Автоматика котла на отработанном масле

Думаю, многие согласятся со мной в том, что вопрос отопление в нашей стране всегда стоит на первом месте – будь то производственное предприятие, станция технического обслуживания и жилое помещение. Ну и конечно все решают эту задачу различными доступными способами, топят газом, углем, дровами, топливными пеллетами, используют электрические котлы и отопление на жидком топливе. Но из всего этого многообразия следует отметить отопление на жидком топливе, а конкретно котлы и печи на отработанном масле. По стоимости, удобству обслуживания и доступности топлива отопление на отработанном масле находится как минимум в лидирующей тройке. Именно поэтому выбор для многих прост и очевиден.

Итак, вы изготовили или купили готовый котел или калорифер на отработанном масле. Выбрали дутьевой вентилятор и привод для масляного насоса.

Скорее всего, этот будут наиболее доступные и популярные улитки от отопителя ВАЗ и моторчик стеклоподъемника ВАЗ 2108-09 или моторчик стеклоочистителя любого легкового автомобиля.
Выглядят они так:

Рис.1 Вентилятор 12В отопителя ВАЗ 2108 – дутьевой для котла на отработке

Рис.2 Привод масляного насоса для отработанного масла – моторедуктор стеклоподъемника ВАЗ 2108

Дело остается за малым – оснастить автоматикой котел или калорифер для обеспечения безопасной и безаварийной работы. Наиболее простой и надежный вариант – это купить готовый комплект автоматики отопителя на отработке у производителя, например у нас.

контроллер для котла на отработке АНЖЕРА

Рис.3 Контроллер для котла на отработанном масле ТМ Теплоген в комплекте, для самостоятельной сборки щита автоматики.

Кроме того, при желании вентилятор наддува 12 В и готовый самовсасывающий масляный насос вы можете приобрести на нашем сайте

вентилятор для котла - металлический корпус

Рис.4 Дутьевой вентилятор 12 В для котла ТМ Теплоген. Имеет полностью металлический корпус. Мотор-колесо изготовлено из армированного полиамида, усиленный щеточный узел, на роторе подшипники качения.

Рис.5 Самовсасывающий масляный насос с приводом 12 В для котла на отработке ТМТеплоген. Производительность от 0,3 л/час до 6,5 л/час

Но, если Вам нужна автоматика котла (калорифера) или печи на отработке и вы все-таки решили собрать схему управления своими руками, то мы расскажем, как это можно сделать.

Контроллер оборотов двигателя с ШИМ управлением

Управление щеточным или, как еще их называют, коллекторным двигателем постоянного тока (DC motor) проще и быстрее сделать с помощью регуляторов использующих сигнал с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ) или в англоязычной терминологии PWM (Pulse-Width-Modulation).В теорию такой модуляции управляющих сигналов мы углубляться не будем, эту информацию можно легко найти в других источниках.

Применительно к нашей задаче – задаче управления наддувом воздуха или подачей масляного насоса отопителя или испарительной горелки на отработанном масле, когда имеется привод работающий на постоянного токе напряжением 12 вольт - то можно регулировать обороты электромотора, изменяя питающее напряжение. Изменяя напряжение питания двигателя от 0В до 12 вольт обороты вала меняются от 0 об/мин до максимальных.

А вот используя рассматриваемый регулятор, будет изменяться скважность импульсов постоянного тока на обмотке двигателя от 0 до 100 % , что пропорционально соответствует изменению напряжения питания коллекторного электродвигателя и соответственно, так же пропорционально будут увеличиваться или уменьшаться обороты вала электромотора.

ШИМ сигнал имеет два важнейших параметра:

Скважность N - отношение продолжительности импульса t к периоду следования T. Изменяя скважность сигнала изменяется эквивалентное напряжение и следовательно обороты двигателя.

Частота F - количество полных периодов следования сигнала Т за одну секунду, то есть F=1/T и измеряется в Гц. Частота модулированного сигнала в таких регуляторах величина постоянная и принимается от 4 кГц до 16 кГц.

Рис. 6

Итак, мы определили, что в устройствах автоматики для котла на отработке, для регулирования подачи воздуха и топлива целесообразно применение широкодоступных шим-регуляторов. Для регулирования потребуется по одному такому устройству на каждый канал – на подачу воздуха и масла. Такие регуляторы можно купить, например, в известном китайском интернет магазине. Выглядит он так:

Рис. 7 ШИМ регулятор с «показометром»

Или так: - без индикатора

Рис. 8 Шим регулятор

Отметим некоторые важные нюансы выбора такого полезного девайса применительно к управлению котлом, калорифером или испарительной горелкой на отработке:

Рабочее напряжение. Здесь все очевидно- поскольку в большинстве случаев самодельщиками и производителями используются автомобильные комплектующие – моторедукторы и вентиляторы , то рабочее напряжение такого шим регулятора должно быть не менее 14-16 В
Номинальный ток регулятора в автоматике для котла должен быть не менее чем, максимальный пусковой тока нагрузки – вентилятора наддува или масляного насоса для отработки. Типовое значение тока для самых популярных вентиляторов подачи воздуха в котел на отработке – от автомобилей семейства ВАЗ составляет 16А. Таким образом, применяемый ШИМ контроллер должен быть рассчитан на ток не менее 16А. Выбирая из готовых приборов, не забываем про их китайское происхождение, поэтому правильный выбор - это прибор на 20А.
Удобство монтажа. Здесь тоже все очевидно

Монтировать девайс изображенный на Рис. 8 в щит управления котлом на отработанном масле, особенно, если он металлический (что весьма желательно!), гораздо проще и быстрее чем тот, что на Рис.7. В первом случае достаточно просверлить в лицевой стенке щита одно отверстие под потенциометр и два (или четыре) отверстия ф4 мм под крепежные винты 3*10 мм. При этом саму плату можно будет прикрутить к стенке через изоляционные капроновые стойки. Выглядят они вот так:

Рис. 9 Изоляционные стойки для крепления печатных плат в составе РЭА. Бывают черные и белые. Материал капролон (как правило). Имеют внутреннюю или внешнюю резьбу.

4. Возможность беспрепятственного естественного или принудительного охлаждения устройства установленного в щите. Здесь тоже все понятно – достаточно посмотреть на глухую заднюю крышку:

Рис. 10 Схема подключения шим регулятора

И сюда – на два больших радиатора охлаждения:

Рис. 11

Очевидно, что открытое устройство с большим радиатором будет лучше охлаждаться, что увеличит его надежность, отказоустойчивость и время наработки.

Необходимо отметить, что надежность и безотказность регулирования подачи топлива и, что особенно важно – воздуха в топку, для устройств автоматики котлов и калориферов на отработке – это ключевой параметр. Нетрудно представить, что произойдет, если при работе вдруг откажет дутьевой вентилятор - насос для отработанного масла при этом будет продолжать качать и если автоматика котла на отработанном масле не имеет защиты от перелива отработки при погасании, то последствия такой аварии могут быть весьма печальными. Собирать отработанное масло, разлитое по полу – удовольствие сомнительное.

Итак, с выбором мы определились. В самом простейшем случае схема управления печью или котлом будет выглядеть вот так:

Рис.12 Схема управления котлом (печью, калорифером) на отработанном масле

Работать будет, но, такая схема требует постоянного присмотра как минимум по двум причинам:

При пропадании сетевого питания 220В и последующем его появлении, возможна ситуация, при которой огонь в котле уже погас т.к. не было притока воздуха и масла. И вот, дали свет – у нас включился и вентилятор и маслонасос, но гореть масло уже не будет, что со 100% гарантией приведет к переливу отработки.
Неисправность масляного насоса (например, периодическое заклинивание), малая подача масла из-за того, что отработка нагрелась и вязкость ее уменьшилась, или изначально заниженная подача топливо также может привести к погасанию котла. Но, масло в топку будет продолжать поступать, к чему это привет – мы уже знаем.

Что с эти можно сделать? Опять же, можно сделать такую защиту котла от перелива масла «дешево-сердито»: на одном реле 12В, биметаллическом термовыключателе типа KSD и тумблере на два положения.

Рис.13 Реле автомобильное 12 В

При этом «таблетка» KSD в этой схеме - это ключевой элемент.

Рис.14 Биметаллические термовыключатели KSD. И это только часть всего многообразия.

Установить этот термовыключатель нужно на дымоходе рядом с котлом, положение зависит его от температуры дымохода и подбирается экспериментально. Для реализации схемы выбираем его с нормально замкнутыми контактами (англ. NC -normal closed) и с температурой срабатывания 50 -60 гр. С. Температура эта обычно выбита на одной его из клемм или на корпусе. Проверить схему работы его контактов нормально-закрытые или нормально-открытые лучше в холодном состоянии прозвонкой мультиметром или лампочкой с батарейкой.

Модифицированная схема выглядит так:

Рис. 15 Схема управления котлов с защитой от перелива отработанного масла при погасании с ручным «взводом»

Алгоритм работы защиты от перелива топлива для печки или котла на отработке:

В холодном состоянии переводим тумблер в положение «Защита выключена», контакты реле замыкаются и масляный насос будет качать отработанное масло до тех пор, пока не нагреется «таблетка» KSD
Далее наливаем смесь дизтоплива и масла и поджигаем.
Котел разгорелся, начал нагреваться, температура выхлопа растет, термовыключатель также нагревается до срабатывания и размыкается, контакты реле также размыкаются, при этом топливо перестает поступать в топку котла Переключаем тумблер в положение «Защита включена» , реле сработало, масляный насос заработал.
Теперь если пламя в котле или печи на отработке погаснет и он остынет, температура защитного биметаллического выключателя упадет, его контакт замкнется, подавая 12В на катушку реле, что приведет к отключению питания маслонасоса.

Такая схема отлично себя зарекомендовала на многих построенных нами котлах и калориферах. Достоинством ее является простота, надежность, высокая отказоустойчивость и доступность элементов, недостатком необходимость ручного «взвода». О том, как улучшить работу этой схемы мы расскажем в следующей статье.