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.
Увеличение эффективности нагрева помещения за счет изменения поддува.
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 непосредственнно 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.
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.