Печь кирпичная с высоким кпд: Печи с высоким КПД

Содержание

Печи с высоким КПД

Наверное, только ленивый, в нашем сообществе традиционного отопления, не писал и не рассуждал о печах с КПД (коэффициентом полезного действия) больше 100 процентов. А некоторые идут даже дальше и имеют собственные разработки и действующие модели (!) с многократным превышением пределов, установленных законами природы. Давайте вместе порассуждаем о том, насколько вообще актуальна эта проблема для обычного потребителя и нет ли тут преувеличения значимости этого вопроса и, возможно, его стоит оставить на совести “гениев маркетинга”? Но давайте по порядку…

Скорее всего, первоначально смуту внесли производители разномастных металлических печей (печей длительного горения), потому как конкуренция в их среде намного сильнее чем у строителей печей из кирпича и им приходится бороться за кошелек потребителя, используя самые разнообразные ухищрения и невероятные доводы. Но металлические печи – это отдельная, специфическая тема, и ее в данном контексте касаться не будем.

Я настоятельно советую отнестись внимательно и серьезно к данному материалу и описанным в нем явлениям, так как непонимание этих вещей грозит серьезными последствиями.

Итак, почему мифы о сверх КПД печей как металлических, так и кирпичных очень распространены? Скорее всего потому, что они взросли на благодатной почве: дефицит информации. Люди часто не знают о печах даже простейших вещей, например, как правильно топить печь, как ее обслуживать. Естественно более сложные вопросы о том какую печь выбрать, по каким параметрам – вообще “Терра Инкогнита” и интернет тут часто не помощник, а скорее источник колоссального количества дезинформации. Но… что имеем, то имеем.
Вернемся, пожалуй, к КПД. Как известно из школьного курса, это безразмерная величина, ее максимальное значение принято считать равным единице, а в процентах соответственно 100. Это очень важный параметр для многих технических устройств, и на мой, очень субъективный взгляд, этот параметр является весьма второстепенным для кирпичных печей. Но оговорюсь – для потребителя. Печник должен хорошо разбираться в сути вопроса.

“Как так, второстепенный вопрос?” — спросите вы, “Как же так, по каким тогда параметрам оценивать эффективность печи?” — продолжите вы и будете совершенно правы. Забегая вперед, заметим, что у печи множество параметров, которые для вас, как для потребителя будут наиболее важны. Например, это способность аккумулировать тепло, эргономичность, эстетический вид, длительность межремонтного цикла, наконец — безопасность печи и многое другое. Да, многие параметры печи напрямую связаны с ее КПД, например ее экономичность. Однако абстрактные цифры не дадут вам никакого представления о том насколько печь экономична, тут остается только довериться объяснениям и обещаниям печника. Либо приобрести печь заводского изготовления (например сборную) где производитель уже рассчитал КПД и другие параметры. И опять таки – это если вы доверяете этому производителю… Вернемся же к значимости вопроса. Приведу пример, у известного и уважаемого в наших кругах автора современных книг и исследований о печных процессах, доктора наук – Хошева Юрия Михайловича, есть недавно изданная книга “Дровяные печи. Процессы и явления”. В книге, на мой взгляд, досконально и с учетом современных реалий описаны процессы сопровождающие горение дров, физические и химические явления, проанализированы вопросы эффективности и конструкции бытовых печей. При этом в книге, согласно оглавления 389 страниц, а вопросу КПД посвящено лишь 4 страницы. Вот и делайте выводы о значимости вопроса.

Хорошо, мы уже достаточно порассуждали о том, что показатель КПД сам по себе не так и важен для печи, а подчас, будучи неизвестно кем и как рассчитан вообще является рекламной уловкой и не больше. Казалось бы, ладно, ну пусть кто-то придумывает цифры, они нам жить не мешают. Но все же, опасность есть и она подстерегает доверчивых мастеров, а так же желающих построить печь самостоятельно. Если предположить, что все уходящие в атмосферу дымовые газы это тепловые потери с которыми надо бороться, то в качестве простого и очевидного решения представляется увеличение площади тепловоспринимающих поверхностей внутри печи. Такая информация есть, есть мастера которые преподносят как свое ноу хау высокоэффективные печи со множеством каналов, большие и массивные печи с маленьким топливником, многоэтажные печи с топливником только на первом этаже – вариантов много. И вот тут кроется очень нехороший момент. Упрощенно и укрупненно, печь можно рассмотреть как систему, как устройство, состоящее из трех основных агрегатов:
— топливник: в нем происходит сжигание дров, сложные физико-химические процессы преобразования топлива в тепловую энергию, генерация горячих дымовых газов;
— конвективная система: система каналов, полостей и объемов в которой движутся дымовые газы и отдают часть своей тепловой энергии стенкам и иным тепловоспринимающим элементам печи;
— дымоход: финальный и, как правило, вертикальный участок для утилизации отработанных дымов газов.
Между прочим, рассматривая устройство печи в таком ракурсе, напрашивается забавная аналогия с человеческим организмом, где топливо это пища, топливник это желудок, конвективная система это тонкий и толстый кишечник ну и дымоход – прямая… В общем понимаете, с аналогиями можно далеко зайти, поэтому возвращаемся на серьезный лад. Так вот, для нормальной работы печи и дымохода критично важно, что бы отходящие дымовые газы были определенной температуры. Во-первых, температура в дымовой трубе создает эффект тяги и большинство печей просто не будут функционировать без устойчивой тяги, во-вторых, температура ниже определенной в дымоходе, может вызвать эффект образования конденсата. Печной конденсат отнюдь не безобиден, особенно, если он систематически образовывается в кирпичной трубе. Однако и сэндвич дымоход из нержавеющей стали – не панацея. Вот несколько фотографий разобранного дымохода с такими проблемами. Это печной конденсат в твердой и полу твердой форме — он опасен! Это не шутки.

К счастью для вас, при помощи этих фото передать запах невозможно. Причина – изначально не верно спроектированная и построенная печь. Кстати, наверняка с очень высоким КПД, хотите себе такую печь? Итог: полгода “работы” этой печи и последующий ее снос, потому что жить рядом с такой печкой невозможно и вредно для здоровья. Между прочим, кирпичи, которые пропитались печным конденсатом, никуда для повторного использования не годятся

И если с максимальной температурой уходящих газов все более-менее известно и ее нормирует действующий Свод Правил 7.13130.2013, то с минимальным значением все сложнее и эти данные не так распространены. Но получить их так же можно, например вы можете ознакомиться с работой Владимира Викторовича Шевякова “Конденсат в трубе бытовой печи при горении дров”, опубликованной в электронном журнале Universum: Технические науки: электрон. научн. журн. 2015. No 6 (18). Изучив этот и другие источники, можно прийти к выводу, что минимально рекомендуемая температура уходящих дымовых газов должна быть не ниже диапазона 70-100 С, но не выше оговоренного СНИПом. Это и понятно, так как температура при которой вода переходит в газообразное состояние – 100 С при нормальных условиях, а вода и есть основа и база печного конденсата, соответственно, в газообразном состоянии влага беспрепятственно покидает дымоход и не осаждается на стенках в виде “росы”. Ситуация серьезно усугубляется, когда владелец печи топит ее сырыми дровами (влажность > 20 %). Таким образом, понятно, что бесконечно повышать КПД кирпичной печи не стоит и гнаться за этим показателем тоже не надо, так как это грозит серьезными последствиями.

Ну а в этом разделе сайта вы можете увидеть как выглядят печи с хорошими показателями КПД. Их особенностью является то что они созданы для решения индивидуальных задач по отоплению – по уникальному проекту и под конкретные нужды. В отличие от изделий серийного производства, к которым вам придется приспосабливаться и приноравливаться.

Как повысить КПД кирпичной печи на дровах?

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%, буржуек 30-70%, у каминофенов 60-80%. Но что на самом деле значат эти цифры и есть ли способ самостоятельно повысить КПД для печи, работающей на дровах – подробности дальше в статье.

Что такое КПД печи?

КПД – коэффициент полезного действия. В физике таким термином называют отношение реальной энергии источника тепла (печи) к максимальному показателю энергии сжигаемого топлива. Именно такой показатель указывают в техническом паспорте готового отопительного устройства. Но важно понимать, что указанная там цифра будет не соответствовать реальной по нескольким причинам.

Свернуть

Что влияет на КПД?
Способы повышения КПД
Монтаж стальной трубы в поддувало
Встроить в дымоход стальную трубу
org/ListItem»>Дополнительный отбор тепла от плиты
Вывод

Конечно, многое зависит от конструкции отопительной системы (об этом будет подробнее рассказано в следующей главе). Но есть еще внешние факторы:

Большое значение играет качество используемого топлива. КПД дровяной печи упадет в 3 раза, если топить сырым материалом.
КПД зависит от полноты прогорания топлива, на это влияет не только его качество, но и влажность воздуха, температура помещения, атмосферное давление.
Режим эксплуатации. Если человек постоянно держит дверцу топки открытой, о высоком КПД придется только мечтать.

Становится очевидным, что коэффициент полезного действия – показатель не строго фиксированный. Его можно уменьшить при некорректном пользовании печи, а можно усовершенствовать конструкцию, существенно увеличив параметр КПД.

Что влияет на КПД?

Какое бы не было устройство дровяной печи, но передаваемое ей тепло никогда не будет равным тому, что получается в самом ее «сердце», где сгорает топливо. Причина в том, что часть энергии уходит через негерметично закрытые заслонки, фундамент, поддувало. Помимо этого на КПД влияют конструктивные особенности печей:

Материал основы дровяной печи. К примеру, чугунные конструкции долго сохраняет тепло, повышая коэффициент полезного действия. КПД кирпичной печи больше, но вот удерживать его на стабильно высоком уровне сложно. Печи из легированной стали имеют маленький КПД, поэтому часто используется в сочетании с шамотом.
Высота, поперечное сечение дымовыводящей трубы. Они определяют тягу дровяной печи. Причем снижение КПД произойдет и при слабой, и при избыточной тяге.
Вид топки. Открытые камины – это самый невыгодный в плане КПД вариант, так как показатель сложно поднять выше 25%. Закрывая огонь (например, огнеупорным стеклом) при аналогичных параметрах печи с открытым типом топки КПД повышается в 2-3 раза.
Печь с высоким КПД получится при наличии дожига дымовых газов, теплоемкой облицовки (лучше всего подходит талькомагнезит), подключение 2 и более контуров водяного отопления.

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, то не стоит ожидать высоких показателях прогрева помещения при экономии топлива.

к содержанию ↑

Способы повышения КПД

В проектах и схемах готовых печей не предусматриваются режимы с переменой КПД. Все зависит от правильной эксплуатации, а также возможностей самостоятельно модернизировать конструкцию. Существует три простых способов увеличения коэффициента полезного действия дровяных печей: монтаж стальной трубы в поддувало, металического прута в дымоход или перевод тепла от плитки по вытяжке обратно в комнату. Дальше рассмотрены каждый из методов улучшения показателей КПД.

Кстати, их резрешается комбинировать друг с другом, тогда показатели коэффициента полезного действия печки вырастут еще больше.

к содержанию ↑

Монтаж стальной трубы в поддувало

Если дровяная печка является единственным способом обогрева помещения, то первые 40 минут после розжига температура воздуха в комнате будет продолжать снижать. Причем такое снижение будет более интенсивным, чем после выключения печи. Причина в открытой вьюшке, через который в дымоотводные каналы засасывается разряженный теплый воздух помещения.

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%? Можно – 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).

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).

к содержанию ↑

Встроить в дымоход стальную трубу

Известный факт: через дымоход выводится очень горячий воздух. Причем чем дольше будет топиться печка, тем меньший отбор тепла будет производить кирпичная кладка дымохода и тем более горячим будет испаряемый дым. Следовательно, из-за интенсивной работы печи КПД будет снижаться. В народе придумали хитрость, помогающую использовать нагретый воздух дымохода в свою пользу, не дать коэффициенту полезного действия сокращаться (в готовых проектах такая доработка нигде не встречается).

Суть модернизации дровяной печи в следующем:

Берется круглая металлическая труба диаметром 20-30 см.
Труба вставляется в колено дымохода под небольшим углом.
Если печка большая и в ней несколько колен дымоотводящего канала, можно вставить 3-4 металлические трубы.
Теплопроводные свойства металла обеспечивают отбора тепла из дымохода. Это тепло не уходит на улицу, а возвращаться обратно в помещение.

В результате из-за такой нехитрой доработки получается печь с высоким КПД (коэффициент полезного действия увеличится на 15-20%). Прогрев помещения ускорится в 2 раза, а расход топлива, наоборот, сократится.

Единственная трудность: доработку печи самодельным и простым теплообменником можно проводить только на момент кладки дымохода. Если надо усовершенствовать КПД уже установленной печи, дымоход придется разбирать, потом собирать заново.

к содержанию ↑

Дополнительный отбор тепла от плиты

Тепло испускаемого варочной поверхности плиты можно перенаправить обратно в помещение, тем самым повысить скорость прогрева дома. Такой процесс называется рециркуляцией. В результате уменьшится расход топлива, увеличится КПД.

Делается такая простая модернизация следующим образом:

Над печной поверхностью делается 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).

Вытяжка на плитой

Очевидных минусов у описанного способа увеличения КПД нет. Единственное неудобство: при выключении плиты, установленная трубка перестанет проводить тепло и показатели вернутся к первоначальным.

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).

к содержанию ↑

Вывод

Описанные в статье способы повышения КПД просты в применении, подходят для любых дровяных печей. Они увеличивают коэффициент полезного действия отопительного устройства на 10-25%. В результате комната будет быстрее прогреваться, тепло медленнее покидать помещение, расход топлива существенно сократится.

Но важно помнить: любая модернизация будет напрасной при нарушении правил эксплуатации печи. Например, если пользоваться сырыми дровами, не чистить вовремя зольник, держать окна и двери постоянно открытыми, высокого КПД не добиться.

Почему СВО? Дровяная печь для пиццы – это совершенство!

ЭСТЕТИКА

Независимо от того, кто мы и где живем, человеку свойственно собираться вокруг огня. Готовим еду, делимся историями и наслаждаемся теплом товарищества. Вот некоторые из причин, по которым наши печи имеют видимый внутренний огонь. Все модели CBO Внутрикамерные камины — это еще и прекрасное зрелище для вас и ваших гостей.

В отличие от обычных уличных печей, которые скрывают пламя и мерцающие угли с внешним огнем, наши печи созданы по образцу древней неаполитанской печи. И не только для внешности. Но из-за аутентичного аромата дровяной печи, который существует уже много столетий.

PERFORMANCE

Настоящая кирпичная печь на дровах начинается с внутреннего огня. И, как и традиционные итальянские дровяные печи, наша конструкция имеет низкий купол в форме иглу. Современная и эффективная система дымохода гарантирует, что дым не будет выходить через переднюю часть печи.

Наш FlameRoll™ создает вакуум для концентрированного тепла до 1000ºF. Высокоэффективная конструкция позволяет включать лучистое тепло, конвекцию и теплопроводность в свой репертуар для приготовления пищи на открытом воздухе. Это универсальность, которая идеально подходит для профессионального или домашнего шеф-повара.

ДОЛГОВЕЧНОСТЬ

Поколения европейских производителей печей разработали оригинальный проект наших кирпичных дровяных печей. Эти элегантные модели выдержали испытание временем в регионах с умеренным климатом в Испании, Италии и Германии. Но зима в Мэне или Висконсине? Ну, это совсем другая история.

В отличие от большинства современных дровяных печей, которые импортируются в США, наши печи произведены в Америке и сертифицированы по стандартам UL и NSF4. Благодаря запатентованной формуле огнеупорного цемента и армированию волокном из нержавеющей стали они рассчитаны на максимальную долговечность даже в экстремальных климатических условиях от побережья до побережья.

Сегодня компания Chicago Brick Oven является лидером в производстве дровяных печей для жилых домов американского производства. Но сначала мы были тремя соседями, которые обсуждали покупку одной кирпичной печи. В 2006 году это было не так просто.

В то время 99% бытовых наружных дровяных печей, закупаемых в США, производились на других континентах и продавались здесь через дистрибьюторов. После того как печь была заказана, покупатель несколько месяцев ждал ее прибытия — и только после того, как он оправдал оплату астрономических импортных сборов и транспортных расходов.

Что делать, если печь была повреждена во время транспортировки? С кем вести переговоры о ремонте и замене запчастей? Кто бы его установил?

Мы и не подозревали, что, отвечая на эти вопросы, мы создаем новый бизнес. Бизнес, который будет производить самые красивые и высококачественные дровяные кирпичные печи без хлопот, беспокойства и затрат на импорт. Не только для нашего маленького кусочка Чикаго, но и для всех, кто страстно любит проверенный временем классический дизайн кирпичной печи в сочетании с самыми передовыми американскими разработками.

Оглядываясь назад, КАКАЯ ПРЕКРАСНАЯ НОЧЬ.

Чикагская кирпичная печь | Технология FlameRoll

Запатентованная технология FlameRoll, применяемая в любой печи Chicago Brick Oven, сочетает в себе высокую температуру и красивый внешний вид для максимального удовольствия от приготовления пищи на открытом воздухе. В соответствии с традиционными итальянскими дровяными печами конструкция Chicago Brick Oven отличается низким куполом в форме иглу. Технология FlameRoll создает вакуум для концентрированного тепла до 1000 градусов по Фаренгейту! В отличие от других печей, которые улавливают тепло на потолке купола, вентиляционное отверстие Chicago Brick Oven тянет пламя горизонтально через верхнюю часть купола, а затем вертикально вниз по бокам, создавая более высокие температуры для превосходного приготовления. В сочетании с современной и эффективной системой дымохода высокоэффективная конструкция позволяет готовить с использованием лучистого тепла, конвекции и теплопроводности. Это означает пузырящиеся сыры, слоеные корочки и искусно обжаренное мясо.

Технология FlameRoll

Только фирменная конструкция Chicago Brick Ovens с низким куполом создает идеальный FlameRoll спереди назад. В этом уникальном методе приготовления вентиляционное отверстие тянет пламя горизонтально через верхнюю часть купола, а затем вертикально вниз по боковой стороне. Мало того, что этот «эффект воронки» создает более высокие температуры для превосходного приготовления пищи, но и перекатывающиеся языки пламени, проходящие через купол, также эстетически красивы, давая вам полный опыт приготовления пищи на дровах. В конкурирующих кирпичных печах с высоким куполом пламя задерживается в верхней части купола, слишком далеко от пищи, чтобы ее правильно приготовить.

Тепловое излучение

Лучистое тепло исходит от прямого источника. В дровяной печи лучистое тепло может исходить из двух непосредственных источников — огня и тепла, хранящегося в стенках и очаге печи для пиццы. Лучистое тепло очень равномерное и готовит пищу со всех сторон. Специальная форма вашей печи Chicago Brick Oven уменьшает количество холодных участков и обеспечивает эффективное использование аккумулированного лучистого тепла. Медленно накапливая тепло печи, вы сможете использовать лучистое тепло в течение более длительных периодов времени. Вы также сможете использовать лучистое тепло, оставив огонь или раскаленные угли в духовке. Используйте этот метод приготовления, если вам нужен сильный огонь и короткое время приготовления, особенно для пиццы.

Конвекция

Конвекция – это нагретый воздух, циркулирующий в печи. Холодный воздух всасывается в духовку через отверстие для доступа (когда внешняя дверца закрыта) или отверстие духовки (когда дверца открыта). По мере того, как холодный воздух втягивается в духовку, он быстро нагревается за счет огня и накопленного тепла в духовке. Этот нагретый воздух равномерно проходит над пищей. По мере того как воздух продолжает нагреваться, он проходит к задней стенке духовки и поднимается вверх. Нагретый воздух теперь снова проходит над продуктами на выходе из дымохода духовки. Эта тяга заставляет постоянный поток тепла проходить через пищу, вызывая конвекцию. Вы также можете воспользоваться конвекцией при приготовлении пищи при закрытой дверце. Например, когда вы добавляете холодное тесто в горячую духовку, конвекция будет происходить за счет влаги в тесте. Когда горячий воздух соприкасается с тестом, происходит передача тепла. Воздух выходит из охладителя теста, а затем снова нагревается печью.

Проводка

Третий метод приготовления пищи в вашей дровяной печи Chicago Brick — это теплопроводность. Теплопроводность возникает, когда более холодный объект соприкасается с более теплым объектом и передается тепло. Величина проводимости зависит от двух вещей: разницы температур между двумя предметами и материала (если он есть), который находится между ними. Например, вы можете поджарить стейк, поместив чугунный гриль в очень горячую духовку. Убедитесь, что любое устройство для приготовления пищи, которое вы помещаете в духовку, имеет температуру 75 ° F или выше, чтобы избежать теплового удара по очагу. Как только гриль прогреется, вы положите на гриль стейки комнатной температуры. Этот контакт вызовет проводимость и обжарит стейки. Другой пример проводимости — положить пиццу прямо на раскаленный очаг печи. Тепло, передаваемое от очага к пицце, приводит к образованию превосходной корочки.