3 способа повысить КПД кирпичной печи на дровах
КПД кирпичной печи можно повысить своими силами. Описание самых простых способов, подходящих для дровяных печек: монтаж трубы в поддувало, использование стальной трубы дымохода и отбор тепла от варочной плиты.
Создание системы конвекции (+оребрение)
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.
Отопительные системы бывают разными по размерам, дизайну, конструкции, используемому топливу. Но всех их можно оценить по одному параметру – КПД печи. Так, к примеру, этот показатель у открытых каминов 15-20%, у буржуек 30-70%, у каминофенов 60-80%. Но что на самом деле значат эти цифры, и есть ли способ самостоятельно повысить КПД агрегата, работающего на дровах? Подробности дальше в статье.
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.
КПД – коэффициент полезного действия. В физике таким термином называют отношение реальной энергии источника тепла (печи) к максимальному показателю энергии сжигаемого топлива. Именно данный показатель указывают в техническом паспорте готового отопительного устройства. Но важно понимать, что указанная там цифра будет не соответствовать реальной по нескольким причинам.
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.
Время, необходимое для повышения КПД «буржуйки», может варьироваться в зависимости от масштаба работ и выбранных методов. Некоторые работы, например, установка утеплителя или замена окон, могут занимать несколько дней или недель. Рекомендуется планировать заранее и обсудить с профессионалами ориентировочные сроки выполнения работ.
Вопрос 1: Какова стоимость повышения КПД?
Один из возможных моментов для производства КПД печи является максимальным отбором тепла из продуктов сгорания. Для этого необходимо создать систему дымооборотов. Они позволяют поддерживать тепло внутри печи, обеспечивать его ухождение в стенку. используйте два куска листового железа, варите их внутри печи так, чтобы образовывались два дымооборота. Продукты сгорания проходят через них, отпуск тепла идет быстро, а уходит в дымоход.
Важно помнить: у описанного способа повышения КПД печи на дровах есть недостаток – дымоход втягивает воздух из-под пола, поэтому он будет быстро остывать. Ходить по промерзшему полу неприятно. Чтобы это исправить, можно закрепить на конце стальной трубы резиновый удлинитель с диаметром 50 миллиметров, потом вывести его за стену дома (тогда поддувало будет тянуть уличный воздух).
Имеет значение и устройство горения: продолжительного, попеременного или минимального. Повышенный КПД достигается в конструкциях длительного горения (которые разрешается топить более 5 часов). Если разрешается разжигать дровяную печку на 2-3 часа, не стоит ожидать высоких показателях прогрева помещения при экономии топлива.
Самый простой способ увеличить КПД – оборудовать буржуйку металлическим экраном. Он представляет собой лист железа, оборачивающий печку по бокам и сзади на манер рубашки. Расстояние между корпусом и листом – от 3 до 5 см. Лист приваривается на металлические распорки – сделайте их из тонкой арматуры. В результате получится довольно простой конвектор. Проблема только в том, что площадь рассеивания тепловой энергии останется прежней.
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.
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.
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.
— 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;
Встроить в дымоход стальную трубу
Как вариант: в вытяжку можно поставить фильтры (антижировой и угольный). Тогда воздух от плиты будет очищаться от запахов готовящейся на плите еды (получится простой вариант кондиционера, только без вывода теплого воздуха по вентиляционной шахте за пределы дома).
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.
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.
Принудительная конвекция эффективнее естественной. И дело не столько в КПД, сколько в скорости прогрева помещения. Для этих целей необходимо использовать любой вентилятор – хоть бытовой. Размещаем его в 50-60 см от буржуйки, подключаем к электросети, включаем и наслаждаемся результатом. Мощный поток воздуха эффективно снимет тепло с поверхности печки и распределит его по помещению. Затраты минимальны – нужен лишь старый вентилятор с низким уровнем шума, чтобы не давил на уши.
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.
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.
Комплексный подход и технические решения
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.
По мере разогрева печки воздух через вьюшку будет поступать в том же количестве, но из-за достаточно прогретых стенок печи отдача теплоты начнет преобладать. Но можно ли этот этап ускорить и повысить тем самым КПД на 10-15%? Для этого при кладке в поддувало устанавливают стальную трубу с заслонкой. В результате при открытии вьюшки туда всасывается гораздо меньше теплого воздуха (он будет вытягиваться не из помещения, а из-под пола).
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.
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:
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.
- Над печной поверхностью монтируется вытяжка из нержавейки (не вплотную, чтобы не получить перегрева).
- К вытяжке подводится быстро нагреваемая труба (сечение 8-10 сантиметров). К примеру, материалом для нее может служить оцинкованная сталь.
- Металлическая основа трубчатого отвода должна быть длиной не меньше 1 метра. Дальше ее разрешено скреплять с трубами ПВХ.
- Трубу стоит протянуть под потолком и вывести к самой холодной части комнаты. Рекомендуется дополнить конструкцию небольшими вентиляторами (достаточно устройства с мощностью 13 ватт).
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.
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 лет в проветриваемых штабелях.
Сооружение кирпичной кладки
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.
КПД стандартных печей-буржуек не всегда является самым высоким. До 30-40% вырабатываемого ими тепла улетает в дымоход. В этом обзоре мы рассмотрели восемь показателей эффективности, отличающихся высокой производительностью, но выполнимых своими руками с использованием доступных инструментов. Давайте рассмотрим каждый способ более подробно.
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.
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.
Повышение КПД достигается за счёт увеличения общей длины дымохода. Причём увеличивается не вертикальная часть, а горизонтальная. Суть в том, что продукты сгорания будут нагревать металл дымохода, из-за чего большая часть тепла задержится внутри помещения. Газы на выходе дымоходной трубы станут значительно холоднее.
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.
