Гравитационная горелка на пеллетах

Проверка возможности регулировки мощности.

Вначале пробовал изменять мощность с помощью задвижки, перекрывающей площадь колосника.
Напомню, данная задвижка прдусматривалась как средство регулировки мощности горелки, и как очиститель золы с колосника.
На фото - задвижка полностью открыта:


Также пробовал на разных положениях перекрывания колосника:


В целом - все прекрасно регулируется, заметно меняется гул горелки и время нагрева воды в системе.
Как очиститель золы с колосника - работает на 10 баллов по 5-ти бальной системе!
НО!
1) При полностью закрытой задвижке продолжается достаточно приличное горение, т. к. воздух продолжает поступать в горелку через неплотности с боков, снизу задвижки, и через верхний разрез в кожухе, в который вставляется заслонка.
2) Заслонку изрядно "повело" в топке от местного перегрева.

Теоретически, можно решить указанные проблемы. Например, изготовить заслонку из печного чугуна. Более тщательно проработать конструкцию колосника, направляющих...
Сложно, дорого - но технически вполне осуществимо, если таковой целью озадачиться.

На втором этапе проверял возможности регулировать мощность не заслонкой на колоснике, а перекрывая подачу первичного воздуха. Для этого заслонку зафиксировал в верхнем положении, опустив внутрь на 2 см, чтобы перекрыть поток воздух по бокам от конуса засыпки пеллет. Затем мастикой = (жидкое стекло + асбестовая крошка) замазал все щели.
Вход в горелку перекрывал куском минваты, прижимая ее кирпичем. Таким образом удалось полностью "задушить" работу горелки. Почти до полного затухания. Вернее, горение пламени полностью прекращалось, но, как я предпологал, тление перекидывалось постепенно в подводящий канал пеллет и начинало подниматься вверх по подводящему патрубку.
Думаю, что можно вполне приемлемо регулировать мощность, просто установив дверцу на входе в горелку. Если при этом дверцу смонтировать на съемном переходнике квадратного сечения, который можно на горелку одевать под любым углом, то получится универсальный регулятор для ручной и автоматической регулровки мощности. Надел насадку на горелку так, чтобы дверка открывалась слева-направа, получаем ручную регулировку. Если же насадку повернуть на 90 град, то дверка будет открываться снизу-вверх и на нее можно будет прицепить цепочку термостатического регулятора тяги.
Таким образом, необходимость регулировки мощности перекрывание площади сечения колосников отпадает, и функция задвижки на колоснике сводится лишь к очистке от золы, что значительно упрощает конструкцию. Но и в этом направлении далее меня ожидал приятный сюрприз.

 

Очистка от золы.
Эту проблему также удалось полностью решить.
Была изготовлена специальная "шуровка", или "кочерга", не знаю, как правильно назвать этот прибамбас. Вот он на фото:

 

На конце рукоятки - откидной скребок. При движении вперед он фиксируется под 90 град и сгребает золу в котел (зольник). При движении назад - скребок свободно ложится горизонтально и скользит.



Скребок свободно проходит в зазор под колосником, который я специально оставил и за один проход отлично все сгребает.
Мало того. Оказалось достаточно слегка постучать скребком об колосник - и он также очищается.
Это и был тот приятный сюрприз, про который я писал выше. Т. е. необходимость городить сложный конструктив с задвижкой на колоснике - отпадает.
Максимально время, через которое я проводил прочистку золы составило 2 часа. Причем, по виду и интенсивности работы, похоже, горелка еще долго бы проработала без прочистки. Просто не терпелось "кочергу" опробовать. А потом - уже и система изрядно нагрелась. Так что пришлось прервать тестирование.

 

Ну и напоследок по быстрому был изготовлен кожух подогрева вторичного воздуха.




Как кожух повлиял на подогрев вторичного воздуха, и как это сказалось в целом на КПД горелки - на практике я не почувствовал пока. Чисто теоретические умозаключения. Но уже просто находиться подле работающей горелки стало более комфортно. Под кожухом корпус разогревается до малинового цвета и руку близко не поднести. Сейчас же - кожух хотя и разогревается свыше 100 град, но к нему уже можно поднести ладонь на 2-3 см.

В целом, думаю, если кожух как следует герметично на горелку соорудить, то на него сверху можно будет предусмотреть регулятор расхода вторичного воздуха. В зазор между кожухом и корпусом думаю разместить стальную сетку, как средство "турбулизации" и лучшего подогрева вторичного воздуха. Заодно и асбестовый лист можно будет положить. Правда, неизвестно, сколько времени проживет в таком режиме "теплоизоляции" корпус горелки. Вторичный воздух вряд ли сможет радикально отбирать тепло. В крайнем случае, будем корпус ваять из жаростойкой стали, укреплять продольными ребрами жесткости, или просто толщину наращивать.

Все. Экспериментальная часть - закончена. Можно приступать сооружать рабочий прототип. Пока думаю, первый - делать из обычной стали. Предусмотреть сбоку "запальное окно" для удобства розжига. Установить шибер и парафиновый предохранитель.

Если кто в Украине владеет вопросами изготовления подобных изделий: жесть, нержавейка, контактная сварка... Плз, в личку пишите. В дальнейшем планирую организовать сайт в инете, где желающие смогут заказать готовый девайс. В процессе изготовления рабочего прототипа сможем определиться со стоимостью.

 

ДмитрийДонецкий,
Немного скепсиса- все самое интересное будет при постоянной работе зимой

 

Q=c*(T1-T2)*q, где:
Q-потребленное тепло, кВт*час
с-теплоемкость (воды 4.19 кдж/кг/град)
T1-T2 -разница температур
q - объем нагреваемой воды, кг/сек
Исходя из этой формулы, на нагрев воды в бочке истрачено 3,85 кВт*час.
Сколько ушло пеллет, не замеряли?
Масса котла и воды в нем тоже нужна. Плюс, надо учесть потери котла и бочки в окружающую среду за время нагрева.

 

ИМХО, регулировка мощности заслонкой предпочтительнее регулировки воздухом. Потому как при регулировке мощности изменением площади горения, не падает напор воздуха и не ухудшается очистка колосника от золы. А скорее наоборот, при уменьшении площади колосника напор воздуха увеличивается и очищение колосника должно улучшаться.
При регулировке мощности воздухом происходит ровно наоборот. Поэтому регулировка мощности горелки положением заслонки очень перспективна.
Конечно, этот способ регулировки мощности труднее автоматизируется, но есть ли в этом нужда?

 

Шел человек по улице.
Нашел кошелек.
Пересчитал.
Там - 100 $.
Расстроился...
- Вот блин... Не хватает...
_
Думаю, такие вещи надо познавать в СРАВНЕНИИ.
У меня уже было "зимой"! На угле. На пеллетах - гараздо все интереснее и жизнераодостно получается. Так это я еще номальный ТТ котел купил, уголь не самый дешевый покупал, а марки "как бы антрацит".

А вот мои соседи, кто брал уголь марки "лишь бы подешевле" (кстати, разница в цене всего-то в 20%) - вполне нормальным считают ковыряться в печи каждые 15 минут и таскать по утрам золу ведрами.

 

Это - смогу померять.
массу котла и воды в нем - можно определить.
А вот "теплопотери в окружающую среду"... увы...скажу лишь, что все, что можно - утеплено: патрубки, котел, бочка.
Чуть позже, как поставлю уже "заводской" прототип с размерами под мой котел, определяемыми по формуле ПЛОЩАДЬ ГОРЕЛКИ = ПЛОЩАДИ ДЫМОХОДА
попробую замерить мощность и КПД методом сравнения с электрическим ТЭНом (где то тут мелькал такой метод).

 

Да я так и предпологал, что по КПД - нет смысла регулировать заслонкой колосника.
НО!
Сложность не в автоматизации...
Сложность - в некотором удорожании исполнения этого узла.
Хотелось бы максимально все удешевить...

Можно и автоматизировать. Но - зачем? Уже есть, существуют и выпускаются в Украине, в Харькове - горелки под такие пеллеты с высокой зольностью, полностью автоматические, ценою в 1 000 $. Есть - готовые котлы!
Кому ЭТО надо - высокое КПД и автоматизация, тем наша горелка не нужна.

Наша горелка - МАКСИМАЛЬНО ДЕШЕВАЯ и способная работать на ДЕШЕВЫХ ПЕЛЛЕТАХ. Ее МОЖНО ПРИМЕНИТЬ в любом котле или в угольной печи.

А если этот узел - заслонка на колоснике, выполнить качественно по "честному", то, похоже, нужно использовать печной чугун... Или жаропрочную сталь.
Цена там тоже не запредельная, но есть подозрение, что овчинка выделки не стоит, в плане выигрыша по КПД.
Посудите сами:

1) В 2 раза мы пеллеты вряд ли съэкономим, а эфемерные 7-10% КПД имеют смысл лишь в качестве рекламной заманухи: "Наш шампунь уменьшает перхоть на 13,5 %!" (Вы верите, что производители шампуня "по честному" перхоть на головах испытуемых пересчитывали?)

2) Большинство моих соседей топит свои печи в "повторно-кратковременном режиме". Проблема повторного розжига печи - необходимость с золой возиться. Потому - откладывают "до утра". А повторно разжечь горелку - раз плюнуть! Ну т. е. большее время работы горелка будет работать в режиме "максимум". И вот в этом режиме - НАДО ловить КПД.

3) Кто-то из наших форумчан (жаль, ссылку не помню) очень доходчиво и "на пальцах" разъяснил, в чем на самом деле преимущество тех же самых пиролизных котлов. Отнюдь не в КПД. Выигрыш в 7% по КПД, когда вместо 10-ти бревен спалишь 10 с половиной - не стоит тех денег, что отдаются за это красивое модное слово "пиролизный". Там платят - за удобство обслуживания: длительное горение, точное регулирование мощности в больших пределах, полная автоматизация процесса.

4) НАиболее вероятное применение нашей горелки на практике будет выглядеть так. Ее подбирают по потребной мощности! Настраивают по нашим рекомендациям первичный-вторичный воздух. А так как там априоре все равно предпологается периодическое присутствие для прочистки золы (раз берут горелку ПОДЕШЕВЛЕ, то и пеллеты будут искать ПОДЕШЕВЛЕ, т. е. с высокой зольностью). Т. е. вот как раз в этот период, когда горелка хреначит на максимальной мощности и вовсю "жрет" пеллеты - и нужна точная настройка КПД. А если временно потребуется режим холостого хода... ну зачем там гоняться за КПД?
Ну т. е. получается точная аналогия с автомобилем - экономия топлива закладывается в саму конструкцию, принцип работы, настройку топливной системы, манеру езды. А на точной настройке КПД холостого хода много ли съэкономишь?

Вот примерно такие теоретические соображения по поводу КПД.

А вот соображения по поводу "самоочистки от золы" - вполне подходящий стимул экспериментировать в этом направлении далее.

Господа форумчане, кто владеет вопросом? Подскажите, из чего дешвел делать элементы колосника и управляющей заслоки, чтобы их не вело от нагрева?

1) Печной чугун?
2) Жаростойкая сталь?
3) Жаропрочная сталь?
4) Огнеупорная керамика?

 

Вы не назвали главное преимущество такой горелки. Энергонезависимость. Это единственное, ради чего я бы стал заморачиваться. Такая горелка плюс СО на ЕЦ-гарантия от сюрпризов какого-нибудь мосэнерго. Интересен вопрос о возможности создания (или адаптации) автоматической горелки, с возможностью перевода на гравитационный режим. Это было бы классно!

 

Когда говорил о заслонке, про КПД у меня вообще мыслей не было. С чего Вы мне их приплели?
ИМХО, главное преимущество заслонки - сохранение или даже улучшение способности горелки к самоочищению от золы, с уменьшением мощности. И лучше иметь горелку со способностью к регулировке мощности, чем без оной. Потому как подбор необходимой мощности горелки задача не очень простая. Учитывая, что основные покупатели этой горелки будут малообеспеченные люди (читай- без интернета), таким вообще будет трудно определиться, какая мощность горелки нужна конкретно им.

Материал заслонки, естественно, чугун.

 

МОСЭНЕРГО - это электричество? Так а генератор не проще тогда в резерве держать? А такую систему с естественной циркуляцией - куда нибудь в лес, в избушку охотника (приют для туристов).
Я в этой горелке, прежде всего разглядел ДЕШЕВИЗНУ ее самой, + энергонезависимость в смысле - топливо дешевое и доступное.

А в чем смысл перевода существующих пеллетных горелок-автоматов, которые на электроприводе, на гравитацию? Кстати, проблем не вижу. Вместо ручного шибера подачи пеллет ставим шибер с электроприводом. Выбрасываем шнек и привод шнека... Но электричество - все равно потребуется.
ПОлностю неэлектричесая автоматика, я себе такое планирую, это термостатический регулятор тяги... Но опять же, автоматизация получается весьма условной.

 

Да у кого что болит...
Для нашей концепции экономичность - наиглавнейший фактор! Потому у меня сейчас в голове каша из ...КПД, КПД и еще раз КПД... насколько это применимо к нашему девайсу.

 

Задача горелки - сжечь эффективно топливо, без недожога, и при как можно меньшем избытке воздуха. Эти два требования друг другу слегка противоречат. Поэтому в реальных устройствах всегда идут на некий компромисс. А на достижение высшей экономичности работает электроника. Но у Вас её не будет.

К тому же, говорить о КПД отопительного прибора без учета котла бессмысленно. Львиная доля вклада в общее КПД приходится именно на котел.