Самодельный полностью электрический терморегулятор

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

не полчилось сразу

 

Ага, я такой уже встречал. Подумывать начинаю, что идея с дымососом всетаки хороша - 2 заслонки на шаговых двигателях + дымосос = очень надежно, так как заслонки можно будет при аварии вручную шевелить. Только как сделать/где взять дымосос - вопрос! Я поискал по интернетам и не нашел мелких дымососов - все промышленные от примерно киловатта. И плюс, если открывать канал в обходт теплообменника (чтобы выжечь сажу из дымохода), придется мимо дымососа пускать, так как они вроде до 200 градусов только работают.

Я подумал, что сначала сделаю фиксированное отношение первичного ко вторичному, а потом если захочется, добавлю лямбда-зонд - просто предусмотрю под него вход в блоке управления. Опять же, с лямбдой никогда не работал - придется усиленно курить мануалы

Пока проектирую головной блок (который будет дома температуру держать). Выбрал датчики DS18S20, они крутые - можно вешать на одну витую пару неограниченное их количество. То есть получается, что базовый блок будет вообще без изменений для системы терморегулирования любой сложности.

 

конструктивно дымосос не такая сложность металлическая улитка и белка, цена аховская у нас от 120 евро, если использовать метод частотного регулирования оборотов контсруктивно- берем на хламе от 21 волги улитку в сборе с мотором. мотор на утилизацию, теперь необходим асинхронник малой мощности до 100 ватт если вал короткий не беда , диаметр белочки внутренний 6 мм вытачиваем переходник удлинитель и убиваем двух зайцев- отодвигаем мотор от поверхности нагрева, между мотором и корпусом у немцев стоит маленький вентилятор и все вуаля ,Черчение еще не освоил, поэтому изобразить данный девайс не могу, на словах вроде понятно, самое главное при дымососе - тяга в трубе которая есть велечина переменная и учесть все нюансы просто нереально, а тут даже и вариант бездымоходного котла вырисовывается- коаксиал и дым выходит и воздух с улицы берем , как в конденсационных газовых котлах, там все принудительно
вроде читал что 2 части первичного одна часть вторичного, но для себя решил,что выполню так,чтобы потом в процессе можно было настраивать, а то ведь зверь неизвестный теоретически все прекрасно а что получится пока неизвестно а запас вещь очень хорошая всегда позволит исправить ошибки, от коих никто пока не застрахован

 

нашел ветку про дымосос, но ссылки не имею права добавлять пока. Она на 3 странице текущей ветки.
Все в принципе понятно, а ваша идея прицепить готовую улитку хороша!

Я тут еще накопал 2 интересных вещи.
1. Люди ставят датчик выходных газов печи и по ним корректируют работу. ИМХО идея отличная - можно с одной стороны избежать чрезмерное "перекочегаривание" котла, когда теплообменник плохо справляется и неоправданно горячий воздух летит в трубу. Плюс по этой температуре можно попробовать косвенно мониторить интесивность горения. Инерционность будет конечно большой, но тем не менее озадачиться поисковым сигналом уже можно, наверное. По крайней мере я точно поиграюсь.
2. Ставится датчик разряжения и по нему настраивается дымосос. Получается четкая зависимость подающегося воздуха от положения заслонок и постоянство разряжения. Все отлично, с одной стороны. Ну а с другой стороны, раз уж я буду писать алгоритм сам, никто не запрещает просто частотником регулировать поток (причем соотношение первичный/вторичны тогда будет оставаться постоянным). Единственно что при малых оборотах дымососа (когда надо получить малый поток) заслонки всетаки надо будет прикрывать, чтобы не получить слишком высокое давление в котле. С одной стороны конечно это регулировка в слепую (и разряжение будет сильно скакать), ну а с другой ставить датчик разряжения крайне не хочется.

 

о температуре выходных газов печи,везде присутствует утверждение о точке росы,для этого газы должны иметь температуру 160-170 градусов, але при сгорании куба метана образуется 1,5 литра воды, в газогенераторном газе метана 2-4 процента водорода от10до 20 процентов,по логике и воды образуется меньше, 50 процентов газогенераторного газа составляет азот, то есть влажность отходящих продуктов сгорания меньше значит и точка росы меньше чем при сгорании метана,Просто по опыту переделки и изготовления газовых котлов, не зная никаких тонкостей,что знаю сейчас, оптимальный вариант был такой выхлопная труба должна быть равной по температуре воды в котле определялось на ощупь, понятно, что измерение лапоть влево лапоть вправо и миллиметры ловить не будем, но железяки получились удачные и работают по сей день.Понятно, что в продуктах сгорания еще много чего присуствует, так сажа хоть так ,хоть так выпадет не сгорит продукты возгонки древесины деготь и древесного угля креозот, понятно что сложные орг, молекулы так они ж горят. и понравился мне ентот котел у него процесс газогенерации двухзонный, с самой большой температурой выработанного газа порядка 700 , то есть выше температуры воспламенения входящих состав газов, дали воздух и заполыхало, там и влажность используется во благо пар в колосники подают,
вентиляторы для каждого воздуха свой с возможностью регулировки воздуха, как при достижении температуры например 75 градусов первичный воздух не подаем а только вторичный, жгем что выходит анализируя температуру на дымоходе, в принципе если горение прекратилось. да , надо одумывать все если или дрова кончились или опять воздух подавать в первичку надо, непаханное поле для управления.Температуру когда то меряли термопарой кусок сварочной проволоки от полуавтомата и кусок спирали от печки скрутил капнул полуавтоматом - сварилось, с градуировкой не заморачивались точность була лапоть влево лапоть вправо, где то разбег 20 градусов и инерционность минуты 3
механический датчик разрежения стоит в конденсационных бездымоходных котлах.rонструктивно как датчик наполнения в стиральной машинке вакуум корректор прерывателя распределителя или на уинжекторных двигателях там он умный, по моему он бесконтактный а по принципу не скажу надо будет порыться, хотя уже мысленно представил ничего сложного , воздействие на мембрану она штоком что то тянет хоть ферритик, меняется индуктивность, меняется частота импульсов мы их ловим и обрабатываем.
теплообменник вообще интересная тема,самый шикарный это наверное медный, но нереально, значит стальной проверенный вариант труба , если вариант дымососа то можно и трехходовой конструктивно легко сделать из него и двух и одноходовой, площадь обмена одна и та же просто удлиняем путь прохода значит отнимем больше тепла Конструктивно то все равно три части газогенератор ,горелка с камерой дожигания и теплообменник,блок управления вентиляторы дымососы это вторично с их помощью мы добиваемся удобства эксплуатации и делаемся энергозависимы, хотя прежде чем прицепить настенный котел я купил генератор и ибп, ведь никто не говорит что карбюратор лучше чем инжектор, при одноми двигателе земля и небо, чаще ломается двигатель чем электроника

 

Нагуглил я очень интересные данные.
Оказывается если взять циркониевый лямбда-зонд, то регулировать по нему проще некуда - надо просто мерить его выходное напряжение. Меньше 0.45 вольт - бедная смесь, больше 0.45 - богатая. Зависимость конечно не линейная, но задавим полосу пропускания (отрабатывать в течение одной секунды не требуется) и все будет отлично
Короче буду делать с лямбдой - заведу с нее через чтонибудь вроде ПИД-регулятора обратную связь на вторичный воздух. Первичный буду регулировать по требуемой мощности.
Термопары - в принципе ничего сложного, но пока планировать не буду - оставлю под нее вход, если увижу необходимость, потом поставлю.

Начал продумывать конструктив, и вернулся к тому, с чего начинал - 2 вентилятора (они готовые!) гораздо проще, чем колхозить дымосос и 2 заслонки с приводом от шагового двигателя (шаговым двигателям еще нужна схема управления!). Есть правда подозрение, что через вентилятор может сосать при отключеном питании основательно - у нас труба метров 8, вся кроме 2 метров утепленная. Введу режим торможения - буду подавать постоянное напряжение на обмотки. Думаю это должно решить потенциальные проблемы.

 

Вы правы, через вентилятор , точнее через его отверстие будет серьезный подсос, особенно если труба подачи первичного воздуха не узкая.И если верхняя камера частично футирована шамотом, то котел просто может не остановится, особенно на сухих дровах в межсезонье.Вижу три варианта 1.Заслонка на вентиляторе (старт-стоп).2.Сервопривод хотябы на первичный воздух.3. Механический терморегулятор с цепочкой, который закрывает отверстие забора воздуха вентилятора или отверстие кожуха где размещен вент.Первое самое простое и самое дешевое решение.

 

Какого именно заслонка типа? Вручную закрывать, или чтобы она была подпружинена и открывалась под действием потока воздуха?
Если второй вариант, то если поставить после вентилятора, уже на пути первичного воздуха в печь, большого вреда она не должна нанести, правда наверное шуметь будет и на некоторых режимах совершать колебания с частотой в несколько герц

Вручную закрывать или ставить механический терморегулятор крайне не хочется - имею цель создать полностью автоматический котел, чтобы закинуть дрова и не подходить к нему пока не прогорят (а иначе зачем тогда все навороты с датчиками и регулированиями?).

Мда, проблемка ::

 

Ни один с предложеных вариантов не предполагает наличие человека после закладки дров и до их полного прогорания.опытаюсь отыскать картинки по 1 и 3 пункту.


Вот заслонка, пока вент дует , она открыта, когда выключился, она под своим весом опускается, перекрывая канал подачи воздуха.https://kotel50.narod.ru/ph40.html

По пункту 3 посмотрите устройство АТМОСОВ , там регулятор с цепочкой открывает-закрывает нишу с вентом.

 

видел ролик,когда поддувало вернее открытие и закрытие управляется приводом дворников, самим мотором с редуктором, открыто-закрыто.Достаточно просто и без выкрутасов. Дымосос косвенного действия, мотор управляется заслонками его основная функция дым при зыгрузке удалять

 

немного у немцев нарыл в частности о горелке ну и сам принцип- на основе двухзонного газогенератора , я все больше к его принципу склоняюсь что древесина любая хоть мокрая, пусть тепла поменее но свежеспиленное дерево можно всунуть и даже в случае неудачи с пиролизом, он работает как обычный с верхней загрузкой.Управление аналогично, при изменении теплообменника дымосос не требуется

 

Не все так просто, да и ресурс у лямбда-зонда в ТТ котле очень мал, посмотрите эту тему: https://www.forumhouse.ru/threads/43588/ .

 

Действительно, есть о чем подумать. Для начала перечислю с чем не согласен.

Во-первых, у лямбда зондов есть втроенный подогреватель, так что им совершенно пофиг на температуру газов. Только самые древние, одно и двух проводные датчики были без подогрева. Широкополосный тоже с подогревом, можете в википедии или любой статье по зондам посмотреть. Как дополнительный аргумент - сейчас лямбда-зонды ставят и после катализатора, чтобы оценивать его работоспособность. Там температура и близко не 750 градусов.

Во-вторых. Нельзя наблюдать зависимость горения от концентрации как вы это делали. Это то же самое, что в машине отключать лямбду и смотреть эффективность по тому, как машина едет. Вы знаете, без лямбды, дико жрущая машина едет лучше (больше тяга)! Если без аналогий - широко распространенные горелки выполнены далеко от идеала - струя газов просто обдувается воздухом, об эффективном смешивании тут речи идти не может. Соответсвенно в центре струи в любом случае будет желтое пламя, сколько воздуха туда не подавай, так как там концентрация газа явно выше.
Плюс, вы померили для одних дров, для одного режима. А если мы только-только растапливаем? тогда генераторных газов будет совсем немного! или если дрова сырые - кол-во газов от одного объема первичного воздуха может отличаться раза в 2.

В третьих - Z характеристика не представляет никаких проблем. В автомобиле же успешно регулируется. Да, будут происходить небольшие автоколебания вокруг точки стехиометрического соотношения. У авто это 2% - совсем не страшно. Плюс, ваша реплика о том, что в авто регуляция происходит только в "тепличных" режимах отчасти правильная, но на ней нельзя делать никаких выводов. Дело в том, что для ДВС стехиометрическое соотношение - достаточно опасный режим, при большой мощности, особенно на низких оборотах, это грозит детонацией и неоправданно большой температурой газов. Поэтому при резких ускорениях вводится щедящий режим, когда обогащение делается нарочно большим, чтобы безопасно выжать больше мощности. Плюс в некоторых режимах выгодно уходить от стехометрического соотношения по иным причинам. Например, GDI моторы от митсубиши на холостом держат воздух к топливу 40/1 в целях экономии (кстати это достигается как в вашем котле - неравномерным перемешиванием воздуха и топлива).

Про ресурс - ценное замечание. Правда по моим прикидкам ресурс должен быть 2-3 тыс часов. Но это мало что меняет. С другой стороны, буржуйские котлы же делаются с лямбдой. И она там работает. Может быть в котле она служит дольше чем в авто? надо будет поисследовать этот вопрос.


Посмотрел горелку - да, конструкция хороша. Как вариант можно делать отверстия в трубе и подавать через них, по идее должно быть еще лучше. Правда пока не могу придумать, как это дело интегрировать в мой котел.

 

фото лямбды с польского пиролизника,в алгоритме у них заложено только О2 И СО2

 

А нет фото, чтобы провода было видно? тогда можно будет сказать, какого типа зонд