Pellets® Fuzzy Logic – grupa automatycznych kotłów z innowacyjną

Pellets® Fuzzy Logic – grupa automatycznych kotłów z innowacyjną

Kocioł Pellets Fuzzy Logic dzięki zastosowanej technologii może występować w programie niskiej emisji.
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.
Przekrój wymiennika stalowego:
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.
Ad 3. Automatyka Fuzzy Logic z sondą lambda.
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
Co to jest Fuzzy Logic ?
2 + 2 = 4, dzień lub noc, tak lub nie, taki sposób rozumowania jest charakterystyczny dla
zwykłej logiki i matematyki. Jednakże w codziennym życiu ludzie nie zawsze używają
stwierdzeń dokładnie "czarnych" lub "białych". Jeśli umawiamy się z kimś do kina, to nie
ustalamy godziny spotkania na godzinę 18 sekund 0, lecz dajemy sobie pewien margines
czasu na spóźnienie lub wcześniejsze przybycie.. Naukowcy od dosyć dawna, bo od lat 50tych XX wieku, pracowali nad zastosowaniem logiki rozmytej w przemyśle i życiu
codziennym. Pozwala ona na nauczenie maszyn reagowania nie tylko na polecenia typu
"biały" lub "czarny", ale dopuszcza też "odcienie szarości". Program może sam
wybrać moment zadziałania bez opierania się na ścisłych wytycznych typu, zrób coś
konkretnej godzinie, a zrób coś około godziny 10-tej, jeśli zajdą takie a takie okoliczności
Jak działa sterowanie Fuzzy Logic ?
•
Moc palnika jast dostosowywana przez regulator w zależności od aktualnego
zapotrzebowania na moc cieplną
•
Algorytm Fuzzy Logic oblicza zapotrzebowanie na moc ze skokiem 1%, w zakresie od
30% - 100%. Wyliczona moc pokazywana
jest w menu: MOC PALNIKA
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.
przykład:
Kocioł który nie posiada sondy lambda - podczas pierwszego uruchomienia osoba która
reguluje ilość powietrza potrzebną do spalnia ustawia zawsze dużo większą wartość niż 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 ustawić optymalnie sonda mierzy ilość resztek tlenu na wylocie z kotła i po kilku dniach gdy dysze palnika
zaczynają się zabrudzać sonda wykrywa, że resztka tlenu zaczyna się 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 ustawieniu.
Dzięki temu urządzenie pracuje z optymalną sprawnością ok 90%.
dostępne moce
*Moc kotła [kW]
15 kW
25 kW
40 kW
50 kW
75 kW
100 kW
**Powierzchnia budynku [m2]
50 - 200
100 - 300
300 - 530
350 - 660
500 - 1000
750 - 1300