Механизмы теплосъёма в печах

Тепло от горения дров

В процессе горения дров в печи выделяется тепло, которое делится на две категории: «полезное» тепло, предназначенное для нагрева помещения, и «бесполезное» тепло, выбрасываемое через дымовую трубу. Несмотря на использование термина «бесполезное», такое тепло необходимо для создания тяги, способствующей поступлению воздуха в печь. Бывает, что стоимость «тепла для тяги» слишком велика, и владелец дачи стремится её снизить. У него есть два основных пути: понизить температуру выбрасываемых дымовых газов или уменьшить их массовый расход.

Коэффициент полезного действия (КПД) печи

Доля тепла, выделившегося при сгорании дров и использованного в печи, известна как коэффициент полезного действия. Для дровяных печей важно оценить КПД за определённый период, например, за зиму. Сельские жители обычно вычисляют КПД на основе фактического расхода дров, заявляя: «старая печь потребляла меньше дров, чем новая». В технике же КПД рассчитывают по ГОСТам, включая информацию о тепловыделении и расходе дров.

Различные значения КПД

КПД может быть дифференцирован по различным целям нагрева, таким как нагрев воды, воздуха или для варочной плоскости. Особенно актуально это для банных печей, где критерии «полезности» могут отличаться от критериев бытовых отопительных печей.

Изменение КПД во времени

При анализе временного хода КПД в процессе протопки стоит учитывать, что КПД печи на этапе растопки должен быть минимален, так как всё выделяемое тепло уходит на разогрев дымовой трубы. Вода в котлах остаётся относительно холодной, а КПД на разных этапах протопки может варьироваться.

Теплопередача в печах

Тепло от сгорания дров передаётся через теплосъёмные элементы (стенки топливника, дымоходы) за счёт кондуктивно-конвективного и лучистого теплообмена, что изменяется в процессе горения. Ставки кондуктивной теплопередачи зависят от разности температур.

Влияние конструкции печи

Конструктивные особенности, такие как убранство дымоходов или трубы, могут увеличивать КПД, однако, применение стандартного расчета, как показано по ГОСТ, иногда игнорирует различные факторы.

Выводы о теплопередаче

Эффективность теплоотдачи зависит от многих факторов, включая режим горения, тип топлива и конструкцию печи. Увеличение площади контакта дымовых газов с корпусом увеличивает теплоотдачу.

Нормативные показатели

Процесс проектирования газоходов основывается на различных нормативах, которые определяют требуемые параметры для обеспечения эффективной работы печи и её максимального КПД.

Следует понимать, что успех в отоплении зависит от грамотно подобранной конструкции печи и использования передовых технологий, что способно повысить эффективность и сократить затраты.

Источник: health.totalarch.com. Дачные бани и печи. Принципы конструирования. Хошев Ю.М. 2008