Ракетный котел - 2

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

 

Скидывал картинки 28 октября, за это время продвинулся вот до:

 

Еще одно кино. Прошу прощения за задержку с публикацией, записал еще неделю назад, но до окончательного монтажа руки дошли только сегодня.
Если что звучит невнятно - можно включить субтитры.

 

Вести с полей.

Был немного занят усовершенствованием жилища: были утеплены стены пенопластом 100мм, заменены деревянные окна с однокамерным стеклопакетом на пластиковые с двухкамерным, проведено водяное отопление в веранду (поставил одну плоскую стальную батарею вместо электрического конвектора). Мощности котла, как я уже понял, вполне хватит и на обогрев веранды. Еще шла беспощадная борьба с разными щелями в стенах и потолках.

Также завел себе влагопоглотитель на элементах Пельтье - это уменьшило необходимость в длительном времени работы вытяжки в ванной.
Сейчас это влагопоглотитель сушит мне атмосферу в веранде, где только что монтировал гипсокартон. Не очень-то испытывал надежды на это устройство, но, как оказалось, эффект дает вполне неплохой. Да и еще, в отличие от кондиционера, не охлаждает воздух в процессе высушивания - оба "плеча" теплового насоса находятся в одном и том же помещении.

Погода уже стандартная для нашего региона - дождь, грязь, ночью заморозки, днем плюсы. Небо в постоянном облачном покрове. И такое обещают еще на месяц вперед. Находиться на улице крайне неприятно по причине высокой влажности и ветра.

В данный момент, например, идет снег...

Сложно стало с работой по керамике. В доме работать невозможно - дело пыльное и грязное. На улице - мокро и холодно. Как-то умещаюсь в сарайчике, грею там инфракрасным обогревателем. Но очень всё долго - и формы долго сохнут, и сами детали. И руки через полчаса такой работы приходится отогревать... Да и мотает электросчетчик сушка не слабо. Но что делать...

Модель для нового проекта по трубам уже отпечатал, и частично собрал. Позже покажу, что получается.

Пока что греемся кондиционером. В свитере и теплых носках... но терпимо (если недалеко от кондиционера). Супруга все более настойчиво намекает, что пора запускать наш котел. Да, я тоже за это же, вот только до запуска хочу еще приложить к тому котлу руки, чтобы потом в сезон туда не лезть.

Собственно, хочу сначала вживить в котел термопару, в саму камеру сгорания, а уже потом запускать. На работающем котле это сделать будет проблематично.

Всякие внешние датчики - это можно и попозже установить, даже датчик температуры бункера, а вот в трубу что-то надежно вмонтировать получится только когда сама труба не горячая.

С поисками подходящей термопары получилась задержка, вот и с вводом котла в сезон тоже задержка. Только сегодня вроде нашел то, что нужно, сейчас жду "добро" от производителя.

По моим замерам длина термопары в горячей зоне получается 70 см (20 см в самой трубе, 20 см от трубы вниз, между колосниками, и еще 30 см по зольнику, под колосниками). Выходит 3 изгиба под 90 градусов, последний изгиб - это выход термопары через стенку зольника рядом с дверкой.

По причине такой конфигурации остановился на термопаре из 1.2 мм проволок ХА. 3.2 мм хотя и надежнее, но для такой длины получается дорого, да и по изгибам не очень удобно. Платину как вариант вообще не рассматривал.

Термопара будет на керамических бусинах, это в плане электрической изоляции.
Примерно такое:

А в плане внешней изоляции будет трубка МКР с внешним диаметром 12мм, ну и наконечник, понятно.
В месте ввода термопары в сопло трубы что-то сваяю из нержавейки, чтобы при загрузке не повредить трубки дровами. Постараюсь сделать аккуратно.

Конечно, конструктивно проще и гораздо дешевле было бы ввести термопару в камеру сгорания не через бункер, а из отсека теплообменника, но умышленно делаю так, чтобы всё монтировалось/демонтировалось без необходимости глубоко лезть в конструкцию котла и снимать детали корпуса.

Еще будет пара метров компенсационного провода в стеклянной оплетке - контроллер прямо на бункере ставить нельзя по причине высокой температуры этого бункера, а тянуть саму термопару так далеко - это и дорого, и не очень красиво.

В качестве усилителя термопары для начала будет MAX6675 - не самый лучший вариант, но зато вполне доступный и по цене и по наличию в магазинах. Делать на обычном усилителе типа LM358 было бы еще дешевле, но... в MAX6675 уже есть компенсация холодного спая, и уже всё более-менее собрано-настроено.
Разрядности у MAX6675 может не хватить на верхнем пределе измерений, но что-нибудь придумаю.
Если вообще никак, то придется разориться на MAX31855K - он в 4 раза дороже, и не везде есть, но зато безгемморойный изначально.

Для измерения температуры в бункере MAX6675 пойдет по любому, там до 600 градусов при нормальном режиме работы котла. Пойдет даже с обычной китайской термопарой, которую к этому усилителю постоянно суют в комплекте.

Просто ввинчу в стенку бункера - пусть работает, а сгорит - то не беда, тогда заменю на что-то человеческое без остановки работы котла.

По контролю температуры воды - всё проще, там цифровые датчики отлично сработают. Один на подаче, один на обратке. Или просто один на подаче будет.

Если придет желание измерять температуру на входе в дымоход, до возьму Pt100 - платиновый, но крайне дешевый. Его до 500 градусов хватает, а это гораздо меньше, чем в том месте вообще может быть.

Датчик потока жидкости решил не брать - уже устал возиться с резьбами на системе водяного отопления, а если уж сильно захочу - поставлю и среди зимы.

Ну и еще втисну датчик температуры и влажности воздуха в помещении, где стоит котел - пусть будет.

И часы реального времени тоже поставлю - может пригодиться, если захочу программно менять режимы работы день/ночь или что-то такое. Или чтобы лог работы котла вести с привязкой к времени. Ну и вообще, пусть часики на экране светятся.

С сетевыми подключениями пока не хочу играться, попробую для начала организовать передачу данных через простейший и дешевейший радиомодуль на 433Мгц

Мне, по сути, нужно только передавать сигнал вкл/выкл для насоса, который в кухне находится - а это нужно связь наладить через 2 стены, и всего метров 5 по расстоянию.
Напрямую к приемнику реле насоса подсоединять не буду - хотя это возможно без дополнительных компонентов, просто запитать 5-вольтовое реле с опторазвязкой (достаточно 3мА) от ножки "Data" приемника - там может быть постоянная логическая единица при подаче такой же постоянной единицы на передатчик, но лучше сделаю программный фильтр от возможных помех и сбоев связи на отдельной Ардуинке.

Более серьезный радиоудлинитель возьму, когда буду делать переносной терминал управления котлом - чтобы его можно было в любом удобном месте в доме установить, или переместить куда-то. Скорее всего, на 2.4ГГц будет.
Сама логика управления котлом будет возле котла, а на терминале - показания датчиков и всякое управление работой.
Может, для начала и не буду полноценный автономный терминал делать, а сделаю какую-нибудь программулину для Винды и подружу ее с контроллером котла через радиомодуль и USB-UART конвертер.

Но это всё позже.

Для начала мне ту основную термопару нужно получить и установить в котел.

О ходе работ буду подробно информировать, как обычно.

 

Почему ? Цена или ещё какие-то соображения ?

Тоже интересен ваш выбор пенопласта, а не, допустим, минваты.
Не являюсь сторонником не того и не другого,
просто интересны мотивы выбора.

 

@King1972, по поводу платины - после некоторого изучения ценовой характеристики таких термопар (именно термопар, состоящих из спаянных проволок платины и платино-иридиевого сплава), решил обратиться к вариантам с более демократической ценой.

К слову, общая стоимость метровой термопары ХА с проволоками 1.2мм в бусинах, трубок МКР, наконечника и двух метров компенсационного провода будет примерно 400 гривен - это около 15 долларов.
Цены за платиновые термопары в таком исполнении, которое позволит мне ввести этот датчик в сопло через горячую зону бункера, стартуют с нескольких тысяч гривен. В общем, стоимость только термопары будет превышать общий бюджет на всю автоматику котла, которую я задумал.
А вот там, где можно использовать только платиновый датчик температуры (провода к датчику проходят в зоне с невысокими температурами) или прямой зонд типа такого:

то почему бы и нет?
Да, платиновая термопара дает большую точность, лучшую линейность зависимости сигнала к температуре, но меня как-то смущают мега-тонкие проводки в горячей зоне, да еще и проходящие через область, где я орудую кочергой. Иметь в горячей зоне еще пару соединений для выводящих проводов тоже как-то страшновато. ХА 1.2мм в случае обрыва можно и самому сварить - нужен только трансформатор и угольная щетка, а вот как сварить 0.2 мм волоски платины - я пока не имею точного представления.
Или это просто привычка использовать именно ТХА, оставшаяся от работы с печами для обжига керамики...
Поэтому вполне возможно, что в результате я приду к использованию платиновых датчиков в горячей зоне. После размышлений и натурных экспериментов. Но пока начну со знакомой мне ТХА.

По поводу пенопласта... как минимум, мне нужно было, чтобы утеплитель совершенно не впитывал и не пропускал через себя воду. У нас тут все мокрое несколько месяцев в году. Иногда треть стены по высоте мокрая, иногда и вся стена, если ветер попутный.
У меня уже была такая проблема с пристройкой, полностью вылечилось установкой 2см экструдированного пенопласта.
Вот для потолка - да, там буду минвату укладывать. И именно потому, что через нее вода может проходить, чтобы влага из помещений могла удаляться через потолки. Потолки из глины, дальше доска, слой камыша и снова глина на соломе. Дождя на чердаке у меня нет, поэтому путь для воды только в одну сторону.
Но это долгий разговор - и не для этой темы. Пенопласт еще нужно строго правильно монтировать, чтобы всё работало и потом не возникало проблем с мышами, возгораниями, долговечностью, да и с самими свойствами по теплоизоляции.

А вообще, теплоизоляцию я ставил по таким основным причинам:
- Хотя котел нормально греет помещения даже с дырявыми стенами, жаль использовать большую часть топлива для обогрева окружающей атмосферы.
- Нужно посмотреть, будет ли возможность пустить от этого же котла ветку водяного отопления еще и на другой дом, который в зимний период держится в состоянии "чуть выше нуля, чтобы стены не промерзли насквозь" и прогревается газовым котлом на +5 градусов в системе отопления.
- Нужно было защитить стены от намокания снаружи в периоды дождей.

Вот так сейчас выглядит мое жилище:

А вот заготовки на новые трубы (пока еще не обработанные, так что за внешний вид не пинайте):

 

@Perelesnik, В зоне горения в топливнике вполне ХА справится (температура здесь не высокая, по крайней мере должна быть, собственно для этого автоматика и нужна), а вот в райзер лучше ввести платину (вот здесь то градусы и должны быть повыше), туда кочерга не попадет в любом случае да и чехол корундовый защитит проволочки. ТПППР (платина -платина родиевый сплав) на фото, точно такая же как я использую. Ее длина даже избыточна (у меня) для райзера. Если механически платину не порвать, то она практически вечная в кожухе естественно.

 

@Perelesnik, в вашем котле колосники трубчатые с подводом воздуха, чем это обусловлено?

 

@alarin, я уже писал, что такой выбор - чтобы можно было установить термопару через бункер, без разборки котла. А там получается 3 изгиба под 90 градусов. И на всем протяжении (70 см) обычная температура не ниже 400-500 градусов в самом холодном месте. Ну, разве что у самой дверки зольника ниже, на самом выходе.
Задача того датчика как раз и состоит в том, чтобы температура в камере сгорания была в пределах 800-1000 градусов. Не выше. Это, фактически, датчик ограничителя температуры. И именно затем он мне и нужен - чтобы в случае перегрева камеры сгорания туда подать охлаждение вторичкой. Или временно прикрыть вторичку в случае переохлаждения и срыва режима горения.
В обычных обжиговых печах стоят именно такие термопары, и годами работают при температуре обжига в 1150-1200 градусов. То есть, это как бы уже давно и многократно проверено.
В наших краях я не встречал работающих печей с платиновыми термопарами. Общался и с некоторыми отечественными производителями печей - узнал кое-что о качестве ХА проволок, о всяких связанных с этими термопарами нюансах... И они ставят в свои печи именно ТХА. Только не 1.2 мм, а 3 мм толщиной. Возможно это всего лишь "тяжкое наследие царского прошлого", а возможно, такой вот итог многолетнего опыта.
Лично мне не принципиально, какая именно там термопара. Все зависит от конкретных условий применения. А у меня они такие, как я написал. На эту ТХА производитель дает следующие условия: длительное применение при температуре 1000 градусов, кратковременно - до 1300 градусов. Как раз в пределах моих требований. А мне еще крайне важна возможность изгибать саму термопару при установке какими угодно "бубликами", а также монтировать ее при необходимости на уже работающий котел в процессе сезона отопления, без длительной остановки котла и его разборки.
Если эта ТХА не выдержит в котле, заменю на другую. Возможно, даже придется разбирать котел и ставить вот такую платиновую прямо через стенку керамической трубы. Но пока не хочу разбирать и сверлить в керамике дополнительные отверстия.

Охлаждение колосников (дает долговечность этой детали котла) и дополнительный прогрев первички перед подачей в зону горения.

 

@Perelesnik, Забыл, что у вас конструкция то котла другая и дырку под термопару просто так не сделать. ТХА окисляется даже толстая в условиях разномастной газовой среды и особенно в восстановительной атмосфере парах галогенов, того же хлора. Защита из нержавки дает некоторое время к жизни, но при этих температурах чехол как пластилин (удастся ли потом демонтировать эту загогулину еще вопрос). Керамический чехол лучше, но тогда затраты на нормально упакованную ТХА становятся сравнимыми с ТПП. Я просто написал как рекомендацию к использованию ТПП без подробностей, но каждый выбор сделает сам, можно и пирометр в принципе приспособить, если футеровка малотеплоемкая, а режим горения близкий к статическому.

 

Теплоизоляция 100 мм пенопласта внутри или снаружи. Стены кирпичные? Какая толщина?

 

Да как раз дырку сделать - не вопрос. Но вся труба у меня находится в отсеке теплообменника, а значит, это туда лезть нужно, в отсек, да еще и сама термопара с проводами получится в пределах этого отсека. Самый разумный вариант - вставить снизу, как трубку поддува, что идет по оси вертикальной трубы. Это получается полностью в обход теплообменного отсека. Но для этого мне пришлось бы разбирать половину котла. Конечно, в процессе изготовления и монтажа котла - это дело нескольких минут. Но когда котел у меня уже в готовом к работе состоянии, это сложно... и лень, в конце концов)

Ну это все знают. Я же писал, что ТХА будет "жить" в трубке МКР + наконечник. Бусы - для электрической изоляции, а трубка - для герметизации. А как еще? Я не встречал на работающих аппаратах, чтобы ТХА голую ставили, без защиты от среды, в которой она находится. Нержавейку не рискну - там такой металл буквально комкается в процессе работы котла. Если где стыки МКР трубок изолировать - попробую уже привычный "печной герметик". В месте таких возможных стыков у меняя температура гораздо ниже, чем этот герметик способен выдерживать. Ну, по крайней мере, пару сезонов там он нормально проработал.
Как вариант - МКР только в трубе, а по бункеру и зольнику можно провести в нержавейке - там нержавейка выживает вполне. Гляну по ситуации.

Снаружи, плотно на клей-пену (циркуляция воздуха между пенопластом и стеной исключается), с проклейкой той же пеной всех стыков между листами пенопласта, стены - силикатный кирпич, толщиной в 1 кирпич в исполнении: два кирпича на ребро, с зазором между ними. Зазор лет 10 назад заполняли какой-то пеной на основе полиэфирной смолы и кислоты - особо теплее не стало тогда, но мыши в стенах прекратили гонки с топотом устраивать. Не знаю, что с той пеной сейчас - когда возникали трещины в стенах, солнышко через них светило, не обращая внимание на эту пену. Да, и воду она практически никак не задерживает.
Сверху, под подшивкой - контур из оцинковки для предотвращения проникновения грызунов. Пара мест, где проходит проводка (на выключатель и к кондиционеру) исполнены плотной минеральной ватой. По пенопласту - армировочная стеклосетка, пока на одном слое клея. Продолжить наружную отделку помешали постоянные дожди, отложено на следующий год. Все края (низ, верх, проемы дверей и окон) запенены с дополнительным усердием.
Внутри - тонка глиняная штукатурка по кирпичу. В ванной- керамическая плитка по всем стенам просто на кирпиче.

По результату - в доме стало гораздо теплее и суше (теперь влага через стены уже не проходит вовнутрь). В ванной на стеновой плитке практически исчез конденсат (раньше во время "водных процедур" там буквально текло со стен).

 

У меня в браузере одна из папок для сохраняемых ссылок названа O@U -
отопление и утепление, так как это два конца одной проблемы.
Спасибо за подробные ответы.
Для себя я уже созрел на приобретение платиновой термопары,
учитывая интересы по обжигу керамики и котловые вопросы.

По фотографиям с утеплением - нормально сделано,
но, взгляд со стороны - мало места для озеленения -
- садите виноград, не прогадаете.

Пеноизол может быть?
Смола карбамид-формальдегидная, не у всех кто брался - получалось.

 

Правильно, в таком пироге конденсат возникает при наружной температуре -16...-17 в наружном слое пенопласта и тут же замерзает, разрушая утеплитель и, фактически, сводя на "нет" эффект утепления. А течь будет уже весной наружу, когда будет оттаивать.
Нельзя пенопласт на кирпич ставить.