ККД печі і теплообмінника – яку конструкцію віддати перевагу

ККД у печей і казанів, що працюють на твердому паливі, має великий розкид значень. Проста буржуйка з водяним контуром обійдеться в рази дешевше, але у неї занадто низький ККД, – опалення виявиться в результаті не економічним. Не тільки дешевизна первинного вкладення в устаткування визначає правильність вибору. Швидше за вибір конструкції печі, повинен залежати від майбутніх довгострокових витрат (які набагато більше), – від ККД, від комфортності проживання поруч з таким опаленням. Що ж виявляється кращим вибором і для яких умов …

ККД печі на твердому паливі – важливий фактор

Якщо ККД електричного або газового котла далеко за 90%, то на нього просто не звертають увагу при виборі такого обладнання. Але в твердопаливних агрегатах ККД може сильно відрізнятися.

  • У невміло зробленої буржуйки може бути нижче 50%.
  • На заводські котли в основному дають значення 75 – 78%.
  • Окремі майстри з викладення (збірці) печей запевняють, що у них ККД 85%, а при окремих режимах наближається до 90%, а значить потрібно менше дров відсотків на 15 – 20, менше обслуговувати …

ККД печі визначає температура вихідних газів – відношення енергії, що залишилася в приміщенні до вилетіла в трубу. Чим нижче температура газів в димоході, тим більше ККД.

Металева піч – буржуйка з найменшим ККД

Методи підвищення відбору тепла у печі

Умільці підвищують паркан енергії до максимуму двома методами.

  • Облаштуванням в димоходах теплообмінників, які є первинними, в них подається холодний теплоносій з обратки, або до них підключається окремий нагрівається бак.
  • Прокладкою димоходів в опалювальної зоні, в стінах, через металеві балки в перекриттях, які є розсіювачами тепла.

Чи можна це створити у власному будинку (котеджі) і забезпечити максимальну енерговіддачу на опалення будинку від згорілого палива …

Шляхи підвищення ККД, захист від сажистого нальоту

Якщо в системі опалення не зроблений захист від холодної обратки для грубки, то теплообмінник значну частину часу буде занадто холодним, нижче 55 градусів. Це означає, що на ньому буде випадати роса, яка змішуючись з сажею утворює агресивні кислоти і міцну теплоизолирующую кірку.

Щоб зменшити негативне явище, яке тягне за собою зовнішню корозію і теплоізоляцію, бажано створити в опалювальній системі захист від холодної обратки на основі триходового клапана, яка буде давати на виході теплоносій завжди гаряче +60 град. Це підвищить в результаті ККД печі за рахунок зменшення смолистих забруднень і значно продовжить життя сталевих деталей.

Другий шлях зниження забрудненості печі – регулярні чистки теплообмінника, видалення сажі. Сюди ж супроводжує оптимальне паливо (сухі несмолиста дрова) і оптимальні режими роботи, з дожигом зольністих частинок і СО, подачею необхідної кількості повітря, а точніше знаходження достатньої кількості кисню поверх полум’я на додаток до повітря подається знизу.

Яка потужність печі очікується з урахуванням ККД

Ми можемо лише приблизно визначити середню експлуатаційну потужність печі за кількістю палива, що спалюється за добу. Теплотворність сухих дров (20% вологи, рік під навісом) визначається в середньому як 4,0 кВт / кг. Якщо в добу зуміли спалити 50 кг дров, то отримали 200 кВт енергії.

З урахуванням ККД 0,7 для гарної печі – 140 кВт піде на обігрів будинку, а 60 кВт надійде через димохід на обігрів космічних просторів.

Середня потужність, що розвивається на годину – 140/24 = 5,8 кВт / год. Ймовірно, максимальна потужність була в короткі проміжки часу – 5,8х2,9 = 15 кВт. Передача тепла здійснювалася різними шляхами: якась частина була привнесена в будинок через теплообмінник і теплоносій, інша пішла безпосередньо на нагрівання повітря від грубки і димоходу, третя – предметів і стін інфрачервоним випромінюванням.

потужність теплообмінника

Середню питому максимальну потужність теплообмінника прийнято приймати як 10 кВт з метра квадратного його площі, яка безпосередньо контактує з полум’ям. Зазвичай умільці збирають теплообмінники для пічної зони з площами 0,5 – 1,5 м кв.

Для теплообмінника в димоході, питома потужність залежить від температури газів, і навряд чи буде більше ніж 0,4 кВт з 1 м кв. його поверхні. Проте, саме цей пристрій дозволяє збільшити ККД всього контуру і забрати парочку додаткових кіловат, наприклад, за рахунок розміщення 0,5 м кв. плоского теплообмінника в каналі димоходу.

Для трубчастих димоходів випускаються пристосування, які надягають зверху. Визначити їх питому потужність можна лише експериментально для конкретних умовах, але те, що вони істотно підвищать ККД теплогенераторів – сумніву не підлягає.

Важливі питання при створенні теплообмінників і печей

При створенні опалювального обладнання потрібно переслідувати кілька цілей. Крім мети максимально напхати зону горіння корисною площею теплообміну, є ще два ключових моменти, які потрібно вирішити і які забезпечують якісні характеристики печі.

  • Обсяг топкового простору, кількість одночасно палаючих дров, не повинні бути маленькими. Інакше доведеться буквально чергувати біля печі тримаючи чергову дровеняки в руках.
  • Потрібно по можливості забезпечувати оптимальний обсяг закладки, такий, щоб потужність від горіння всього обсягу дров забиралася б площею розміщених теплообмінників.
  • Ще важливе питання – можливість чистити теплообмінники від сажі без проблем легко і без розбору печі.

Конструкції теплообмінників з максимальним ККД

Виходячи з вимог простоти очищення, великий топкової камери при одночасно великої площі теплообмінного, великий питомої потужності відбулися різні варіанти конструкцій печі і самих камер, по яких рухається теплоносій. На ринку і в саморобних конструкціях поширені такі рішення.

  • У буржуйки встановлюють спіральні теплообмінники з нержавіючої сталі. ККД печі зазвичай 40%, якщо тільки димар не протягнуть по приміщенню.
  • Трубчасті теплообмінники з зварних труб закладаються в цегляну кладку. Зазвичай ефективність не більше 50% через скупчень сажі в рельєфною формі. Це не зовсім ефективна конструкція, застосовувалася частіше раніше при нестачі листового металу, варилася з труб опалення 50 мм.
  • Труби з теплоносієм оперізують металеву камеру згоряння – поширена конструкція печей з металу, – не більше 70%.
  • Коробчатий бак, формує з себе камеру горіння, тильну і бічні її боку. Додаткові труби встановлюються на вихідному газів. Це звичайна схема в котлах і печах, дає ККД 70 – 75%.
  • Водяна решітка – в окремих котлах роблять ще і колосники з труб з теплоносієм – надбавка в кілька відсотків.
  • На димохід зроблений з труб надаватися додатковий бак-теплообмінник – зазвичай їм підігрівають невелику ГВС.
  • Теплообмінник у вигляді короба на вихідних газах, – паркан енергії у димових газів, кількість залежить від розмірів, протяжності, площі, підняття ККД до 85%.

Важливо в грубці організувати правильне горіння дров, щоб достатня кількість повітря надходило б до зони горіння поверх полум’я, тим самим знижуючи НЕ догорілі сухі летючі залишки до мінімуму, і допалювання СО, якщо він утворюється через нестачу повітря знизу, коли відбувається режим тління. Саме таким чином зменшуються відкладення сажі і забирається вся енергія укладена в паливі – піднімається ККД печі або котла.

Ссылка на основную публикацию