Кирпичный дровяной котел + аккумулятор + радиаторы

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

Пункт 7: Думаю образование и угля и сажи в первую очередь связано с недостаточной температурой в топке/недостатком кислорода.

Абсолютно верно. Именно поэтому любая буржуйка не может иметь высокого КПД. Объем топки мал, подавляющая масса горящих газов отправляется к теплообменнику, где, естественно, охлаждается. Поэтому углерод, для окисления которого требуется температура 700 град, просто не выгорает, образуя сажу на стенках дымоходов. Это тот же самый эффект горящей спички, которую снизу поднести к стеклу. Тут же образуется черное пятно сажи на стекле.

Еще хуже дело обстоит с теми котлами, где сама топка имеет стенки, за которыми находится вода. Существуют еще кое-где этакие чемоданы. В таких топках по определению температура не может достигнуть нужных значений.

Ну и, конечно, недостаток кислорода. Воздух в нормальной топке должен подаваться не только снизу, через колосник. Он должен подаваться и в область окисления углерода, туда, где наивысшая температура. Причем, очень важно: этот воздух должен быть уже прогретым.

 

Да просто же.
Сосна, береза, осина - 2000кВт*ч/м3 не взирая на влажность
Береза, бук 2500 кВт*ч/м3
плодовые, дуб, лиственница - 3000 кВт*ч/м3
Сушняк 1500 кВт*ч/м3
откровенная трухля 1000 кВт*ч/м3
И никакой влажности учитывать не надо для точности ~10%.

у меня такая. Очаг 31,5кВт с ГВС контуром. Не скажу что это так уж плохо. Сажа на стенках растет, но я ее сжигаю, зато дымовой газ не сильно горячий.
Выигрываем на одном, теряем в другом.
Еще хочу попробовать полезно сжигать сажу из трубы. Посмотрим что получится.
Бездымное горение удается делать при достаточно сухих дровах или очень медленном горении, но при любых режимах температура дымового газа слишком мала чтобы сжечь накопленную в трубе сажу.

Делал механический поддув на печке бренеран 15кВт. Безо всякого подогрева воздуха горело значительно лучше с меньшим количеством дыма и более высокой температурой в топке, чем без поддува. Поддув делался прямо в зону горения. В бренеране не колосник, а труба с шибером на дверце.
Правда и дрова у нас были - обрезки березовой доски тридцатки камерной сушки.

 

Занятно И это говорит практикующий физик. "Невзирая на влажность" и ~10%.
Вот, я не знаю, конечно, какие у вас дрова. Может быть, исключительно деловая береза. Или сосна, тоже деловая. А у нас вот деловую древесину ни один дурак на дрова не отдаст. Из березы делают фанеру, хвою на пиломатериалы.

А дрова - это то, что осталось. Или еще на стадии рубки в лесу отсортированное. По большей степени та древесина, что в дело не идет. Естественно, в ней какая-то часть уже потемневшая, а иногда и вовсе дупло. Вот скажите мне, как такие дрова, в которых имеется часть трухи, измерать литрами или кубометрами (то бишь, объемом) и на основе этого прикидывать теплотворность?

А я знаю как. Исключительно в единицах ккал/кг с обязательным учетом влажности. Вы, конечно, оригинал, в литрах я еще не встречал дров, но когда я вижу подобные расчеты, где в основном упор на объем, я их просто не воспринимаю.

Чтобы считать теплотворность по объему, надо иметь дрова строго по ГОСТу. В реальности у нас таких просто не существует. И кто бы мне показал поленницу дров, где каждое полено длиной строго 500 мм? У меня получаются поленья и полметра, и 20 см - всякие. Как я должен считать объем этой поленницы? А доски, горбыль от лесопиления? А старые полугнилые столбики от забора? Тут не только 10% погрешности, а вкупе с вашими 10-ю все 50 будут

Большое количество сажи - это неполное сгорание топлива. Вы это и сами понимаете. Значит, КПД вашего устройства очень низок. И пытаясь сжечь сажу, вы боретесь со следствием

Это все хорошо и правильно, но когда вторичный воздух холодный, он неизбежно охлаждает зону горения. А как влияет охлаждение этой зоны, мы ведь знаем Кроме того, очень важно подавать ровно столько, сколько требуется. Излишнее количество тоже ведет к дополнительному охлаждению.

Это, кстати, очень трудная задача, найти золотую середину подачи воздуха. Потому что процесс сжигания от момента розжига до момента полного затухания весьма непостоянен. И зависит он не только от времени, гораздо в большей степени влияет качество дров, их количество в текущей закладке, сортность, трухлявость... и даже действия истопника

 

Ну еще раз повторю откуда берется данное суждение:
1. Усушка леса невелика (плотность сухого остатка слабо зависит от влажности) в довольно широком интервале.
2. Перепады влажности при переходе от условно сухих к действительно сухим составляют порядка 30% от массы дров, что с учетом того что теплота испарения воды 2,3МДж/кг, а теплота сгорания сухого остатка 18МДж дает изменения на ед. объема в пределах 5%.
п. 1 позволяет перейти от нормирования на фактическую массу дров к нормированию на сухой остаток постоянной плотности.
п. 2 позволяет в определенном интервале влажностей пользоваться осредненным значением и не учитывать изменение влажности.

Нормируя на объем мы соотносим количество вырабатываемого тепла и количество древесинного вещества.
Нормируя на массу мы соотносим тепло и массу древесинного вещества+воды, количество которой непостоянно и меняется. Что логичнее? Второй подход, как я уже называл - попытка жечь воду, а она не горит!

Я не понимаю, а массу-то и влажность измеряете что ли? Каждого полена?
С использованием выдвинутого правила четверки вы можете определить плотность как вам удобно, с трухой, дырами, трещинами. Например для определения объема можете запихать в полиэтиленовый пакет и сунуть в воду, посмотреть водоизмещение. Или даже без пакета вовсе (тогда в плотности дыры и крупные трещины учитывать не будете).
Это такой уж существенной роли не играет. Главное чтобы масса измерялась у воздухосухого образца с влажностью в пределах 10-30% (такой разброс дает порядка 5% погрешность). Помножить на 4 и получите теплотворную способность всех таких ваших дров в кВт*ч/л=1000 кВт*ч/м3.
Если же у вас влажность дров примерно постоянна и известна, то можете результат пересчитать на килограмм и пользоваться им. Безо всяких таблиц, которых для трухи дупел, коры и т. д. не найдете. Измерение массы при известной плотности (в т. ч. влажности) эквивалентно измерению объема.

Тут цифр не хватает. Сажа есть, но много ли? Полагаю в пределах 0,1% от массы сожженых дров. Но, к примеру, снижение температуры дымовых газов с 200 до 110 увеличит КПД котла ~5%.

Тут есть еще один момент для обсуждения который я не стал сразу поднимать, а вы только что отмели. Дело в том что рубашка с водой для теплозабора с моей точки зрения очень нужная и полезная вещь. А нужная она для того чтобы забирать лучистое тепло от огня, которого... блин, надо снова рыться... много, половина и более. Попытка передать это тепло дымовому газу теплоизолировав топку не может быть 100% успешной. Водяная рубашка снижает потери вовне котла, так как на теплоизоляции градиент в пределах 80град. А не сотен градусов как будет в случае отсутсвия водяной рубашки.
В итоге теплоотдача воде высокая при том что температура дымового газа может быть невелика и нет сопротивления дыму - нарушения тяги. Минусы в первую очередь связаны с периодом растопки.
Пока стенки холодные и если сырые дрова - все в конденсате. Потом вместо конденсата сажа на стенка котла, которую переодически надо стряхивать (пара движений кочергой). Ну и опять же, на стадии растопки из-за низкой температуры - относительно небольшая тяга, как следствие дым, который дает сажу на трубе в том числе. Когда уже горит нормально и имеется небольшое число угольков - дым пропадает практически полностью. Сажа не образуется.

Кладка в кирпич имеет сопротивление теплопередаче на уровне 0,6, градиент скажем 500град.
У меня же градиент 80 град и утепление 5см минваты с сопротивлением теплопередаче единица. Соответственно потери по стенкам у меня ниже чем в кирпичном котле с внешним теплообменником на дымовом газу в 10 раз. Все это тепло осталось в теплоносителе. Аналогично меньше потери по дверце закладки дров как отношение температур в топке.

Я планирую организовать такой режим, когда теплоноситель в котле будет всегда горячим, в результате проблемы с дымом при растопке должны стать несуществены. Посмотрим... Придется правда еще в дымоход задвижку добавлять, чтобы перекрывать тягу полностью при отсутствии топления. Иначе будет тяга вытаскивать тепло с теплоносителя и выбрасывать в трубу сквозь шибер.

Ну да Я правда не жег еще. Но посмотрим. Мне все равно еще метр трубы надо нарастить, заодно и почищу.

Не обязательно. Больше кислорода - интенсивнее горение - выше температура. С точностью до избыточности воздуха. С другой стороны именно холодный воздух содержит большую плотность кислорода, соответсвенно меньше нарушая аэродинамику в топке подводит кислород к горению. Наконец в автомобилях специальные устройства ставят для подачи именно холодного воздуха на горение ("интеркулер").
Ну и в довесок температура до которой, может быть, следует нагревать приточный воздух - температура выходного газа. Это порядка 10% всего тепла вырабатываемого в котле, т. е. температура в топке может упасть если от механической подачи воздуха интенсивность горения увеличится менее чем на 10%. А я себе такого даже представить не могу, мощность при поддуве вырастает в разы.

В теории да. На практике с таким сталкивался только при растопке. Т. е. у меня довольно стойкое убеждение что при нормальном горении в топке лимитирующим фактором мощности является в первую очередь подача воздуха (и отвод дыма соответственно) и заметная избыточность воздуха в зоне горения практически не реализуется. Вся реальная избыточность обусловлена воздухом который прошел мимо огня.

Безусловно. Причем последний фактор я бы выдвинул на первое место.

 

По дневнику.
Пункт 6. Думаю выше 50% где-то не колется практически вообще. Топор/колун входят с "хлюпом" и весь эффект

Смею утверждать, что степень влажности ничуть не влияет на процесс колки дров.

Пункт 12. Для повышения КПД нужно снижать температуру дымового газа на выходе из топки, например снижением интенсивности горения, но при том следует ожидать более обширного образования сажи - дымно и не 100% сжигание дров->снижение КПД.

Тут явное противоречие. Поэтому неверно.
Для повышения КПД котла нельзя снижать температуру на выходе из топки. Для повышения КПД котла нужно правильно распорядиться выделенным теплом и отдать в трубу ровно столько, сколько требуется для обеспечения нормальной тяги, не более того. Правильно распорядиться - это обеспечить максимально возможный теплообмен между газами и теплоносителем. Горячие газы перед уходом в трубу должны отдать тепло воде и стенкам котла.

Вот я читал ваши расчеты, пытался их понять. Честно сознаюсь: я мало чего понял. Просто, видимо, я не физик. Настолько все заумно, и, скорее всего, в расчете на читателя вашего уровня. А я обычный пользователь, как и подавляющее большинство.

Мне более понятны логические суждения. Я привык считать, что влажность древесины - это процентное содержание в ней влаги. Про 100% и 500 кг воды в тонне дров - это мне непривычно.

Мне более понятны кубометры и килограммы в применении к дровам, но никак не литры. Про литры - этого я так и не смог осилить. Уж простите мне мое невежество

По ссылкам, что я приводил ранее, как-то все более просто и понятно, логически понятно. Может быть, потому, что там не навязывают каких-то оригинальных способов расчета и нелогичных единиц измерения.

А мы вообще-то о расчетах говорим, или где?

Если мне захотелось посчитать теплотворность моей охапки дров, то для меня самый простой способ начать - это взвесить КАЖДОЕ полено. Я не измеряю его длину, не подбираю поленья строгих геометрических форм (где их такие взять-то?), чтобы определить их объем. У меня просто есть весы. Поэтому и предпочитаю вести расчеты массовой теплотворности, а не объемной. Так точнее.

Еще бы найти где-то плотность моего трухлявого полена Или тех досок с забора, которые выветрены ветрами. А какова плотность березы в моих местах? Плотность древесины - понятие весьма нестабильное. И вообще, зачем мне все это нужно, если существует понятие массовой теплотворности?

 

Может вы колете как-то по другому... Для меня так это очевидный факт. Когда колун вгоняешь и рядом выступает вода - то такое полено плохо колется и в последствии плохо будет гореть. Лучше дать подсохнуть чуток, потом колоть.

Тут два конкурирующих фактора, а не противоречие. Речь о том что есть золотая середина, которую конечно можно перекособочить в сторону забора тепла только от дымового газа, тогда чем горячее, тем лучше. Иначе нет.

Ну не понятно и не понятно. Логику я тут изложил. Основные выводы я там написал жирным. Хотите разобраться самостоятельно - разбирайтесь, не хотите, также ваше дело

Именно таким определением влажности пользуются для пиломатериалов. А только для пиломатериалов влажности измеряют. Для них рисуют графики, пишут таблицы. Кто же дрова мерить будет? Поэтому дрова со своим традиционным определением влажности времен войны так и остаются тайной за семью печатями.

Ну так пользуйтесь!

Нет. Не точнее. Из-за влажности.

Да такая же как и везде. 0,62 примерно воздухосухая. Бывает еще карельская береза, она поплотнее. Наверное 0,65 где-то.

Отлично! Я вам и предлагаю как определить теплотворную способность дров вне зависимости от влажности. Завтра вы их будете жечь или через год. Нужно-то весы да кастрюля с водой. Один раз определите и будете знать теплотворную способность в любых удобных единицах. Хоть на одну заборную доску, хоть на полленицу, кубометр или что еще угодно. Больше взвешивать и гадать какая же там влажность не придется.
Хоть сертификат выдавай: Полено 9-11кВт*ч 100шт.

 

Я подозреваю, вы еще не знакомы с конструкцией котла Кузнецова. Топка - это тот элемент конструкции, который должен обеспечивать максимальное сжигание топлива. А для этого требуется высокая температура. Ваша водяная рубашка не позволяет добиться высокой температуры в топке со всеми вытекающими.

Лучистое тепло никуда не теряется. Надеюсь, вам, как физику, этого доказывать нет необходимости. Лучистая составляющая работает на прогрев футерованных стенок топки, еще более повышая температуру в ней. Я измерял пирометром у своего котла после того, как закрыл трубу. Температура стенок в нижней части топки в пределах 500 градусов.

На пути пламени присутствует еще один элемент топки - катализатор. Под него подается нагретый вторичный воздух. Катализатор позволяет поднять температуру еще больше, до 700 градусов, что обеспечивает сгорание и углерода в вышележащей камере дожига (эта камера может использоваться в качестве хлебопечной камеры, как в русской печи).

И только тогда нагретые газы уходят в колпак, к теплообменнику. Колпак - пространство увеличенного объема, в котором газы опускаются медленно, омывая регистры и отдавая им тепловую энергию. В трубу они уходят охдажденными до 100 градусов, что тоже мною измерено.

Таким образом, такой котел максимально использует топливо и также максимально передает тепловую энергию потребителю.

Это, конечно, не всегда так гладко. Существуют и всякие мешающие факторы, огрехи в конкретном экземпляре котла, которые снижают КПД. Но это снижение не столь явно и значительно, как в вашем примере.
Интересная особенность: стенки котла в процессе топки не нагреваются. Они нагреваются потом, от нагретого футерованного ядра топки. Этот прогрев растягивается во времени, поскольку футеровка напрямую не контачит со стенками, там имеется зазор (по этому зазору, кстати, и подается вторичный воздух, здесь же он и нагревается).

При такой логике сам котел отдает тепло постепенно, в течение суток. Этого тепла часто хватает без включения системы отопления. То есть, батареи остаются холодными.

Понятно. У нас таких потерь нет по определению, поскольку котел в доме.

У нас ранее бывали такие дрова. Это сплавная древесина, насыщенная водой до такой степени, что даже тонула в воде. Такие дрова брали вообще неохотно. И тем не менее я не помню такого, чтобы нельзя было расколоть такой чурак. Вот если попадется витиеватая ель и суковатая береза - такие да, расколоть чрезвычайно трудно. По опыту даже и не пытаемся. Берем мотопилу и разваливаем вдоль.

 

У Вас необычная глина! Углефицированная чтоли? У меня вообще не горит!

 

По-поводу разности в том, какой влажности дрова и как колятся. Скажу по личному опыту. Дуб свеженький отменно колется. А вот года три когда полежал в сарайчике - подсох, уже немного потуже. С березой таких экспериментов ставить не довелось. Колю только сырую. А вот про яблоньку могу рассказать очень интересную историю. В прошлом году я был на экскурсии в языческом кремле под Москвой. Там есть действующий экземпляр мельницы. Я его разглядел. Был очень удивлен, что шестерни все в ней - деревянные. Нет, это не архаичная мельница X века. Это одни из последних уцелевших экземпляров позапрошлого века. Так вот, мельник сказал, что вставки-зубья делались исключительно из яблони. Её вымачивали в каком - то составе, секрет которого утерян. И они становились каменными.
Я как-то очень этому удивился. Но дальше удивления не пошло дело. А тут, по осени пришлось дровишки в очередной раз заготавливать и под руки мне попался кусок больной яблоньки, попиленной прямо с дерева на метровые дубинки года два назад. За эти два года эти дубинки провалялись в поленнице и когда пришла пора их почикать покороче, то я чуть бензопилу не затупил о них! Тут я вспомнил этого мельника с мельницей с механизмом зубьев из яблони!

 

Не всё так печально. Кулибины не в единственном экземпляре на Земле. Прошедшим летом в заполярье в охотничей избушке я увидел буржуйку необычной конструкции. Первое, что мне бросилось в глаза - очень очень узкая дымовая труба, выходящая почему-то не сзади а от топочной дверцы почти что. Я еще ухмыльнулся, типа, во уродина. И как ей не забиваться? И как чистить трубу такую тонкую 5 метровую? Одни вопросы. Но еще больше я удивился, когда её растопил. Всё работало! Труба не была забита! Я сразу не понял феномена. Но переночевав в домике ночь я всё же разгадал секрет этой необычной буржуйки. Внутри топочная камера в верхней части была пергорожена по горизонтали листом металла в виде арки. В задней части этот лист был не до конца топки. Дымовой газ в основной топке огибая этот лист уходил назад и сзади огибая его по верхнему полупространству затем уходил в трубу. Таким образом лист был как бы раскаленным катализатором дожега. К тому же с боков были наварены металлические карманы, через которые воздух подсасывался в нижнюю часть поддувала. Таким образом в поддувало попадал уже подогретый воздух! Буржуйка была феноменальная! Она сжегала всё топливо и даже узенькая металлическая не утепленная труба в ней не забивалась сажей!

 

@Влади Мир, интересные дровишки. Я то все по сосне, елке, березе и осине. Дубом вообще ни разу не топил. Яблони щепу в мангал подкидывал, для запаха. Поленья действительно тяжело колются да и горят плохо.
@Samgas,
Про котлы замнем. Задачи разные. Вы считаете тепло отданное через стенку полезным, а я потерянным. Ничего не имею против печного отопления за исключением дымохода в центре дома. У меня чисто котел, причем в теплом контуре и в маленькой котельной. Когда ее доделаю каждый кВт*ч через стенки будет создавать жару в этой котельной повышая пожароопасность и дискомфорт вместо того чтобы греть теплоноситель, через него ТА и грунт. Если будет критично - сделаю наружное воздушное охлаждение котла воздухом из подполья.

Ps Маленькой самой простой буржуйкой вполне успешно топлю сауну. Чтобы разогнать до 100 град хватает примерно 6-8 л дров. На все банные процедуры с паром и т. п. около 20-30л уходит.

 

Непреодолимая страсть у Вас мерять дрова в литрах. Вот мне больше интересен вопрос, как вы литры эти замеряете? В ведро с водой окунаете каждую порцию дров, прежде чем их закидывать в топку? Я, собственно, считаю, что пофиг, в чем считать, но литры для теории может и подходит, а вот по факту - не практично. Хотя, быть может, просто не привычно. Ведь объем топки в литрах известен и каждую закладку по плотности и полноте закладки приноровившись довольно точно можно оценивать одним лишь взглядом именно в литрах. И получается, что это даже практичнее, чем взвешивать? Но тут есть слабое место. 30 литров тополя и 30 литров дуба по ткплотворной способности рознятся в два раза! Т. е. такой способ оценки количества дров должен быть всегда с привязкой к тому, какой породы дров, иначе количественная оценка может потерять смысл! Более того, желательно тут же давать данные о плотности используемых дров, чтобы Ваши оценки можно было бы сопоставить с другими оценками, сделанными по весовому критерию.
=
Про дрова. Я могу сказать, что сосной топил много и хорошо знаю это топливо. Кроме того, пожег не мало и лиственницы за жизнь. Так вот, общее ощущение такое:
Из всего названного лиственницу поставил бы на первое место. У этого дерева всегда, как и у практически всех хвойных, под деревом валяются старые опавшие ветви - сушняк. У лиственницы ярко выраженая способность сбрасывать нижние ветви. Они, как правило, всегда сухие и очень хорошо ломаются простым ударом упавшей ветки обо что-либо. Разлетаются порой от одного удара на несколько коротышей. Очень удобно. Кроме того, самые тоненькие веточки, содержащие бывшие почки-шишечки, из которых когда-то росла хвоя, являются изумительным растопочным материалом. Поджигаются от спички без бумаги и горят как порох, причем долго. Кроме того, сами лиственничные ветки не плохо занимаются, горят очень долго и с образованием большого количества древесного угля, очень долго отдающего много жара. Так что лиственница - супер дрова.
Вторым идет дуб. Его прелесть в том, что он очень даже не плохо колется, если конечно не комель и не сук.
Горит долго, жарко и дает тоже весьма хорошие жаркие угли. Т. е. дуб, как и лиственницу, подбрасывать в печь приходится не очень часто.
Дальше идет береза. Береза мне нарвится тем, что у нее есть береста. Особенно, когда заготавливаешь березу со старых, погибших деревъев и валежника, то у них есть замечательное свойство - кора при колке дров отслаивается. Эта кора является очень хорошим растопочным материалом. Опять же, я его всегда использую вместо бумаги. В закладку кладешь пару-тройку кучков бересты и тоненьким хвостиком у одного из них, используемого как фитиль. Кстати, в лесу в любую погоду (даже в дождь) бересту можно с успехом использовать по тому же назначению - для растопки костра) Фитиль из бересты вспыхивает мгновенно практически, как только к нему подносишь спичку. И дальше вся береста очень интенсивно начинает гореть - как порох тоже, не хуже лиственничных тоненьких сухих веточек.
Единственное, в ней много дёгтя и она при этом ощутимо коптит, как резиновая автопокрышка. Но для растопки это не критично. Горит береза очень даже сравнимо с дубом. Угли тоже жаркие. И горит в общем-то долго.
Последней в списке дров я поставил бы сосну. Её явным преимуществом я считаю изумительную воспламеняемость. Сосновые колышки просто изумительный материал для растопки. Занимаются очень быстро. А сухие сосновые поленья даже сразу можно зажечь газетой! Что очень уникально. Не знаю другого дерева, которое так же охотно занималось бы. Но вместе с тем у сосны есть и недостаток, вызванный лёгкостью её горения. Она намного быстрее прогарает, чем те породы дерева, которые я выше перечислил.
Субъективно, процентов на 30-40 быстрее. Поэтому сосной не плохо растапливать. Но вот топить - это более "прожорливая" топка получается.

 

@Влади Мир,
Я сначала написал в кг, потом в л переписал. Топлю досками, геометрия известна. Неужели так сложно сассоциировать количество дров с трехлитровой банкой или 12л ведром? Ну или просто прикинуть линейные размеры пачки и помножить на некую плотность укладки. А кубометр он и в африке кубометр. Поэтому кг для меня - это два литра или около того, все таки как и говорил топлю в основном сосной.
За инфу о дровах спасибо, интересно.

 

Не поверите! Крайне сложно. Так же непривычно, как и объем воздуха мерять килограммами!

 

@Влади Мир,
Воздух килограмами да, есть такая трабла. Я нормальными литрами/кубометрами измеряю
Но если не ориентироваться в объемах дров, то как покупать-то? Надурят же процентов на 30 не меньше.

Объем топки упомянутый вами кстати тоже отличный ориентир по объему. И никаких двойных пересчетов не надо. Да и как можно говорить о плотности или теплотворной способности не зная влажности...
В моем случае только породу дерева знать надо и то постольку поскольку.