Повышение кпд печи дело не сложное но полезное
Большинство владельцев частных домов с основным или резервным отоплением от обычной кирпичной печи на твердом топливе, складывая печь своими руками или заказывая ее установку специалисту, используют традиционные способы кладки по определенным проектам даже не догадываясь о том, что существуют народные, проверенные временем и очень простые способы увеличения КПД печи.
К большому сожалению в проектах и схемах печей не предусматриваются и не предлагаются варианты увеличения коэффициента полезного действия печи, кроме установившихся традиционных схем увеличения числа оборотов, размеров и внешней конфигурации печи.
Но в народной практике (смекалки и опыта нашему народу не занимать) очень часто применяются простые и достаточно эффективные методы увеличения КПД печи, которые неплохо было бы знать и применять во время первоначальной кладки печи.
Коэффициент полезного действия – это эффективность устройства по преобразованию и/или передаче энергии. Если соотнести это определение к печи, то ее КПД будет выражаться в соотношении тепла, переданного помещению, к количеству тепла, теоретически содержащемуся в топливе.
Измерить КПД конкретной печи и выдать технический паспорт с конкретными данными ни теоретически ни практически невозможно по следующим причинам:
– КПД печи неравномерно на различных этапах топки. Он может быть измерен только в определенный промежуток времени и иметь разные значения на протяжении всего времени топки. А это значить, что при разном периоде протапливания печи их средние КПД будут разными;
– коэффициент полезного действия печи имеет разные значения при сжигании сухого и сырого одноименного топлива;
– КПД печи зависит от количества тепловых потерь с уходящими газами, химических и механических потерь неполноты сгорания топлива, которые зависят не только от устройства печи, но и от атмосферного давления, температуры и влажности воздуха;
– КПД печи зависит от количества зольных отложений в дымоходах. А скорость отложений зависит от многоих факторов и у всех печей различна.
Как Вы понимаете, учесть все параметры возможно только теоретически для определенного этапа топки печи и, если Вам предлагается печь с указанием значения КПД, то это будет обычный рекламный ход, имеющий определенную цель.
Именно потому, что расчет КПД печи выразить в конкретных тепловых значениях невозможно, принято КПД вообще, и не только печи, выражать в процентах.
Говоря о способах увеличения коэффициента полезного действия печи, мы будем иметь в виду уменьшение теплопотерь конкретной печи, стоящей или возводящейся в Вашем доме, в промежутках между двумя топками, что непременно положительно скажется на скорости нагрева воздуха помещения, уменьшении теплопотерь и экономии топлива.
Предлагаемые способы простого, но очень эффективного увеличения КПД печи предназначены прежде всего для тех, кто собрался сложить печь своими руками или пригласил печника, который не знает о подобных способах.
Способы увеличения КПД печи
Увеличение эффективности нагрева помещения за счет изменения поддува.
Те, у кого печь является основным и единственным источником обогрева жилых помещений, знают, что при растопке печи и в первые 30 минут горения твердого топлива температура в комнатах продолжает падать на 2-3 градуса. При этом скорость падения температуры воздуха в помещении в несколько раз больше, чем охлаждение комнаты при обычном остывании печи.
Происходит это из-за того, что в момент растопки печи мы открываем вьюшку и теплый воздух из помещения устремляется через трубу наружу, а его место занимает холодный воздух, который засасывается создаваемым разряжением воздуха в помещении, резко охлаждая квартиру.
В дальнейшем, по мере увеличения жара огня и тяги скорость охлажения комнаты или дома в целом продолжает увеличиваться. Нагрев помещения будет происходить лишь после достаточного прогрева кладки печи, то есть момента, когда скорость нагрева комнаты от тепла печи станет больше скорости охлаждения помещения засасываемым холодным воздухом.
При этом, процесс подсоса холодного воздуха не прекращается весь период протапливания печи до полного закрытия вьюшки. Именно поэтому КПД печи имеет слишком малое значение, которое может колебаться в довольно больших пределах в зависимости от устройства каждой конкретной печи.
Предлагаемый способ не может быть отнесен непосредственно к КПД печи, но он зависит от способа нагрева помещения и взаимосвязи печи и воздуха помещения.
Устранить этот недостаток отапливания помещения с помощью печи и увеличить эффективность нагрева воздуха можно простым приспособлением
(рисунок 1).
В поддувало печи необходимо встроить металлическую трубу с заслонкой, как у карбюратора автомобиля. Труба будет играть роль поддувала – заборника воздуха, которая обеспечивает подачу воздуха не из помещения, а из пространства подполья. Само же поддувало будет выполнять роль сборника золы и тоннеля, через который поступает воздух.
Для обеспечения естественной вентиляции помещения в процессе топки печи можно прикрыть заслонку и воздух начнет циркуляцию в обычном для такой печи режиме.
Подобное устройство забора воздуха не только сохраняет тепло во время розжига печи, но и повышает эффективность нагрева помещения во время топки печи. То есть, непосредственно влияет на КПД печи.
Но, так как при таком устройстве подсос холодного воздуха происходит в подполье, а в комнате воздух остается недвижим, то подполье начнет остывать до минусовых температур в зимнее время. А холодное подполье – это не только холодный пол, но и угроза запасам продуктов, которые обычно хранятся в голбцах.
Чтобы исключить остывание подполья можно пойти двумя путями: отделить отсек забора воздуха от общего подполья или надеть на конец трубы удлинитель с выводом забора воздуха на улицу. В качестве удлинителей могут быть использованы ПВХ или резиновые трубы диаметром 50мм.
Для тех, у кого в пространстве под полом сохраняется повышенная температура (у меня зимой в подполье температура сохраняется на уровне плюс 10-11 градусов, что нежелательно для нормального хранения овощей), такой способ увеличения КПД печи принесет дополнительную пользу.
Экономию, которую можно получить от такого простого устройства подсчитать трудно прежде всего потому, что КПД печи увеличивается еще и за счет резкого снижения расходов на твердое топливо.
Подумайте и сделайте – не пожалеете!
Увеличение КПД печи за счет использования тепла дымохода.
Всем известно, что нагретый в топке печи воздух, независимо от количества оборотов печи, на выходе из дымохода имеет достаточно высокую температуру. Происходит это потому, что в процессе топки кирпич кладки печи прогревается. При этом, чем больше прогрев, то есть, чем дольше мы топим печь, тем меньший отбор тепла производится кирпичом дымохода и тем выше температура газов на выходе из трубы и, тем меньше коэффициент полезного действия печи.
Эпизод из моей практики. Однажды мне пришлось побывать в командировке в небольшом селении, расположенном рядом с Байкало-Амурской магистралью в Сибири. В “гостиничном” номере – комнате размером 3х4 метра, стояла кирпичная печь. Я занес две охапки дров и растопил печь. Каково же было мое удивление, когда в достаточно холодной комнате (на улице был мороз около 30 градусов) уже через 10-15 минут стало тепло, а дрова, только начинали нормально гореть. Минут через 40 пришлось приоткрыть форточку, только после этого я заметил в дымоходе металлическую трубу диаметром около 200мм (рисунок 2), из которой шел по настоящему горячий воздух, мгновенно нагревающий помещение. Ни в каких схемах и предлагаемых проектах я не встечал подобные доработки. Остается лишь сожалеть о том, что народная мудрость с очень большим трудом пробивает себе дорогу к своей заслуженной популярности и известности.
Для увеличения КПД печи необходимо дополнительно использовать температуру горячих газов, идущих по дымоходу. Для этого встройте в колено дымохода металлическую круглую или с квадратным сечением трубу диаметром 200-300 миллиметров (рисунок 2) с с небольшим наклоном к плите печи.
Количество труб, которые можно встроить в колено дымохода зависит от размеров печи, количества колен и Вашего желания. Скорость нагрева помещения резко возрастет за счет высоких свойств теплопроводности металла и дополнительного отбора тепла из дымохода и передачи его в отапливаемое помещение.
Естественно КПД печи возрастет на количество дополнительно отобранного тепла, при котором горячие газы дымохода печи будут нагревать трубу. Труба создаст движение воздуха и дополнительно увлечет за собой горячий воздух от плиты. Оба потока будут перенаправляться по трубе на другую сторону печи и, если это выход в другую комнату, то будет происходить ее быстрый и прямой нагрев.
Быстрый нагрев помещения будет происходить потому, что горячая труба производит нагрев воздуха, циркулирующего в помещении, не создавая разряжения, а лишь усиливая движение все более теплого воздуха.
Проверено на практике: КПД печи становится намного выше, нагрев помещения происходит быстрее (на удивление быстро), экономия топлива ощутимая. Пробуйте, не пожалеете. Одно условие – такую доработку легче встраивать во время кладки печи, если Вы делаете кладку печи своими руками, то свобода действий и место установки труб в Ваших руках.
Если Вы примените первое и второе предложения на практике для уже действующей печи, то разницу в скорости нагрева помещения и экономии топлива до и после доработки печи заметите сразу.
Увеличение КПД печи за счет дополнительного отбора тепла плиты.
Еще одним дополнительным способом можно увеличить КПД печи, уменьшить расход топлива и ускорить нагрев дальнего помещения, не смежного со стенкой печи.
Для этого над плитой необходимо установить вытяжку, изготовленную из тонкого нержавеющего металла. К вытяжке подсоединяется труба диаметром 80-100
миллиметров (рисунок 3).
Для изготовления вытяжки можно использовать оцинкованное железо. В этом случае вытяжку следует устанавливать не слишком близко к плите, не допуская сильного нагрева металла.
Начальная часть отводной трубы (длиной около 1 метра) должна быть так же металлической, а далее можно использовать сантехнические трубы ПВХ, плотно подогнанные короба из доски, стеновые панели МДФ или любой другой материал, включая бумажные трубы, которые используются для накрутки рулонов полиэтиленовой пленки.
Труба проводится вдоль стены под потолком без обратного уклона в дальнюю, слабо обогреваемую комнату. Для увеличения скорости нагрева помещения в конце трубы или в любом удобном месте внутри трубы можно установить небольшой, малошумный, бытовой электрический вентилятор мощностью 13 ватт.
В результате обогрев дальней комнаты будет производиться намного быстрее, комната станет самой теплой, а общий нагрев помещения также ускоряется. Один только недостаток – при остывании плиты, поступление теплого воздуха прекращается, хотя печь еще отдает тепло разогретого кирпича боковых стенок в той комнате, где она установлена. Но общий плюс установки вытяжки над плитой очевиден – ускоренный прогрев всей квартиры и ощутимая экономия топлива.
Все, выше описанные доработки для увеличение КПД печи можно применять как отдельно, так и в комплексе. Особых трудностей в изготовлении они не представляют и не требуют больших расходов и применения специального оборудования или инструмента. Все просто и может быть изготовлено с домашних условиях, а эффект очень серьезный – тепло в доме и экономия топлива ощутимы.
Желаю всем тепла и уюта!
Чтобы поддержать хорошее горение в топливнике, необходимо обеспечить в нем достаточно высокую температуру.
Самая высокая температура сгорания и наилучший прогрев печи достигаются при поступлении в топливник воздуха в 1,5 раза больше, чем нужно для полного сгорания топлива.
О количестве воздуха, поступающего в топливник, можно судить по цвету пламени.
Цвет пламени.
- Ярко-белое пламя в топливнике указывает на избыточное поступление воздуха.
- темно-желтый цвет – мало воздуха.
- Светло-желтое пламя – нормальное поступление воздуха в топливник.
Цвет пламени в топке зависит не только от количества поступающего к топливнику воздуха и тяги в трубе, но и от толщины слоя топлива на колосниковой решетке.
Топливо должно равномерно покрывать всю колосниковую решетку.
При меньшей толщине топлива увеличивается поступление воздуха в топливник, причем пламя бывает ярко-белое и короткое.
Яркое, почти белое пламя говорит о избытке воздуха для горения.
Избыточный воздух не участвует в процессе горения и уменьшает КПД печи.
Часто избыточный воздух вызван избыточной тягой дымохода.
Слишком высокая скорость потока газов затягивает в топку лишний воздух.
Именно поэтому, необходимо правильно рассчитывать сечение дымохода для каждой печи.
Тёмное бурое пламя – недостаток кислорода.
При недостатке кислорода и низкой скорости потока газов в печи и дымоходе образуется конденсат.
При этом увеличивается длительность горения одной закладки дров.
Теплоёмкая отопительная печь не рассчитана на длительное горение.
Режим тления, в такой печи, ухудшает её КПД и вызывает конденсат.
Пламя должно иметь светло-желтый цвет.
Светло-жёлтый цвет пламени говорит о эффективном сжигании топлива в печи, а значит и о высоком КПД.
Как регулировать подачу воздуха и увеличить КПД печи.
Приток воздуха в топливник сокращают, прикрывая дымовую задвижку и поддувальную дверцу.
Внимание: Будьте особенно аккуратны при прикрывании задвижки дымохода.
Излишне прикрытая задвижка может вызывать выход угарных газов из печи в помещение.
Лично я не советую никому прикрывать задвижку, обычно для регулировки скорости потока газов и количества поступающего в печь воздуха достаточно поддувальной дверцы.
Дожигание топлива.
Длительное догорание топлива вызывает сильное остывание печей.
После сгорания топлива, когда на колосниковой решетке останутся одни угли без синих огоньков, полностью закрывают поддувальную дверку.
Дымовую задвижку оставляют чуть приоткрытой.
Через определенное время, когда в зольниковой камере и в топливнике погаснут все угольки, можно полностью закрыть дымовую задвижку.
Внимание: Запрещается закрывать задвижку дымохода при недогоревших углях в топке печи.
Итак, удельная теплота сгорания топлива в бытовых печах используется полностью только при его умелом сжигании.
Высокий КПД печи зависит от правильного сжигания топлива и умелого обращения с печью.
Потери тепла в трубу.
КПД печей зависит и от потерь ими теплоты.
Оптимальной температурой дымовых газов около дымовой задвижки считается 200-250°С.
При такой температуре дымовых газов печь хорошо прогревается, т.е. она будет работать с наивысшим КПД,
А температура дымовых газов у выхода из дымовой трубы будет около 120-140°С.
При такой температуре дымовых газов, уходящих в атмосферу, количество теплоты, поглощаемой печью, достигает 80—85% теплоты, выделенной при сжигании топлива.
Если же температура уходящих газов будет выше, то увеличиваются теплопотери печи и снижается ее КПД.
Если же температура уходящих газов ниже 100°С, то будет конденсат, что постепенно разрушит кирпичную кладку.
При этом влага накапливается на внутренних стенках дымовой трубы и стекает вниз до дымовой задвижки или же попадает в дымоходы печи, раз
рушая их.
В холодное время года вода в трубе замерзает, что усиливает процесс разрушения дымовой трубы.
Как определить температуру газов в дымоходе.
Определить температуру уходящих дымовых газов у дымовой задвижки можно с помощью термометра (с температурой измерения до 300°С и выше) или же с помощью сухой лучины.
Их устанавливают поперек отверстия дымовой трубы через прочистную дверку.
Монтаж прочистной дверцы.
Во время топки нужно вынуть термометр и посмотреть температуру.
По цвету древесины, соскобленной ножом, можно судить о температуре дымовых газов.
В этом случае лучину вынимают после окончания топки печи.
При температуре дымовых газов до 150°С цвет древесины не меняется.
При температуре 200°С она желтеет и приобретает цвет корки белого хлеба.
При 250°С принимает цвет корки ржаного хлеба.
При температуре ЗОО°С становится черной.
При температуре дымовых газов выше 400°С лучина превращается в уголь.
При светло-желтом цвете пламени в топливнике и при лучине, имеющей цвет корки белого или ржаного хлеба (I = 200—250°С), можно считать, что печь имеет наивысший КПД в пределах 80— 85%.
Здесь инструкция: Как топить дровяную теплоёмкую печь.
Спасибо за проявленный интерес к каналу.
Подпишись.
Больше материалов о печах на сайте печника: petropech.ru
_______________________________________________________________________________________
А какой цвет пламени в вашей печи?
Отопительные системы бывают разными по размерам, дизайну, конструкции, используемому топливу. Но всех их можно оценить по одному параметру – КПД печи. Так, к примеру, этот показатель у открытых каминов 15-20%, буржуек 30-70%, у каминофенов 60-80%. Но что на самом деле значат эти цифры и есть ли способ самостоятельно повысить КПД для печи, работающей на дровах – подробности дальше в статье.
Что такое КПД печи?
КПД – коэффициент полезного действия. В физике таким термином называют отношение реальной энергии источника тепла (печи) к максимальному показателю энергии сжигаемого топлива. Именно такой показатель указывают в техническом паспорте готового отопительного устройства. Но важно понимать, что указанная там цифра будет не соответствовать реальной по нескольким причинам.
Конечно, многое зависит от конструкции отопительной системы (об этом будет подробнее рассказано в следующей главе). Но есть еще внешние факторы:
- Большое значение играет качество используемого топлива. КПД дровяной печи упадет в 3 раза, если топить сырым материалом.
- КПД зависит от полноты прогорания топлива, на это влияет не только его качество, но и влажность воздуха, температура помещения, атмосферное давление.
- Режим эксплуатации. Если человек постоянно держит дверцу топки открытой, о высоком КПД придется только мечтать.
Становится очевидным, что коэффициент полезного действия – показатель не строго фиксированный. Его можно уменьшить при некорректном пользовании печи, а можно усовершенствовать конструкцию, существенно увеличив параметр КПД.
Что влияет на КПД?
Какое бы не было устройство дровяной печи, но передаваемое ей тепло никогда не будет равным тому, что получается в самом ее «сердце», где сгорает топливо. Причина в том, что часть энергии уходит через негерметично закрытые заслонки, фундамент, поддувало. Помимо этого на КПД влияют конструктивные особенности печей:
- Материал основы дровяной печи. К примеру, чугунные конструкции долго сохраняет тепло, повышая коэффициент полезного действия. КПД кирпичной печи больше, но вот удерживать его на стабильно высоком уровне сложно. Печи из легированной стали имеют маленький КПД, поэтому часто используется в сочетании с шамотом.
- Высота, поперечное сечение дымовыводящей трубы. Они определяют тягу дровяной печи. Причем снижение КПД произойдет и при слабой, и при избыточной тяге.
- Вид топки. Открытые камины — это самый невыгодный в плане КПД вариант, так как показатель сложно поднять выше 25%. Закрывая огонь (например, огнеупорным стеклом) при аналогичных параметрах печи с открытым типом топки КПД повышается в 2-3 раза.
- Печь с высоким КПД получится при наличии дожига дымовых газов, теплоемкой облицовки (лучше всего подходит талькомагнезит), подключение 2 и более контуров водяного отопления.
Имеет значение и устройство горения – продолжительного, попеременного или минимального. Повышенный КПД достигается в конструкциях длительного горения (которые разрешается топить более 5 часов). Если разрешается разжигать дровяную печку на 2-3 часа, то не стоит ожидать высоких показателях прогрева помещения при экономии топлива.
к содержанию ↑
Способы повышения КПД
В проектах и схемах готовых печей не предусматриваются режимы с переменой КПД. Все зависит от правильной эксплуатации, а также возможностей самостоятельно модернизировать конструкцию. Существует три простых способов увеличения коэффициента полезного действия дровяных печей: монтаж стальной трубы в поддувало, металического прута в дымоход или перевод тепла от плитки по вытяжке обратно в комнату. Дальше рассмотрены каждый из методов улучшения показателей КПД.
Кстати, их резрешается комбинировать друг с другом, тогда показатели коэффициента полезного действия печки вырастут еще больше.
к содержанию ↑
Монтаж стальной трубы в поддувало
Если дровяная печка является единственным способом обогрева помещения, то первые 40 минут после розжига температура воздуха в комнате будет продолжать снижать. Причем такое снижение будет более интенсивным, чем после выключения печи. Причина в открытой вьюшке, через который в дымоотводные каналы засасывается разряженный теплый воздух помещения.
По мере разогрева печки воздух через вьюшку будет поступать в том же количестве, но из-за достаточно прогретых стенок печи отдача теплоты начнет преобладать. Но можно ли этот этап ускорить и повысить тем самым КПД на 10-15%? Можно – для этого при кладке в поддувало устанавливают стальную трубу с заслонкой. В результате при открытии вьюшки туда всасывается гораздо меньше теплого воздуха (он будет вытягиваться не из помещения, а из-под пола).
Важно помнить: у описанного способа повышения КПД печи на дровах есть недостаток – дымоход втягивает воздух из-под пола, поэтому он будет быстро остывать. Ходить по промерзшему полу неприятно. Чтобы это исправить, можно закрепить на конце стальной трубы резиновый удлинитель с диаметром 50 миллиметров, потом вывести его за стену дома (тогда поддувало будет тянуть уличный воздух).
к содержанию ↑
Встроить в дымоход стальную трубу
Известный факт: через дымоход выводится очень горячий воздух. Причем чем дольше будет топиться печка, тем меньший отбор тепла будет производить кирпичная кладка дымохода и тем более горячим будет испаряемый дым. Следовательно, из-за интенсивной работы печи КПД будет снижаться. В народе придумали хитрость, помогающую использовать нагретый воздух дымохода в свою пользу, не дать коэффициенту полезного действия сокращаться (в готовых проектах такая доработка нигде не встречается).
Суть модернизации дровяной печи в следующем:
- Берется круглая металлическая труба диаметром 20-30 см.
- Труба вставляется в колено дымохода под небольшим углом.
- Если печка большая и в ней несколько колен дымоотводящего канала, можно вставить 3-4 металлические трубы.
- Теплопроводные свойства металла обеспечивают отбора тепла из дымохода. Это тепло не уходит на улицу, а возвращаться обратно в помещение.
В результате из-за такой нехитрой доработки получается печь с высоким КПД (коэффициент полезного действия увеличится на 15-20%). Прогрев помещения ускорится в 2 раза, а расход топлива, наоборот, сократится.
Единственная трудность: доработку печи самодельным и простым теплообменником можно проводить только на момент кладки дымохода. Если надо усовершенствовать КПД уже установленной печи, дымоход придется разбирать, потом собирать заново.
к содержанию ↑
Дополнительный отбор тепла от плиты
Тепло испускаемого варочной поверхности плиты можно перенаправить обратно в помещение, тем самым повысить скорость прогрева дома. Такой процесс называется рециркуляцией. В результате уменьшится расход топлива, увеличится КПД.
Делается такая простая модернизация следующим образом:
- Над печной поверхностью делается вытяжка из нержавейки (не вплотную, чтобы не получить перегрева).
- К вытяжке подводится быстро нагреваемая труба (сечение 8-10 сантиметров). К примеру, материалом для нее может служить оцинкованная сталь.
- Металлическая основа трубчатого отвода должна быть длиной не меньше 1 метра. Дальше ее разрешено скреплять с трубами ПВХ.
- Трубу стоит протянуть под потолком и вывести к самой холодной части комнаты. Рекомендуется дополнить конструкцию небольшими вентиляторами (достаточно устройства с мощностью 13 ватт).
Вытяжка на плитой
Очевидных минусов у описанного способа увеличения КПД нет. Единственное неудобство: при выключении плиты, установленная трубка перестанет проводить тепло и показатели вернутся к первоначальным.
Как вариант: в вытяжку можно поставить фильтры (антижировой и угольный). Тогда воздух от плиты будет очищаться от запахов готовящейся на плите еды (получится простой вариант кондиционера, только без вывода теплого воздуха по вентиляционной шахте за пределы дома).
к содержанию ↑
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.