КПД камина: методики расчета

Камин в современном интерьере – это уют, комфорт, яркий акцент и ощущение «сердца» дома. Но вместе с эстетической функцией камин или печь несут практическую пользу: обогрев помещения.

Кроме тех случаев, когда камин играет только роль украшения (например, при использовании биокамина), при выборе топки нужно уделить внимание такому показателю, как КПД этого отопительного прибора.

Существует два основных метода расчета КПД печи или камина:

Первый метод основан на количестве тепла, которое топка отдает в помещение. КПД рассчитывают из отношения количества тепла, отданного помещению печью, к количеству тепла, которое содержится в топливе:

КПД печи =   Q1/Qтопл *100,

где Q1 – тепло, отданное печью в помещение, Qтопл – тепло, содержащееся в топливе.

В покупных моделях печей КПД указывается в паспорте изделия, однако реальный КПД зависит от многих индивидуальных показателей помещения: способа эксплуатации печи, её утепления, утепления самого помещения и т. д. Также очень сложно достоверно рассчитать количество тепла, которое реально отдаёт топка. Поэтому более точным методом считается второй – на основе тепловых потерь.

КПД печи = (Qтопл – Q2 – Q3 – Q4)/Qтопл * 100,

где Q2, Q3 и Q4 – это тепловые потери:
Q2 – потери с уходящими газами,
Q3 – потери от химической неполноты горения,
Q4 – потери от механической неполноты горения

Потери от химической и механической неполноты горения Q3 и Q4 относительно невелики и составляют в сумме порядка 3 -5%. Однако потери тепла с уходящими газами довольно значительны и могут составлять до 60%.

КПД и виды каминных топок

Теоретические расчеты довольно точны, однако замеры показателей, входящих в КПД, могут быть сложны, особенно в момент выбора камина. Поэтому перед установкой печи или камина следует ориентироваться на статистические данные.

Камины с открытой топкой – в большей степени играют в помещении эстетическую, чем практическую роль. Как правило, КПД таких каминов составляет не более 20-30%. Также у каминов с открытой топкой отсутствует возможность регулировать количество поступающего воздуха, что, в свою очередь, не позволяет регулировать интенсивность горения.

Камины с закрытой топкой, в зависимости от вида печи, могут иметь КПД до 70%. В значительной степени это связано как с конструкцией печи, так и со способом эксплуатации. Так, например, возможность регулировать поступление воздуха в камеру сгорания влияет на интенсивность сжигания топлива, что увеличивает теплоотдачу от одной закладки, а закрытие заслонки подачи воздуха позволяет сохранить тепло на большее время после догорания топлива. Всё это суммарно значительно увеличивает КПД печи.

Конструкция также влияет на КПД:

•   назначенные для выработки пара, имеют КПД 50% – 70%;

•   Печи типа «буржуйка» имеют КПД в пределах 40% – 60%;

•   Печи-каменки, пред·         Печи, имеющие духовую или варочную поверхность, имеют КПД 55% – 75%;

•   Печи с герметично закрывающейся топкой, имеют самый высокий КПД: 65% – 90%.

Как было сказано выше, на КПД печи влияет не только конструкция топки, но и особенности помещения, в котором она установлена. Эмпирически выведено, что для разных домов и климатических зон, в которых дом расположен, 1 кВт энергии хватает на:

•      до 15 м3 для домов без существенной теплоизоляции, расположенных в климатической зоне с минусовыми температурами в зимнее время;

•      до 20 м3 для домов с существенной теплоизоляцией, расположенных в зоне умеренного климата;

•      до 35 м3 для домов с качественной изоляцией, расположенных в теплой климатической зоне (температуры не опускаются ниже 0 по Цельсию).

В те времена, когда точные замеры всех указанных выше параметров были невозможны, печники в России более простыми правилами расчета: 1 кВт энергии требуется для обогрева помещения порядка 25 м3, при этом нагрев до комфортной температуры произойдёт после 1,5 – 2-х часов непрерывной работы печи.

Современные рекомендации по управлению КПД печи

При выборе печи для обогрева помещения следует руководствоваться следующими правилами:

1.        Выберите вид отопления Вашего дома: камины с открытой топкой наименее эффективны, но высокодекоративны. Топки зарытого типа с воздушной конвекцией имеют высокий показатель КПД и способны быстро согреть воздух в помещении.

2.       Тяга в дымоходной трубе напрямую влияет на эффективность печи. Даже при правильном расчете и монтаже дымохода, при низкой тяге (например, при несвоевременной чистке дымохода) КПД существенно падает. Одновременно, при слишком высокой скорости тяги обогрев комнаты будет осуществляться быстро, однако и топливо в топке будет прогорать также быстро.

3.       В современных моделях печей конструкторы предусматривают различные технологии, увеличивающие эффективность горения: контроль количества воздуха, поступающего в топку, функции вторичного дожига и т.д.

4.       Объем одной закладки топлива – не очень очевидный, но важный параметр. Если у модели расчетное время горения одной закладки топлива менее 5 часов – такая модель относится больше к декоративным, чем к отопительным приборам. Оптимальным считается время горения одной закладки 10-20 часов.

5.       Вид и состояние топлива также влияют на теплоотдачу: чем более сухие дрова, тем лучше они будут гореть, выделять меньше дыма и сажи, давать максимум тепла. Топливые брикеты, дрова, уголь – имеют разную теплоотдачу.

6.       Материал, из которого изготовлен очаг очень сильно влияет на теплоотдачу в помещение. Кирпич, хоть и является традиционным материалом, обладает более низким КПД, поскольку долго нагревается. Стальные топки быстро и равномерно нагреваются и быстро отдают тепло в помещение. Самыми лучшими на сегодняшний день считаются чугунные топки и модели, внутренняя часть которых облицована шамотными плитами.

Заключение

Выбрать эффективные печь или камин не так уж и просто. Если кроме декоративности Вам нужен ещё и качественный отопительный прибор, доверьте расчёт и выбор модели нашим специалистам!

 

 

 

особенности монтажа и критерии повышения производительности

22. 08.2017 | комментариев 0 | раздел: Общие заметки

КПД, или коэффициент полезного действия обогревателей показывает, насколько эффективно прибор использует энергию топлива.

Применительно к печам-каминам КПД — соотношение тепла, переданного в помещение, к теплоте полного сгорания дров, которая принимается за 100%.

Чем выше КПД, тем меньше дров уходит на прогрев помещения, соответственно, тем меньше расходы на отопление. Максимальный КПД заводского оборудования указывается в паспорте или инструкции, но в действительности значения, как правило, ниже. Рассмотрим, почему так происходит, и как повысить КПД печи-камина.

КПД печей-каминов

Немного вводной информации о КПД печей-каминов:

• КПД, даже в идеальных условиях испытательной лаборатории, — величина непостоянная и зависит от интенсивности горения.
• Самый высокий КПД (до 90%) у печей-каминов длительного горения с вторичным дожигом. В таких моделях топливо сгорает полностью, образуя минимум золы, плюс тепло выделяется во время сгорания пиролизных газов, которые у остальных печей-каминов в прямом смысле вылетают в трубу.
• КПД снижается, если печь-камин мощнее или наоборот, слабее, чем нужно для отопления помещений заданного объема. В первом случае в доме будет душно, придется проветривать, т.е. энергия тратится впустую. Во втором генерируемый печью теплый воздух будет быстро остывать, и потребуется больше дров для достижения комфортной температуры.

Говоря об увеличении КПД, корректно рассматривать не отдельно взятую печь-камин, а всю отопительную систему, в которую также входят дымоотводы и теплопроводы.

Условия для эффективной работы отопительного оборудования закладываются еще на этапе монтажа. В частности, важно правильно спроектировать дымоход, чтобы добиться оптимальной тяги (при избыточной растет расход топлива, при недостаточной дым идет в комнату), и изолировать каналы.

Кроме того, КПД будет выше, если:

• выбрать место для печи-камина с учетом направления циркуляции воздуха;
• уменьшить теплопотери в помещении — заделать щели, утеплить полы и стены;
• сделать воздухоотводы для принудительного распределения тепла;
• использовать специальные теплоаккумулирующие вставки для камеры сгорания или внешние блоки (популярные бренды Hoxter, Romotop).

Влиять на КПД можно и в процессе эксплуатации оборудования.

Повышение производительности

Для повышения производительности печи-камина нужно:

1. Топить сухими дровами. Энергия не будет тратиться на просушку дров и нагрев топки, которая охлаждается под воздействием конденсата. Рекомендуется просушивать дрова на открытом воздухе минимум год после сруба, а незадолго до использования занести в теплое помещение.
2. Отдавать предпочтение лиственным породам с твердой древесиной (горит дольше и дает больше тепла). Подходящие варианты — береза, ясень, дуб, яблоня.
3. Регулярно убирать золу из топки и чистить дымоход не менее двух раз в год, чтобы обеспечить хорошую тягу и равномерное поступление воздуха к поленьям.
4. Следить за герметичностью печи-камина и дымохода. Через щели по контуру дверцы и в местах соединений, трещины в корпусе и трубах в топку и дымоотводы попадает лишний воздух, что увеличивает скорость сгорания дров и вывода горячих газов. Кроме того, эксплуатация негерметичного оборудования небезопасна: повышаются риски пожара и попадания угарных газов в помещение.

Вывод

КПД печи-камина зависит от типа и мощности самого прибора, характеристик помещения, монтажа (сюда же входит подбор комплектующих и проектирование дымохода) и эксплуатации.

Прыгнуть выше заложенной производителем эффективности сложно (вносить изменения в конструкцию, как некоторые умельцы из интернета, не рекомендуется), но можно заставить печь-камин работать с максимальной отдачей, если правильно установить, топить и обслуживать оборудование.

По материалам сайта pech.ru.

Эффективность и мощность дровяного камина

Независимо от того, выбираете ли вы дровяной камин или печь в первую очередь из-за атмосферы, или также хотите в значительной степени обогреть помещение, приятно знать, на какой КПД вы можете рассчитывать. Причем важно заранее определить, какая мощность вам нужна для обогрева помещения.

Эффективность дровяного огня или печи

Эффективность современного дровяного огня или печи не может сравниться с эффективностью традиционного открытого огня. Открытый огонь достигает в среднем только 15% КПД, потому что огонь теряет много тепла через дымоход и не достигает такой высокой температуры. Более новый дровяной камин или печь достигает средней эффективности от 70 до 80%. Из-за более низкой температуры открытого огня сгорание менее полное.

В дровяном камине или печи достигается более высокая температура, а горение более чистое и эффективное. Выбросы от открытого огня по сравнению с дровяной печью также намного выше. Когда они оба используются для обогрева одной и той же комнаты, было показано, что открытый огонь выделяет в 15 раз больше CO2, чем дровяная печь. Для твердых частиц разница еще больше: открытый огонь выделяет до 50 раз больше мелкой пыли, чем дровяная печь.

Вместимость дровяного камина или печи

Мощность дровяного камина или печи должна соответствовать площади, которую вы хотите обогреть. Но есть и другие факторы, которые вам не мешало бы учитывать. Во-первых, определите, чего именно вы ожидаете от дровяного камина или печи. Это в первую очередь атмосферный элемент для случайного вечера удовольствия? Или огонь или печь будут играть важную роль в обогреве вашего дома? Если главной целью является отопление, огонь или печь нуждаются в большей мощности, чем когда основным фактором является атмосфера.

Последствия слишком большой мощности

Если у вас есть дровяной камин или печь, которая имеет слишком большую мощность для комнаты, в комнате скоро станет слишком жарко, поэтому вы не можете позволить огню гореть на полную мощность. Это, в свою очередь, приводит к недостаточному сгоранию, создавая больше запаха и дополнительное загрязнение дымохода. Вот почему важно выбрать костер с правильным диапазоном мощности.

Количество поленьев в костре определяет мощность. Большой огонь, заполненный несколькими блоками, не имеет идеального горения. Поэтому лучше развести огонь поменьше и дать ему хорошо прогореть. Однако, если мощность слишком мала, вы рискуете, что огонь или печь не нагреют помещение должным образом. Это особенно раздражает, если огонь или печь играют важную роль в обогреве вашего дома. Уделите большое внимание выбору камина с правильной мощностью.

Расчет требуемой мощности дровяного камина или печи

Расчет требуемой мощности дровяного камина или печи выполняется в несколько этапов.

Рассчитайте объем помещения

Сначала рассчитайте объем помещения, которое вы хотите отапливать дровяным камином или печью. Вы делаете это, умножая длину, ширину и высоту.

Карта изоляции вашего дома

Далее важно провести инвентаризацию степени изоляции вашего дома. Есть ли у вас двойное остекление и теплоизоляция стен и пола? Тогда ваш дом относится к типу А. Многие современные дома или недавно полностью отремонтированные дома имеют хорошую изоляцию. Ваш дом утеплен, но недостаточно? А разве у вас нет двойного остекления повсюду? Тогда ваш дом относится к типу B. Ваш дом плохо изолирован и у вас нет двойного остекления? Тогда ваш дом относится к типу С.

Посмотрите требуемую мощность на графике

Затем прочтите из графика ниже мощность, необходимую для обогрева вашего жилого помещения. Мощность каминной или дровяной печи выражается в киловаттах (кВт). При посещении выставочного зала вы можете сосредоточить свой поиск именно на каминах и печах этой мощности. Если вы все еще сомневаетесь, например, в отношении класса изоляции вашего дома, вы, конечно, также можете обратиться к дилеру. Также имеет значение, живете ли вы в таунхаусе, где тепло теряется мало, или в отдельно стоящем доме.

Различия в мощности в зависимости от типа дров

В отличие от газового камина или газового нагревателя, используемое топливо также играет роль в работе дровяного камина или печи. Некоторые виды древесины горят легче или дольше, чем другие. Ваше поведение при нагреве также влияет на эффективность.

Есть несколько причин, по которым целесообразно выбирать подходящие дрова. Крашеная древесина, древесина с остатками клея и влажная древесина — неподходящее топливо для дровяного камина или печи. Они вызывают неприятный запах и загрязнение для вас и окружающей среды. С другой стороны, отопление правильными дровами имеет приятный запах и обеспечивает чистое и эффективное сгорание.

Дополнительная информация о разумном отоплении и о различных типах древесины.

Вместимость пеллетных печей

Для пеллетных печей применяются немного другие расчеты. Пеллетная печь вырабатывает тепло, используя остаточный продукт деревообрабатывающей промышленности. Многие пеллетные печи оснащены термостатом и автоматическим механизмом подачи пеллет. Это упрощает регулирование теплоотдачи. Пеллетная печь может обеспечить большую мощность в середине зимы, чем холодным вечером весной или осенью.

Эффективны ли дровяные печи?

Эффективность всегда была на первом месте конструкции дровяной печи.

Дровяные печи являются популярной заменой традиционные открытые дровяные камины, поскольку они могут помочь увеличить тепло выход от сжигания дров в вашем доме.

Эффективность дровяной печи может повлиять на из каждого куска дерева выделяется много тепла, а также при горении дров. печи эффективные?

Древесина дровяные печи могут быть очень эффективными при сжигании дров по сравнению с другими виды камина. КПД дровяных печей может составлять от 60% до 90% в зависимости от модели печи, при этом эффективность открытого горения дров камины могут составлять всего 10 или 20%.

Дровяные печи были разработаны, чтобы помочь преодолеть недостатки, которые присутствуют при сжигании дров внутри традиционных открытые камины.

Эффективность открытого камина быть настолько бедным, дровяные печи могут быть решением, помогающим увеличить тепловую мощность и помогают снизить выбросы и расход топлива при сжигании древесины.

Ниже мы более подробно объяснили использование наши собственные печи в качестве примера:

• Эффективность дровяных печей
• Что делает дровяные печи эффективный
• Как можно использовать дровяные печи эффективно

Эффективны ли дровяные печи?

Использование дровяной печи может быть более эффективная альтернатива сжиганию дров в традиционных открытых каминах.

Печи обычно устанавливаются в открытых каминах, чтобы повысить эффективность и теплоотдачу от сжигания дров в вашем доме, но также могут быть установлены во многих других местах в доме, где они могут быть размещены.

С точки зрения эффективности экологический Агентство защиты объясняет, что открыт дровяные камины могут иметь очень низкую эффективность :

«Большинство традиционных открытых каминов теряют более 90% тепла от огня через дымоход.

’

EPA

Открытые дровяные камины могут быть очень неэффективен при производстве тепла для вашего дома, потому что большая часть тепла может быть потеряна в дымоходе вместо того, чтобы быть перевели в комнату.

Много тепла, которое может быть получено при сжигании древесина может прийти в виде горящих отходящие газы образуются при начальном сгорании древесины. Эти газы быстро покидают открытый камин, поэтому для них нет среды быть сожжены, чтобы произвести еще больше тепла.

Открытые камины также плохо излучают тепло . Вы можете обнаружить, что вам нужно сядьте ближе к открытому камину, чтобы почувствовать тепло, и не сможете почувствовать, как много тепла, если сидеть через комнату.

Наконец, неконтролируемая подача воздуха в открытые камины могут означать, что большая часть теплого воздуха из дома может подниматься вверх. дымоход, и во многих случаях снизить температуру дома, а не увеличить его.

Открытые камины могут быть очень неэффективны для обогрева помещения

Древесина поэтому печи разработаны, чтобы помочь решить эти проблемы .

Дровяные печи помогают решить эти выпускает:

• Удержание отработанных газов внутри топки дольше и при более высоких давлениях и температурах, чтобы позволить большему количеству тепла производится путем вторичного сжигания этих газов.
• Использование вентиляционных отверстий для управления подача воздуха к огню и, следовательно, помогает контролировать, насколько эффективно огонь сжигание.

В то время как открытый камин может быть всего лишь Эффективность сжигания дров составляет 10 или 20%, большинство дровяных печей можно найдено с

рейтингами эффективности между 60 и 80% , а некоторые модели даже достигают 90 за эффективность.

Например, у нас есть две печи. Один печь имеет рейтинг эффективности 71,6% в то время как другой имеет рейтинг 78,9%.

Наши печи имеют официальные рейтинги эффективности 71,6% и 78,9% соответственно

Это означает, что наши печи были оценены как эффективный .

Некоторые модели дровяных печей имеют более высокую эффективность, чем у нас, а другие будут менее эффективными. Ты можешь ожидайте, что вам придется платить больше за дровяные печи с более высоким рейтингом эффективности, поскольку это может потребовать дальнейших исследований и проектирования для повышения эффективности даже выше.

Однако заявлен более высокий рейтинг эффективности на плите не всегда означает, что выделяется больше тепла и меньше используется древесина.

Агентство по охране окружающей среды поясняет, что существует два разных типа эффективности, используемых для описания того, насколько хорошо дровяная печь преобразует топливо в тепло.

• Эффективность сгорания
• Общая эффективность

Эффективность сгорания Эффективность описывает, насколько хорошо печь преобразует топливо в тепло.

Общий Эффективность описывает, насколько хорошо печь переносит что тепло уходит в комнату.

Агентство по охране окружающей среды также объясняет, что общая эффективность является лучшим показателем качества дровяной печи. превращает дрова в полезное тепло для вашего дома.

Чтобы проверить фактическую общую эффективность дровяной печи, вы можете посмотреть ее в базе данных сертифицированных дровяных печей Агентства по охране окружающей среды.

В UK вы можете просмотреть список одобренных DEFRA печей для получения фактических рейтингов эффективности, а дополнительную информацию о печах, одобренных DEFRA, можно найти здесь.

Эффективная конструкция дровяной печи

Эффективность открытых каминов с точки зрения возможности передачи тепла от сжигая дрова в доме, дровяные печи включают в себя ряд уникальных проекты, чтобы помочь им быть более эффективными.

Эти конструкции, повышающие эффективность, включают:

• Перегородку
• Регулируемые вентиляционные отверстия
• Стальной или чугунный корпус

Перегородку тарелка находится в верхней части топки внутри дровяной печи.

Использование перегородки в дровяных печах помогает им более эффективно сжигать дрова

Перегородка помогает снизить скорость какие отработанные газы выходят из топки, благодаря небольшому зазору, который они должны пройти через. При более высоких температурах и давлениях, создаваемых внутри печи, эти отработанные газы можно сжигать для получения еще большего количества тепла за счет вторичного сжигания.

Более подробно о перегородках для дровяных печей мы рассказали здесь.

воздух вентиляционные отверстия на дровяной печи можно регулировать, что позволяет контролировать количество воздух, попадающий в огонь и, следовательно, контролирующий тепловую мощность и эффективность огня.

Регулируемые вентиляционные отверстия помогают повысить эффективность сжигания дров в печах

Путем ограничения потока воздуха в печь вы можете повысить эффективность огня и убедиться, что дрова не слишком быстро сгорел.

тел Дровяные печи обычно изготавливаются из стали или чугуна. Оба эти материалы являются отличными проводниками тепла и позволяют печи излучать много больше тепла в комнату по сравнению с традиционными открытыми каминами.

Как эффективно использовать дровяную печь?

Даже если дровяная печь была классифицируется с высоким рейтингом эффективности, если печь не используется по назначению , то дрова все равно могут гореть слишком быстро и жарко, чтобы быть эффективным.

Дровяная печь плохо горит, если:

• Подается слишком много воздуха к огню, и он слишком быстро прожигает дрова.
• Слишком мало воздуха подается в огонь и слишком тлеет и борется с незавершенным горение дров.

Подробное руководство по использованию вентиляционных отверстий для управления дровяной печью можно найти здесь.

При эффективном использовании дровяной печи вы хотят максимизировать количество тепла, выделяемого каждым отдельным куском дрова.

Для этого вам необходимо закройте вентиляционные отверстия, когда огонь разгорится, пока огонь не загорится через дрова спокойно.

Неэффективный огонь в дровяной печи – это тот, который горит слишком быстро с ревущим пламенем или прожигание слишком медленно и тлеет .

Ревущий огонь в дровяной печи может быть неэффективно горящим. Тлеющий огонь в дровяной печи также может быть признаком неэффективно горящего огня

Заключение

Дровяные печи сжигание дров для производства тепла благодаря ряду конструкций, повышающих эффективность например, перегородки и регулируемые вентиляционные отверстия.