На главнуюСайт адаптирован для смартфонов, планшетов, ноутбуков, настольных компьютеров...

Главная > Отопление. > КПД твердотопливного котла.

  КПД твердотопливного котла.


Ни один человек, строящий свой дом с автономным отоплением, не прошел мимо необходимости выбора котла, особенно в тех условиях, когда в качестве топлива могут быть использованы либо уголь, либо дрова.

Значит, необходим твердотопливный котел. Предложения твердотопливных котлов весьма многочисленны, и выбрать что-либо из них - вопрос еще тот.

Но для меня главным вопросом был вопрос о кпд котла. Коэффициент полезного действия бытового котла зависит от потерь тепла с уходящими газами из-за химического или механического недожога горючих газов.

Есть и другие факторы, которые можно смело отнести к потерям и о которых пойдет речь далее.

В рекламе твердотопливных котлов нередко фигурирует цифры, означающие КПД котла. Вот только я рекламе не верю и решил сам разобраться с этим вопросом.

Ни производители, ни кто-либо другой не представляет никаких актов и протоколов определения КПД котла. Оно и понятно. Чтобы измерять и высчитывать КПД, нужно сначала унифицировать и стандартизировать топливо для него.

А для этого нужны специальные методики, а их нет и не будет, потому что дрова, как и уголь - самое нестабильное по своим характеристикам топливо.

Уголь может состоять из разных фракций, от крупных кусков до буквально пылевидного состояния. Разные марки угля, каждый из которых обладает своим содержанием химических элементов, своей влажностью, своей теплотворной способностью.

Если же это дрова, то здесь ничуть не проще. Это также разнородные по размеру поленья и совершенно не контролируемая в бытовых условиях влажность, которая коренным образом влияет на сжигание.

Древесина при влажности 15 процентов обладает теплотворностью 4,3 киловатт-часа на килограмм, а влажность дров, которые обычно сушат на открытом воздухе, может быть от 20 до 50 процентов.

Именно такие дрова, как правило, используются для работы бытового котла у абсолютного большинства людей. А какова же теплотворность таких дров?

А теплотворность их при влажности 20% 3,9 а при 50% - 2,2. Как можно при такой нестабильности топлива заявлять о кпд котла 90% и выше?

Назовем этот фактор нестабильности топлива первым снижением КПД. Но это еще не все, самое главное впереди.

Посмотрите как в природе горит костер. Если в костре относительно сухие дрова, он горит без выделения дыма, лишь небольшой парок от испаренной влаги в начале горения. Пока она вся не испарилась, огню вполне хватает воздуха, кислорода для окисления углеводородов.

Он берет его без всяких помех, ровно столько, сколько требуется с разных сторон. Но для нормального горения топлива нужно строго определенное количество воздуха. Как это относится к котлам?

Напрямую относится. Горение многих котлов подвергаются регулированию с целью выдачи на выходе определённой температуры нагретой воды.

Это регулирование сводится к ограничению подачи воздуха в топку и никак иначе. То есть, температура воды поднялась - термостат прикрывает заслонку. Температура опустилась - заслонка открывается. Казалось бы, чего ещё надо?

А дело в том, что такое регулирование полностью противоречит логике горения топлива. Когда топливо разгорелась и начало выдавать нормальное количество тепла, термостат прикрывает заслонку, чтобы вода не кипела.

Доступ воздуха ограничивается, увеличивается образование сажи и несгоревших летучих газов, и все это выбрасывается в трубу. КПД топки при этом, понятно, снижается.

А когда топливо стало уже догорать и температура воды снизилось - заслонка открывается и увеличивает подачу воздуха до максимума. Но топливу уже не нужно такое количество. В результате температура отходящих газов снижается за счет охлаждения излишним воздухом.

И это опять снижает КПД. Между тем, давно известно, что максимальный КПД топки возможен лишь при строгом соотношение количества воздуха и топлива в разные моменты горения. При розжиге, при максимальном горении и при догорании.

Любое регулирование вопреки этим принципом приводит к снижению КПД, и это уже второе снижение, также не поддающиеся какому-либо строгому учету.

Шагаем дальше. Посмотрите на зажженную спичку, как хорошо она горит практически без выделения видимого дыма и пара и воздух поступает отовсюду.

Но поднесите эту спичку снизу к холодной поверхности и эта поверхность тут же покроется сажей. Что это? Это неокислившийся углерод. Он не смог окислиться, сгореть из-за низкой температуры поверхности, которая охладила пламя.

Вряд ли имеет смысл сейчас пытаться подробно объяснять это явление, рассказывать о температурах пламени в разных зонах и о процессах, происходящих в нем. Главное мы увидели: снижение температуры холодной поверхностью в зоне работы пламени приводит к образованию сажи, что безусловно является неполным сгоранием топлива.

Вернемся опять к ТТ-котлам, вернемся и посмотрим, в каких просто драконовских условиях находится пламя в их топке. Теснота! Костру и спичке хорошо, свободно, а здесь поступление воздуха не со всех сторон, а только снизу.

И холодные стенки топки во все время работы котла. Холодные, потому что вокруг топки смонтирована водяная рубашка. Стоит ли удивляться при этом что дымоходы забиваются сажей и приходится заниматься их чисткой один-два раза в месяц.

При этом само собой добавляется третье снижение КПД в довесок к двум перечисленным: холодная поверхность в зоне работы пламени. И эти три фактора с успехом обеспечивают неполное сгорание топлива, которое выражается в образовании сажи и сопровождается выбросом в трубу несгоревших летучих остатков топлива.

И здесь ещё один вопрос: сколько их туда вылетает за сутки - кто-то посчитал? Сколько тепловой энергии вылетает в трубу при 24 часах такой отвратительной работы твердотопливного котла? Любого котла длительного горения, включая пиролизный.

Так что имеем 4 снижение КПД: 24 часа выброса тепловой энергии в трубу.

Что касается отдельно пиролизного котла - так тут еще одна закавыка: вентилятор. Мало того, что он из моей розетки сосет, так он еще и увеличивает до избыточного количество воздуха. А кроме того увеличивает и скорость движения газов по тракту котла.

А избыточный воздух - это снижение температуры газов. А увеличенная скорость - это ухудшение теплообмена. Вот и подошли мы от рассмотрения эффективности топки к эффективности теплообмена.

С теплообменниками твердотопливных котлов дело ничуть не лучше. В подавляющем большинстве конструкций котлов пламя в топке не успевает отработать, догореть и оно лижет поверхности водяной рубашки уже выше топки, если она там есть.

И в этом так называемом теплообменнике оно стремительно пролетает на выход, по пути образовав дополнительную сажу. Самые горячие, но не сгоревшие газы вылетают в трубу.

Думаете это все? Черта с два. Еще не надо забывать тот самый недостаток: 24 часа работы. 24 часа не только потерь выработанного топливом тепла в трубу, но и 24 часа активной вентиляции дома работающим котлом, то есть, замещения теплого воздуха холодным.

И этот холодный опять же надо нагреть, и это дополнительные потери. Сколько там у нас? Это, значит, 5 снижение КПД: длительная активная вентиляция.

Она, конечно, может быть и на пользу для здоровья, но мы сегодня как бы про другое, про КПД котла. И какой процент КПД котла, остается только гадать.

А кроме КПД есть еще одна нескладуха: истопник теперь никто иной как заложник этого котла 24 часа в сутки, 7 дней в неделю беспокойства. Никуда не слиняешь, не уедешь на пару-тройку дней, всю зиму надо обниматься с этим зловредным котлом.

Короче, меня такой расклад не устроил. Да я и не люблю, когда у меня в доме где-то что-то постоянно горит. Я решил: для себя надо делать что-то свое, более удобное, более эффективное, более экономичное и конечно же недорогое.

Есть что сказать?
Общаемся в комментариях к этому ролику на YouTube:





Устройство топки кирпичного котла.
Устройство теплообменника котла.
Выбор подовой или колосниковой печи.
Как работать с порядовкой кирпичного котла.
Резка кирпича алмазным кругом.
Главная > Отопление. > КПД твердотопливного котла.

© 2010 - 2020 GoAndSee.ru
Копирование материалов сайта допустимо с указанием прямой работающей ссылки на источник.