КПД печи — процентная разница между энергией, полученной при горении топлива в топке и энергией, которая была распределена этой печью в помещение.
Островная каминопечь Tulikivi с противотоком
Содержание
Процесс горения, принципы горения
Древесина представляет собой смесь газообразного (85–90%) и твёрдого (10–15%) веществ, поэтому для горения древесины требуется воздух двух видов.
Первичный воздух расходуется при горении твёрдого вещества на колосниковой решетке, и этот воздух подаётся в топку, как правило, через отверстия колосниковой решётки из-под слоя топлива. Вторичный воздух необходим для сжигания газов, выделяющихся при горении твёрдого вещества и находящихся перед сжиганием над твёрдым топливом. Расход вторичного воздуха примерно в 2 раза больше, чем расход первичного воздуха.
Принцип противотока
Этот принцип связан с теплоотдачей печи. Как только языки пламени и тепло в огневых дымоходах поднимаются до потолка печи, обеспечивается принудительная подача горячих дымовых газов, как правило, по дымовым каналам (боковым опускным дымооборотам) в нижнюю часть очага, где находится соединительный дымоход. С наружной стороны печи воздух, в свою очередь, поднимается. Таким образом, дымовые газы и подогреваемый воздух движутся в противоположных направлениях, откуда происходит название принципа противотока.
Энергия, мощность, КПД
Многие часто путают понятия энергия и мощность. Применительно к очагам энергосодержание, или теплосодержание (кВт*ч) является понятием, связанным с количеством дров, а мощность (кВт) является понятием, связанным с размерами пламени и скоростью горения древесины.
Коэффициент полезного действия (КПД) печи определяется отношением количества освободившейся энергии к количеству использованной на практике освободившейся энергии. Величина КПД измеряется в процентах (%). Например, КПД горения характеризует, какую часть (в %) из всего энергосодержания древесины можно преобразовать в тепло в процессе сжигания. Какая-то часть древесины всегда остается недогоревшей в виде углей, летучей золы, негорючих газов.
С величиной КПД также связано понятие потери. Например, если потери дымовых газов очага (то есть количество энергии, теряемой вместе с дымовыми газами) составляют 20%, то КПД очага может составлять не более 80%.
Полный КПД складывается из двух величин:
- КПД горения;
- потери дымовых газов.
Например, если КПД горения равен 90% и потери дымовых газов составляют 20%, то полный КПД этой печи будет равен
0,9 * (1 - 0,2) = 72%
При передаче вырабатываемого очагом тепла следует учитывать ещё и потери на теплопередачу. Например, если печь (обладающая КПД 72%) подсоединена к сети отопления, в которой потери на теплопередачу составляют 8%, то КПД всей отопительной системы составит
0,72 * (1 - 0,08) = 66%
При использовании полного КПД отопительной системы можно рассчитать фактически необходимое количество топлива для отопления всего здания. Например, если для отопления жилого дома потребность в энергии составляет 12000 кВт*ч и полный КПД отопительной системы принять за 66%, то фактическую потребность топлива можно легко вычислить
12000 / 0,66 = 18000 кВт*ч
При энергосодержании 1 кг древесины около 4 кВт*ч годовой расход, например, дров составит
18000 / 4 = 4500 кг
то есть около 8–10 м³ дров.