Drevmaster18.ru

ДревМастер
6 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

КПД печи и теплообменника – какую конструкцию предпочесть

КПД печи и теплообменника – какую конструкцию предпочесть

КПД у печей и котлов, работающих на твердом топливе, имеет большой разброс значений. Простая буржуйка с водяным контуром обойдется в разы дешевле, но у нее слишком маленький КПД, — отопление окажется в итоге не экономичным. Не только дешевизна первичного вложения в оборудование определяет правильность выбора. Скорее выбор конструкции печи, должен зависеть от будущих долговременных расходов (которые намного больше), — от КПД, от комфортности проживания рядом с таким отоплением. Что же оказывается лучшим выбором и для каких условий…

КПД печи на твердом топливе – важный фактор

Если КПД электрического или газового котла далеко за 90%, то на него просто не обращают внимание при выборе такого оборудования. Но в твердотопливных агрегатах КПД может сильно различаться.

  • В неумело сделанной буржуйке может быть ниже 50%.
  • На заводские котлы в основном дают значение 75 – 78%.
  • Отдельные мастера по выкладке (сборке) печей уверяют, что у них КПД 85%, а при отдельных режимах приближается к 90%, а значит потребуется меньше дров процентов на 15 – 20, меньше обслуживать…

КПД печи определяет температура исходящих газов – отношение энергии оставшейся в помещении к вылетевшей в трубу. Чем ниже температура газов в дымоходе, тем больше КПД.

Металлическая печь — буржуйка с наименьшим КПД

Методы повышения отбора тепла у печи

Умельцы повышают забор энергии до максимума двумя методами.

  • Обустройством в дымоходах теплообменников, которые являются первичными, в них подается холодный теплоноситель из обратки, или к ним подключается отдельный нагреваемый бак.
  • Прокладкой дымоходов в отапливаемой зоне, в стенах, через металлические балки в перекрытиях, которые являются рассеивателями тепла.

Можно ли это создать в собственном доме (котедже) и обеспечить максимальную энергоотдачу на отопление дома от сгоревшего топлива…

Пути повышения КПД, защита от сажистого налета

Если в системе отопления не сделана защита от холодной обратки для печки, то теплообменник значительную часть времени будет слишком холодным, ниже 55 градусов. Это значит, что на нем будет выпадать роса, которая смешиваясь с сажей образует агрессивные кислоты и крепкую теплоизолирующую корку.

Чтобы уменьшить негативное явление, влекущее наружную коррозию и теплоизоляцию, желательно создать в отопительной системе защиту от холодной обратки на основе трехходового клапана, которая будет давать на выходе теплоноситель всегда горячее +60 град. Это повысит в итоге КПД печи за счет уменьшения смолистых загрязнений и значительно продлит жизнь стальным деталям.

Второй путь снижения загрязненности печи – регулярные чистки теплообменника, удаления сажи. Сюда же сопутствует оптимальное топливо (сухие не смолистые дрова) и оптимальные режимы работы, с дожигом зольнистых частиц и СО, подачей необходимого количества воздуха, а точнее нахождение достаточного количества кислорода поверх пламени в дополнение к воздуху подаваемому снизу.

Какая мощность печи ожидается с учетом КПД

Мы можем лишь приближенно определить среднюю эксплуатационную мощность печи по количеству топлива сжигаемого за сутки. Теплотворность сухих дров (20% влаги, год под навесом) определяется в среднем как 4,0 кВт/ кг. Если в сутки сумели сжечь 50 кг дров, то получили 200 кВт энергии.

С учетом КПД 0,7 для хорошей печи – 140 кВт уйдет на обогрев дома, а 60 кВт поступит через дымоход на обогрев космических пространств.

Средняя развиваемая мощность в час — 140/24=5,8 кВт/час. Вероятно, максимальная мощность была в короткие промежутки времени – 5,8х2,9=15 кВт. Передача тепла осуществлялась разными путями: какая-то часть была привнесена в дом через теплообменник и теплоноситель, другая ушла непосредственно на нагрев воздуха от печки и дымохода, третья – предметов и стен инфракрасным излучением.

Мощность теплообменника

Среднюю удельную максимальную мощность теплообменника принято принимать как 10 кВт с метра квадратного его площади, которая непосредственно контактирует с пламенем. Обычно умельцы собирают теплообменники для печной зоны с площадями 0,5 – 1,5 м кв.

Для теплообменника в дымоходе, удельная мощность зависит от температуры газов, и вряд ли будет больше чем 0,4 кВт с 1 м кв. его поверхности. Тем не менее, именно это устройство позволяет увеличить КПД всего контура и забрать парочку дополнительных киловатт, например, за счет размещения 0,5 м кв. плоского теплообменника в канале дымохода.

Для трубчатых дымоходов выпускаются приспособления, которые надеваются сверху. Определить их удельную мощность можно лишь экспериментально для конкретных условиях, но то, что они существенным образом повысят КПД теплогенераторов — сомнению не подлежит.

Читать еще:  Коптильня из мангала своими руками

Важные вопросы при создании теплообменников и печей

При создании отопительного оборудования нужно преследовать несколько целей. Помимо цели максимально напичкать зону горения полезной площадью теплообмена, есть еще два ключевых момента, которые нужно решить и которые обеспечивают качественные характеристики печи.

  • Объем топочного пространства, количество одновременно горящих дров, не должны быть маленькими. Иначе придется буквально дежурить у печи держа очередную дровеняку в руках.
  • Нужно по возможности обеспечивать оптимальный объем закладки, такой, чтобы мощность от горения всего объема дров забиралась бы площадью размещенных теплообменников.
  • Еще важный вопрос — возможность чистить теплообменники от сажи без проблем легко и без разбора печи.

Конструкции теплообменников с максимальным КПД

Исходя из требований простоты очистки, большой топочной камеры при одновременно большой площади теплообменна, большой удельной мощности произошли различные варианты конструкций печи и самих камер, по которым движется теплоноситель. На рынке и в самодельных конструкциях распространены следующие решения.

  • В буржуйке устанавливают спиральные теплообменники из нержавейки. КПД печки обычно 40%, если только дымоход не протянут по помещению.
  • Трубчатые теплообменники из сварных труб заделываются в кирпичную кладку. Обычно эффективность не более 50% по причине скоплений сажи в рельефной форме. Это не совсем эффективная конструкция, применялась чаще раньше при недостатке листового металла, варилась из труб отопления 50 мм.
  • Трубы с теплоносителем опоясывают металлическую камеру сгорания — распространенная конструкция печей из металла, — не более 70%.
  • Коробчатый бак, формирует из себя камеру горения, тыльную и боковые ее стороны. Дополнительные трубы устанавливаются на исходящей газов. Это обычная схема в котлах и печах, дает КПД 70 — 75%.
  • Водяная колосниковая решетка — в отдельных котлах делают еще и колосники из труб с теплоносителем — прибавка в несколько процентов.
  • На дымоход сделанный из труб надевается дополнительный бак-теплообменник — обычно им подогревают небольшую ГВС.
  • Теплообменник в виде короба на исходящих газах, — забор энергии у дымовых газов, количество зависит от размеров, протяженности, площади, поднятие КПД до 85%.

Важно в печке организовать правильное горение дров, чтобы достаточное количество воздуха поступало бы к зоне горения поверх пламени, тем самым снижая не догоревшие сухие летучие остатки к минимуму, и дожигая СО, если он образуется из-за недостатка воздуха снизу, когда происходит режим тления. Именно таким образом уменьшаются отложения сажи и забирается вся энергия заключенная в топливе — поднимается КПД печи или котла.

Печи с высоким КПД на дровах

Печи на дровах создают неповторимый домашний уют и особую тёплую обстановку.

Такой вид печи издавна славился нашими предками, они были установлены почти в каждом доме и служили семейным очагом.

Печь на дровах – это альтернатива традиционному центральному отоплению. Такие печи целесообразно устанавливать в дачных домах, а также в банях.

Несмотря на большое разнообразие инновационных отопительных технологий, печи на дровах по-прежнему очень востребованы.

Что такое КПД печи?

Коэффициент полезного действия печи — это отношение тепла, которое осталось в печи к доле тепла, заключенному в дровах при их сгорании. Другими словами — это разница между всей производимой энергией и всеми потерями. В странах Евросоюза этот показатель называют эффективностью печи, что более соответствует действительности. Показатель эффективности позволяет узнать полезную мощность печи, или, как принято ее называть теплопроизводительность. Применяемый в Европе расчет предусматривает следующие шаги:

Определение М — массы дров в кг, укладываемых в топку(кг).

М = А * В * С * Пл * Кз, здесь учитываются размеры (А,В,С) камеры сгорания топлива (дров) в метрах и коэффициенты плотности абсолютно сухой древесины(Пл) и заполняемости топки(Кз), которые сможете найти в справочной литературе.

Вычисление Р — максимальной мощности печи (кВт).

Р = (М – Мост) * Сп / Т / 1000, результатом, которой станет разность массы дров в кг, укладываемых в топку и массы оставшихся по окончании горения, с учетом теплообразующей способности материала топлива (справочник), за определенное время в секундах.

Установление показателя теплопроизводительности Рп печи(кВт).

Рп = Р * Кп, произведением максимальной мощности печи в кВт и коэффициентом полезного действия печи, установленный заводом- изготовителем и указанный в ее паспорте.

Коэффициент полезного действия влияет на множество технических показателей: размеры камеры сгорания топлива, однородность прогрева и теплоотдачи печки, степень расходов,требующаяся для его получения. С ростом КПД печи, увеличивается экономичность ее работы.

КПД дровяной печи:

Для регулярного отопления частного коттеджа более выгодным вариантом станет печь длительного горения, основанная на процессе пиролиза. В этом случае обеспечивается недостаток кислорода и топливо не горит, в тлеет. Органические вещества топлива распадаются на твердый остаток и пиролизные газы, которые при высоких температурах, с помощью регулируемого потока кислорода, сжигают дрова в полном объеме и сгорают сами, выделяя при этом много энергии и тепла. Такие печи получили название бездымных, так как при их эксплуатации происходит двойное сжигание( дрова и газы) в результате, которого сажа практически сгорает полностью и не выбрасывается в атмосферу вместе с дымом. Полученные в результате горения минеральные составляющие угарного газа с точки зрения экологов, даже полезны.

Читать еще:  Чем обложить металлическую печь

Дровяная печь Кузнецова И.В. с высоким КПД

Самой популярной конструкцией печи с высоким КПД на данное время, считается разработка инженера с Екатеринбурга Игоря Кузнецова. В печи использован принцип свободного прохода газов меду колпаками. Первый из которых служит для отражения и рассевания самых горячих потоков, во втором, являющимся теплообменником они сгорают полностью с выделением максимального количества тепла. Оставшаяся часть угарного газа и пара выходит через дымоход небольшого сечения.

Печи с высоким кпд на дровах очень эффективны. В печи происходит сжигание топлива, вследствие чего образуется тепло. Печи с высоким КПД способны регулировать процесс горения печи. Коэффициент полезного действия печи зависит от соблюдения обычных правил топки.

Как рассчитать теплоотдачу вашей печи вы найдете на видео

Отметим, что КПД дровяной печи можно определить в процессе сгорания дров.

Как сделать отопительно-варочную печь длительного горения Кузнецова И.В., указано в порядовой инструкции на видео

Преимущества печи на дровах:

1. Возможность мгновенного нагрева помещения.

2. Простая эксплуатация.

4. Хорошая теплопроводимость.

5. Безопасность использования

7. Не наносят вред окружающей среде.

Кроме этого, печи на дровах имеют эстетический дизайн и не требуют дополнительных денежных вложений.

Дровяная печь с высоким КПД

Дровяная печь отлично подходит для загородных участков и не нуждается в специальном монтаже в отличие от печей с отопительным котлом.

Отличительной особенностью дровяной печи является её уникальная конструкция, благодаря которой на неё можно ставить одновременно большое количество посуды для приготовления еды.

Дровяные печи могут быть изготовлены из 2-х материалов: из кирпича и металла.

Виды и особенности дровяных печей

Дровяные печи по своим конструкциям могут быть разные в зависимости от их прямого назначения и функциональности.

Они бывают отопительные и отопительно-варочные дровяные печи, а также печь-камин.

Отопительные печи применяются исключительно для быстрого обогрева помещения. Они способны сохранять тепло на протяжении длительного времени.

Отопительно-варочные печи отличается от отопительной печи возможностью приготовления еды на живом огне. Такие печи помогают экономить электроэнергию.

Также вы можете посмотреть видео отопительно-варочная печь

Дровяная печь-камин совмещает функции двух предыдущих печей. Является отличным вариантов украшения вашего интерьера.


Еще одно видео дровяные печи как сделать видео

И еще одно видео про то как работают дровяные печи

В настоящее время можно встретить печи с горизонтальной и вертикальной закладкой, инжекторные и многие другие.

Некоторые дровяные печи имеют ещё варочные панели. Поэтому очень важно выбрать дровяную печь для каждого конкретного случая.

Некоторые рекомендации эффективного использования дровяной печи:

1. Проектируя печь, продумайте оптимальное её расположение в вашем доме. При установке печи на дровах учитывайте габариты и возможности вашего жилого помещения.

Поскольку, например, для дома с несколькими этажами потребуется более мощная печь для равномерного обогрева всего дома.

2. Очень важно использовать сухие дрова. Поскольку в результате использование сырых дров часть энергии от сгорания уходит на сушку дров, испарения воды. Поэтому энергоёмкость дров уменьшается в 3 раза.

3. Конструкцию дровяной печи с высоким КПД рекомендуется делать максимально простой. Очень важно знать особенности и характеристики дровяных печей.

4. Прежде чем устанавливать дровяную печь позаботьтесь об обустройстве дымохода.

Дымоход для дровяной печи:

Для увеличения КПД дровяной печи рекомендуется:

  • установить колосниковую решетка (если её нет, лучше изменить конструкцию, см. фото ниже)

  • не допускать каких-либо дефектов в конструкции печи и вовремя их устранять в случаи выявления;

  • систематически чистить дымоход и каналы для ликвидации сажи;

  • дымоотводящие каналы лучше делать ровными;

  • прогревание печи должно осуществляться снизу вверх;

  • используйте только хорошее топливо;

Дымоходы дровяной печи с несколькими каналами способны аккумулировать тепло и повысить КПД.

Позаботьтесь об эффективной системе очистки дровяной печи и дымохода от сажи!

Следует знать, что существуют местности, в которых установка и применение дровяных печей ограничено либо запрещено.

Читать еще:  Размеры шамотного кирпича для печи

Таким образом, в большинстве случаев дровяные печи устанавливают в жилых помещениях, где нет центральной системы отопления.

Дровяные печи не являются пережитком прошлого, как многие считают до сих пор, и способны конкурировать со многими нагревательными устройствами.

Печь на дровах отлично согреет ваш дом, при этом создаст невероятный уют и станет элементом для поднятия настроения даже в самую плохую погоду.

Строение печи

Фундамент размещают ниже уровня чистового пола, его изолируют от влаги.

Конструкция печки из кирпича на дровах для дома включает элементы:

  • на поверхности пола устраивают шанцы, это ножки, которые способствуют прогреву низа;
  • поддувало подает потоки к области горения, в нем есть зольник;
  • в топочной камере с колосниками происходит горение топлива;
  • топка завершается сводом, за которым следует устье печи;
  • дальше следует перевал и каналы;
  • для прочистки есть две задвижки;
  • наверху предусматривают душник в комнату, дымоход.

В дымоходе перед потолком оформляют внутреннюю разделку. Вверху находится устье дымового канала. Внутри предусматривают футеровку для повышения энергоподачи. Корпус и футеровку не перевязывают, т. к. элементы получают разную температуру при нагревании.

Отопительная печка-голландка из кирпича

Довольно большим спросом у владельцев дачных участков пользуются голландские дровяные печи из кирпича для дома. В них каналы расположены вертикально, что позволяет прогревать стенки проходящим по ним горячим дымом. Иногда также делают кирпичные печи для дома с варочной плитой, что очень практично..

Печка-голландка, благодаря своему строению, занимает довольно мало места – это может быть кирпичная печь метр на метр. А вот высота ее может в значительной степени разниться. При необходимости такая печь может обогреть сразу два этажа, проходя сквозь потолочные перекрытия.

Преимущества голландской каменной печи для дома:

  • малозатратное возведение – материала нужно не так много, как на русскую печь, а работы можно выполнить самостоятельно;
  • быстрый прогрев помещения благодаря небольшой толщине стенок печи;
  • возможны длительные перерывы между протапливанием без утраты мощности;
  • небольшая голландская печь способна обогреть дом площадью около 70 м 2 .
  • низкий КПД – всего порядка 40 %;
  • топливо в ней должно тлеть, а не гореть, за что ее называют печью длительного горения;
  • необходимость регулярного обслуживания – очистка от сажи и золы;
  • наличие навыков растопки – вьюшка должна быть закрыта, иначе печь быстро остынет.

Лучше всего использовать голландскую кирпичную печь для отопления дома небольших размеров, в том числе дачного. В нее можно встроить духовку, плиту или бак для нагрева воды.

Каким должен быть размер печи? Есть какие-то критерии, или просто – чем больше, тем лучше?

Размер печи должен зависеть от теплопотерь дома. Есть сложные методики, которые позволяют рассчитать размеры с большой точностью, но гуру нашего печного раздела считают вполне рабочей нижеследующую таблицу.

Есть также простое правило: 1 кв. м печи обогревает 30-35 кв.м дома.

Принцип конструирования печи

Кирпичная печь длительного горения своими руками по своим внешним параметрам мало отличается от обычной конструкции, а потому ее каркас вполне можно выложить из кирпича самостоятельно. Сложностью отличается внутреннее строение, где формируется котел длительного горения, а его нужно возводить, учитывая все основные правила. Такая печь имеет, как и положено любой печи, топочную камеру, в которой обеспечивается процесс сгорания дров. Отличием от обычной конструкции является наличие в топке специальной шахты, соединенной с промежуточным колпаком. Он необходим для удержания горючих газов, которые должны полностью сгореть в топке.

Работает кирпичная печь или котел длительного горения на дровах следующим образом. В шахту топки загружаются поленья дров, которые воспламеняются снизу при свободном доступе воздуха. После этого поток воздуха ограничивается закрыванием заслонки, а образующийся горючий газ направляется в основную камеру (колпак), поднимаясь вверх. Здесь происходит полное сгорание газов, а тепловая энергия разогревает стенки печи.

Вывод

Описанные в статье способы повышения КПД просты в применении, подходят для любых дровяных печей. Они увеличивают коэффициент полезного действия отопительного устройства на 10-25%. В результате комната будет быстрее прогреваться, тепло медленнее покидать помещение, расход топлива существенно сократится.

Но важно помнить: любая модернизация будет напрасной при нарушении правил эксплуатации печи. Например, если пользоваться сырыми дровами, не чистить вовремя зольник, держать окна и двери постоянно открытыми, высокого КПД не добиться.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector