером, вентилятором и электронным контроллером, что существенно увеличивает материальные расходы на изготовление агрегата. Несмотря на это, такая конструкция получила широкое распространение благодаря следующим достоинствам:

Высокой производительности;
Неприхотливостью к качеству используемых гранул;
Возможности работы в автономном режиме, при этом длительность работы обусловлена исключительно емкостью топливного бункера;
Высокой степени пожарной безопасности.

Для изготовления фекальной пеллетной горелки своими руками потребуется приобрести:

Низкооборотный электродвигатель (или два, в зависимости от конструкции подающего механизма);
Вентилятор, который будет обеспечивать принудительную подачу воздуха в камеру сгорания;
Электронный контроллер, отслеживающий изменения температуры теплоносителя и подающего соответствующие сигналы на исполнительные механизмы устройства.

Что касается самого процесса изготовления, он значительно сложнее чем процесс изготовления гравитационной горелки, поскольку возникает необходимость монтажа термодатчиков и подключения электронной системы управления. Материалы для изготовления агрегата не отличаются от предыдущего варианта.

Ретортная пеллетная горелка: изготовление

Подача гранулированного горючего в таких устройствах, также как и в факельных, осуществляется с помощью шнекового транспортера. Отличием является то, что гранулы подаются снизу. Необходимый для горения воздух нагнетается через специальные отверстия в стенках реторты. Для эффективной работы такого устройства необходим контроллер, своевременно реагирующий на изменение температуры теплоносителя и вносящий необходимые коррективы в работу шнека и вентилятора.

В отличии от факельных устройств, пламя в ретортной пеллетной горелке направлено вверх, поэтому конструкция теплообменника у этих агрегатов сильно отличается. К недостаткам ретортных систем относятся:

Возможность частого засорения отверстий воздуховода, приводящего к затуханию устройства;
Необходимость ручной очистки реторты от продуктов сгорания и остатков гранулированного топлива;
Отсутствие разрывов в подаче гранул. В случае возникновения обратной тяги сохраняется возможность возгорания находящихся в бункере пеллет.

В качестве материала для чаши могут быть использованы жаростойкие марки стали и чугун. В некоторых моделях реторта может быть изготовлена из керамобетона или шамота.

Трудоемкость изготовления такого устройства в бытовых условиях довольно велика, поскольку помимо слесарных и сварочных работ потребуются навыки в области подключения электронных систем управления.

Автоматика для пеллетной горелки своими руками

Наиболее сложным этапом в изготовлении пеллетной горелки является изготовление и монтаж электронных модулей управления. Если рассматривать этот вопрос с теоретической точки зрения, при наличии специальных знаний, можно изготовить контроллер своими руками, однако на практике это практически невозможно. Кроме того, стоимость комплектующих сведет экономию средств к минимуму, а результат может оказаться весьма сомнительным. Поэтому даже при самостоятельном изготовлении горелки, контроллер, датчики и другую автоматику лучше приобрести в специализированном магазине.

Для эффективной работы горелки автоматика должна обеспечить:

Дозировку подачи пеллет и управление шнековым транспортером;
Автоматический розжиг и гашение;
Регулировку подачи воздуха за счет изменения частоты вращения вентилятора;
Оценку количества теплоносителя в отопительном контуре;
Контроль температуры теплоносителя в водяной рубашке котла;
Оценку параметров тяги в дымоходе.

Невыполнение даже одного из этих условий может привести к выходу из строя не только отопительного котла, но и всей отопительной системы.

Изготовление пеллетной горелки трудоемкий и ответственный процесс, однако, при наличии необходимых знаний и оборудования, изготовить такое устройство самостоятельно вполне возможно. Особое внимание следует уделить выбору параметров и монтажу электронных управляющих систем, именно от корректности их работы будет зависеть эффективность работы котла.

Читайте также: