Дровяная печь с высоким кпд: Печи с высоким КПД: способы повышения эффективности

Содержание

Печи с высоким КПД

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.

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.

Как повысить КПД кирпичной печи на дровах?

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.

Свернуть

Что влияет на КПД?
Способы повышения КПД
Монтаж стальной трубы в поддувало
Встроить в дымоход стальную трубу
org/ListItem”>Дополнительный отбор тепла от плиты
Вывод

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.

Высокоэффективные дровяные печи – Сертифицировано EPA

Этот пост может содержать партнерские ссылки, поэтому я получаю комиссию.

Конструкция дровяных печей High Efficiency отличается от конструкции дровяных печей прошлых поколений.

Возросшие опасения по поводу чистоты воздуха и проблемы, создаваемые твердыми частицами при сжигании древесины в густонаселенных районах, приводят к пересмотру того, как мы сжигаем древесину и каким стандартам должны соответствовать эти приборы.

В то время как старые дровяные печи могли выделять до 15-30 граммов твердых частиц в час, более эффективные печи, отвечающие требованиям EPA, выделяли менее 4,5 граммов в час с дальнейшим снижением рекомендуемых значений до 1,3 граммов в час. по данным АООС.

Высокоэффективные дровяные печи еще больше снижают эти цифры.

В зависимости от используемого метода тестирования они выделяют от 0,45 грамма до чуть более 1 грамма твердых частиц в час .

Несмотря на то, что существуют различные способы повышения эффективности печей, те, которые я собираюсь здесь обсудить, решили усовершенствовать технологию повторного сжигания, чтобы дополнительно контролировать горение и отводить как можно больше тепла, сохраняя при этом функцию относительно простой и все более пользовательской. дружелюбный.

Высокоэффективные дровяные печи

В высокоэффективных дровяных печах используются различные методы повышения эффективности теплоотдачи и снижения расхода дров.

Некоторые из этих методов основаны на более старой технологии, обновленной и улучшенной за счет улучшенного моделирования и технологии материалов .

Другие являются дополнениями к существующим системам, например, использование термоэлектрического генератора для запуска вентиляторов, которые рециркулируют дымовые газы, чтобы повысить эффективность сжигания древесины, оптимизировать горение и значительно сократить выбросы твердых частиц в выбросы дымохода.

Использование энергии для повышения эффективности — мечта каждого инженера .

В 2013 году на Национальной аллее в Вашингтоне было проведено десятиборье дровяных печей.

Командам было поручено создать уникальные и инновационные дровяные печи, которые были бы эффективными, имели низкий уровень выбросов твердых частиц и были бы конкурентоспособными по цене.

Woodstock Ideal Steel Hybrid Stove

Woodstock Wood Stoves of New Hampshire стала окончательным победителем.

После победы они дали интервью журналу Popular Mechanics, который был одним из титульных спонсоров мероприятия.

В этом и последующих интервью была выпущена в продажу дровяная печь Ideal Steel Hybrid .

Компания Woodstock предоставила исчерпывающую информацию о том, что делает эту печь такой особенной, и о том, как они смогли создать печь, которая может работать 12-14 часов при загрузке, при этом выделяя чуть более 1 грамма твердых частиц в час. .

При сохранении разумной стоимости печи за счет замены традиционно используемого чугуна более дешевой сталью.

Идеальная сталь изначально была разработана для использования термоэлектрического генератора для запуска вентилятора, управляющего дозированием воздуха .

Однако оказалось, что в конструкции он не нужен, и компания Woodstock смогла установить рекорд EPA по эффективности на уровне 82% без него.

Итак, Вудсток переоборудовал термоэлектрический генератор (ТЭГ), чтобы он мог обеспечить электричеством свет и мобильные телефоны в случае отключения электроэнергии .

Это определенно не относится к старым поколениям дровяных печей.

Lopi Cape Cod Hybrid Fyre Stove

Другим американским производителем дровяных печей, принявшим участие, была компания Lopi.

Гибридная дровяная печь Cape Cod Fyre от Lopi имеет рейтинг эффективности 80% 2 ^и только по сравнению с идеальной сталью Woodstock Soapstone, а также оснащена системой запуска с кнопки .

Эти новые высокоэффективные дровяные печи предлагают эффективность и простоту использования, которые действительно не похожи ни на что из того, что могли себе представить предыдущие поколения.

Гибридная дровяная печь Lopi Cape Cod Fyre

Со всеми этими новыми технологиями вы можете быть прощены, если думаете, что эти дровяные печи будут больше похожи на роботов, чем вы обычно ожидаете.

Модель Lopi Cape Cod не отличается от традиционного дизайна и ожиданий, а самое большое отличие модели Woodstock Soapstone Ideal Steel заключается в использовании нетрадиционного материала в сочетании с традиционной конструкцией из мыльного камня.

Ideal Steel также можно индивидуализировать через Woodstock, чтобы вы могли создать поистине уникальную печь с таким же индивидуальным характером, как и ваш собственный .

Что может быть самым крутым в этих печах, так это то, что они достигли поставленных целей за счет повышения эффективности конструкции, поэтому, хотя обе печи включают в себя системы, выходящие за рамки обычных, по своей сути они представляют собой современную печь дожигания, манипулирующую воздухом. измерения, дефлектора и температуры для повышения эффективности и более чистых выбросов.

Высокоэффективные дровяные печи – комбинезон

Зимой дровяные печи являются сердцем любого дома.

Иногда кажется, что в коробке из металла, а иногда и из камня ничего не происходит.

Последние несколько поколений дровяных печей показали, насколько ошибочным было такое мышление.

Старые дровяные печи тлеют и дымят, требуя большого количества ценных лесных ресурсов и постоянного внимания .

Эти печи нового поколения меняют правила игры.

Первое поколение современных дожигательных и каталитических печей открыло людям глаза на то, что есть и есть лучший способ отопления .

Дверь, которую эти печи начали открывать для промышленности, давая нам возможность заглянуть в светлое будущее, которое по-прежнему включает в себя многие преимущества древесного тепла, теперь распахнулась, и мы ясно видим, что это будущее уже наступило, и оно предлагает нам больше тепла и более чистый воздух, с меньшими затратами труда и ресурсов.

Благодаря более длительному времени горения и меньшему обслуживанию эти печи сочетают в себе простоту, к которой мы так стремимся, с эффективностью и экологичностью, в которых нуждается наш современный мир.

Высокопроизводительные дровяные печи для продажи

Дровяные печи этой категории мощностью от 10 кВт до 16 кВт подходят для обогрева помещений от 132 м3 до 220 м3
Нажмите на элемент для получения дополнительной информации или позвоните нам по телефону +33 (0)5 55 63 78 72 , если вы хотите обсудить, какие варианты лучше всего подходят для ваших индивидуальных требований.

Наименование: от А до Я

Franco Belge Normandie Vision

Вас не разочарует размер этой печи, она способна вместить…

€2 708,00

Добавить в список желаний

Стовакс Хантингдон 35

Huntingdon 35 – Изящные линии классической печи.