Что такое кпд печи
КПД печи и теплообменника – какую конструкцию предпочесть
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.
КПД печи определяет температура исходящих газов – отношение энергии оставшейся в помещении к вылетевшей в трубу. Чем ниже температура газов в дымоходе, тем больше КПД.
Металлическая печь — буржуйка с наименьшим КПД
Методы повышения отбора тепла у печи
Умельцы повышают забор энергии до максимума двумя методами.
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.
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.
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.
Что такое кпд печи
КПД печи. Упрощенный метод.
Обычно эти потери составляют около 2%.
Величина потерь тепла от химического неполноты горения q3 в % от Qрн определяется по формуле:
q3= (Q3/ Qрн)*100 (4)
Обычно эти потери составляют около 3%.
Потери Q2 потери с уходящими газами, являются основными потерями в печи, и оказывают большое влияние на КПД печи.
Эти потери определяются по формуле:
q2= (Q2/ Qрн)*100 (6)
Из формулы (5) видно, что величина потерь с уходящими газами зависят от объема воздуха проходящего через печь и от разницы температур между выходом печи и помещения. Для снижения этих потерь необходимо снижать температуру на выходе печи, но нижний предел ограничивается опасностью возникновения конденсата и не может быть ниже 125-150- грС, а снижение объемов воздуха приводит к ухудшению процесса горения, и тоже имеет свои ограничения. А потери с уходящими газами в % зависят еще и от величины Qрн. Которая зависит от влажности дров и снижается пропорционально росту влажности. Однако быстрее, т. к. часть тепла расходуется на преобразование лишней влаги в пар. Потери с уходящими газами в некоторых печах могут достигать 40%.
Для подсчета КПД печи необходимо определить ее потери. И зная количества тепла в сгоревших дровах, определяют по формуле (2) Q1. И соответственно КПД. Но если замеры температур не вызывают трудностей, то непосредственные замеры объемов воздуха на выходе печи из-за высоких температур пока не возможны. Поэтому измеряют химический состав газов на выходе печи газоанализатором (ГА) и по этим результатам по формулам подсчитывают объем газов на выходе. Но ГА весьма дорогой прибор, и многим на по карману. Существуют и упрощенные методы определения КПД. Один из таких методов предложен автором.
Упрощенный метод расчета КПД.
Для расчета воспользуемся таблицами из книги М.Б. Равича «Упрощенная методика теплотехнических расчетов». Стр.218, гл. тринадцатая «
Что такое кпд печи
Печи без фундамента из кирпича малогабаритные.
КПД печи. Упрощенный метод.
Обычно эти потери составляют около 2%.
Величина потерь тепла от химического неполноты горения q3 в % от Qрн определяется по формуле:
q3= (Q3/ Qрн)*100 (4)
Обычно эти потери составляют около 3%.
Потери Q2 потери с уходящими газами, являются основными потерями в печи, и оказывают большое влияние на КПД печи.
Эти потери определяются по формуле:
q2= (Q2/ Qрн)*100 (6)
Из формулы (5) видно, что величина потерь с уходящими газами зависят от объема воздуха проходящего через печь и от разницы температур между выходом печи и помещения. Для снижения этих потерь необходимо снижать температуру на выходе печи, но нижний предел ограничивается опасностью возникновения конденсата и не может быть ниже 125-150- грС, а снижение объемов воздуха приводит к ухудшению процесса горения, и тоже имеет свои ограничения. А потери с уходящими газами в % зависят еще и от величины Qрн. Которая зависит от влажности дров и снижается пропорционально росту влажности. Однако быстрее, т. к. часть тепла расходуется на преобразование лишней влаги в пар. Потери с уходящими газами в некоторых печах могут достигать 40%.
Для подсчета КПД печи необходимо определить ее потери. И зная количества тепла в сгоревших дровах, определяют по формуле (2) Q1. И соответственно КПД. Но если замеры температур не вызывают трудностей, то непосредственные замеры объемов воздуха на выходе печи из-за высоких температур пока не возможны. Поэтому измеряют химический состав газов на выходе печи газоанализатором (ГА) и по этим результатам по формулам подсчитывают объем газов на выходе. Но ГА весьма дорогой прибор, и многим на по карману. Существуют и упрощенные методы определения КПД. Один из таких методов предложен автором.
Упрощенный метод расчета КПД.
Для расчета воспользуемся таблицами из книги М.Б. Равича «Упрощенная методика теплотехнических расчетов». Стр.218, гл. тринадцатая «Упрощенные теплотехнические расчеты при сжигании дров», где весьма подробно изложен материал по расчету потерь в печи. По таблицам для наглядности построим графики потерь с уходящими газами в зависимости от выходной температуры газов, коэффициента избытка воздуха и влажности дров. На рис.1 представлены эти графики.
Как видно из графиков на величину потерь с уходящими газами самое большое влияние оказывает температура. Это и понятно. Чем больше температура выходных газов в печи, тем больше тепла улетает в трубу. Коэффициент избытка воздуха «альфа» также влияет на величину потерь, чем больше воздуха проходит через печь, тем больше потери, но в меньшей степени. Меньше всего влияет на потери влажность дров. Это также понятно. Чем больше влаги в дровах, тем меньше горючего материала. Тем меньше требуется воздуха для его сжигания. Значит и меньше потери с уходящими газами. Но для преобразования лишней влаги в пар необходимо дополнительное тепло, что в итоге и незначительно увеличивает потери.
На практике дрова, которые используются при топке, имеют среднюю влажность около 30%.
Поэтому для упрощения зададимся средней влажностью дров в 30%. Отклонения в +- 5%практически не скажется на точности замеров КПД.
Для «альфа» равное 2,5 и влажности дров 30% К =0,12(1/грС)
Из выражения 6 видно, что в данном случае КПД печи зависит только от выходной температуры газов.
Получилась очень простая и наглядная формула для определения КПД печи.
Т.к. коэффициент избытка воздуха может сильно изменяться во время всего цикла горения, то необходимо оговорить те рамки, где этот метод будет давать приемлемую точность. Начало отсчета надо выбрать при достижении выходной температуры в 25% от максимальной. А окончание, когда начнется догорание углей и выходная температура уменьшится на 10% от максимальной. В дальнейшем эти величины могут быть скорректированы.
Конечно, необходимо сравнить предлагаемый метод с известными. Например: Если взять график температуры для печи в методе А.Бацулина, то по предложенным допущениям средняя температура получается примерно 163 грС. Тогда среднее значение КПД составит 82%. По расчетам А.Бацулина КПД составил 85%. Но в его методе трудно учесть возможный подсос воздуха, который снизит КПД. Как видно значения достаточно близкие. Конечно, этот метод вряд ли годится для точных расчетов КПД печи и исследования печных процессов. Но для оценочных измерений он подходит. И, учитывая его простоту и доступность, надеюсь, он найдет применение. С другой стороны сейчас отсутствуют гарантированные точные методы определения КПД. Да и вряд ли они появятся в ближайшее время.
© Шевяков В.В. Цитирование опубликованных на сайте материалов без ссылки на сайт не допускается.
Печи с высоким КПД на дровах
Печи на дровах создают неповторимый домашний уют и особую тёплую обстановку.
Такой вид печи издавна славился нашими предками, они были установлены почти в каждом доме и служили семейным очагом.
Печь на дровах – это альтернатива традиционному центральному отоплению. Такие печи целесообразно устанавливать в дачных домах, а также в банях.
Несмотря на большое разнообразие инновационных отопительных технологий, печи на дровах по-прежнему очень востребованы.
Что такое КПД печи?
Коэффициент полезного действия печи — это отношение тепла, которое осталось в печи к доле тепла, заключенному в дровах при их сгорании. Другими словами — это разница между всей производимой энергией и всеми потерями. В странах Евросоюза этот показатель называют эффективностью печи, что более соответствует действительности. Показатель эффективности позволяет узнать полезную мощность печи, или, как принято ее называть теплопроизводительность. Применяемый в Европе расчет предусматривает следующие шаги:
Определение М — массы дров в кг, укладываемых в топку(кг).
М = А * В * С * Пл * Кз, здесь учитываются размеры (А,В,С) камеры сгорания топлива (дров) в метрах и коэффициенты плотности абсолютно сухой древесины(Пл) и заполняемости топки(Кз), которые сможете найти в справочной литературе.
Вычисление Р — максимальной мощности печи (кВт).
Р = (М – Мост) * Сп / Т / 1000, результатом, которой станет разность массы дров в кг, укладываемых в топку и массы оставшихся по окончании горения, с учетом теплообразующей способности материала топлива (справочник), за определенное время в секундах.
Установление показателя теплопроизводительности Рп печи(кВт).
Рп = Р * Кп, произведением максимальной мощности печи в кВт и коэффициентом полезного действия печи, установленный заводом- изготовителем и указанный в ее паспорте.
Коэффициент полезного действия влияет на множество технических показателей: размеры камеры сгорания топлива, однородность прогрева и теплоотдачи печки, степень расходов,требующаяся для его получения. С ростом КПД печи, увеличивается экономичность ее работы.
КПД дровяной печи:
Для регулярного отопления частного коттеджа более выгодным вариантом станет печь длительного горения, основанная на процессе пиролиза. В этом случае обеспечивается недостаток кислорода и топливо не горит, в тлеет. Органические вещества топлива распадаются на твердый остаток и пиролизные газы, которые при высоких температурах, с помощью регулируемого потока кислорода, сжигают дрова в полном объеме и сгорают сами, выделяя при этом много энергии и тепла. Такие печи получили название бездымных, так как при их эксплуатации происходит двойное сжигание( дрова и газы) в результате, которого сажа практически сгорает полностью и не выбрасывается в атмосферу вместе с дымом. Полученные в результате горения минеральные составляющие угарного газа с точки зрения экологов, даже полезны.
Дровяная печь Кузнецова И.В. с высоким КПД
Самой популярной конструкцией печи с высоким КПД на данное время, считается разработка инженера с Екатеринбурга Игоря Кузнецова. В печи использован принцип свободного прохода газов меду колпаками. Первый из которых служит для отражения и рассевания самых горячих потоков, во втором, являющимся теплообменником они сгорают полностью с выделением максимального количества тепла. Оставшаяся часть угарного газа и пара выходит через дымоход небольшого сечения.
Печи с высоким кпд на дровах очень эффективны. В печи происходит сжигание топлива, вследствие чего образуется тепло. Печи с высоким КПД способны регулировать процесс горения печи. Коэффициент полезного действия печи зависит от соблюдения обычных правил топки.
Как рассчитать теплоотдачу вашей печи вы найдете на видео
Отметим, что КПД дровяной печи можно определить в процессе сгорания дров.
Как сделать отопительно-варочную печь длительного горения Кузнецова И.В., указано в порядовой инструкции на видео
Преимущества печи на дровах:
1. Возможность мгновенного нагрева помещения.
2. Простая эксплуатация.
4. Хорошая теплопроводимость.
5. Безопасность использования
7. Не наносят вред окружающей среде.
Кроме этого, печи на дровах имеют эстетический дизайн и не требуют дополнительных денежных вложений.
Дровяная печь с высоким КПД
Дровяная печь отлично подходит для загородных участков и не нуждается в специальном монтаже в отличие от печей с отопительным котлом.
Отличительной особенностью дровяной печи является её уникальная конструкция, благодаря которой на неё можно ставить одновременно большое количество посуды для приготовления еды.
Дровяные печи могут быть изготовлены из 2-х материалов: из кирпича и металла.
Виды и особенности дровяных печей
Дровяные печи по своим конструкциям могут быть разные в зависимости от их прямого назначения и функциональности.
Они бывают отопительные и отопительно-варочные дровяные печи, а также печь-камин.
Отопительные печи применяются исключительно для быстрого обогрева помещения. Они способны сохранять тепло на протяжении длительного времени.
Отопительно-варочные печи отличается от отопительной печи возможностью приготовления еды на живом огне. Такие печи помогают экономить электроэнергию.
Также вы можете посмотреть видео отопительно-варочная печь
Дровяная печь-камин совмещает функции двух предыдущих печей. Является отличным вариантов украшения вашего интерьера.
Еще одно видео дровяные печи как сделать видео
И еще одно видео про то как работают дровяные печи
В настоящее время можно встретить печи с горизонтальной и вертикальной закладкой, инжекторные и многие другие.
Некоторые дровяные печи имеют ещё варочные панели. Поэтому очень важно выбрать дровяную печь для каждого конкретного случая.
Некоторые рекомендации эффективного использования дровяной печи:
1. Проектируя печь, продумайте оптимальное её расположение в вашем доме. При установке печи на дровах учитывайте габариты и возможности вашего жилого помещения.
Поскольку, например, для дома с несколькими этажами потребуется более мощная печь для равномерного обогрева всего дома.
2. Очень важно использовать сухие дрова. Поскольку в результате использование сырых дров часть энергии от сгорания уходит на сушку дров, испарения воды. Поэтому энергоёмкость дров уменьшается в 3 раза.
3. Конструкцию дровяной печи с высоким КПД рекомендуется делать максимально простой. Очень важно знать особенности и характеристики дровяных печей.
4. Прежде чем устанавливать дровяную печь позаботьтесь об обустройстве дымохода.
Дымоход для дровяной печи:
Для увеличения КПД дровяной печи рекомендуется:
Дымоходы дровяной печи с несколькими каналами способны аккумулировать тепло и повысить КПД.
Позаботьтесь об эффективной системе очистки дровяной печи и дымохода от сажи!
Следует знать, что существуют местности, в которых установка и применение дровяных печей ограничено либо запрещено.
Таким образом, в большинстве случаев дровяные печи устанавливают в жилых помещениях, где нет центральной системы отопления.
Дровяные печи не являются пережитком прошлого, как многие считают до сих пор, и способны конкурировать со многими нагревательными устройствами.
Печь на дровах отлично согреет ваш дом, при этом создаст невероятный уют и станет элементом для поднятия настроения даже в самую плохую погоду.
КПД и мощность топки камина и печи
Большую роль играет то, насколько эффективен камин или печь установленный в доме. На тепловую эффективность напрямую влияет такой показатель как КПД отопительного агрегата. КПД топки должен всегда находиться на оптимальном и самом высоком уровне – это обеспечит быстрый и равномерный обогрев вашего жилища.
Оглавление
КПД топки – это первое о чём необходимо подумать, перед тем как устанавливать у себя в доме кирпичную печь или покупать уже готовый стальной или чугунный очаг. Если говорить о покупных моделях, то такой показатель как коэффициент полезного действия, указывается в пригашающемся руководстве или паспорте к камину. Однако многое зависит и от индивидуальных особенностей дома, облицовки, качества утепления и способа эксплуатации такого отопительного прибора.
Если вы хотите чтобы ваш дом и имущество находилось в полной безопасности, необходимо продумать процесс установки, размещения и обслуживания камина до самых мелочей. Установить подходящий дымоход, изолируйте стены, устелите пол перед камином подходящими материалами и т.д.
Характеристики и показатели КПД
КПД топки – это другими словами эффективность очага, расчёт этого показателя, способен определить, какое количество вырабатывающейся тепловой энергии, будет расходоваться на обогрев помещения и насколько это будет эффективно.
Также, определить этот параметр можно и благодаря использованию и анализу и других очень важных показателей, а вот справиться с этой задачей и выявить процент с максимальной точностью, под силу только настоящему профессионалу.
Мощность топки зависит от многих критериев, особенностей и показателей, однако не стоит проводить сравнительный анализ по этому критерию различных очагов, так как у каждого из них свои исключительные особенности, размеры камеры.
Например, если говорить об агрегатах с открытыми топками, то такой вариант начинает вырабатывать тепло практически сразу после розжига огня, а вот кирпичная конструкция прогревается дольше и тепло выделяется не из топки, а посредством нагрева кирпичной кладки.
Также, обогрев может производиться с помощью водяного контура, или посредством имеющихся каналов в конструкции, а что касается классических каминов, то тут для отапливания используется процесс воздушной конвекции. Если сравнивать КПД у различных типов отопительных агрегатов, то приблизительно, показатели будут следующими:
Мощность топки определяется сугубо индивидуально, для того чтобы получить лучший показатель, необходимо учитывать индивидуальные особенности вашего дома, его площадь, материалы из которых он возведён и другие показатели.
Расчёт мощности топки производится самими владельцами или профессионалами своего дела. Перед тем как остановить свой выбор на определённом изделии, необходимо определиться с тем, для каких именно целей он будет предназначаться (выполнять главную или второстепенную отопительную функцию, устанавливаться в декоративных целях).
Также, перед тем как купить топку для своего дома, очень важно знать, что такое номинальная и максимальная мощность и в чём отличия между двумя этими значениями:
Описания и разъяснения
Этот показатель должен указываться для каждого покупного камина или топки.
Если говорить подробней об этом значении, то данный показатель – это количество вырабатывающейся тепловой энергии за 3 часа в стандартном режиме работы.
Максимальной мощностью называют тот показатель, который наблюдается у очага после 40-50 минут непрерывной работы. Как правило, данный показатель выше, чем номинальный в 2-4 раза, в зависимости от конкретной модели очага и выбранного режима работы.
Мощность камина иногда указывается в паспорте не как номинальная, а как максимальная, что в результате может ввести в заблуждение покупателя. Тем самым, после установки такого очага, мощности и тепла может стать недостаточно для того, чтобы в полной мере и достаточно хорошо обогреть все помещения в доме.
Для того чтобы выбранная модель в полной мере соответствовала всем вашим ожиданиям и справлялась с возложенной на неё функцией, необходимо хорошо ознакомиться со всеми её показателями и определить, какая мощность необходима для обогрева вашего дома, исходя из его площади и планировки. Плюс, к полученному значению, рекомендуется прибавить от 2 до 5 кВт про запас.
Если вы гарантированно хотите купить камин, который будет не просто эффективен, но и на сто процентов безопасен и экологичен, отдавайте предпочтение исключительно топкам закрытого типа. Также, самыми безопасными и инновационными считаются изделия, у которых имеется специальный сертификат под названием «Зелёное пламя». Такие разновидности также могут работать на дровах, но в отличие от классических разновидностей, они выделяют в атмосферу минимальное количество дыма, углекислого газа, а на внутренней поверхности топки и дымохода, оседает в 2-3 раза меньше копоти и золы. Помимо своей экологичности, такие устройства отличаются своим высоким КПД, который гарантированно не будет меньше 65 процентов!
Расчёт и регулировка КПД топки
КПД печи-камина необходимо уметь правильно рассчитать. Благодаря этому, вы можете быть уверенны в том, что такой прибор будет очень эффективен, экологичен и одновременно по максимуму экономичен.
КПД камина должен соответствовать выбранному для установки топки помещению. Если говорить о важности 1 кВт энергии, то его хватает на:
Если говорить о методах и стандартах расчёта КПД в России и СНГ, то тут печники пользуются одним простым правилом. Считается, что 1 кВт энергии, способен обогреть около 25-27 кубических метров жилой площади дома. Однако, нагрев до комфортной температуры будет достигнут далеко не сразу, на это потребуется около 1,5-2,5 часов непрерывной работы отопительного агрегата.
Сегодня, повышение КПД стало возможным, также как и регулировка этого показателя в большую или меньшую сторону. В первую очередь это стало возможным в покупных топках, в которых есть специальные переключатели как на плитах и различной бытовой технике.
Поскольку ассортимент зарубежных и отечественных производителей достаточно большой и разнообразный, можно подобрать для своего дома модель, с мощностью, диапазон которой составит от 2 до 30 кВт, также есть и супер мощные приборы, показатель мощности у которых достигает от метки в 40-50 киловатт.
Если вы не знаете или сомневаетесь в том, какой прибор выбирать, как определить для себя лучше значение КПД, рекомендуем перед покупкой ознакомиться со следующими советами и рекомендациями от специалистов:
КПД и мощность топки камина и печи – это очень важные показатели, от которых напрямую зависит то, насколько качественно будет осуществляться обогрев дома.
В этом видео, вы сможете подробно узнать о том, как выбрать и рассчитать подходящий КПД и мощность топки печи или камина:
Возможно, Вам будет также интересно:
28 февраля 2019 48507 0
27 февраля 2019 2814 0
26 февраля 2019 19539 0
25 февраля 2019 2587 0
24 февраля 2019 5867 0
22 февраля 2019 4589 0