Hake-pellettipoltin

[Pähkäilijä]

Pieni korjaus. Ei käänteispalokattilassa kaasuunnu koko  palopesässä oleva puumäärä, vaan ainoastaan hiilloksen tuntumassa oleva. Tähän perustuu juuri hallittu palotapahtuma käänteispalokattiassakin. Näin kaasuuntuminen on tasaista koko pesän puumäärän  polttoajan.

Kun lämpötila puun kuivuessa nousee 100 – 105 asteeseen, alkaa pyrolyysivaihe, joka
vaikuttaa puun haihtuviin aineisiin. Tässä vaiheessa puun suuret molekyylit kuten selluloosa, hemiselluloosa ja ligniini pilkkoutuvat ja kaasuuntuvat. Näin syntyy paljon palavia kaasuja.

Viimeisessä palamisen vaiheessa pyrolyysistä jäljelle jäänyt kiinteä hiili syttyy palamaan 800-900 asteen lämpötilassa. Tämä on palamisen vaiheista hitain ja pitkäkestoisin.


Käänteispalokattilan pesässä polton alkuvaiheessa tulee paljon enempi poltettavia kaasuja mitä palon loppupuolella. Lambdaohjatut pannut tämän pystyvät suht hyvin säätämään antamalla alussa enempi toisio- ja lopussa ensiöilmaa. Kyllä siellä koko puumäärä lämpenee eikä ainoastaan hiilloksen vieressä oleva. Hakkeella ja pelletillä syöttö on sen verran pientä että nämä kaikki vaiheet tapahtuvat paljon nopeammalla syklillä ja enempi tasapainoisesti.

[juhe]

Tämä ketju sopii oikein hyvin omaan uteliaisuuteeni. Mulla on vanha pellettipoltin, jonka toiminnalle kaipaan parempaa toiminnan seuraamista. Ensimmäisessä vaiheessa lähinnä mittaan mitä on helposti mitattavissa. Siis mittaa lämpötilaa, vetoa ja myös pelletin syötön pyörimistä. Katsoo sitten miten niistä voisi nähdä tulevia jumituksia.

Tässä riittää softan osalta tutkimista ja opiskelua
https://github.com/juhelmi/pellet_metering

Toistaiseksi koodi on julkisesti jaettu, kun vielä sillä ei ole myyntiarvoa. Katsoo miten tilanne kehittyy. Jos löytyy muita aiheen ympärille, niin voi sen pitää julkisena ja avoimena. Jos sitten on polttimen toiminnan ohjaamista, niin vastuukysymysten kannalta helpompi ettei ole jakamassa potentiaalisesti vaaraa aiheuttavaa softaa eteenpäin   Kehitystyön alla oleva on sitä.

Sopivan komponentin voisi etsiä AC virranmittaukseen. Löytyykö joku valmis vai tehdäkö itse, kun on tilattuna jo AD-muuntimia I2C väylään. Puhaltimen ilmamäärän mittaus olisi myös hyödyllinen olla, mutta miten sen tekee parhaiten. Kahdella ilmanpainemittarilla ei saa tarkkaa, mutta ehkä riittää häiriötilanteen tunnistukseen. Tutkittavaa ja kokeiltavaa tulee riittämään.

Toinen sitten on etten tiedä onko itse valittu Raspberry Pi riittävän luotettava pitkällä aikavälillä. Häiriöherkkyys voi olla liian matalalla. Ehkä saisi olla tuplattu systeemi ja kolmas yksikkö valmiina korvaamaan mahdollisesti rikkimenevän.

[Pähkäilijä]

Puhaltimen ilmamäärän mittaus olisi myös hyödyllinen olla, mutta miten sen tekee parhaiten. Kahdella ilmanpainemittarilla ei saa tarkkaa, mutta ehkä riittää häiriötilanteen tunnistukseen.  korvaamaan mahdollisesti rikkimenevän.

Sisääntuloon joku anemometri? Kait niistä jostain löytyy dataa ulospäin antava versio.
https://www.starelec.fi/index.php?cPath=94_1354

[Yleisajattelija]

Tämä ketju sopii oikein hyvin omaan uteliaisuuteeni. Mulla on vanha pellettipoltin, jonka toiminnalle kaipaan parempaa toiminnan seuraamista. Ensimmäisessä vaiheessa lähinnä mittaan mitä on helposti mitattavissa. Siis mittaa lämpötilaa, vetoa ja myös pelletin syötön pyörimistä. Katsoo sitten miten niistä voisi nähdä tulevia jumituksia.

Tässä riittää softan osalta tutkimista ja opiskelua
https://github.com/juhelmi/pellet_metering

Toistaiseksi koodi on julkisesti jaettu, kun vielä sillä ei ole myyntiarvoa. Katsoo miten tilanne kehittyy. Jos löytyy muita aiheen ympärille, niin voi sen pitää julkisena ja avoimena. Jos sitten on polttimen toiminnan ohjaamista, niin vastuukysymysten kannalta helpompi ettei ole jakamassa potentiaalisesti vaaraa aiheuttavaa softaa eteenpäin   Kehitystyön alla oleva on sitä.

Sopivan komponentin voisi etsiä AC virranmittaukseen. Löytyykö joku valmis vai tehdäkö itse, kun on tilattuna jo AD-muuntimia I2C väylään. Puhaltimen ilmamäärän mittaus olisi myös hyödyllinen olla, mutta miten sen tekee parhaiten. Kahdella ilmanpainemittarilla ei saa tarkkaa, mutta ehkä riittää häiriötilanteen tunnistukseen. Tutkittavaa ja kokeiltavaa tulee riittämään.

Toinen sitten on etten tiedä onko itse valittu Raspberry Pi riittävän luotettava pitkällä aikavälillä. Häiriöherkkyys voi olla liian matalalla. Ehkä saisi olla tuplattu systeemi ja kolmas yksikkö valmiina korvaamaan mahdollisesti rikkimenevän.

Tein nuorempana ammatikseni sulautettua softaa reaaliaikajärjestelmiin ja niiltä ajoilta on vielä aika massiivinen C- ja assembler .-kirjasto arkistoituna. Rasberry Pi on ostettuna ja odottelee hyllyssä "kybermyrskyn" laantumista se verran että uskallan liittää sen verkkoon. Tuo reaaliaikalinux on toisaalta hyvin vaikea kehitysympäristö, joka on tunnetusti erittäin huonosti dokumentoitu. Toisaalta olen yksinkertaisen tekniikan kannalla ja tunnen em. kokemukseta kuinka vaikeaa on tehdä "aikuisoikeasti" luotettavia ohjelmia. Jälkeenpäin olen kyllä oppinut arvostamaan ko. yrityksen osaamista, siellä käsiteltiin rahasiirtoja, ja itsekin tein niihin liittyviä älykorttijärjestelmiä. Tämän prototypin ostin 71 vuotiaalta itseoppineelta keksijältä, joka piti yksinkertaisia järjestelmiä käytännössä toimivina.

Tässä projeksissa lähestymistapa on hybridi, toimintaperiaate pidetään yksinkertaisena mutta, mittaustieto kerätään mahdollisuuksien mukaan. Turvajärjestelmien osalta tämä on hyvin opettavainen proejekti, hyvin vaikea on pitää systeemi yksinkertaisena, mutta kaikki kompleksisuus tuottaa uusia ylimääräisiä ongelmia. Esim. tuo Rasberry Pii:n mahdollinen hajoaminen ei vaikuta mihinkään turvallisuusmekanismiin (Rasperry Pi on ns. kiinan-COTS ja sille ei voi asettaa mitään laatuvaatimuksia).

OIen protyypin keksijän kanssa samaa mieltä siitä, ettei esim. lamda -mittauksesta ole välttämättä kauheasti hyötyä käytännössä, mutta ompahan nyt sekin laitettu. Nykyisissä töissä joudun tekemään monimutkaisten järjestelmien turvallisuusanalyysejä, ja tämä on hyvä käytännön projekti tutustua teorian toimimiseen käytännössä. Olen huomannut, että yleensä teoria ei toimi käytännössä. Entinen matematiikan professori to sin väitti, että kysymyksessä on vain mallin epätarkkuus jos matemaattinen teoria ei toimi käytännössä. Saisi tulla tuokin tyyppi hitsaamaan noita kaksinkertaisen sammutusjärjestelmän putkistoja tähän projektiin, niin tulisi hieman realistisempi ote siihen teoriassa hyvään kolmanteen turvajärjestelmään.

[Yleisajattelija]

Sisääntuloon joku anemometri? Kait niistä jostain löytyy dataa ulospäin antava versio.
https://www.starelec.fi/index.php?cPath=94_1354

Ilmamäärän mittaus on itsessään hyvin hankalaa tälläisissä sovelluksissa. Perinteinen kuumalankamittari voisi ehkä toimia parhaiten. Tässä puhallin on liian isotehoinen, ja sinä mekaaninen peltiläppäsäädin jonka joutui laittamaan lähes kiinni ensimmäisissä testeissä.  Taajuusmuuttaja on kyllä hankittu (ihan Commodoren laatupeli) tosin lähinnä testejä varten kun noiden luotettavuus on hyvin heikko. Pelletin syöttö on tarkasti mitattavissa, ja kun haetaan sille sopivaa ilmamäärää niin absoluuttisella mittausarvolla on lähinnä "tieteellinen" merkitys.

[Yleisajattelija]

Yleisesti ottaen pidän mitausteknisesti virheellisenä seurata pelkästään palokaasun poistolämpötilaa. Tärkeämpää on polttolämpötilan seuranta, ja vasta silloin palokaasun poistolämpötilan arvo on asetettavissa järkeäväksi. Tässä tapauksessa on hankittu max. 1300 asteinen termopari mutta sen asentaminen oikeaan paikkaan ei ole ihan helppoa. Lisäksi on hankittu 105mm ja 50mm kvartsilasi-ikkunoita liekin seurantaan, mutta ainakaan tuo 105mm ei mahdu minnekkään.

Joutunee tekemään jonkun kompromissin visuaalisen liekinseuranna osalta, ja olen päätymässä että tärkein paikka on toisiopalotila. Mukava olisi seurata myös arinaa, mutta sinne on jokseenkin mahdotonta saada läpivientiä ikkunaa varten. Lisäksi nokeaminen on todennäköinen ongelma. Onko jollakulla kokemusta aiheesta?

[juhe]

Kesällä sopivalla ilmalla ilma kiertää ylläpitotulen aikana väärään suuntaan ja se yksistään sotkee pyöriviä mittareita. Oman likansa se jättää puhaltimeen myös.
Anemometrin paikka voisi olla toisen mittauksen kalibrointiin. Kalibroi sillä sitten joko kuumalankamittarin tai ilmanpainemittarin. Toisaalta nuo halvat anemometrit ei kai mekaniikaltaan kestä jatkuvaa mittauskäytössä oloa.

Onko tulipesässä tarpeen tuntea tarkasti yhden pisteen lämpötila? Kai sitä hyvää palamista voi myös arvioida tehon perusteella, kun tietää syötetyn energian määrän. Sitä en tiedä mitä kaikkia mittareita tehon mittaukseen on, mutta katsoin peltier TEG elementtiä, että kai sen tuottamasta tehosta voi päätellä lämmitystehoa. Tehomittauksessa sen tuottamalla sähköenergialla ei ole niin väliä. Jos on yksi elementti, niin kertoo lämmitystehon sille kohtaa. Kokonaistehoa ei yhden perusteella tiedä.

[juhe]

Oma vanhan polttimen kunnossapito & korjaus on sisältää samoja pohdintoja ehkä kai kuin uuden teko?? Varaosa-polttimessa oli enemmän vikaa kuin sen myyjä tiesi, mutta mahdollisuus yhteen toimivaan on kumminkin! (Jos olisi tiennyt mitä kaikkea vikaa on niin ehkä olisi korjannut ne.)

Vetoa on ylläpitotulelle enemmän kuin tarpeeksi. Taloudellisinta ehkä olisi lisätä systeemiin osittain kanavan sulkeva läppä, joka liikkuisi puhaltimen ohjauksen mukaan. Sitä en ole tekemässä eikä mahdollisessa jumitilanteessa ole turvallisuudelle etu. Vedon tasaaja on ollut pitkään käytössä, joskin se vähentää vetoa enemmän polton aikana.

Hakkeen kanssa on aina enemmän ja vähemmän ylläpitotulta. Onko tuolle ylläpitotulelle jotain yleisiä ohjeita? Omassa pellettipolttimessa siinä kannattaa olla liekkiä enemmän kuin pelkän hiilloksen ylläpito vaatii, kun imee polttimen läpi kattilaa jäähdyttävää ilmaa. Pelletti on kallista ja nykyisellä hinnalla hyvä katsoa mistä saa ylimääräistä kulutusta pois (= tarpeetonta hukkaa pois). Hiukan isompi syöttö ylläpidon aikana kompensoi tilannetta, mutta haittansa kai siitäkin on, kun pieni liekki ehkä ei pala niin taloudellisesti? Turvallisuuden näkökulmasta vanhassa Laatuliekin polttimessa ei ole mitään valvontaa ylläpidon liekille. Valoanturi reagoi vasta isompaan liekkiin normaalikäyntijakson aikana.

Hakkeen ja pelletin kanssa kai mennään aika samoilla ehdoilla ylläpitotulen kanssa? Hakkeen kosteusprosentti on korkeampi, mutta ei kai se muuta tässä juuri tilannetta. Hakkeen syöttö ei ole yhtä tasaista ja sen vaikutusta en osaa arvioida. Aika pienellä se hiillos pysyy kuumana vaikka syöttöön taukoja tulee. Omassa tilanteessa näyttää toimivalta syöttää enemmän kuin pelkän hiilloksen ylläpito vaatii. Joskin tarvetta isompi veto voi viedä hiilloksen pieneksi ja logiikka ei näe liekkiä ajoissa -> pysähtyy virheeseen ilman pelletin loppumista tai varsinaista syöttöhäiriötä.

Edit: Tuossa aikaisemmin on kirjoitettu pelletin sammutuksesta vedellä. Pelletti turpoaa vedestä. Toisaalta jos polttimen ruuvissa on takapalo, niin siellä on myös paljon hiiltynyttä pellettiä ja se ei turpoa. Ainakin omassa vanhassa Laatuliekin polttimessa suuressa osaa ruuvia pelletti jo hiiltyy, kun takapalo lähestyy kapasitiivista anturia. Sen puolesta en odottaisi kummempaa jälkisiivousta, vaikka takapalon tullessa sinne polttimen syötön ruuville lirauttaisi desin (tai pari) vettä.

Koskaan en ole nähnyt millaisia ne mehiläisvahatulpat on eli riittääkö esim tavallinen 10 mm kupariputki vähän litistettynä alaosasta ja siihen sulaa mehiläisvahaa 1 cm matkalle esimerkiksi. Vesi ei mene siitä pehmitä https://fi.wikipedia.org/wiki/Mehil%C3%A4isvaha  Toisaalla taas on näkynyt, että roskat pitää tulpista putsata pois kerran vuodessa https://www.masinistit.com/keskustelupalsta/viewtopic.php?t=94473  Tuo yksinkertainen lisä voisi pikkusen parantaa vanhan polttimen turvallisuutta?

[varikonniemi]

Tein nuorempana ammatikseni sulautettua softaa reaaliaikajärjestelmiin ja niiltä ajoilta on vielä aika massiivinen C- ja assembler .-kirjasto arkistoituna. Rasberry Pi on ostettuna ja odottelee hyllyssä "kybermyrskyn" laantumista se verran että uskallan liittää sen verkkoon. Tuo reaaliaikalinux on toisaalta hyvin vaikea kehitysympäristö, joka on tunnetusti erittäin huonosti dokumentoitu. Toisaalta olen yksinkertaisen tekniikan kannalla ja tunnen em. kokemukseta kuinka vaikeaa on tehdä "aikuisoikeasti" luotettavia ohjelmia. Jälkeenpäin olen kyllä oppinut arvostamaan ko. yrityksen osaamista, siellä käsiteltiin rahasiirtoja, ja itsekin tein niihin liittyviä älykorttijärjestelmiä. Tämän prototypin ostin 71 vuotiaalta itseoppineelta keksijältä, joka piti yksinkertaisia järjestelmiä käytännössä toimivina.

Tässä projeksissa lähestymistapa on hybridi, toimintaperiaate pidetään yksinkertaisena mutta, mittaustieto kerätään mahdollisuuksien mukaan. Turvajärjestelmien osalta tämä on hyvin opettavainen proejekti, hyvin vaikea on pitää systeemi yksinkertaisena, mutta kaikki kompleksisuus tuottaa uusia ylimääräisiä ongelmia. Esim. tuo Rasberry Pii:n mahdollinen hajoaminen ei vaikuta mihinkään turvallisuusmekanismiin (Rasperry Pi on ns. kiinan-COTS ja sille ei voi asettaa mitään laatuvaatimuksia).

OIen protyypin keksijän kanssa samaa mieltä siitä, ettei esim. lamda -mittauksesta ole välttämättä kauheasti hyötyä käytännössä, mutta ompahan nyt sekin laitettu. Nykyisissä töissä joudun tekemään monimutkaisten järjestelmien turvallisuusanalyysejä, ja tämä on hyvä käytännön projekti tutustua teorian toimimiseen käytännössä. Olen huomannut, että yleensä teoria ei toimi käytännössä. Entinen matematiikan professori to sin väitti, että kysymyksessä on vain mallin epätarkkuus jos matemaattinen teoria ei toimi käytännössä. Saisi tulla tuokin tyyppi hitsaamaan noita kaksinkertaisen sammutusjärjestelmän putkistoja tähän projektiin, niin tulisi hieman realistisempi ote siihen teoriassa hyvään kolmanteen turvajärjestelmään.

mitenköhän ammattilainen on jos RT linuxia soimaa tai edes ajattelee tarvitsevansa tämmöiseen projektiin? Voiko sun kattilan säätö heittää 10 millisekunttia toivotusta? Jos voi, niin RT on aivan väärä polku.

[Yleisajattelija]

mitenköhän ammattilainen on jos RT linuxia soimaa tai edes ajattelee tarvitsevansa tämmöiseen projektiin? Voiko sun kattilan säätö heittää 10 millisekunttia toivotusta? Jos voi, niin RT on aivan väärä polku.

En enää ole ohjelmointihommissa, joskus pidin kyllä itseäni ammattilaisena. Olen kuitenkin koodannut varsin toimivia sulautettuja non-pre-emptive reaaliaikakäyttöjärjestelmiä, joten luulen tietäväni mistä puhun. Linuxin käyttö on nykyään käytännön pakko mm. työkaluympäristösyistä,ja se on sellainen kun on, mutta voisi olla parempikin reaaliaikajuttuihin.

[Yleisajattelija]

No, sain tuon saamarin värkin lopulta päälle manuaalikäyttöisenä voisi jopa sanoa että viime hetkellä kun huomenna pörssisähkö hyppää taivaisiin.

Teho tällä hetkellä n. 12kW, happiarvo seilaa 5-8 välillä, palokaasun poistolämpötila hormiliitynnässä n. 140-150 astetta ja toisiopalokammiossa n. 820 astetta.

Luullakseni muuten hyvät lukemat, toisiopalolämmöstä en tiedä. pitäisikö olla korkeampi. Tulee vaan vastaan normirosterin maksimilämpötila jo noilla paikkeilla ja toisiopalokammion seinämissä (ainakin vielä toistaiseksi) ohut rosterilevy.

[juhe]

RT linuxin käyttö voi olla perusteltua myös jos siinä on valmiina sopiva konfiguraatio. Sopivasti riisuttu konfiguraatio on varmempi kuin vähän kaikkea sisältävä desktop-versio. Jos on nettiin kytketty, niin päivitykset ja vaatimukset kasvaa -- parempi kun sillä puolella ei joutuisi itse kaikkea hallinnoimaan.

[Yleisajattelija]

Pienellä säädöllä sain n. 15kW tehon. Palokaasun lämpötila hormiliittymässä n. 160 astetta ja toisioilmakammiossa palolämpötila n. 920 astetta n. 3-5% happiylijäämällä. Olen aika tyytyväinen jo näihinkin arvoihin, ja kattilan konvektori on vielä melkein sama kuin öljykäytössä (alin ripa poistettu että saa tilaa toisiopalokammiolle). Kattilan valmistaja arveli, että Bentone-öljypolttimen teho olisi n. 20kW, joten nämä arvot ovat pelletille todenäköisesti aika tapissa. Ainoa mittari oli hormiliittymän lämpömittari joka öljyllä näytti n. 135-150 astetta. Tässä tapauksessa hormi on 7m pitkä 114mm rosterisisäputki tiilihormissa. Kattila on käyttöohjeen mukaan suunniteltu minimissään 100mm hormille (ilmeisesti tarkoitetaan pyöreää rosterihormia), ja konvektoreiden hormipäässä on ilmeisesti sille tehtynä sen kokoinen kavennus. Kattila tupsautteli käynnistäessä savuja kun aloin nostamaan lämpöjä 20 asteesta, joten voisi olla paikallaan hieman avartaa em. kavennusta ainakin 114mm hormiputken aukkoon asti. Talo on 175m2, joten 15kW teho pitäisi riittää, nyt on vielä lisäksi tulet leivinuunissa.

On kieltämättä hyvä testikeli kun ei täällä ole 20 vuoteen ollut näin pitkään 30 asteen pakkasta :-)

[varikonniemi]

En enää ole ohjelmointihommissa, joskus pidin kyllä itseäni ammattilaisena. Olen kuitenkin koodannut varsin toimivia sulautettuja non-pre-emptive reaaliaikakäyttöjärjestelmiä, joten luulen tietäväni mistä puhun. Linuxin käyttö on nykyään käytännön pakko mm. työkaluympäristösyistä,ja se on sellainen kun on, mutta voisi olla parempikin reaaliaikajuttuihin.

RT linuxin käyttö voi olla perusteltua myös jos siinä on valmiina sopiva konfiguraatio. Sopivasti riisuttu konfiguraatio on varmempi kuin vähän kaikkea sisältävä desktop-versio. Jos on nettiin kytketty, niin päivitykset ja vaatimukset kasvaa -- parempi kun sillä puolella ei joutuisi itse kaikkea hallinnoimaan.

Kerroppa mihin tarviit puun poltossa RT version, ja kärsiä kaikki haitat mitä siitä seuraa? "RT" taitaa olla yksi yleisimpiä harhakäsityksiä tietokoneautomaatiossa.

[juhe]

Kerroppa mihin tarviit puun poltossa RT version, ja kärsiä kaikki haitat mitä siitä seuraa? "RT" taitaa olla yksi yleisimpiä harhakäsityksiä tietokoneautomaatiossa.

Oletuksena väylään liitetyt sensorit tai väylän kautta tapahtuva ohjaus ei tarvitse RT versiota. Silloin kun kaipaa riisuttua Linuxia niin Yocto on yksi vaihtoehto mutta ei sitä kannata verrata vaikka Ubuntu Core:en. Toivottavaa kaiketi on sen valitun distron kohtalaisen helppo päivitettävyys ja jos on netissä kiinni niin tietoturvapäivitykset pitäisi hoitua. Jos nuo hoituu niin en uskoisi RT kernelistä polttimen ohjaukseen olevan isompaa haittaa. Siinä ei kai ole näyttöä kiinni ja systeemi on riisuttu. Vähemmän tuettavaa laitteistoa tuo luotettavuutta. En tunne RT kernelin rajoituksia, mutta jos sen ottaa käyttöön niin ehkä on rajannut sopivasti turhia osia pois ja saa sitä kautta kokonaisuutta yksinkertaistettua & sitä kautta saa etuja.

Mun tiedoilla olisi parempi tehdä sopivan karsittu versio Yocton kanssa ja netti kierrättää palomuurin läpi. Yocton voi konfiguroida RT-kerneliksi tai sitten jättää tavalliseksi.