KOSTRZEWA Pellets Fuzzy Logic 15 kW

Kocioł Pellets® Fuzzy Logic

            Pellets® Fuzzy Logic – grupa automatycznych kotłów z innowacyjną metodą regulacji fuzzy logic oraz procesem spalania regulowanym za pomocą modułu sondy lambda. Pellets Fuzzy Logic wyznaczają w Polsce nowy kierunek w urządzeniach do spalania paliw stałych. Za paliwo może posłużyć pellet, zboże, groszek węglowy czy drewno. Podczas spalania tych paliw, urządzenie w całym swoim zakresie spełnia polskie i europejskie normy emisji spalin uzyskując przy tym zaskakująco wysokie sprawności.

W użytkowaniu przekłada się to na duże oszczędności w ilości spalanego paliwa nawet do 40%.

 
 Budowa kotła Pellets Fuzzy Logic:

1.      Trójciągowy, stalowy wymiennik kotła.

2.      Retortowy palnik fuzzy logic.

3.      Automatyka Fuzzy Logic z wbudowanym modułem sondy lambda.

Ad1. Wymiennik pionowy Pellest Fuzzy Logic

  wykonany ze stali kotłowej o grubości od 4mm do 6 mm, trójciągowy.Odpowiedni kształt i długość są cechą charakterystyczną tej konstrukcji. Do zalet tego rozwiązania należy przede wszystkim mniejsza wrażliwość na popiół osiadający na ściankach wymiennika, Zsypuje się on grawitacyjnie do popielnika. Przy tak rozbudowanym wymienniku przewidziano znaczne opory przepływu spalin i zastosowano wentylator wyciągowy spalin umieszczony na czopuchu, który wspomaga naturalny ciąg kominowy.

Dlaczego wybraliśmy stal?

 - uzyskiwanie maksymalnych sprawności

- możliwość swobodnego projektowania wysokowydajnych wymienników

- mała wrażliwość na brak wody,

- mała wrażliwość na kamień kotłowy,

- mała wrażliwość na nagłe zmiany temperatury.

Dlaczego nie korzystamy z żeliwa?

- duża masa,

- duże opory przepływu,

- duża bezwładność wynikająca z gęstości materiału,

- ograniczenia konstrukcyjne wynikająca z technologii produkcji

- trudne czyszczenie wymiennika z osadu

- niskie sprawności

Ad2. Palnik Fuzzy Logic

 
Dlaczego palnik retortowy?

-         bardzo równe i dokładne podawanie – pozwala na sterowanie procesem spalania przy pomocy sondy lambda

-         możliwość spalania z wysoką sprawnością peletu, zboża i węgla

-         automatyczne rozpalanie peletu, zboża i węgla

Retortowy palnik Fuzzy Logic jest wyposażony w automatyczną zapalarkę do trzech paliw – pelet, zboże, węgiel.  Sprawność kotła nie zależy tylko od sprawności przekazywanego ciepła do wymiennika, ale też od sprawności samego procesu spalania paliwa. W przypadku spalania paliw płynnych czy gazowych nie ma większych problemów. Spalanie paliw stałych jest procesem niezwykle problematycznym. Począwszy od dostarczenia odpowiedniej ilości powietrza do spalania, a więc dokładne wymieszanie powietrza z paliwem kończąc na „pozbyciu” się zbędnych produktów spalania, czyli popiołu. Postawione założenia spełnia palenisko retortowe. Do niedawna spalanie pelletu odbywało się na palnikach żeliwnych, które były stworzone do spalania groszku węglowego. Po serii prób narodził się palnik stalowy przystosowany do spalania pelletu czy także ziaren zbóż.

              Sercem kotła jest sterownik kotła. Wyspecjalizowany układ elektroniczny, który odpowiada nie tylko za utrzymanie stałej temperatury kotła poprzez odpowiednie dozowanie paliwa i powietrza, ale akże sterowanie działania całego systemu grzewczego budynku. Sterowanie pracą tego kontrolera jest podzielone na dwa główne etapy:

• Etap pierwszy – efektywne i oszczędne sterowanie procesem spalania w kotle z wykorzystaniem całej możliwej wiedzy na ten temat dostępnej – w tym przypadku to modulacja płomienia palnika z udziałem powietrza pierwotnego i wtórnego łącznie z dokładnym jego wymieszaniem w komorze spalania, pełne wykorzystanie metody fuzzy logic (każdy moment pracy palnika jest dokładnie zdefiniowany począwszy od rozpalenia do jego wygaśnięcia), potwierdzeniem prawidłowej pracy palnika jest pomiar resztki tlenu za pomocą sondy lambda na wyjściu spalin z kotła. W przypadku odchyleń od wzorca automatyczna korekta powietrza na palniku.  

• Etap drugi – umiejętny rozdział czynnika grzewczego na poszczególne odbiorniki grzewcze (grzejniki, ogrzewanie podłogowe, wymiennik c.w.u). Cała sztuka w oszczędzaniu paliwa polega na precyzyjnym dozowaniu ciepła do odbiorników tak aby wyliczona temperatura nie była przekraczana.

Dlaczego metoda Fuzzy Logic ?

 -         zaoszczędza do 20 % paliwa

-         w dużym stopniu eliminuje powstawanie zanieczyszczeń i sadzy w kotle,

-         wysoka stabilizacja temperatury pracy kotła – eliminuje wykraplanie się pary wodnej w kotle

-         temperatura komory spalania jest wysoka i stabilna przez co zmniejsza się emisyjność tlenków węgla.

-         moc palnika obliczana jest zaawansowanym algorytmem z użyciem metody Fuzzy Logic

-         regulator Pellets control dobiera moc palnika odpowiednio do zapotrzebowania energetycznego budynku

-         palnik pracuje dłużej przy nagrzanej komorze spalania, a tylko w takich warunkach osiągana jest maksymalna sprawność

-         dużo rozruchów palnika powoduje obniżenie wypadkowej sprawności urządzenia

-         algorytm fuzzy logic jest bardziej zaawansowany niż algorytm PID stosowany w innych urządzeniach

DLACZEGO MODULOWAĆ MOCĄ PALNIKA ? WYNIKI BADAŃ

     Austriacki instytut „Joanneum Research Institut für Energieforschung” pod przewodnictwem Reinharda Padingera przeprowadził badania kotłów pod kątem osiąganej sprawności w zależności od sposobu wytwarzania energii. Głównym pytaniem było: czy lepiej jest modulować moc palnika tak aby pracował ciągle, czy stosować tzw. pracę taktowaną? Do testów wybrano kocioł o mocy 50kW.Kocioł pracował w różnych próbach. 

Ogrzewanie zasobika c.w.u. zrealizowano w 3 wariantach:

 

1. zimny kocioł – pełna moc do osiągnięcia zadanej temperatury c.w.u.

 

2. zimny kocioł – 1/3 mocy do osiągnięcia zadanej temperatury c.w.u..

 

3. zimny kocioł – pełna moc do osiągnięcia 700°C w komorze spalania następnie redukcja do 1/3 mocy, aż do osiągnięcia

                       temperatury c.w.u..

Średnie sprawności kotłów wyniosły: 

 

ad1. 74% 

ad2. 90% - kocioł retortowy z modulacją palnika fuzzy logic  np. Pellets Fuzzy Logic 

ad3. 66% - kocioł retortowy z jedną mocą palnika

Dlaczego stosujemy sondę lambda ?

 -         zaoszczędza do 20 % paliwa

-         automatycznie dozuje potrzebną ilość powietrza przy każdej mocy palnika

-         przy spalaniu biomasy jest niezbędnym elementem aby utrzymywać wysoką sprawność urządzenia

Do czego służy Sonda Lambda?

  Sonda Lambda służy do pomiaru ilości reszty tlenu w spalinach. Reszta tlenu daje doskonałą informację o tym jak przebiega proces spalania. Regulator porównuje wartość faktyczną tlenu z wartością zadaną tlenu i dokonuje stosowanej regulacji mocy dmuchawy.

Sterowanie mocą dmuchawy z wykorzystaniem Sondy Lambda polega na wprowadzaniu przez regulator korekty mocy dmuchawy.

  Aby sonda lambda mogła prawidłowo działać powinna pracować w temperaturze ok. 400C w związku z tym że w kotłach Pellets Fuzzy Logic temparatura spalin wynosi do 160C każda sonda lambda jest wyposażona w grzałkę która dogrzewa ją do odpowiednich parametrów pracy.

          Kocioł który nie posiada sondy lambda - podczas pierwszego uruchomienia osoba która reguluje ilość powietrza potrzebną do spalnia ustawia zawsze dużą większą wartość niż jest w rzeczywistości jest potrzebne ponieważ po kilku dniach dysze palnika lekko się zabrudzą i powietrza może być zbyt mało - kocioł zaczyna "kopcić" . Takie początkowe ustawienie palnika powoduje to że ten nadmiar powietrza wychładza kocioł i obniża sprawność urządzenia nawet o kilkanaście procent.

          Kocioł z sondą lambda - możemy początkową ilość powietrza usawić optymalnie - sonda mierzy ilość resztki tlenu na wylocie z kotła i po kiku diach gdy dysze palnika zaczynają się zabrudzać sonda wykrywa, że resztka tlenu zaczyna obniżać i reakcją automatyki na tą informację jest zwiększenie obrótów wentylatora tak aby uzyskać tą samą resztkę tlenu na wylocie z kotła co przy początkowym usawieniu.

Dzięki temu urządzenie pracuje z optymalną sprawnością ok 90%.

dostępne moce

wymiary kotłów i zakres mocy

 * moc urządzenia nalezy dobrać według zapotrzebowania cieplnego budynku

** wysokość pomieszczeń 2,5 m