Mezi řadou moderních kotlů na tuhá paliva zaujímají hořáky na pelety zvláštní místo. Jejich hlavní výhodou je schopnost dlouhodobě pracovat ve zcela autonomním režimu. Na rozdíl od jednotek spalujících dřevo a uhlí je palivo přiváděno do spalovací komory automaticky a nastavená teplota je udržována pomocí elektronické řídicí jednotky.
Udělej si sám hořák na pelety
Produktivita a účinnost kotle na pelety závisí především na účinnosti hořáku, je to tento modul, který zajišťuje rovnoměrné spalování paliva a ohřívá chladicí kapalinu na předem stanovenou teplotu. Článek analyzuje zařízení a princip činnosti peletových modulů a poskytne doporučení pro nezávislou výrobu této jednotky.
Zařízení a princip činnosti
Většina hořáků na pelety obsahuje následující moduly:
- Šnekový dopravník, kterým se granulované palivo dodává do spalovací komory;
- Řídící motor;
- Elektronický regulátor, který sleduje parametry spalování paliva a zajišťuje včasné úpravy provozu zařízení;
- Speciální senzor, který řídí množství kyslíku ve výfukových plynech;
- Vlnitá manžeta, která pomáhá zabránit vznícení pelet v bunkru v případě zpětného tahu;
- Spalovací komory s vestavěným roštem;
- Dmychadlo, které zajišťuje přívod vzduchu nezbytného pro efektivní spalování pelet. Množství vzduchu přiváděného do spalovací komory závisí na otáčkách ventilátoru a je automaticky regulováno v závislosti na zvoleném teplotním režimu;
- Elektrické topné těleso, které zajišťuje automatické zapalování pelet ve spalovací komoře.
Princip činnosti hořáku na pelety
Z vnější násypky vstupují pelety do nakládacího okna šnekového dopravníku, který dopravuje pelety do spalovací komory hořáku. Intenzita spalování je závislá na množství paliva vstupujícího do spalovacího prostoru, které je přímo úměrné rychlosti otáčení hřídele hnacího motoru. Otáčky motoru potřebné k zajištění nastavené teploty jsou regulovány elektronickým regulátorem.
Neméně důležitým faktorem pro zajištění stability spalovacího procesu a úplného shoření paliva je přítomnost dostatečného množství kyslíku ve spalovací komoře. V peletových modulech je vzduch přiváděn do spalovací komory pomocí speciálního ventilátoru, rovněž řízeného elektronickým regulátorem.
Schéma pro nastavení teploty chladicí kapaliny je následující:
- Z bunkru se pomocí šnekového dopravníku dostávají pelety do spalovací komory. Současně se zapne ventilátor pro přívod vzduchu.
- Na signál regulátoru se pelety zapálí pomocí elektrického topného tělesa;
- Jakmile teplota chladicí kapaliny dosáhne nastavené hodnoty, teplotní senzor vyšle odpovídající signál do elektronické řídicí jednotky, která uvede zařízení do pohotovostního režimu;
- Pokud teplota chladicí kapaliny klesne pod naprogramovanou hodnotu, teplotní čidlo opět vyšle signál elektronickému ovladači. Automatická řídicí jednotka zapne ventilátor, čímž dodá do spalovací komory další kyslík. Přebytek kyslíku vede ke zvýšení intenzity spalovacího procesu a chladicí kapalina se opět zahřeje na předem stanovenou teplotu.
- Pokud pelety v pohotovostním režimu odumírají, vyšle ACS odpovídající signál elektrickému topnému tělesu, které zajistí automatické zapálení.
Navzdory skutečnosti, že princip činnosti hořáku na pelety není nijak zvlášť komplikovaný, náklady na tuto jednotku jsou poměrně vysoké. Aby se snížily materiálové náklady spojené s přestavbou kotle na pelety, někteří majitelé topných jednotek na tuhá paliva vyrábějí hořák na pelety vlastníma rukama. Jako každá jiná výroba začíná výroba tohoto zařízení vytvořením souboru technické dokumentace, jinými slovy výkresů.
Jak vytvořit nákres hořáku na pelety
Než budete pokračovat ve vývoji výkresů, je nutné pečlivě prostudovat stávající návrhy. To vám umožní vybrat správný materiál a vyhnout se chybám v návrhu.
Dostupnost výkresů značně zjednodušuje výrobní proces jednotky. Sada výkresů pro hořák na pelety by měla obsahovat detail hlavních součástí a montážní výkres jednotky, na kterém musí být uvedeno:
- Spalovací komora;
- Kapacita pro nakládání pelet;
- šnekový dopravník;
- Ventilátor ventilátoru.
Při samostatném použití lze konstrukční prvky zobrazit schematicky, bez rozpracování konkrétních detailů, celkové a spojovací rozměry však musí být uvedeny s maximální přesností. Výkresy jednotlivých dílů by měly obsahovat kompletní konfiguraci a informace o materiálu.
V závislosti na zvoleném typu mohou mít výkresy jednotky řadu významných rozdílů.
Gravitační hořák na pelety: výroba
Vlastní výroba tohoto modulu ušetří od 300 do 2500 USD. Použití gravitačního hořáku na pelety navíc umožňuje zcela odmítnout připojení kotle k elektrické síti. V tomto případě granulované palivo vstupuje do spalovací komory přímo z bunkru a přívod vzduchu je zajištěn přirozeným tahem. Intenzita spalování paliva se reguluje změnou polohy komínové klapky.
Nevýhody takových systémů zahrnují:
- Možnost zapálení pelet v bunkru v případě zpětného tahu;
- Snížení účinnosti instalace na 85-90%;
- Nutnost ručního nastavení přísunu granulí a polohy šoupátka.
Materiály pro vlastní výrobu gravitačního hořáku mohou být:
- Pro zhotovení spalovací komory se používá žáruvzdorná ocelová trubka o tloušťce stěny minimálně 4 mm;
- Pro výrobu montážní příruby je použit ocelový plech o tloušťce 3 – 4 mm;
- Hlavní násypka může být svařena z ocelového plechu o tloušťce 2-3 mm.
Protože tento typ hořáku neumožňuje připojení k elektrické síti, instalaci automatického řídicího systému a elektromotoru, budou náklady na výrobu jednotky minimální.
Hořák na pelety Flare: výroba
Na rozdíl od gravitace je světlicový hořák vybaven šnekovým dopravníkem, ventilátorem a elektronickým regulátorem, což výrazně zvyšuje materiálové náklady na výrobu jednotky. Navzdory tomu se tento design rozšířil díky následujícím výhodám:
- vysoký výkon;
- Nenáročnost na kvalitu použitých granulí;
- Schopnost pracovat offline, přičemž doba trvání práce je dána výhradně kapacitou palivového bunkru;
- Vysoký stupeň požární bezpečnosti.
Chcete-li vyrobit hořák na fekální pelety vlastníma rukama, budete si muset zakoupit:
- Nízkorychlostní elektromotor (nebo dva, v závislosti na konstrukci podavače);
- Ventilátor, který zajistí nucený přívod vzduchu do spalovací komory;
- Elektronický ovladač, který sleduje změny teploty chladicí kapaliny a vysílá příslušné signály do akčních členů zařízení.
Pokud jde o samotný výrobní proces, je mnohem komplikovanější než výrobní proces gravitačního hořáku, protože je nutné instalovat teplotní senzory a připojit elektronický řídicí systém. Materiály pro výrobu jednotky se neliší od předchozí verze.
Retortový hořák na pelety: výroba
Zásobování granulovaným palivem v takových zařízeních, stejně jako v plnicích, se provádí pomocí šnekového dopravníku. Rozdíl je v tom, že granule jsou podávány zespodu. Vzduch potřebný ke spalování je vháněn speciálními otvory ve stěnách retorty. Pro efektivní provoz takového zařízení je zapotřebí regulátor, který včas reaguje na změny teploty chladicí kapaliny a provádí potřebné úpravy provozu šneku a ventilátoru.
Na rozdíl od flérových zařízení je plamen v retortovém hořáku na pelety nasměrován nahoru, takže konstrukce výměníku tepla u těchto jednotek je velmi odlišná. Nevýhody retortových systémů zahrnují:
- Možnost častého ucpávání otvorů vzduchového potrubí, což vede k útlumu zařízení;
- Nutnost ručního čištění retorty od zplodin hoření a zbytků granulovaného paliva;
- Žádné mezery v dodávce pelet. V případě zpětného tahu se pelety v bunkru mohou vznítit.
Jako materiál pro mísu lze použít žáruvzdorné oceli a litinu. U některých modelů může být retorta vyrobena z keramického betonu nebo šamotu.
Pracnost výroby takového zařízení v domácích podmínkách je poměrně vysoká, protože kromě instalatérství a svařování budou vyžadovány dovednosti v oblasti připojení elektronických řídicích systémů.
Automatizace hořáku na pelety udělejte si sám
Nejobtížnější fází výroby hořáku na pelety je výroba a instalace elektronických řídicích modulů. Pokud tuto otázku zvážíme z teoretického hlediska, se speciálními znalostmi si můžete vyrobit regulátor vlastníma rukama, ale v praxi je to téměř nemožné. Navíc náklady na komponenty sníží úsporu nákladů na minimum a výsledek může být velmi pochybný. Proto i při vlastní výrobě hořáku je lepší zakoupit regulátor, senzory a další automatizaci ve specializované prodejně.
Pro efektivní provoz hořáku musí automatizace zajistit:
- Řízení dávkování pelet a šnekového dopravníku;
- Automatické zapalování a hašení;
- Úprava přívodu vzduchu změnou rychlosti ventilátoru;
- Odhad množství chladicí kapaliny v topném okruhu;
- Regulace teploty nosiče tepla ve vodním plášti kotle;
- Odhad parametrů tahu v komíně.
Nesplnění byť jen jedné z těchto podmínek může vést k poruše nejen topného kotle, ale celého topného systému.
Výroba hořáku na pelety je pracný a zodpovědný proces, ale s potřebnými znalostmi a vybavením je docela možné vyrobit takové zařízení sami. Zvláštní pozornost by měla být věnována výběru parametrů a instalaci elektronických řídicích systémů, účinnost kotle bude záviset na správnosti jejich práce.
