Строим печь с высоким КПД: особенности, топливо, способы топки

—>

Дровяная печь с высоким КПД

И отопительные, и отопительно-варочные печи в последнее время становятся постоянным атрибутом большого частного дома или коттеджа. Многие устраивают такие конструкции, даже не заботясь об их целесообразности или о производительности.

Между тем, часто кпд печи в современном доме неприлично низкий, что вызывает перерасход топлива, дополнительную необходимость внеочередной топки и банальные лишние траты. Как повысить кпд, к каким хитростям прибегнуть?

Современные печи, это совсем не те буржуйки, которые мы хорошо помним и недолюбливаем за повсеместность и чрезвычайно низкий, до 5%, кпд. И по конструкции, и по предназначению, и по внешнему виду. При правильном подходе можно добиться кпд печи до 85% и даже больше! Как повысить кпд дровяной печи, что нужно делать и что выбирать при покупке, если нет желания выполнять кладку печи самостоятельно? Придерживайтесь наших советов и рекомендаций, ориентируйтесь на выбор и предпочтения специалистов.

Выбор печи

Центральное отопление, тем более для отдельного дома, — это сегодня довольно-таки дорогое удовольствие, которое еще и подается с перебоями. Поэтому многие покупают готовые печи, стараясь выбрать модели, совмещающие в себе и отличные эксплуатационные характеристики, и приемлемую стоимость, и, разумеется, высокий кпд. Однако работающие на твердых видах топлива печи считаются менее эффективными, чем газовые, поскольку у них низкий коэффициент полезного действия. При имеющихся в настоящее время ценах на уголь, торф, мазут или дрова затраты на отопление здания будут высоки, даже выше, чем на услуги центрального отопления – если не позаботиться о том, чтобы приобрести или построить печь с высоким кпд.

Какие модели печей нужно рассматривать при выборе? Если финансовая сторона вопроса является определяющей для выбора, то взглянем на отечественные модели, так как зарубежные аналоги имеют более высокую цену, используя тот же принцип сжигания топлива. Это будут отопительные печи типа «Профессор Бутаков», «Теплодар», «Варвара», «Термофор» и подобные.

Печь «Профессор Бутаков»

Эти модели отличаются высоким кпд, поскольку в них максимально снижены теплопотери с дымом, отрегулирована равномерность процесса горения, практически отсутствует недожиг закладки и СО.

На конструкцию именно таких печей нужно ориентироваться, если вы планируете спроектировать и выложить печь самостоятельно. В любом случае без готового проекта не обойтись, нужно будет использовать не только кирпич для возведения печи, но и листовую сталь, желательно толщиной не менее 4 мм – так зачем изобретать велосипед, если его уже скоро перестанут выпускать?

Главные характеристики и параметры печи с высоким КПД

Разберемся, какие параметры влияют на кпд печи:

• обязательное присутствие возможности подключения водяного отопления как на одно, так и на два и более контуров;
• мощный нагреватель воды для вариантов, работающих на электрической энергии, или хороший топливник для печей на твердом топливе. При этом учитывайте, что печи на твердом топливе являются энергонезависимыми, то есть, они работают независимо от наличия электросети или газопровода на участке, а этот момент может быть определяющим при выборе. Так, к примеру, если на дачном участке нестабильное электроснабжение и напряжение в сети часто «проседает», то выбирать энергозависимую модель печи в этом случае нерационально;
• печи на топливе работают независимо от наличия электросети или газопровода на участке;
• имеется возможность контролировать процесс горения и регулировать его по мере необходимости;
• возможность использовать оборудование для обогрева зданий с достаточно большой площадью (для определенных моделей или типов печей);
• простота обслуживания;
• высокая экономичность.

Все топливные затраты можно резко сократить, даже не производя расчет кпд печи: расходы снижаются до 10 раз (!) при использовании каталитической печи медленного горения. Она работает на любом топливе, в том числе на дешевых отходах сельскохозяйственных продуктов и процесса обработки дерева – щепа, опилки, стружка. Это будет особенно выгодно для современных поселков в экологически чистой зоне и различных небольших предприятий, где такие виды топлива получаются в результате их производственной деятельности.

Печи медленного горения с высоким КПД можно использовать не только для отопления помещений, но и для приготовления пищи, сушки фруктов и ягод, грибов, даже пиломатериалов и небольших бревен.

Требования к печам с высоким КПД

Чтобы кпд печи, работающей на твердом топливе, был 85% или более, нужно, чтобы конструкция удовлетворяла следующим требованиям:

• непременное наличие колосниковой решетки, так что или ставьте ее, переоборудовав конструкцию, или сразу планируйте кладку печи с решеткой;

  Решетка колосниковая

• вся печка должна прогреваться от низа до верха, при этом прогрев должен проходить снизу вверх, а внизу печь должна нагреваться сильнее; именно такой характер прогрева позволит сохранять тепло 24 часа, при этом разница температур воздуха в помещении под потолком и внизу будет минимальной;
• даже при незакрытой вьюшке печь не должна быстро остывать — позаботьтесь об уплотнении соединений;
• на поверхности стенок печи и по соединениям, если печь пристроена к капитальной стене, не должно быть трещин: желательно произвести ее оштукатуривание или даже выложить облицовочную глазурованную плитку;
• должна быть предусмотрена хорошая система очистки печи и дымохода от сажи;
• организуйте качественное, правильное сжигание топлива – это не только соответствующая конструкция топливника, но и надлежащее обслуживание печи как во время горения, так и при профилактике (см. ст. Как правильно печь топить дровами и углем);
• печные каналы должны регулярно прочищаться от золы;
• конструкция должна предусматривать минимальное движение газов по трубопроводам, не должно быть излишних изгибов дымохода;
• наконец, конструкция печи должна быть максимально простой.

Как еще можно попробовать повысить КПД отопительной печи?

Есть следующие небольшие секреты, позволяющие увеличить коэффициент полезного действия печи:

1. Увеличение коэффициента полезного действия за счет дополнительного использования тепла, уходящего по дымоходу. В дымоход можно встроить дополнительные трубы, в которых проходит воздух или вода – их и нагревать отводящимися газами. Как потом полученный носитель тепла использовать – дело техники (см. ст. Наружный дымоход — делаем своими руками). 2. Повышение КПД изменением поддува. Если в поддувало дополнительно инсталлировать металлическую трубу, имеющую заслонку – в самом начале розжига печи тепло не будет уноситься в дымоход с такой высокой скоростью.

3. Над варочной поверхностью можно установить вытяжку, которая в процессе топки печи будет забирать тепло и отводить его, например, в другую комнату. Такой воздухоотвод можно провести даже через все помещения в самую дальнюю комнату, в которой, как правило, самый холодный воздух.

Это пусть и непрямые, но действенные способы повысить отдачу вашей печи, а, следовательно, сэкономить на топливе. Поскольку в нашем климате отопительный сезон продолжается 6-7 месяцев, то повышение кпд печи приведет к существенному сокращению расходов. Дерзайте!

—>

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.

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.

• svasti asta    
• 2

Рукоделие

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

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 80-100миллиметров (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!http://www.uznai-pravdu.com/viewtopic.php?f=33&t=4468&sid=0ca0e681a5a54b33b022d9cf5dfaf2f8&start=7Источник Теги: Тепло и отоплениеОцените статью:−+5 декабря 2017 просмотров: 2365

Из этой статьи вы сможете узнать о том, как повысить кпд печи, какие основные виды данных отопительных агрегатов существуют, возможно ли повысить коэффициент полезного действия у печки, которая находится в вашем частном доме или на даче?

Установка печи в доме, сегодня стала достаточно часто встречающимся явлением. В первую очередь это связанно с тем, что хозяева домов хотят выполнить одновременно качественное и экономичное отапливание своего загородного дома. КПД печи, после его повышения, позволяет создать своими руками дровяной камин с высоким уровнем мощности и достаточной продуктивностью, для того чтобы выполнять роль основного источника отопления.

Знакомство с основными видами печей

Самый высокий коэффициент имеют простые дровяные печки, собрать которые при наличии грамотно составленной порядовки можно своими руками. Высокая эффективность данных агрегатов достигается за счёт минимальной комплектации, узкой направленности такого прибора, на исключительно обогрев помещений.

Интересно знать: дровяные стандартные печки, обладают высоким КПД за счёт низкого потребления ресурсов. Например для того чтобы приготовить пищу, вам ненужно расходовать газ или электричество. При правильной установке своими руками, выборе места расположения такой конструкции, её КПД может достигать порядка 75-90 процентов.

камины, в свою очередь преимущественно служат предметом декора, так как не обладают достаточной мощностью, теплоотдачей, они не подходят для приготовления пищи, не способны вырабатывать и удерживать достаточное количество тепловой энергии. Коэффициент полезного действия данной разновидности в среднем, не превышает 20 процентов.

Пристенная печь с небольшой квадратной топкой и духовым шкафом, находящимся в верхней части

КПД даже небольших моделей, повышается на 10-15 процентов за счёт облицовки керамической плиткой

Какие существуют требования к печам:

• При сборке дровяной печки имеющей высокий КПД своими руками, необходимо уделить особое внимание размещению, строению колосника, который должен обязательно присутствовать в конструкции;
• Для сохранения. Повышения теплоёмкости, уровня нагрева, увеличения времени остывания устройства после топки, все швы и соединения необходимо хорошо уплотнить;
• По всей поверхности дровяной печи, должны отсутствовать различные трещины, деформации. Для придания порталу дополнительной прочности, важно качественно оштукатурить или облицевать его негорючими материалами;
• Согласно размерам, габаритам конструкции, определяется оптимальное количество прочистных камер, створок, с помощью которых, в дальнейшем вы сможете легко и быстро устранять следы сажи, золы;
• Дымоходная система в доме должны быть максимально простой, с минимальным количеством колен, изгибов, ответвлений, сложных участков. Таким образом, вы сможет сохранить качественную, работающую на полную мощность тягу;
• Топливная камера должна быть достаточно просторной и вместительной.

Как увеличить КПД

Кирпичные конструкции имеют большой вес и не могут размещаться на втором этаже

Для того чтобы увеличить данный показатель дровяной печи в доме своими руками, необходимо увеличить размеры топливного отсека, сделать его более просторным, вместительным. При этом глубина данного элемента должна оставаться минимальной.

Совет: в целях повышения эффективности отопительного агрегата, стенки топочной части расширяются в сторону помещения или выполняют их небольшой развал. Также топочный отсек может иметь двойные стенки или воздушную подушку. Большинство готовых моделей имеют КПД не менее 75 процентов, что позволяет купить уже готовое отопительное устройство, не прибегая к длительным и сложным работам своими руками.

Увеличиваем КПД печки с варочной поверхностью

Для того чтобы увеличить КПД данного вида отопительных установок, возможно вам придутся дополнительно оборудовать вашу существующую дымоходную систему стальными трубами, которые необходимо установить своими руками в дымоотводный отсек. Таким образом, вы получите дополнительную тепловую энергию, за счёт нагрева этих труб (воздуха или воды в них).

В целях повышения эффективности и КПД, очаг должен герметично закрываться дверцей

Важно: для того чтобы равномерно распределить вырабатываемую небольшим чугунным или стальным очагом тепловую энергию по всему помещению, рекомендуем установить специальный вытяжной механизм.

Также дополнительную эффективность может добавить поддувало, которое нужно немного переделать. В частности вам понадобится вмонтировать в него трубу, имеющую заслонку. Таким образом, прогретые воздушные массы будет медленней продвигаться и в большей степени осуществлять прогрев.

Отопительные печи: как сделать КПД более высоким?

Повысить КПД печи для дома на дровах, сделать данный показатель более высоким вы сможете, соблюдая следующие рекомендации, правила:

1. Самым эффективным вариантом, станет снабжение стандартной печи водяной рубашкой. Оборудовать агрегат данным элементом можно как в момент строительства, так и в последующем. Сам водяной контур может располагаться на ваше усмотрение, как в топливнивике, так и в дымоходной системе;
2. Оборудовать отопительную дровяную печь можно и радиатором отопления, который можно собрать своими силами. Для этого вам понадобится радиаторные секции (порядка двенадцати штук), которые соединяются. В среднем, таким прибором можно отопить помещение с метражом до 110 метров квадратных;

Как правило, модели, имеющие высокую теплоёмкость, дополнительно оборудуются варочной поверхностью

Небольшая изразцовая печь, способна эффективно отапливать одно помещение, площадью до 40 квадратов или небольшой дачный домик

Камины и печи с большими, вместительными топками более эффективны и экономичны

Важно: перед тем как выполнить установку радиаторной батареи, вам понадобится произвести её чистку и ряд других манипуляций. Удалите из её внутренней поверхности заграждения, выполненные из картона, замените их асбестовыми шнурами. Чистка и последующая сборка разобранных секций осуществляется с применением раствора на основе соляных кислот. Для сборки и соединения воспользуйтесь ниппелями, имеющими двустороннюю резьбу. Трещины и щели в результате такой сборки должны полностью отсутствовать. Установка производится только в дымоотводящий отсек.

1. Дополнить и улучшить конструкцию можно водяным котлом. Внутреннее содержимое такого котельного оборудования представлено множеством соединённых между собой трубок имеющих толщину от 3 до 5 миллиметров. Лучше всего отдавать предпочтение трубам, у которых полностью отсутствует шов. Если они всё же имеются, вам понадобится выполнить дополнительную сварку. Установка производится в топочной камере, между перегородкой из кирпича и внешней частью котельного оборудования. При этом необходимо оставить небольшой зазор.

Кладка печи имеющей встроенный водяной котёл

Согласно данной инструкции вы сможете выполнить кладку печи, имеющей встроенный водяной котёл:

• На первом этапе заливаем бетонную основу (фундамент). Он должен заканчиваться на расстоянии двух кирпичей над уровнем напольной поверхности;
• Наверх укладываем гидроизоляцию, представленную рубероидом. Производим кладку кирпича в два ряда;
• Сцепляющий состав готовится своими руками на основе глины и песка в пропорции 1:2;
• Сцепляющий состав равномерно наносится на поверхность и распределяется по ней. Далее начинается кладка кирпичной печи для загородного дома;

Совет: за несколько дней до начала проведения кладочных работ, рекомендуем замочить в воде глину и песок.

Для того чтобы небольшой покупной стальной очаг стал более эффективным, его помещают в нишу или корпус из кирпича

Большой КПД имеют модели, предназначенные для установки в банях, саунах

КПД, мощности уличных моделей хватает не только на обогрев, но и приготовление пищи

Для сборки печей из кирпича своими руками, необходимо использовать грамотно составленную порядовку

• Далее выкладываем зольный отсек. В котором будет скапливаться зола и другие остаточное продукты горения топлива. Производим монтаж литой дверцы. Монтируем колосник, с помощью которого мы сможем разграничить поддувальную и топочную камеру;
• После того как уложено определённое количество рядов кирпича, приступаем к установке топки, размер которой подбирается индивидуально, в зависимости от габаритов выбранного котельного оборудования;
• Передний край формирует специальный борт, который необходим для фиксации топочного отсека. Также не забываем оставлять небольшие зазоры между котельным оборудованием и кирпичными стенками. Также свободное пространство понадобится и для труб, через которые будет подаваться, отводится вода;
• Производим кладку дымоотводящий каналов. Которые должны иметь специальные отверстия, через которые можно будет производить чистку внутреннего содержимого, от образующихся продуктов горения;
• Следите за тем, чтобы каждый дымоотводящий канал имел только вертикальную направленность. Это позволит вам добиться максимально высокого КПД.

На заключительном этапе мы производим монтаж дымоходной системы, которая может состоять как из стальных, гофрированных труб, так и из кирпича. Самыми простыми и удобными в использовании являются дымоходы коаксиального типа.

Из данного видео вы сможете узнать о том, как своими руками увеличить КПД печи на дровах:

• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 

• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 

закрыть ×

Отопление на дровах — тяжелый труд. Дрова необходимо заготовить, высушить, принести — все это занимает время и требует сил. Поэтому рачительный хозяин всегда старается использовать энергию каждого полена максимально.

Как повысить КПД

Проектируя или видоизменяя систему дровяного отопления дома, следует помнить основное правило — все элементы должны быть соразмерны, оптимальны и составлять гармоничную систему. Огромный топливник при небольшом теплосъеме снизит уровень КПД, и наоборот, излишний теплосъем приведет к проблемам в эксплуатации.

Понятие «коэффициент полезного действия» означает, сколько выделяемой при горении энергии передается в виде тепла в отапливаемое помещение. На эту характеристику оказывает влияние ряд факторов:

• Исправность и чистота печки.
• Вид сжигаемого топлива.
• Режим сжигаемого топлива.
• Способ теплопередачи.
• Эффективность теплосьема.
• Наличие дополнительных приставок к топливу.

Исправность печки

Значительное снижение эффективности печи происходит при неправильном ее использовании. Существуют различные способы сжигания дров, и если топить неправильно, тепловая энергия будет теряться.

Отложившаяся на стенках теплообменника сажа является отличным теплоизолятором. Чтобы повысить КПД печи, нужно периодически, раз в 2 месяца, чистить все важные части от сажи.

Внимание! Сажа в каналах печи и дымоходе может загореться, не допускайте скопления отложений в системе отопления. Возгорание сажи — частая причина пожаров!

Правильное топливо для печи

Известно, что различные породы древесины дают разное количество тепла. Повысить КПД печки можно, применяя правильное топливо. Большей теплотворной способностью обладают твердые сорта древесины — дуб, акация, ясень. Кроме плотности, важной характеристикой является влажность дров. Дрова с влажностью 15% считаются оптимальными, но таких показателей можно добиться либо используя сушильную камеру, либо естественной сушкой под навесом на протяжении <nobr>2-3</nobr> лет в проветриваемых штабелях.

Оптимальные режимы горения

Режим сжигания топлива также важен. Эффективно сжигать топливо можно по-разному:

1. В режиме пиролизного разложения и дожига газов.
2. В режиме оптимального быстрого горения с достаточным доступом кислорода.
3. Послойное сгорание топлива сверху вниз.

Пиролизный режим

При сжигании топлива в пиролизном режиме, КПД печи возрастает за счет долгого времени горения. Топливник разделяется на две камеры — камера тлеющего горения, где в медленном режиме дрова разлагаются на пиролизные горючие газы, и камера дожига газов. Технически это выглядит так:

1. В топливник закладываются дрова, первоначально горение происходит в жарком режиме с подачей большого количества воздуха. Этот этап необходим, чтобы создалась жаровая подушка на дровах, а также прогрелся дымоход и вторичная камера дожига.
2. Дверца топливника закрывается. Подача воздуха ставится минимальная — чтобы хватило на тление. Дрова разлагаются на дымные пиролизные газы, которые проходят через раскаленную камеру дожига.
3. Во второй камере есть воздуховоды вторичного воздуха. Они направлены на катализатор — массивный раскаленный керамический или металлический предмет. В некоторых печах в роли катализатора выступает стенка вторичной камеры.
4. Относительно холодные пиролизные газы, проходя через катализатор, нагреваются, смешиваются с воздухом и сгорают.

Таким образом достигается полное сгорание дров. КПД установок на пиролизном горении может достигать 85 — 90 %.

Минусы такого способа сгорания дров:

1. Сложность реализации оптимального горения.
2. Невозможность переделки уже существующих топок.
3. Холодные газы в дымоходе превращаются в конденсат, который заливает дымоход.

Преимущества такого способа сгорания:

1. Длительность работы на одной закладке. В печах булерьян одной закладки достаточно, чтобы она горела 5 — 8 часов.
2. При правильной конструкции топки КПД высокий.
3. Постоянность вырабатываемой энергии.

Форсированное сгорание

Быстрое сгорание дров в топливнике с достаточным количеством воздуха будет оптимальным только при наличии крупного теплообменника, который может быстро запасти и удержать большое количество тепла. Идеально в этом случае использование в качестве теплоносителя воду, и большой утепленный бак в роли теплоаккумулятора.

Чтобы сжечь большое количество топлива в оптимальном режиме, потребуется зольная камера и колосниковая решетка. Организовать их можно в любой уже существующей топке из двух пластин металла или кирпичей. Устройство зольника в уже готовой топке уменьшит объем, но добавит КПД сжигания.

Как это работает:

1. В камеру сгорания закладывается сразу большое количество топлива, которое будет сгорать во всем массиве снизу вверх.
2. После растопки закрывается основная дверца, открывается дверца зольника, регулируется горение.
3. Пламя должно быть ровным, жарким, без рывков детонации и хлопков. Цвет пламени — соломенный с красными или голубыми прожилками.
4. В таком экспресс-режиме горение продолжается, пока не образуются угли. Дверца зольника прикрывается, топка работает в медленном режиме.

Особенности применения:

• Печь с колосниковой решеткой можно превратить в подовую, закрыв колосник листом металла.
• Обеспечить хороший теплосъем могут каналы из кирпича или массивная колпаковая конструкция. Неправильное соотношение мощной топки и небольшого теплообменника приведут к «выдуванию» значительного количества тепла на улицу.
• Нельзя применять такой режим при плохой тяге — это приведет к дымлению внутрь помещения.
• Не каждая топка может выдержать жар сгораемых сухих дров. Простой красный кирпич или тонкий металл могут прогореть или выкрошиться. По возможности, применяйте такой режим в футерованых шамотным кирпичом топках.

Постепенное сгорание топлива

Быстрого режима с послойным горением дров можно достичь, используя специальные системы подачи воздуха. Это решение реализовано в котлах длительного горения «Стропува», но вполне подойдут для переоборудования простые топки.

В топку вставляется один или несколько воздуховодов из труб. Их назначение — подать воздух к месту сгорания. Воздуховоды идут от дверцы к верху топливника. На вертикальных участках воздуховодов нарезаются щелевые отверстия. Топка работает так:

1. В топку плотно укладываются дрова, их можно пересыпать опилками или торфом. Сверху закладки разжигается растопка из бумаги и щепок. Пока не разгорится, топка работает в режиме обычной подовой печи.
2. Когда растопка разгорится, плавно закрываем проем топки уплотнительным металлическим листом. В листе имеются отверстия для воздуховодов. Лист должен прилегать плотно, чтобы исключить попадание воздуха в толщину топлива.
3. Топливо горит, используя воздух из воздуховода. Горение оптимальное, но дает небольшое количество тепла.
4. Топливо сгорает постепенно, в первую очередь выгорает вблизи воздуховода. Если топливо выгорело далеко от трубки, воздух может не дойти до очага горения. Стоит расположить равномерно несколько воздуховодов, подсоединенных к одному заборному отверстию.

Преимущество у такого способа сгорания только одно — длительный период автономной работы. Повышение КПД достигается благодаря режиму постепенного горения, даже небольшой теплообменник способен уловить тепло и передать его в комнату. Этот способ отлично подойдет для модернизации буржуек и котлов на дровах, но для кирпичных печей не подойдет. Преимуществом также будет простота переоборудования уже существующих топливников — любой человек моет спроектировать и изготовить воздуховоды и уплотнительную пластину из труб и листового металла.

Минусы этого способа сжигания дров:

• Сложность загрузки дров.
• Сложность растопки.
• Сложность контроля интенсивности пламени — открыть и «глянуть» не получится. Придется использовать косвенные методы — градусник в теплообменнике.
• Невозможность «подбросить» дровишек.

Оптимизация теплосъема

Поднять КПД системы отопления можно, сняв большое количество тепла и передав его в помещение. Сделать это можно двумя способами:

1. Инфракрасным излучением — от горящего пламени или раскаленных стенок.
2. Нагрев воздух или воду в топке.

Открытым пламенем традиционно отапливались очаги в Европе. Модный камин имеет низкий КПД, но он использует только инфракрасное излучение. Свет горящего пламени в обычных печках идет на нагрев стенок топливника. В большинстве случаев нагрев топливника не несет пользы. Использовать часть тепла, излучаемого при ярком горении, можно при прозрачной дверце большой топки. Использовать простое стекло не получится — оно может лопнуть. В дверцы вставляется жаропрочное стекло.

Эффективными показали себя печки калориферного типа. Зимний дворец, Эрмитаж, Арсенал отапливались печами Уттермарка. Сгорающее топливо нагревало трубы, в которых двигался воздух. Такое отопление позволяло получить фантастические результаты по скорости и эффективности. Проложив в топке сухотрубы, можно быстро прогреть помещение сухим теплым воздухом. В жилых помещениях можно использовать принудительный наддув, приток из улицы и увлажнение. Так можно получить возможность регулировать не только температуру, но и влажность, а также количество углекислого газа. Минус — сложность реализации в готовых кирпичных печах.

Вставив в печь контур центрального отопления, можно повысить теплосъем и эффективно передать тепло по всему зданию. Повышение КПД отопления в этом случае достигается увеличением площади теплообмена, в трубу вылетает меньше тепла.

Строим печь с высоким КПД

Рассмотрим примеры постройки печей с нуля, в которых блестяще выполнен подход к повышению КПД.

Кирпичная колпаковая печь Кузнецова

Повышение КПД этой печи осуществляется полным и жарким сгоранием топлива, вторичным сжиганием пиролизных газов, свободным движением газов, большой площади теплообмена. Большая масса кирпичей отлично накапливает и сохраняет тепло. Колпаковая конструкция в народе называется «жадной» — температура выходящих газов ниже, чем у обычных канальных печей.

Чтобы построить такую печь, нужно следовать следующим шагам:

1. Готовим проект печи. Готовые проекты есть в свободном доступе, их можно доработать под свои нужды.
2. Подготовка инструментов и материалов. Молоток каменщика, кельма, уровень, отвес, углошлифовальная машинка с алмазным диском — больше для постройки кирпичной печи не нужно. Закупаем красный печной кирпич и огнеупорный шамотный — для футеровки топки. Температура в топке может подниматься выше 900 градусов, красный кирпич вполне может выкрошиться. Дверцы лучше выбрать литые чугунные, с уплотнителями и стеклом. Глину можно накопать в ближайшем карьере, развести с песком.
3. Готовим фундамент. Для этого определяем место, выкапываем котлован и заливаем бутобетоном. Верхний уровень фундамента должен быть на <nobr>14-15 см.</nobr> ниже уровня пола. Печь лучше расположить в центре дома, обязательно рассчитать прохождение дымохода через перекрытия.
4. Выкладываем первые ряды печи на цементный раствор, остальная печка кладется на глиняный. Между кирпичом и фундаментом прокладываем теплоизоляцию и гидроизоляцию. Первый ряд — самый важный, по его углам будут ориентироваться все плоскости печи.
5. Завязываем зольник и боковые каналы. Учитываем размер дверок для прочистки. Если их нет — укладываем кирпич на ребро, он будет вышибным.
6. Перекрываем зольник, укладываем первый ряд шамота. На под топки укладываем чугунный колосник, под который выбирается паз в кирпиче с зазором 1.5 см.
7. Выкладываем топку огнеупорным кирпичом. Между шамотом и красным кирпичом предусматриваем зазор. Удобно прокладывать упаковочный картон в качестве шаблона. Шамот кладется на огнеупорную мертельную глину. При кладке шамота у задней стенки делается сухой шов — кладка без раствора с зазором 1 см. Он нужен для облегчения растопки и доступа вторичного воздуха.
8. Выкладываем стенки печи, выполняем подвертки ходов. Устанавливаем дверцу на анкерные пластины или проволоку.
9. Перекрываем топку, формируем первый колпак. Контролируем уровнем все горизонтальные и вертикальные плоскости. Затираем швы изнутри влажной рукавицей.
10. Выкладываем второй колпак, перекрываем его двумя рядами кирпича — перекрышей.
11. Выводим дымоход, Лучше всего использовать прямую кирпичную насадную трубу, гильзованную и утепленную перлитом.
12. Сушим печь 2 месяца при открытых прочистных дверцах, после выводим ее на режим частыми, но мелкими протопками. Это необходимо, чтобы печь не потрескалась.
13. Для повышения КПД системы отопления, в первом колпаке можно заложить теплообменник из труб. Тепло в колпаке держится долго, поэтому теплоноситель будет долго и равномерно нагреваться внутри массивной печи.

Колпаковая печь Кузнецова — яркий представитель принципа быстрого сгорания дров, накопления тепла в массиве печи и постепенной его отдачей от нагретых стенок инфракрасным способом в помещение.

Печь «Булерьян» — лидер по КПД среди металлических печей

Металлическая печь длительного горения «Булерьян». Высокий КПД этой печи обеспечивается пиролизным режимом горения, топка этой печи состоит из сухотруб. Температура выходящих из воздушных нагревателей газов не превышает 150 — 200 градусов, воздух не пережигается и не сохнет. Если Булерьян топить неправильно, в жарком режиме, его КПД можно сравнить с любой буржуйкой.

Для постройки Булерьяна нам потребуются навыки металлообработки, умение делать герметичные сварные швы. Соответственно, потребуется сварочный аппарат (лучше полуавтомат MIG), углошлифовальная машинка, слесарный и измерительный инструмент. Для сгибания труб потребуется трубогиб, но его можно заменить большим рычагом.

• Материалы для печи найти не сложно — нужно 10 — 14 отрезков труб для каркаса, листовой металл, заготовки для дверцы и петель.
• Первым делом сваривается каркас из согнутых по шаблону труб. Получается своеобразная «грудная клетка», промежутки между «ребрами» нужно герметично заварить.
• Внутрь получившегося каркаса устанавливается полка вторичной камеры. Ее вымеряем при помощи картонного шаблона, изгибаем и привариваем. После привариваем последние ребра, прокладываются трубки вторичного воздуха.
• Глушим торцы получившегося цилиндра, из камеры дожига выводим дымоход, в переднем торце привариваем круглую дверцу. Уплотняем стык дверцы замком, заполненным асбестовым шнуром.
• Приделываем шиберы-регуляторы на дымоходе и заборнике воздуха.
• Печь готова к установке. При подключении важно помнить, что дымоход может сильно нагреваться. Медленная топка может привести к образованию конденсата, поэтому лучше применять гильзованный дымоход из нержавейки.

Печь «Булерьян» — яркий представитель калориферных печей длительного горения без теплоаккумулятора, с быстрой передачей тепла в воздух. Топить ее нужно в пиролизном режиме, с минимальной подачей воздуха.

Экспериментальные народные методы повышения КПД

Существует информация, что КПД печи можно повысить, если в зону горения топлива подавать разогретый пар. Горение воды — явление спорное, вызывает удивление. Пользователи систем сжигания воды утверждают, что отдача тепла повышается на 20%. Природа явления такова: вода подается через топку в зону сгорания топлива.

От высокой температуры происходит разложение воды и повторное ее сгорание, что добавляет температуру в топливнике, экономит газ.

Повысить КПД печи на дровах можно, изготовив приставку-топливник ракетного типа. Горение в такой топке происходит внизу, дрова установлены горизонтально и опускаются под своим весом в зону горения. Горение яркое, и возникает благодаря тяге. Пользователи таких топок заявляют о экономии дров и большом времени самостоятельного горения.

Дополнительные факторы улучшения отопления в доме

Улучшить отопление дома можно не только доработкой топки и теплосъема. Снизив теплопотери здания, можно добиться более значимых результатов. Установить качественные окна, утеплить перекрытия и стены, поставить систему рециркуляции и рекуперации воздуха порой дешевле, чем переделывать систему отопления.

При усовершенствовании отопления стоит использовать только испытанные способы улучшения сгорания топлива. При этом лучше подсчитать экономию и затраченные на переоборудование средства.

Используемые источники:

• http://sdelaikamin.ru/pech-dlya-doma/pechi-s-vysokim-kpd-154
• http://teplodom1.ru/pechi/1490-kpd-pechi-i-teploobmennika-kakuju-konstrukciju-predpochest.html
• https://www.perunica.ru/rukodelie/9102-povyshenie-kpd-pechi-delo-ne-slozhnoe-no-poleznoe.html
• https://msk-kamin.ru/news/pech-na-drovakh-s-vysokim-kpd-kakie-vozmozhnosti-poyavlyayutsya/
• http://kladempech.ru/kak-povysit-kpd-pechi/