Samodzielna Budowa Kotła Retortowego z Podajnikiem i Systemem Zabezpieczeń

Wprowadzenie do Samodzielnej Budowy Kotła z Podajnikiem

Samodzielna budowa kotła retortowego z podajnikiem to ambitny projekt, który pozwala na znaczną minimalizację kosztów eksploatacji i dostosowanie urządzenia do indywidualnych potrzeb. Właściwe wykonanie i przemyślany projekt sterownika są kluczowe dla bezpieczeństwa i efektywności takiego kotła. Niniejszy artykuł ma na celu zachęcić każdego, kto czuje się na siłach, do wykonania takiego kotła, bazując na doświadczeniach użytkowników.

Budowa Kotła Retortowego

Kocioł jest spawany z blachy o grubości 4mm. Palenisko żeliwne, które jest identyczne jak w innych kotłach tego typu, można zakupić gotowe. Możliwe jest również wykonanie komory spalania bez chłodzenia wodą, ale ważne jest jej uszczelnienie. Istnieje możliwość przerobienia starego pieca, na przykład przez dospawanie komory spalania.Jedna z konstrukcji kotła DIY opisana jest jako wykonana z zewnątrz z czterech kawałków blachy (góra, dół) i 12 rur o średnicy 100 mm wspawanych w górę i w dół w odstępie około 2 cm. Spaliny najpierw biją do góry w komorze załadowczej, a następnie wracają przez pierwsze cztery rury, wchodzą w kolejne cztery i wychodzą ostatnimi czterema. Inny projektant zbudował piec, którego wnętrze wykonano z kwasówki o grubości 2mm, a na czopuchu suszył buty, co świadczy o jego skuteczności.Ważne jest prawidłowe dopasowanie mocy kotła do potrzeb budynku. Powierzchnia użytkowa jest jednym z kryteriów - dla przykładu, kocioł o mocy 10 kW ogrzeje około 85 m², a 23 kW będzie potrzebne do ogrzania 200 m². Należy również uwzględnić grubość i rodzaj ścian oraz izolację budynku. Wybór kotła o zbyt dużej mocy jest często popełnianym błędem, prowadzącym do niepotrzebnego spalania większej ilości opału i wydalania energii przez komin, a także do powstawania większej ilości sadzy i smoły. Warto rozważyć przeprowadzenie audytu energetycznego, aby dokładnie określić potrzebne zasoby energii.

Rodzaje Podajników w Samodzielnych Konstrukcjach

Podajnik Ślimakowy

Samodzielnie wykonany podajnik ślimakowy często wykorzystuje części ze złomowiska. Ślimak można wykonać z płaskownika stalowego formowanego na pręcie. Przekładnia również może pochodzić ze złomu. Prostym i powszechnie stosowanym zabezpieczeniem przed pożarem zasobnika jest umieszczenie na obudowie podajnika ślimakowego czujnika łapiącego temperaturę. Jeśli temperatura przekroczy pewien poziom (około 70-90°C), sterownik może wysłać sygnał dźwiękowy i wypisać komunikat na wyświetlaczu, a także wyłączyć podajnik.Podajniki są przystosowane do spalania paliwa o granulacji maksymalnie 25-30 mm. Jeśli ziarna są większe, może dojść do jego zablokowania. Ważne jest także stosowanie odpowiednich zawleczek (np. "5" lub "6") jako zabezpieczenia. Niedozwolone jest stosowanie śrub, gwoździ ani innych podobnych rzeczy, które mogą uszkodzić układ napędowy. Średnio w prawidłowo eksploatowanym kotle ślimak wymienia się co 4-5 sezonów grzewczych, gdyż jest to element eksploatacyjny.

Podajnik Szufladowy/Tłokowy

Alternatywą jest podajnik szufladowy/tłokowy, który można zamontować zamiast drzwiczek, bez przerabiania całego kotła. Taki układ działał u kilku osób z miałem i ekogroszkiem, pod warunkiem, że piec i zasobnik były szczelne. Sensowne wymiary szuflady to około 230 mm szerokości i 40 mm wysokości, tłok około 227 mm o skoku około 80 mm i wysokości 10 mm. Cały podajnik warto pochylić o 10-15°. Wysunięty tłok nie powinien domykać całkowicie otworu zasobnika.Napęd tłoka może wykorzystywać motoreduktor (np. 0,12kW i 16 obr/min, lub 0,37 kW, 180W). Pomysł ze śrubą od podnośnika samochodowego jest dobry i pozwala na połączenie silnika ze śrubą bez zębatek. Napęd od wycieraczek samochodowych nie jest wystarczający.

Sterowanie i Automatyka

Sterownik dla samodzielnie zbudowanego kotła może być wykonany na mikrokontrolerze 89C51. Koszt podzespołów do jego wykonania to około 150 zł. Taki sterownik może odliczać czas postoju podajnika i ilość cykli pracy. Cykle są zliczane przez impulsator zrobiony na transoptorze odbiciowym, co pozwala na sprawdzenie, czy nastąpił ruch i czy podajnik nie jest zablokowany. W przypadku blokady sterownik wysyła sygnał dźwiękowy (np. słyszany w kuchni) i wyświetla komunikat na wyświetlaczu LCD. Sterownik może również mieć zabezpieczenia, takie jak „Pali się w podajniku” czy „Brak przyrostu temperatury”. Możliwe jest zaprogramowanie 5 temperatur w ciągu doby oraz dwóch stopni pracy, w których ustawia się ilość cykli obrotów podajnika, czas postoju podajnika i moc nadmuchu wentylatora. Sterownik może także sterować pompą wodną w zależności od różnicy temperatur wejścia i wyjścia wody do kotła. Ważne jest, aby sterownik był dobrze przemyślany pod kątem funkcji i zabezpieczeń.

Kluczowe Zabezpieczenia: "Strażak" i Inne Systemy

Zalewak wodny, potocznie nazywany „strażakiem”, jest niezbędnym elementem zabezpieczenia podajnika, szczególnie przy spalaniu pelletu. Woda ma się znaleźć w rurze podajnika przed palnikiem. Zaleca się montaż „strażaka”, a przy paleniu pelletem montaż jest wręcz obowiązkowy. Podczas przerw w dostawach prądu, kiedy sterownik główny na kotle nie czuwa nad temperaturą rury ślimaka, „strażak” niezależnie bada temperaturę rury. W skrajnych przypadkach może dojść do cofnięcia się żaru w kierunku zbiornika.Głównym powodem cofania się żaru są zbyt małe dawki podawanego paliwa, gdy ślimak załącza się zbyt rzadko lub zbyt długo pauzuje. W takiej sytuacji należy zwiększyć czas podawania, skrócić przerwę lub skrócić krotność podawania na sterowniku.Inne zabezpieczenia to czujniki temperatury umieszczone na obudowie podajnika, które wykrywają przegrzewanie i sygnalizują alarm. Można też zastosować programowe zabezpieczenie przed cofnięciem płomienia poprzez częstsze załączanie podajnika.

Problemy i Optymalizacja Pracy Kotła z Podajnikiem

Problemy z Piszczeniem i Zacieraniem się Elementów

Piszczenie pieca, metaliczny pisk i ocieranie wieńca o kolano lub talerz są często zgłaszanymi problemami. Zazwyczaj przyczyną jest przegrzewanie się palnika, gdy na palenisku nie ma odpowiedniej ilości węgla. Jeśli kopiec żaru jest bardzo mały lub pali się na płasko, oznacza to, że cały żar znajduje się w kolanie, co powoduje pracę palnika w podwyższonej temperaturze, czyli pęcznienie żeliwa i piski. Należy sprawdzić, czy na palniku jest kopiec żaru.Nadmierne nagrzewanie się koronki nie zawsze powoduje podskakiwanie retorty, ale może świadczyć o słabej jakości żeliwa, które puchnie. Podskakiwanie retorty i metaliczne walenie może być również spowodowane odkształceniem kołnierza wieńca, co prowadzi do powstawania szczeliny, w którą wpada popiół i podnosi wieniec. Strzały i drżenie podłogi to efekt chwilowego zatrzymywania się wieńca podczas obracania. Rozwiązaniem może być delikatne skrócenie czasu oczekiwania między podawaniem paliwa lub regulacja nadmuchu.

Wpływ Paliwa i Ciągu Kominowego

Niska jakość opału, np. mokry ekogroszek, znacząco obniża wydajność. Mokry węgiel nie tylko obniża temperaturę spalania, ale także przyczynia się do powstawania spieków i korozji metalowych elementów. Ekogroszek bogaty w siarkę jest bezpośrednią przyczyną korozji, zwłaszcza gdy jest wilgotny. Paliwo o wysokim wskaźniku zdolności spiekania powoduje tworzenie się spieków koksowych, które ograniczają przepływ gazów i zwiększają opór przenośnika śrubowego, co może prowadzić do zakleszczenia palnika. Suszenie węgla w garażu lub kotłowni przez otwarcie worków może pomóc.Duży ciąg kominowy również jest problemem. W podtrzymaniu żar schodzi w głąb wieńca, tworząc koks, co prowadzi do przegrzewania i deformacji wieńca. Zbyt duży nadmuch, powodujący sztywny płomień i iskry, również sprzyja powstawaniu spieków. Regulator ciągu kominowego, montowany np. w drzwiczkach wyczystki kominowej lub między kotłem a kominem, może rozwiązać ten problem. Warto również eksperymentować z minimalnym podmuchem i maksymalnym domknięciem czopucha.

Zrywanie Zawleczki i Uszkodzenia Ślimaka

Częste zrywanie zawleczki (kilka razy w tygodniu) świadczy o problemie w układzie. Przyczyną może być zanieczyszczone paliwo (kamienie, kawałki stali), zbyt duża granulacja (powyżej 25-30 mm), nieprawidłowa eksploatacja, stosowanie mokrego paliwa lub zbyt długi czas przesypywania (powyżej 55 sekund, gdy żar zaczyna schodzić w kolano). Zbyt wysoka temperatura zasobnika (dochodząca do 55 stopni) również może powodować zrywanie zawleczki.Należy regularnie sprawdzać stan ślimaka i rury ślimaka. Ślimak może być wytarty w jednym miejscu, co kwalifikuje go do wymiany. Warto również upewnić się, że głowica i rura ślimaka nie są zanieczyszczone w miejscu pracy ślimaka. Prawidłowy montaż rury ślimaka do głowicy jest kluczowy - czerwony pasek na rurze powinien dojść do srebrnego pierścienia, aby rura nie była włożona za płytko ani za głęboko.

Aspekty Bezpieczeństwa i Eksploatacji

Właściciele domków jednorodzinnych często nie zwracają uwagi na konieczność dostarczenia odpowiedniej ilości świeżego powietrza do kotłowni. Zamknięte i szczelne okna, zasłonięte kratki wentylacyjne, brak rocznych przeglądów przez serwisanta i kominiarza to poważne zaniedbania. Niewielu ma świadomość, że obowiązują ich Warunki Techniczne Wykonania i Odbioru Robót Budowlanych, które są kluczowe dla bezpieczeństwa. Należy pamiętać o regularnym czyszczeniu komina, w tym wyciąganiu sadzy z pionu.Optymalne ustawienia pieca, takie jak zmniejszenie czasu oczekiwania do 7 minut w podtrzymaniu (jeśli kopiec żaru jest płaski), czy zwiększenie czasu podawania i skrócenie przerwy (aby uniknąć cofania się żaru), mają kluczowe znaczenie. Dmuchawa przymknięta na 1 cm i obroty ustawione na 0, przy jednoczesnym zbyt mocnym płomieniu i iskrach, mogą świadczyć o zbyt dużym nadmuchu lub pobieraniu powietrza nie tylko z dmuchawy. Zablokowanie dmuchawy i sprawdzenie, czy paliwo nadal się tli, pomoże zdiagnozować nieszczelności.

tags: #strazak #kociol #podajnik #jak #samemu #zrobic