Печи на дровах кпд – Как повысить КПД печи на дровах: режимы горения, особенности топки — termopaneli59.ru

Содержание

Как увеличить КПД печи на дровах?

Твердотопливная печь является традиционным устройством для обогрева загородного или частного дома, а также гаража или дачи. Каждый владелец печи стремится сделать отопление в своем доме максимально экономичным. Однако на это влияет не только цена используемого топлива, но и конструкция печи и ее эффективность.

Чтобы понять, насколько эффективна ваша печь и можно ли сократить расход топлива при той же мощности, необходимо определить коэффициент полезного действия.

Как и в каких случаях можно увеличить КПД дровяной печи? Ответы на эти вопросы вы найдете в нашей статье.

Содержание:

Что такое КПД печи?
Особенности металлической печи
Способы увеличения КПД металлической печи
Как повысить теплоотдачу печи обычной конструкции?

Что такое КПД печи?

Коэффициентом полезного действия является показатель, который получают путем расчета соотношения количества затраченного топлива и выделенного тепла. Чаще всего измерение выполняют в процентном соотношении. Чем выше КПД, тем больше тепла она выделяет при определенном расходе дров. В странах Европы данный показатель называют эффективностью печи.

Металлическая печь в доме занимает намного меньше места, но её установка предполагает свои особенности и нюансы. Для таких печей нужно оборудовать специальное место.

Печи изготавливаются из прочного чугуна или специализированной профилированной стали. Толщина стенок начинается от 2 мм и может достигать 8 мм. Обычно корпус таких печей имеет несколько слоёв — стальные стенки, изолирующий материал, кожух-конвектор. При таком устройстве корпуса печного оборудования жильцы надежно защищены от ожогов и тепловых ударов, а риск возникновения пожара будет минимальным.

Преимущества металлических печей:

Такие печи имеют более красивый дизайн, чем, например, кирпичные и эстетичный вид, благодаря чему не только обогревает помещение, но и служат украшением интерьера.
Длительность службы таких печей. Оборудование не нужно перекладывать или переделывать со временем, как кирпичную печь.
Довольно недорогая стоимость.

Металлические печи быстро нагреваются и начинают отдавать тепло, благодаря чему в помещении создается комфортная температура.

В настоящее время мастера используют разные варианты увеличения мощности при создании печей. Используются новые схемы и проекты конструкций.

Рассмотрим несколько эффективных и несложных вариантов, благодаря которым можно увеличить количество выделяемого тепла без дополнительных затрат на топливо.

Для того чтобы повысить КПД металлической печи, существуют несколько распространённых способов:

Первым делом для печи без кожуха-конвектора можно установить боковые экраны. Для этого необходимо приобрести листы металла и прикрепить их к корпусу печи с помощью болтов или саморезов. Толщина железа не важна, так как железо является хорошим проводником тепла. Такие экраны должны находиться на расстоянии 5-6 см от металлической печи.

Благодаря данной конструкции полностью изменяется принцип распространения и передачи тепла. Теперь тепловая энергия, вырабатываемая с помощью печи, будет передаваться за счёт конвекции, а не благодаря излучению, как это происходило ранее. В промежутке между печью и железом будет образовываться тёплый воздух и циркулировать тепло в помещении. Благодаря такому приёму в разы увеличивается скорость прогрева помещения, а также происходит заметная экономия топливных ресурсов.

Одним из несложных и эффективных способов увеличения тепла в доме также является монтаж металлической вытяжки над печью. Таким образом, тепло будет подниматься вверх и переходить в вытяжку, а далее с помощью трубы подаваться в дальний угол комнаты. За счет этого будет быстрее происходить нагрев зоны, в который тепло поступает меньше всего и помещение будет нагрето значительно быстрее. Благодаря такому простому изобретению тепло не будет уходить через потолок над печкой.

Третьим вариантом, увеличивающим КПД металлической печи, является изменение конструкции дымохода печи. Дымоход является неотъемлемой и необходимой частью отопительной системы печи. Именно на этом промежутке возникает множество проблем с нормальным функционированием печи, а также происходит значительная потеря тепла. В стандартном варианте металлической печи труба является прямой, и дымовые массы, попадая в такую конструкцию, сразу же выходят на улицу. Для того чтобы повысить теплоотдачу традиционной трубе можно добавить пару колен. Например, можно создать пару отводов по 90 градусов и сделать формат трубы в форме английской буквы S. Дым будет проходить медленнее, труба будет нагреваться, что будет обеспечивать дополнительную теплоотдачу.

Как повысить теплоотдачу печи обычной конструкции?

Рассмотрим отдельный вариант усовершенствования, который служит непосредственным ответом на вопрос: «Как увеличить КПД печи на дровах?».

Особенности конструкции печи приводят к быстрому прогоранию дров. Поэтому, чтобы не допустить охлаждения по причине полного сгорания топлива, приходится постоянно добавлять дрова в топку.

Для экономии ресурсов рекомендуют использовать для отопления короткие дрова. Для этого необходимо немного сталиварного мастерства. Нужно подготовить сухой герметичный цилиндр высотой 40 см. Цилиндр изготавливается заранее, его необходимо сварить из стали. Данное изделие будет служить кассетой и заполняется длинными дровами, он устанавливается в конфорочное отделение верхней плиты, если у вас печь буржуйка. После его монтажа конструкцию необходимо крепко закрепить с помощью упорного фланца.

Когда будете заполнять кассету дровами не нужно забивать их под завязку. При их опрокидывании должно быть выполнено свободное перемещение. Перед использованием данной конструкции нужно разжечь печь и подождать, когда будет достаточно углей. Дрова, которые находились в цилиндре, начнут гореть. Основным преимуществом в данной конструкции является то, что при таком типе сгорания будет гореть только часть дров, оставшиеся дрова будут просушиваться и дожидаться своей очереди. Через некоторое время под своей тяжестью они будут перемещаться в топку, где уже постепенно перегорает предыдущий слой дров.

Цилиндр в это время будет нагреваться и отдавать своё тепло окружающей среде, за счёт чего будет повышаться температура в помещении.

Самым простым и незамысловатым, «народным» способом увеличения теплоотдачи металлической печи является установка сверху на печь ведёр с различными веществами, такими как вода или песок. При нагреве они будут передавать тепло окружающей среде.

Помимо всех вариантов и советов по увеличению коэффициента тепла, важным также является правильная эксплуатация печи. Как все мы знаем, при долгосрочном использовании внутри печи и в дымоходе накапливается зола, что может привести к тому, что со временем помещение будет хуже нагреваться. Поэтому необходимо своевременно соблюдать правила чистки печи. Очищать её от сажи и налёта, прочищать трубу, в которой нередко могут образовываться различные засоры. Обязательно необходимо проводить ежегодный осмотр печи.

Все вышеперечисленные методы и усовершенствования помогут значительно уменьшить расход топливных ресурсов, а также продлить горение топлива и увеличить количество выделяемого тепла.

www.teplodar.ru

Печи с высоким КПД — Сайт печника

Наверное, только ленивый, в нашем сообществе традиционного отопления, не писал и не рассуждал о печах с КПД (коэффициентом полезного действия) больше 100 процентов. А некоторые идут даже дальше и имеют собственные разработки и действующие модели (!) с многократным превышением пределов, установленных законами природы. Давайте вместе порассуждаем о том, насколько вообще актуальна эта проблема для обычного потребителя и нет ли тут преувеличения значимости этого вопроса и, возможно, его стоит оставить на совести “гениев маркетинга”? Но давайте по порядку…

Скорее всего, первоначально смуту внесли производители разномастных металлических печей (печей длительного горения), потому как конкуренция в их среде намного сильнее чем у строителей печей из кирпича и им приходится бороться за кошелек потребителя, используя самые разнообразные ухищрения и невероятные доводы. Но металлические печи – это отдельная, специфическая тема, и ее в данном контексте касаться не будем.

Я настоятельно советую отнестись внимательно и серьезно к данному материалу и описанным в нем явлениям, так как непонимание этих вещей грозит серьезными последствиями.

Итак, почему мифы о сверх КПД печей как металлических, так и кирпичных очень распространены? Скорее всего потому, что они взросли на благодатной почве: дефицит информации. Люди часто не знают о печах даже простейших вещей, например, как правильно топить печь, как ее обслуживать. Естественно более сложные вопросы о том какую печь выбрать, по каким параметрам – вообще “Терра Инкогнита” и интернет тут часто не помощник, а скорее источник колоссального количества дезинформации. Но… что имеем, то имеем.
Вернемся, пожалуй, к КПД. Как известно из школьного курса, это безразмерная величина, ее максимальное значение принято считать равным единице, а в процентах соответственно 100. Это очень важный параметр для многих технических устройств, и на мой, очень субъективный взгляд, этот параметр является весьма второстепенным для кирпичных печей. Но оговорюсь – для потребителя. Печник должен хорошо разбираться в сути вопроса.

“Как так, второстепенный вопрос?” — спросите вы, “Как же так, по каким тогда параметрам оценивать эффективность печи?” — продолжите вы и будете совершенно правы. Забегая вперед, заметим, что у печи множество параметров, которые для вас, как для потребителя будут наиболее важны. Например, это способность аккумулировать тепло, эргономичность, эстетический вид, длительность межремонтного цикла, наконец — безопасность печи и многое другое. Да, многие параметры печи напрямую связаны с ее КПД, например ее экономичность. Однако абстрактные цифры не дадут вам никакого представления о том насколько печь экономична, тут остается только довериться объяснениям и обещаниям печника. Либо приобрести печь заводского изготовления (например сборную) где производитель уже рассчитал КПД и другие параметры. И опять таки – это если вы доверяете этому производителю… Вернемся же к значимости вопроса. Приведу пример, у известного и уважаемого в наших кругах автора современных книг и исследований о печных процессах, доктора наук – Хошева Юрия Михайловича, есть недавно изданная книга “Дровяные печи. Процессы и явления”. В книге, на мой взгляд, досконально и с учетом современных реалий описаны процессы сопровождающие горение дров, физические и химические явления, проанализированы вопросы эффективности и конструкции бытовых печей. При этом в книге, согласно оглавления 389 страниц, а вопросу КПД посвящено лишь 4 страницы. Вот и делайте выводы о значимости вопроса.

Хорошо, мы уже достаточно порассуждали о том, что показатель КПД сам по себе не так и важен для печи, а подчас, будучи неизвестно кем и как рассчитан вообще является рекламной уловкой и не больше. Казалось бы, ладно, ну пусть кто-то придумывает цифры, они нам жить не мешают. Но все же, опасность есть и она подстерегает доверчивых мастеров, а так же желающих построить печь самостоятельно. Если предположить, что все уходящие в атмосферу дымовые газы это тепловые потери с которыми надо бороться, то в качестве простого и очевидного решения представляется увеличение площади тепловоспринимающих поверхностей внутри печи. Такая информация есть, есть мастера которые преподносят как свое ноу хау высокоэффективные печи со множеством каналов, большие и массивные печи с маленьким топливником, многоэтажные печи с топливником только на первом этаже – вариантов много. И вот тут кроется очень нехороший момент. Упрощенно и укрупненно, печь можно рассмотреть как систему, как устройство, состоящее из трех основных агрегатов:
— топливник: в нем происходит сжигание дров, сложные физико-химические процессы преобразования топлива в тепловую энергию, генерация горячих дымовых газов;
— конвективная система: система каналов, полостей и объемов в которой движутся дымовые газы и отдают часть своей тепловой энергии стенкам и иным тепловоспринимающим элементам печи;
— дымоход: финальный и, как правило, вертикальный участок для утилизации отработанных дымов газов.
Между прочим, рассматривая устройство печи в таком ракурсе, напрашивается забавная аналогия с человеческим организмом, где топливо это пища, топливник это желудок, конвективная система это тонкий и толстый кишечник ну и дымоход – прямая… В общем понимаете, с аналогиями можно далеко зайти, поэтому возвращаемся на серьезный лад. Так вот, для нормальной работы печи и дымохода критично важно, что бы отходящие дымовые газы были определенной температуры. Во-первых, температура в дымовой трубе создает эффект тяги и большинство печей просто не будут функционировать без устойчивой тяги, во-вторых, температура ниже определенной в дымоходе, может вызвать эффект образования конденсата. Печной конденсат отнюдь не безобиден, особенно, если он систематически образовывается в кирпичной трубе. Однако и сэндвич дымоход из нержавеющей стали – не панацея. Вот несколько фотографий разобранного дымохода с такими проблемами. Это печной конденсат в твердой и полу твердой форме — он опасен! Это не шутки.

К счастью для вас, при помощи этих фото передать запах невозможно. Причина – изначально не верно спроектированная и построенная печь. Кстати, наверняка с очень высоким КПД, хотите себе такую печь? Итог: полгода “работы” этой печи и последующий ее снос, потому что жить рядом с такой печкой невозможно и вредно для здоровья. Между прочим, кирпичи, которые пропитались печным конденсатом, никуда для повторного использования не годятся

И если с максимальной температурой уходящих газов все более-менее известно и ее нормирует действующий Свод Правил 7.13130.2013, то с минимальным значением все сложнее и эти данные не так распространены. Но получить их так же можно, например вы можете ознакомиться с работой Владимира Викторовича Шевякова “Конденсат в трубе бытовой печи при горении дров”, опубликованной в электронном журнале Universum: Технические науки: электрон. научн. журн. 2015. No 6 (18). Изучив этот и другие источники, можно прийти к выводу, что минимально рекомендуемая температура уходящих дымовых газов должна быть не ниже диапазона 70-100 С, но не выше оговоренного СНИПом. Это и понятно, так как температура при которой вода переходит в газообразное состояние – 100 С при нормальных условиях, а вода и есть основа и база печного конденсата, соответственно, в газообразном состоянии влага беспрепятственно покидает дымоход и не осаждается на стенках в виде “росы”. Ситуация серьезно усугубляется, когда владелец печи топит ее сырыми дровами (влажность > 20 %). Таким образом, понятно, что бесконечно повышать КПД кирпичной печи не стоит и гнаться за этим показателем тоже не надо, так как это грозит серьезными последствиями.

Для еще лучшего понимания того, как строятся современные теплоемкие печи с действительно высокими показателями коэффициента полезного действия, советую ознакомиться с тремя сериями телепередачи «Все дело в печке», в сьемках которой я принимал участие в 2017 году. Ссылки на ролики есть в статье про новую печь.

Ну а в этом разделе сайта вы можете увидеть как выглядят печи с хорошими показателями КПД. Их особенностью является то что они созданы для решения индивидуальных задач по отоплению – по уникальному проекту и под конкретные нужды. В отличие от изделий серийного производства, к которым вам придется приспосабливаться и приноравливаться.

pechnik.pro

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.

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.

teplodom1.ru