Зміст:
- Пристрій і принцип роботи пелетних котлів
- Рекомендації з виготовлення котла
- Обв’язка пелетного котла
- Висновок
З усіх водогрійних опалювальних установок, які спалюють різні види твердого палива, найдосконалішим по праву вважається пелетний котел. І не дивно, адже ефективність спалювання пелет дуже висока, а ступінь автоматизації агрегату дозволяє не втручатися в його роботу тижнями, тільки б вистачало обсягу завантажувального бункера. Але всі ці достоїнства обертаються і іншою стороною – пристойною вартістю обладнання, в число яких входить не тільки сам обігрівач, але і паливний бункер зі шнековим конвеєром. Однак, є можливість стати щасливим володарем такого високотехнологічного агрегату, заплативши за нього вдвічі дешевше. Для цього доведеться зробити пелетний котел своїми руками, цю тему ми і розглянемо в цьому матеріалі.
Пристрій і принцип роботи пелетних котлів
Щоб змонтувати самостійно подібну твердопаливну установку, потрібно буде добре попрацювати, а для початку розібратися, як вона працює і з чого складається. Серцем пелетного агрегату є пальниковий пристрій, що виконує практично всі основні функції і пов’язане з контролером котла, діючи за його командам. Пальники, призначені для спалювання пелет, бувають двох типів:
- ретортне;
- факельні.
Різниця між ними полягає в наступному. Ретортних пелетні пальник являє собою чашу (реторту), наповнюєму знизу паливом допомогою шнека, а повітря в зону горіння подається вентилятором через отвори, розташовані з боків чаші. При роботі стовп полум’я спрямований вгору, що повинна враховувати конструкція котла.
Смолоскипна пальниковий пристрій – це труба, вона ж – камера згоряння, де з одного торця відбувається шнекова подача пелет, а з іншого виходить потужний факел полум’я, спрямований горизонтально. Це досягається нагнітанням повітря в камеру з тієї ж сторони, що і палива.
Примітка. Пальники факельного типу застосовуються частіше ретортних, так як в останніх трапляються проблеми з подачею пелет низької якості. Для складання котельні установки своїми руками також переважніше використання факельного пальникового пристрою, нижче ми обґрунтуємо чому.
Надалі ми будемо розглядати роботу агрегату з факельної пальником, оскільки для нашої мети дана конструкція підходить краще. Отже, камера згорання у вигляді труби знаходиться всередині котла, а зовнішня частина пальника складається з корпусу з подаючим шнеком і вентилятором для нагнітання повітря. Для функціонування електричного розпалу й підтримки полум’я в конструкцію входить плата управління, фотодатчик і елемент розжарювання. У верхній частині корпусу знаходиться патрубок паливоподачі.
Процес відбувається так: за командою контролера шнек подає в камеру невелику кількість пелет і зупиняється. Включається елемент розжарювання і одночасно з ним вентилятор, викликаючи займання палива. Поява стійкого полум’я фіксує фотодатчик, і сповіщає про це блок управління, а той вимикає елемент розжарювання. Далі починається робота в звичайному режимі, шнековий конвеєр відновлює подачу, а вентилятор нагнітає необхідну кількість повітря. По команді того ж контролера в пальник через патрубок насипаються пелети, що переміщуються туди з завантажувального бункера зовнішнім шнековим конвеєром.
Примітка. Багато виробників використовують паливний бункер, закріплений прямо над патрубком пальника, що дозволяє пелет самостійно зсипатиметься в нього без додаткового конвеєра.
Тепер варто розглянути пристрій пелетного котла в цілому. Конструкція корпусу агрегату типова для всіх твердопаливних установок, вона являє собою внутрішню камеру зі сталі або чавуну, укладену в зовнішній кожух, заповнений водою, — водяну сорочку. Для відбору теплоти у димових газів конструкцією може бути передбачено 2 типи теплообмінників:
- жаротрубний;
- водотрубний.
У водотрубном теплообміннику теплоносій протікає через труби, омивані продуктами горіння і передають йому своє тепло. Але такий пристрій нечасто зустрічається в твердопаливних котлах, зазвичай у них все навпаки: димові гази проходять крізь труби, віддаючи енергію горіння водяній сорочці, це і є жаротрубний теплообмінник. Щоб робота котла була ефективною, теплообмінник робиться двох – або триходовим. Це означає, що димові гази, проходячи по жаровым трубах, двічі або тричі змінюють свій напрямок на протилежне, роблячи 2 або 3 ходу. Це дозволяє віддати їм максимум тепла водяній сорочці, а на виході в димохід отримати температуру не більше 150 ?С.
Робочий процес відбувається так: пальник спалює паливо і нагріває стінки камери, а ті прогрівають теплоносій. У свою чергу, продукти горіння під впливом природної тяги і роботи вентилятора проходять крізь жарові труби, також віддаючи теплоту водяній сорочці, і викидає в димохід. Інтенсивність горіння управляється контролером за сигналом датчика температури, зануреного в теплоносій на виході з агрегату. В тому і полягає принцип роботи пелетних котлів, щоб автоматично регулювати процес спалювання і за необхідності збільшувати або зменшувати подачу палива і повітря в пальник.
Рекомендації з виготовлення котла
Перше, що слід зробити – це вибрати конструкцію агрегату. Тут наступні рекомендації: не ускладнювати собі роботу та підібрати пристрій котла з урахуванням перспективи. Простими словами, варто відокремити ті елементи, що можна виготовити самостійно від інших, які доведеться придбати. До останніх відноситься пальниковий пристрій з набором автоматики.
Деякі майстри-умільці пропонують робити і пальник своїми руками, але цей вузол досить складний, на нього можна витратити масу часу і зусиль, а в результаті функціонування і витрата пелетного котла будуть непередбачуваними. Напевно простіше купити готовий виріб і поставити його в саморобний агрегат, але це питання кожен вирішує для себе сам.
Щоб підібрати конструкцію з урахуванням перспективи, потрібно зробити її універсальною. Тобто, пропонується виготовити саморобний пелетний котел за образом звичайного твердопаливного котла, в якому є можливість спалювати дрова і вугілля. В сутності, теплообмінні процеси, що відбуваються в обох видах нагрівників, ідентичні, відрізняється лише паливо і спосіб його спалювання, що показано на малюнку:
Отже, сміливо приймаємо конструкцію традиційного твердопаливного котла з можливістю вбудовування замість завантажувальних дверцят пальникового пристрою на монтажній пластині. Це дасть наступні переваги:
Для топки котла найкраще взяти жароміцний сталь товщиною 5 мм Ідеальний варіант – сталь, легована хромом і молібденом (нержавійка), але вона досить дорога, а для її зварювання потрібні особливі навички. З цієї причини пелетні котли виготовляють із звичайної вуглецевої сталі Ст20, а для кожуха водяної сорочки підійде марка Ст3 товщиною 3 мм З такого ж металу, що і камера згоряння, краще взяти заготовки для дверок і жарові труби для теплообмінника. Колосникові ґрати вирізають з сталі товщиною 10 мм або просто купують готову. Ну і для під’єднання димоходу і теплоносія знадобляться відрізки труб відповідних діаметрів.
Збірка проводиться за допомогою зварювання, використовуючи креслення пелетного котла. Особливу увагу слід приділити жорсткості стінок водяної сорочки відрізками сталевої смуги або куточка, а також знімної конструкції завантажувальних дверцят. По закінченні зварні шви потрібно обов’язково випробувати на проникність і усунути недоліки.
Обв’язка пелетного котла
На практиці монтаж пелетного котла мало чим відрізняється від установки інших твердопаливних «побратимів». Тут основне завдання – правильно розмістити все обладнання разом з пристроями паливоподачі. Пам’ятайте, що між блоками агрегатів потрібно дотримуватися проходи шириною не менше 700 мм, а перед лицьовою панеллю агрегату повинне бути простір 2 м.
Якщо при розпалюванні будь-якого твердопаливного котла після зупинки всередину подавати теплоносій із системи опалення, то на внутрішніх стінках топки утворюється токсичний конденсат упереміш з попелом і сажею. Щоб не допустити цього процесу, з часом руйнує метал, при монтажі використовуються схеми обв’язки пелетних котлів зі змішувальним вузлом.
Тут головну роль грає триходовий клапан, чиїм завданням є не допустити потрапляння в сорочку агрегату теплоносія з системи до тих пір, поки вона не прогріється. В цей час вода, спонукувана насосом, циркулює по малому колу з подаючого трубопроводу прямо в зворотний через триходовий клапан. Як тільки вона досягне встановленої температури, клапан почне підмішувати в обратку воду з системи, в кінці кінців перекривши рух по малому колу. При цьому обв’язку котла, що працює на пелетах, має передбачати установку насоса на зворотному, а не подаючому трубопроводі. Не слід забувати і про групу безпеки із запобіжним клапаном і манометром, яку потрібно ставити на вихідному патрубку нагрівника.
Висновок
Як показує практика, саморобні котли, що працюють на пелетах, за своїм ККД поступаються установок заводського виготовлення, зате перевершують їх доступною вартістю та надійністю. Остання досягається товщиною конструктивних елементів з металу.