Re: Походная печка Рдейка
Хороша печь в зимнем походе! На улице минус 15, к утру обещают за 20, а вы лежите в тёплой палатке после долгого ходового дня, отдыхаете душой и телом. Слов нет – печка обеспечивает эффективный отдых, позволяет обойтись лёгкими спальными мешками, гарантирует просушку всех вещей и т.д. Но приходит ночь и часть своего сна обитателям палатки приходится жертвовать на дежурство у печки. Велико стремление продлить время от загрузки до загрузки дров, чтобы в этом промежутке и дежурный мог подремать (в идеале загрузил дежурный дрова, настроил устойчивый и необходимый режим их горения и спокойно уснул – порция горит до смены следующего дежурного.
Для увеличения этого времени самодельщики вводят в конструкцию самозагрузку (бункер с дровами), что усложняет её конструкцию и тем самым увеличивает общий вес печки, создаёт определённые неудобства для очередной загрузки бункера. Или пытаются применить длительный (тлеющий) режим горения, но тлеющая (или со слабым горением) печка не способна восполнить то тепло, которое уходит (при минусовых температурах за бортом) через стенки палатки.
Но есть ещё резерв увеличения времени горения загрузки – это автоматизация управления режимом горения. Многие, прочитав это, скептически хмыкнут.
Кто неоднократно ходил в зимние походы, наблюдали как после очередной загрузки поленья воспламенялись не сразу, а постепенно и за это время в палатке становилось ощутимо прохладно. Спящий народ начинает зарываться в спальники. Чтобы ускорить разгорание, дежурный увеличивает подачу воздуха в топку, открывая на максимум поддувальную заслонку (а то и дверку). Дрова разгорелись и заслонку прикрывают. Дежурный задремал. Но интенсивность горения всё продолжает возрастать и если заслонка снова ещё не будет прикрыта, в палатке, и тем более в спальнике, становится жарко, кто-то из спящих (или все) просыпается и ворчит на дежурного. Дежурный ещё прикрывает заслонку. Народ успокоился, уснул. Но постепенно дрова прогорают, ослабевает и тепловыделение от печки, температура в палатке снова начинает снижаться. Но в топке от дров остаётся ещё много углей, для горения которых нужна увеличенная подача кислорода, то есть для этого теперь уже нужно увеличивать степень открытия поддувальной заслонки.
И такой режим в каждом цикле загрузки. Можно, конечно, поленья загружать не охапкой во весь объём топочного пространства, а штуками и равномерно по времени, тогда и температура в палатке будет равномерной. Но тогда дежурный должен около печки находится только в положении сидя и не смыкая глаз в течении всего своего дежурства.
Напрашивается решение: в промежутках от загрузки до загрузки управление режимом горения (регулированием степени открытия поддувальной заслонки) доверить автоматике. При этом будет достигнута стабильная, заданная изначально, температура в палатке и увеличенное время цикла за счёт оптимизации горения.
Устройство автоматики.
Применить простой термостат с двухпозиционным регулированием "включено-выключено", то есть по отношению к заслонке "открыто-закрыто", не получится – необходимы ещё и промежуточные её положения.
Сама автоматика должна состоять из двух частей: электронного блока (ЭБ) и исполнительного механизма (ИМ). Электронный блок контролирует температуру воздуха в палатке и выдаёт команды на исполнительный механизм. ИМ, состоящий из электродвигателя, редуктора и на выходе его вала рычага выполняет перемещение поддувальной заслонки.
Для получения промежуточных положений ЭБ должен выдавать команды ИМ передвигать заслонку не непрерывно от начала до конца, а шагами, короткими по времени периодами работы tраб. электродвигателя (далее ЭД) чередующимися с периодами останова его на определённые, заданные ЭБ, промежутки времени (tпауза).
Периоды работы ИМ могут формироваться в вариантах (при этом величина периодов tраб., выраженная в секундах, кол-ве оборотов или импульсов – в зависимости от варианта, остаётся всегда неизменной):
- временем работы электродвигателя ИМ в периоде tраб.;
- количеством оборотов электродвигателя ИМ в периоде tраб.;
- количеством импульсов питающего напряжения электродвигателя ИМ в периоде tраб. (в случае применения шагового электродвигателя).
Для перемещения заслонки требуются самые мизерные усилия, поэтому (для экономии эл.энергии и габаритов) в ИМ возможно применение эл.двигателей (коллекторного или шагового) от объектива цифровой фотомыльницы, редуктора тоже оттуда же или от какого либо часового механизма, детской игрушки–автомашинки.
Крайние положения заслонки "открыто" и "закрыто" ЭБ определяет по сигналам от концевых датчиков, установленных на выходном валу ИМ.
Алгоритм работы автоматики видится такой:
- ход заслонки от положения "закрыто" к положению "открыто" составляет 16 мм. (зависит от конструкции конкретной печки). Если, допустим, принять количество шагов равным 8, за которые заслонка будет полностью перемещена из одного крайнего положения в другое, то перемещение заслонки за один шаг будет равным 2 мм.
- задана некая температура в палатке Тзад. При возрастании температуры воздуха в палатке Тпал. на 1оС (Тзад.+1оС) блок автоматики выдаёт питание ИМ на время его работы в сторону закрытия заслонки на один шаг (импульс), т.е. её перемещения на 2 мм. Далее следует пауза, по времени, допустим, равная tпауза =2 мин. Если за это время температура в палатке не снизилась, осталась прежней Тзад.+1оС, то автоматика снова выдаёт питание ИМ для его работы в очередном импульсе, заслонка ещё прикрывается на 2 мм. Такие циклы (импульс-пауза) должны повторятся, пока температура в палатке не вернётся к Тзад. Аналогичные циклы будут происходить, но уже на открытие заслонки, если тем-ра в палатке снизилась до Тзад.–1оС.
- если тем-ра Тпал. увеличивается или уменьшается и превышает уже от Тзад. на 2оС (в любую сторону), то продолжительность пауз блок автоматики ЭБ устанавливает уже равными, допустим, 1 мин. Если тем-ра Тпал. превышает от Тзад. уже на 3оС (в любую сторону), то продолжительность пауз устанавливается tпауза=0,5 мин.
Таким образом реакция автоматики возрастает с увеличением отклонений Тпал. от Тзад.
- при Тпал.=Тзад.–3оС и достижения заслонки крайнего положения "открыто" автоматика выдаёт звуковой сигнал, извещающий о нештатной ситуации, необходимости новой загрузки.
Такая автоматизация позволяет продлить горение каждой загрузки на 20-60 минут, в зависимости от температуры за бортом. В сумме, при количестве 4-6 загрузок за ночь (опять же в зависимости от t за бортом), ориентировочно общее время составит от 1,5 до 2,5 часов.
Как видно из данного описания, режим горения регулируется исключительно только количеством подаваемого воздуха через поддувальную заслонку. Поэтому посторонние подсосы воздуха через всевозможные неплотности в конструкции печки, минуя заслонку, должны быть исключены.
Добавить публикацию