Пеллетная горелка Петропеллет.

Один из возможных вариантов отопления помещений-это отопление твёрдотопливным котлом с пилленой горелкой. Такие горелки к сожалению не дешёвые, поэтому я загорелся сделать это устройство самостоятельно.

Все авторсие права защищены законодательством РФ.
Комерческое копирование конструкции возможно только по согласованию с автором.

Разрабатывалось устройство поэтапно, разработка и на сегодня не завершена. Поэтому поэтапно пишу о своём опыте.

                                                       Петропелет.

Петропелет разрабатывался для установки на промышленный котёл "Купер" Новосибирского "ОООТеплодар".Горелка просто навешивается вместо нижней дверки котла на имеющеся на котле петли. Поэтому перейти с дров на пелеты занимает не более 3 минут. 
   Пеллеты не дрова, просто так на воздухе не горят. Для их горения необходим наддув, и условия наддува зависят от конкретного котла и других факторов. Поэтому Петропелет состоит из собственно жаровни, системы наддува и системы розжига.Также на горелке имеится  датчик горения.

Наддув.
Для наддува я использовал вентиллятор от печки ВАЗ-2110 или т.п. Цена вопроса 850р. По производительности он явно с "перебором", поэтому питать его приходится от 2,5 до 5 вольт. При болших напряжениях он просто выдувает пеллеты из камеры сгорания. Конечно же со временем я планирую применить какой-нибудь вентиллятор меньшей производительности. 
Сразу оговорю, что вентилляторы типа "крыльчатка" не годятся. Только системы "беличье колесо" или их ещё называют "центробежные" или "улитка".
Прошло время и я подобрал более подходящтй вентилятор. Купил на АлиЭксперте.

Розжиг.

Один итз вариантов розжига это розжиг  ФЕНом. Желащим советую попробовать разжигать паяльным ФЕНом. При установке 450 град. пеллеты разжигаются за минуту.
Перепробовав много вариантов я пока остановился на так называемой "свеч от Запорожца". Это такой ТЭН, похожий на свечу зажигания, но внутри спираль. При напряжении 4 вольта она потребляет ток 10 Ампер. Для этой свечи пришлось разработать инвертор.
Я думал, что эта свеча долго не проработает, но вот уже зима 2014/2015 и сегодня осень, без проблемм. На всякий случай держу запасную. Делов-то, в автомагазине 120р с доставкой в г. Александров.

Часть схкмы в жёлтом квадрате установлена в силовом щитке, таким образом во всех режимах кроме "Розжиг" горелка не находится под опасным напряжением.
Так реально выглядит инвертор свечи.

Подача пеллет.

Для подачи пеллет я смастерил временный фанерный бункер. Пеллеты подаются самодельным шнеком.  Шнек подачи пеллет вращается мотор-редуктором стеклоподьёмника от какого-то ВАЗа. 
   Питается "подача" отдельным БП 14вольт 10 Ампер. От этого же БП питается и электроника на горелке. Размер порции и паузы между ними определяет ЦП.
   Схема ключа мотора подачи ни каких особенностей не содержит.
 

В качестве шнека я использовал завалявшийся дроссель из медной шины от сварочника. Растянул его до размера шага в 40 мм. Всё это проработало, и пока работает в пластмассовой сантехнической трубе 50 мм. Одну зиму такой шнек поработал, а потом его мотор скрутил, медяшка. Пришлось использавать остаток от дросселя. Сейчас, поскольку конструкция превзошла все мои ожидания, заказал фирменный шнек. Как получу, сразу покажу.

Горелка.

Горелку разрабатывал "по взрослому". Три-Д модель, чертежи, развёртки. Изготавливал на ЧПУ лазерах и плазмах. Гибка по раскрою. По модели на рисунке понятен принцип её работы. Чтобы не вырезать отверстие под горелку в нижней дверке котла я просто изготовил другую дверку. Теперь при переходе с одного вида топлива на другое мне просто надо сменить дверку и поставить (удалить) колосник. Операция занимает не более 3 минут.

Далее чертёжики для желающих по шмургать напильником и болгаркой.

Предварительно вварить в основную дверку 2 шпильки длинной 20 мм из нержи в предусмотренные для этого отверстия. Затем сварить TIGом две дверки,основную и дополнительную проложив между ними минеральную или ещё какую вату. Гораздо лучше конечно же подойдёт какой-нибудь твёрдый утеплитель. Наварить петли по месту для навешивания горелки на котёл. В деталь Фланец так же ввариваются шпильки М6 для крепления детали "Пластина монтажная".

Далее детальки из 0,8мм нержавейки.

Отверстия на детали "Короб" предназначены для установки датчиков "Горение" и "Переполнение". Отверстия диаметром 0,5мм - это кернение для последующего приваривания бонок М3х6.
Камера сгорания изнутри обкладывается колосниками из жаропрочного чугуна. В качестве материала была преобретена панель для плиты без колец. Детали вырезаны на плазме ЧПУ. Но энтузиасты могут это зделать вручную "болгаркой".

Ч

Чугун вполне приемлемо режится и сверлится. Кобольтовыми свёрлами сверлится даже очень легко.
А вот и новая конструкция горелки. Всё перекомпановано под новую турбину.

                      Электроника горелки.

   Как я уже писал, вся электроника питается от отдельного БП. Поэтому все цепи управления горелкой изолированы от сигналов ЦП оптронами. Исходник схемы здесь.
Исходник разводки подлежащий корректировке здесь.
   Верхняя часть схемы - это датчик пламени. В качесве датчика использован фоторезистор ( марку укажу позже).
   Нихняя часть схемы - это управление турбиной наддува. Управление осуществляется двумя сигналами низкого уровня. Если на обоих входах единицы, то турбина выключена. При подаче низкого ( по сравнению с +12 ЦП) уровня на вход "малый ход" на турбину подаётся полное напряжение питания через полевой транзистор. Этот режим используется при продувке остатков горения в горелке перед очередной загрузкой и розжигом.  

   При подаче низкого на оба входа на турбину подаётся напряжение около 4,5 вольта. Это самые низкие обороты турбины, используются во время розжига.
   Ну и наконец, при низком уровне на "вкл/выкл" на турбину подаётся напряжение, которое можно регулировать потенциометром в пределе от 5 до 9 вольт, добиваясь "красивого" пламени горелки в рабочем режиме.

                    Управляющий контроллер горелки.

   Контроллер Петропелета (ЦП) собран на процессоре Atmega-16. В качестве индикатора использован жидкокристаллический модуль MT-20S4M производства Российской компании МЭЛТ. Можно использовать любой другой аналогичный индикатор LCD но формат должен быть 20 символов 4 строки.

Исходник схемы можно скачать здесь.

Контроллер питается от отдельного адаптора 12 вольт 1 ампер.
Управление осуществляется четырмя кнопками.
Управление мощностью горелки
Разводку печатной платы можно скачать здесь.
 hex файл v7 можно скачать тута.
 

                         Подача пеллет, продолжение.

Подача пеллет осуществляется шнековым механизмом. Шнек я купил на фирме  "ШНЕКИ.РУ". Пришлось проехать 250 км, но оно того стоит. Шнек, спираль, изготовлена из углеродистой стали,  фактически пружина. При внешнем диаметре 44,3 мм хорошо скользит в сантехнической канализационной трубе диаметром 50 мм. Продают куски не меньше 1 метра, фактически длинна куска 1,1 метра, т.е. с запасом.

С одной стороны шнек одевается на Вставку_П и фиксируется фиксируетсмя сваркой ТИГ в одной точке.
С другой стороны шнек не фиксируется и вращается свободно в сантехнической пластмассовой трубе,
оторая вставляется в металлическую бесшовную трубу 57х3,5.

                         Электроника подающего механизма.

Блок питания БП разработан тяжёловато, но зато отпадает необходимость делать защиты редуктора ещё более сложным и более дорогим механическим путём. БП "выдаёт" напряжение 15 Вольт при токе до 6 Ампер. При превышении тока БП уходит в токовый режим и напряжение плавно падает. Короткое без проблемм. Но короткого не наступит, т.к. при падении напряжения ниже 9 вольт на выводе pinB.4 процессора появится логический ноль. Процессор даст короткий "реверс" двигателю. После этого восстановит прямое вращение. И так 5 раз. Если после пяти попыток редуктор не разблокируется, то БП подаст звуковой сигнал. Для звука используется динамик с генератором. Процессор 2313 осуществляет ШИМ модуляцию для плавного пуска двигателя и реверс. Рабочий ток двигателя нарастает до максимума примерно 0,5 секунды.
Для отладки механизма, да и просто для разных ситуаций включить подачу можно предусмотренной для этого кнопкой.

Вот файлы к БП.
 ХЕКС-08 от 05,01,2016  Разволка платы БП3

Все вопросы в соответствующий форум.

Продолжение следует.....