Budowa elektrofiltru do pieca chlebowego

Przepisy dotyczące emisji spalin z roku na rok stają się bardziej restrykcyjne. W niektórych rejonach kraju funkcjonują już ograniczenia dotyczące użytkowania pieców chlebowych. Przykładem jest obowiązująca od 2019 r krakowska uchwała antysmogowa. Wprowadza ona zakaz spalania paliw stałych w urządzeniach, które są "instalacją". Tłumacząc na polski: nie można piec kiełbasy na węglu drzewnym w grillach murowanych, a w blaszanych już można. Bez znaczenia jest fakt, że wykorzystujemy ten sam rodzaj opału i w takim samym stopniu emitujemy zanieczyszczenia do atmosfery.
Murowany piec chlebowy, podobnie jak kominek również jest "instalacją" i palić w nim nie wolno. Uprawianie partyzantki i palenie drewnem bez kory jest ryzykowne, gdyż czasami dym bywa widoczny. Dopiero po zamontowaniu elektrofiltru znika on całkowicie, a ze spalin zostaje usunięty pył zawieszony. Piec nie przyczynia się już do powstawania smogu. Niestety jego używanie wciąż jest niezgodne z obowiązującymi w Krakowie przepisami.
Nie chcę być źle zrozumiany. Popieram potrzebę dbania o środowisko, lecz niektórych propozycji naszych parlamentarzystów i samorządowców nie można nazwać inaczej jak ekologicznym fanatyzmem. Weźmy jako przykład pomysł wprowadzenia zakazu używania kosiarek spalinowych.

Po namyśle postanowiłem wyposażyć mój piec w elektrofiltr - aby nie emitować pyłów do atmosfery. Gdyby kiedyś, podczas palenia próbowano ukarać mnie mandatem - odmówię jego przyjęcia. Wymienione poniżej argumenty przydadzą mi się w sądzie. Jest to jednak mało prawdopodobne, ponieważ ukryty w gęstwinie ogrodu piec z włączonym elektrofiltrem staje się bardzo trudny do wykrycia.

Zakup elektrofiltru, czy samodzielna budowa?

Postanowiłem sprawdzić czy na rynku są już gotowe elektrofiltry kominowe i jeśli cena nie będzie zbyt wygórowana to szkoda się męczyć z wymyślaniem koła na nowo. Gdyby jednak okazały się za drogie, zawsze można coś podpatrzeć. Znalazłem dwa urządzenia krajowych producentów. Pierwsze z nich było dziełem firmy, która od lat zajmuje się budową sterowników do pieców centralnego ogrzewania. Niestety w opinii handlowców z którymi rozmawiałem elektrofiltr był drogi, miał wady i w efekcie po serii próbnej nie zdecydowano się na rozpoczęcie produkcji seryjnej.
Szukając dalej, trafiłem na profesjonalnie przygotowany materiał promocyjny kolejnego elektrofiltru. Producent chwalił się że urządzenie zostało zaprojektowane przy współpracy z naukowcami z AGH.
Zasilacz wysokiego napięcia był wprawdzie z Aliexpress, za to konstruktorzy wykazali się inwencją, tworząc rozbudowany moduł monitoringu. Miał on możliwość łączenia się z internetem, dzięki czemu nasz komin po przekroczeniu norm emisji mógłby nawet wysłać maila do Grethy Thunberg. Jak łatwo się domyślić, klienci nie chcieli dodatkowo płacić za taką funkcjonalność i obecnie jedynym śladem po urządzeniu i produkującej go firmie jest wspomniany film na Youtube.
Ostatecznie stwierdziłem, że nie ma na naszym rynku elektrofiltru, a urządzenia zagranicznych producentów są zbyt drogie (ok 2000 Euro). Pozostała zatem samodzielna budowa. Mając na uwadze błędy poprzedników postanowiłem, że mój elektrofiltr będzie jak kałasznikow - prosty, niezawodny i skuteczny.

Jak działa elektrofiltr.

Elektrofiltr kominowy zbudowany jest z metalowej rury, połączonej z dodatnim biegunem zasilacza wysokiego napięcia (ok. 30 000 V). Wewnątrz rury umieszczona jest elektroda połączona z biegunem ujemnym.

Pod wpływem napięcia, na elektrodzie powstaje wyładowanie koronowe. Wywołuje ono jonizację gazów przepływających przez komin i sprawia, że cząstki pyłu, tworzące dym zostają naładowane. Na skutek działania sił elektrostatycznych są one następnie przyciągane do ścianki rury i osiadają na niej.
Działanie elektrofiltru doskonale ilustruje film:  https://www.youtube.com/watch?v=5nLPP1fzTw4

Koszty budowy i eksploatacji.

Wstępnie oceniam koszt materiałów potrzebnych do budowy mojego elektrofiltru na ok 800 zł. Dałoby się to zrobić znacznie taniej, lecz zdecydowałem, że elementy metalowe będą wykonane ze stali nierdzewnej.
Koszty eksploatacji są minimalne. Chciałbym tu obalić mit, że elektrofiltry montuje się jedynie na pokaz i zaraz potem wyłącza, by zaoszczędzić na rachunkach za prąd. Pobór mocy urządzenia do zastosowań domowych nie przekracza 30-40 watów. Aby zużyć 1 kWh energii elektrycznej (kosztującą obecnie ok 1 zł) filtr musi pracować 25 godzin.

Certyfikat, a właściwie jego brak.

Jeszcze nie zbudowałem urządzenia a już usłyszałem pytania czy będzie miało certyfikat, bo jeśli nie, to nie ma o czym rozmawiać i skąd wiem czy to w ogóle zadziała.
Nie planuję certyfikować mojego elektrofiltru. Cena jaką musiałbym za to zapłacić byłaby wielokrotnie wyższa niż koszt budowy urządzenia. Skąd zatem pewność, że to w ogóle będzie działać?
Zacznę od tego, że elektrofiltr został wynaleziony ponad 100 lat temu, a jego budowa jest prosta. Najbardziej złożony element to zasilacz wysokiego napięcia. Dla mnie, jako inżyniera elektronika zbudowanie takiego zasilacza nie stanowi problemu, poza tym można kupić gotowy na Aliexpress.
W sieci możemy znaleźć dokumentacje techniczne bardzo wielu elektrofiltrów, wraz z protokołami ich badań. Wzorując się na sprawdzonych rozwiązaniach mam prawo spodziewać się zakładanych parametrów.
Poprawne działanie urządzenia widać gołym okiem. Zanik dymu wydobywającego się z komina świadczy o usunięciu pyłów z gazów spalinowych.