Warsztaty z automatyzacji pieców na drewno

Na początku listopada w Nowym Jorku odbyły się warsztaty z projektowania pieców na drewno, które były kontynuacją zeszłorocznego konkursu na najlepszy piec, również organizowanego przez Alliance For Green Heat (organizację non-profit promującą ogrzewanie drewnem). Tym razem motywem przewodnim była automatyka.

W odróżnieniu od publicznego konkursu sprzed roku, było to spotkanie dla kilkudziesięciu fachowców z branży (w większości ekipy, które startowały rok temu), przeprowadzone w profesjonalnym laboratorium badawczym w Nowym Jorku (w którym więcej osób nie mogło się pomieścić).
Celem było przetestowanie rozwiązań mających poprawić osiągi pieców w rzeczywistych warunkach (praca z niską mocą, rozpalanie i dokładanie, niedosuszone drewno) z użyciem fachowego sprzętu i z udziałem ekspertów, wymiana doświadczeń oraz stworzenie podwalin dla wprowadzenia zautomatyzowanych pieców na rynek w USA. Obecnie tego typu urządzenia, w których człowiek nie ma kontroli nad dawkowaniem powietrza, nie są przewidziane w procedurze testowej emisji i efektywności, której przejście jest konieczne dla wprowadzenia pieca do obrotu.

Pięć pieców na tapecie

Z planowanych siedmiu sztuk, dwa piece nie dojechały, więc ostatecznie przebadano pięć:

  • Mulciber - piec autorstwa studentów pożarnictwa, który rok temu startował w konkursie, został rozwinięty o sondę lambda, katalizator i wentylator wyciągowy. Dzięki temu dawał sobie radę nawet ze świeżo ściętym drewnem przy niskiej emisji pyłów i tlenku węgla, co dało mu w sumie najlepszą średnią ocenę na tle konkurentów.
  • Wittus Twinfire - owoc niemieckiej myśli technicznej wygląda na przeszkloną wersję kotła zgazowującego drewno, ale to tylko strona wizualna. W środku siedzi sporo techniki: rozbudowany pomiar temperatury, ciśnienia w obu komorach spalania oraz sonda lambda. Szkoda że przy tym wszystkim pozostawiono ordynarnie mechaniczną wajchę, którą człowiek musi przełączyć piec z trybu rozpalania w tryb pracy właściwej kiedy odpowiednio się nagrzeje.
  • VcV - to właściwie nie piec, a urządzenie sterujące dopływem powietrza do pieca, autorstwa Nowozelandczyków.vcvTo nic innego jak dysza doprowadzająca powietrze do pieca, w której centralnie zamontowany jest dławik. Wraz ze wzrostem ciągu kominowego wzrasta prędkość powietrza w dyszy i dławik stopniowo zaczyna się przymykać, aż do całkowitego zamknięcia. Momenty zamykania i otwierania są dostosowane do pożądanych dawek powietrza pierwotnego i wtórnego na kolejnych etapach pracy pieca. Idea o tyle ciekawa, że to czysta mechanika.
  • Catalus Ventus - piec z Connecticut (USA) nafaszerowany chyba wszelką możliwą techniką i elektroniką: znalazły się w nim cyklonowe filtry pyłów, dodatkowy filtr spalin, wstępnie podgrzewany elektrycznie katalizator, sonda lambda, termopary, sterowane elektrycznie przepustnice... Wszystko to pozwoliło uzyskać świetne wyniki emisji, ale fatalną efektywność (co zresztą autorzy przyznali, że kompletnie to zaniedbali), a cena całej tej aparatury na pewno powala.
  • Kleiss - piec ekipy z Indiany (USA), który nie wyróżnia się żadnym niespotykanym rozwiązaniem, ale miał osiągać niezłe efekty dzięki właściwemu sterowaniu spalaniem. Niestety pokładanych w nim nadziei nie spełnił.

Znów wygrali młodzi

Najlepszą łączną ocenę zebrał piec Mulciber rozwijany aktualnie przez Ryana Fishera i Taylora Myersa - dwudziestokilkulatków po studiach z zakresu pożarnictwa (otworzyli już nawet firmę MF Fire).
To pokazuje jak bardzo wiedza o procesach spalania pomaga w doborze właściwych rozwiązań. Inne piece były znacznie bardziej nafaszerowane techniką (wręcz jakby na ślepo), a mimo to właśnie Mulciber spisał się najlepiej przy względnie prostych środkach.

asdf

Od lewej: Taylor Myers, Mulciber, Ryan Fisher

Poniżej tabela z osiągami pieców w poszczególnych kategoriach. Urządzenia były oceniane podobnie jak w zeszłorocznym konkursie, mimo że tym razem ranking był nieformalny i nie nagradzano zwycięzców niczym więcej jak prestiżem.

wood-stove-workshop-2014-wyniki

Z wyników widać, że nie udało się złapać za ogon obu srok: spalać mokre drewno efektywnie, a zarazem z jak najmniejszą emisją zanieczyszczeń. Piece, które spalały efektywnie, miały gorsze wyniki emisji, i na odwrót.

Dysza VcV okazała się dobrym rozwiązaniem poprawiającym efektywność, ale wynika to raczej z metody pomiaru (w oparciu o temp. spalin). Na pewno ograniczała ona nadmierny ciąg wytwarzany przez palenisko, ale kosztem przydławienia spalania (kiepski wynik emisji CO). Wyniki testów pokazały, że VcV dobrze sprawdzała się przy paleniu na niskich mocach.

Przesadnie napakowany techniką Catalus Ventus osiągnął dobre noty w kategorii emisji, ale twórcy pominęli kompletnie rozwiązania służące efektywności.

Kompletnie nie sprawdził się Kleiss, który uzyskał przeciętny wynik w efektywności i kiepskie wyniki emisji (zarówno wysokie poziomy CO jak i pyłów).

Na stronie Alliance For Green Heat można znaleźć materiały z warsztatów:

  • szczegółowe wyniki testów wszystkich pieców
  • prezentacje autorstwa poszczególnych ekip
  • sporo zdjęć z laboratorium i nie tylko
  • materiały z wystąpień ekspertów od budowy pieców, pomiarów laboratoryjnych czy walki z zanieczyszczeniem powietrza

Jest tam np. ta prezentacja traktująca o sytuacji w Fairbanks - mieście z warunkami klimatyczno-terenowymi bardzo podobnymi do Krakowa, gdzie od lat 70. walczono nie tylko z pyłem, ale z niebezpiecznymi stężeniami tlenku węgla (!) w powietrzu.

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany.