Виды пеллетных горелок и принцип работы

Факельная пеллетная горелка

Первоначально подобные горелки использовались для сжигания зерна. Основное преимущество – компактные размеры, позволяющие установить горелку во многие твердотопливные котлы с небольшими топочными камерами. Достаточная простая в исполнении и надежная в эксплуатации. К недостаткам можно отнести меньшую, по сравнению с горелками объемного горения, мощность, а также направленность пламени – происходит нагрев локальной области котла.
    
Горелка объемного горения

Наиболее эффективная пеллетная горелка. Проблемные места: 1– чем меньше угол наклона ( иными словами чем плавнее изгиб) тем меньше образовывается шлака, при большОм количестве шлака может произойти остановка подающего шнека. 2 – длина шнека, чем длиннее шнек – тем больше древесной пыли, которая также не идет на пользу горелки.
каминная пелетная горелка    

«Каминная» горелка

Горелки подобных видов устанавливаются в пеллетные камины и в некоторые пиролизные котлы. Горение происходит в чашке, сверху падают пеллеты, снизу подается воздух. Подобная конструкция практически не встречается на промышленных пеллетных горелках в силу размеров и трудностей с «тонкой» настройкой горелки.

Образцом пеллетной горелки объёмного горения может является пеллетная горелка шведской фирмы EcoTec.
На рисунке показана пеллетная горелка BioLine и принципиальная схема пелленой горелки, устанавливаемой в твердотопливный котел

АЛГОРИТМ РАБОТЫ ПЕЛЛЕТНОЙ ГОРЕЛКИ
2. Электромотор внешнего шнека
3. Легкоплавкий шланг*
4. Шнек внутреннего бункера
5. Внутренний бункер горелки (дозатор)
6. Лепестковый клапан*
7. Стенки котла с теплоносителем
8. Воздуховод
9. Шнек подачи пеллет в зону горения
10. Нагнетатель воздуха
11. Зона горения пеллет

* – элементы группы безопасности против возникновения «обратного» огня – ситуации когда огонь двигаетя от зоны горения в сторону бункера. 

---

АЛГОРИТМ РАБОТЫ ПЕЛЛЕТНОГО КОТЛА

Наша земля по-прежнему славится Кулибиными и братьями Черепановыми, а также другими изобретателями и рационализаторами, которые не реже раза в неделю спрашивают у нас в той или иной форме – а как это всё работает. Спрашивают они это, мы искренне надеемся, не из праздного любопытства, а по их словам исключительно в целях самостоятельного конструирования подобных устройств. И надо признать, что успешные образцы периодически встречаются, с чем мы и поздравляем их конструкторов.

Для тех, кто продолжает это нелёгкое дело, наша следующая статья, в которой описываются основные принципы работы пеллетной горелки (или встроенной горелки пеллетного котла), иначе говоря, здесь изложен необходимый минимум для того, что бы пеллеты использовались с максимальной эффективностью и наибольшим удобством для конечного пользования. Детали варьируются в зависимости от моделей горелок.

Запуск «холодной» пеллетной горелки

При «холодном» запуске котла, при информации с датчика уровня о наличии пеллет во внутреннем шнеке, и соответственно, в зоне горения, включается система автоподжига. Затем, при фиксации датчиком пламени открытого огня включается максимальная подача воздуха для дальнейшего розжига. После некоторого времени котёл переходит в режим нормальной работы. При неудачном запуске, в зависимости от алгоритма работы горелки, возможны: дополнительная подача пеллет, продувка воздухом и повторное включение системы автоподжига. Существуют модели включающие насос теплоносителя только при достижении заданной температуры и останавливающий его при ее понижении.    

Режим нормальной работы пеллетной горелки

После розжига, горелка переходит в режим нормальной работы. Предварительно установив требуемую мощность горелки ( например, Вы приобрели горелку мощностью 25 кВт для отопления 150 кв. метров, в этом случае оптимальным будет уменьшение мощности горелки до 10-15 кВт) устанавливается температурный диапазон работы горелки, например, нижняя граница 70 С, а верхняя 85 С. Алгоритм следующий – при достижении температуры теплоносителя верхней границы котел останавливается и переходит в режим stand-by, после чего температура начинает опускаться, затем, при переходе нижней границы, котёл автоматически запускается. Информация об изменении температуры поступает с внешнего датчика температуры, установленного в систему отопления (батареи) или внутреннего датчика котла. Соответственно, чем больше это диапазон, тем более длительные перерывы могу быть между включением/выключение пеллетного котла.

Запуск из режима stand-by

Запуск из режима stand-by происходит при пересечении нижней установленной температурной границы. Основное отличие от процедуры холодного запуска котла, заключается в том, что в этом случае первоначально включается вентилятор, который разжигает тлеющие пеллеты. В отдельных случая возможно включение внутреннего шнека, с целью подачи новых пеллет взамен прогоревших. Система автоподжига может включаться после нескольких попыток неудачного запуска (хотя это говорит пожалуй о том, что со времени остановки котла прошёл значительный период времени и запуск может считаться «холодным»).

Динамическое изменение мощности работы горелки

Под динамическим изменением мощности мы подразумеваем следующую ситуацию, допустим, как в примере выше, Ваша горелка работает в режиме 75% от возможной мощности, т.е. этого достаточно для нормального функционирования системы отопления и обеспечения требуемого комфорта. В случае, например, зимой, понижения температуры окружающей среды, горелка будет длительней достигать верхней границы и быстрей опускаться до нижней, однако настроенной мощности будет хватать для отопления Вашего дома.

Теперь представьте ситуацию, у Вас установлен бойлер для горячей воды, и Вы решили в самую холодную ночь года принять душ одновременно все, в этом случае, падение температуры теплоносителя может быть достаточно резким, и через некоторое время Вы может почувствовать на собственной коже, что Ваш котёл не «вытягивает» нагрузку, несмотря на то, что трудится в пиковом режиме. Вот именно для подобных случаев и применяется система динамического изменения мощности горелки. В этом случае, горелка автоматически увеличит рабочую мощность до 100%, а при достижении требуемой температуры вернётся обратно.

Остановка горелки в штатном режиме

После поступления команды от пульта управления или внешнего выключателя ( например GSM modem) отключается внешняя система подачи пеллет, а внутренний шнек подает оставшиеся пеллеты в зону горения, одновременно вентилятор начинает подавать воздух с максимальной скоростью, для скорейшего прогорания оставшихся пеллет. После прохождения заданного периода времени и поступления сигнала об отсутствие пламени пульт управления отключает горелку. Стоит отметить, что при выключении горелки возможно продолжение мониторинга (температуры и пламени для предотвращения возникновения обратного огня) в течение некоторого времени.

Тонкая настройка пеллетной горелки

При наличии дополнительных датчиков пеллетной горелки возможна тонкая настройка её работы.

В качестве регулируемых параметров изменяется скорость подачи пеллет и объём подаваемого воздуха.

В качестве индикаторов используются температурные датчики, лямбда зонд, датчики температуры дымовых газов, датчики давления и т.д.

Оптимальные параметры работы пеллетной горелки определяются исходя из требований клиентов, но, как правило, это наименьший расход топлива.