Печь с наддувом.

Mishael761 написал : участок трубы от пола до потолка - 2 метра разборных - превращаем в теплообменник, в первом случае навив снаружи по всей высоте медную трубку , в втором - сделав такую же спираль упрятываем ее внурь тубы. с выводами наружу _в верхней части

Был у нас такой девайс, но попроще - "труба в трубе", внутренняя 160 мм, наружная 220 ЕМНИП. Стояла сразу за выходом газов из котла. Неплохо. но работала без давления. Сейчас лежит во дворе. может куда-нибудь поставим потом.

КонстаТим написал : Поправляю: "Не так" - цена этой самой медной трубы... 200 рябчиков за метр. При диаметре вашего дымохода хотя бы 200 мм (а меньше тока у буржуек). длина витка 70 см. При диаметре медной трубы в 20 мм 2 метра высоты покрываются всего 100 витками... Т.е. 70-ю метрами (14.000 руб). Ну плюс вся остальная арматура... Итого - 20.000 За НЕгарантированную горячую воду. Не дороговато ли обходится "халявное тепло"? Мы там у себя посчитали (правда применительно к концентрирующему солнечному коллектору). Срок окупаемости оказался примерно лет 10-15... При условии вложение не более 50.000 руб.

А 20 Квт - это фигня "запас" - 1-2 часа отопления. Нужно хотя бы часов не 100-200. Т.е. не 150 литров, а 15 тонн!

200 рублей за метр это если у барыг на рынке ближайшем покупать. отлично подходят: радиаторы от пром. холодильников, грузовика и прочие подобные детали. Вариант с трубой в трубе вообще дешевый и простой, при толщине внутренней трубы 2 мм _нержавейки_ конденсироваься там может все что угодно, ничего с ней не случится. "Собрал" тут специально в таз этого конденсата, интересно просто стало из чего состоит. так вот состав у него - не особо отличается от той жидкости что поливают "копченых кур" торгаши. которые на самом деле не копченые никакие а политые этой шнягой. Ржаветь от нее только обычное железо будет.

Некоторые задачи реализуемые печью(предположительно).

1. Снижение Т отходящих газов до 50С.
2. Выведение печи за пределы жилища.
   (увеличен. площ., уменьш. грязи, простота эксалуатации.)
3. Уменьшение частоты топок – один раз за 3-4 дня.
4. Увеличение КПД , мощности и полноты сгорания топлива путем применения наддува.
5. Уменьшение времени топки – до1-3 часа.
6. Увеличенный объем загружаемого топлива - до 200кг.
7. Очистка отходящих газов.
8. Ремонтопригодность топливника.
   (в данном случае внутренняя труба – топливник, меняется за 5 минут)

Согласитесь, что каждый из этих пунктов положителен.
Трудно найти альтернативу в классическом варианте, способную решить данные задачи,
при равных экономических вложениях. Этот пост поясняет назначение печи.

Вот как примерно будет выглядеть печь. Еще один немаловажный плюс этой печи, что у нее практически нет дымовой трубы, вернее торчит из земли полуметровый кусок, из которого выбрасывается выхлоп.

1. Снижение Т отходящих газов до 50С. В реальных условиях дым/угарный газ будет стлаться по земле. Картинка в предыдущем посте это подтверждает. Если у Вас участок пять га площадью, то, наверное, можно выделить некоторую территорию под загаживание (засорение и загазованность). Если участок измеряется сотками, то, наверное, это неразумно.
   Высокая труба нужна не только для создания тяги. Но и для безопасного для людей газодымоудаления.
2. Выведение печи за пределы жилища. (увеличен. площ., уменьш. грязи, простота эксалуатации.) Увеличение требуемой площади, увеличение грязи на участке, сложность в эксплуатации- представьте, что Вам не 40 лет, а 70, а чтобы стало тепло в доме, надо бежать в котельную.
3. Уменьшение частоты топок – один раз за 3-4 дня. Где расчеты?
4. Увеличение КПД , мощности и полноты сгорания топлива путем применения наддува. Спорное утверждение. Как считается этот "КПД"?
5. Уменьшение времени топки – до1-3 часа. п.4 и п.5 противоречат п.3
6. Увеличенный объем загружаемого топлива - до 200кг. Еще раз- Вам 70 лет... Надо перекидать 200 кг дров - пока не перекидаешь- тепла не будет...
7. Очистка отходящих газов. И создание ядовитых жидких отходов, к тому же кислых.
8. Ремонтопригодность топливника. (в данном случае внутренняя труба – топливник, меняется за 5 минут) Это, несомненно, плюс. Согласитесь, что каждый из этих пунктов положителен.
   Только последний :)

Ермила Гир написал : торчит из земли полуметровый кусок, из которого выбрасывается выхлоп.

А потом наступает зима... И 70-летний дедушка, чтобы получить тепло в доме, должен сначала раскопать снег вокруг печи, потом загрузить в нее 200 кг дров, и потом, если его не трахнет кондрашка и не отключили электричество, насладиться теплом... Кстати, а каков временной лаг между топкой и созданием приемлемой температурой теплоносителя? Сколько воды можно нагреть за 1-3 часа? Не вяжется что-то в этом проекте...

Burrdozel написал : В реальных условиях дым/угарный газ будет стлаться по земле. Картинка в предыдущем посте это подтверждает. Если у Вас участок пять га площадью, то, наверное, можно выделить некоторую территорию под загаживание (засорение и загазованность). Если участок измеряется сотками, то, наверное, это неразумно.
Высокая труба нужна не только для создания тяги. Но и для безопасного для людей газодымоудаления.

Конечно, вы несколько искажаете содержание, но, тем не менее, есть и резонная сторона. Если мы снизим Т отход. до 50С одно это уже может служить поводом для реализации проекта. То есть первый пункт все же положителен. Загазовывание территории весьма сомнительно. Во-первых, дыма нет, потому как сжигаем топливо до предела, остатки очищаем в теплообменнике. Во-вторых, газ при Т 50С будет подниматься кверху, а не стелиться по земле. В-третьих, ничто не мешает увеличить высоту выхлопной трубы до 2-3м. Просто это будет менее приемлемо эстетически.

Burrdozel написал : Увеличение требуемой площади, увеличение грязи на участке, сложность в эксплуатации- представьте, что Вам не 40 лет, а 70, а чтобы стало тепло в доме, надо бежать в котельную.

Загрузка и обслуживание этой печи явно потребует меньших усилий на единицу топлива нежели печи расположенной дома. Привез на тачке, забросал, крышку закрыл. А учитывая возможность топки крупногабаритными дровами(чурбак напополам), вообще красота.

Burrdozel написал :

3. Уменьшение частоты топок – один раз за 3-4 дня. Где расчеты?

Расчетов есно нет, пока рассуждаем гипотетически. Сжигаете вы, к примеру, 20кг дров в день, а в эту печь можно заложить, например 100 кг дров, вот и прикидывайте, на сколько дней может хватить тепла.

Burrdozel написал :

4. Увеличение КПД , мощности и полноты сгорания топлива путем применения наддува. Спорное утверждение. Как считается этот "КПД"?

Наверно как-то считается этот КПД, мы же считаем упрощенно. Т отход. газов уменьшили, подняли КПД – раз, Т в топке за счет наддува увеличили, значит топливо сгорает полней, опять подняли КПД – два.
Получилось ДВА. Или я неправильно посчитал этот КПД?:)

Burrdozel написал :

7. Очистка отходящих газов. И создание ядовитых жидких отходов, к тому же кислых.

Очистка отходящих газов это тоже плюс. Да образуется некоторое количество загрязненной воды. Но ведь ее легко сменить, не дожидаясь критической концентрации загрязнения. Потом, выбрасывая газ в атмосферу, мы ведь тоже загрязняем среду, но очистить газ при верхнем выбросе, практически нет никакой возможности. Вот и сравнивайте что экологичней.

Burrdozel написал : Сколько воды можно нагреть за 1-3 часа?

Да производительность теплообменника должна быть достаточно высокой. У меня есть одна идейка да никак не решусь ее опубликовать. У вас нет на примете подходящего варианта теплообменника?:)

Попробуем посчитать. К примеру, топливник вмещает 100кг дров. Один кг сухих дров это 12 000 кДж, 100кг = 1 200 000 кДж. Вопрос. Какое количество воды мы можем нагреть этим теплом до Т 95С ? Предположим, что начинаем греть с 15С,
то есть нам необходимо поднять температуру на 80С. Известно, что для нагрева 1кг воды на 1С требуется 4,2кДж. 1 200 000/80/4,2=3571кг. Примерно 3,5 тонны воды. Часть тепла мы все же потеряем с отходящими газами. Кроме того, рассчитывать на полную передачу тепла посредством одноступенчатого теплообменника, тоже не приходится, скорее всего, для полной передачи понадобится еще один добирающий контур и еще один тепло аккумулятор на 0,5 куба воды. Итак, будем считать, что необходимый объем тепло аккумулятора 3 тонны или 3 куба воды.
Эта задача вполне решаема. Далее выясним мощность нашего теплообменника.
Лучше считать в более привычных единицах Вт.
Поделив количество кДж, на 3,6 получим количество Вт, образующихся при сгорании 100 кг дров. 1 200 000/3,6=333 333 Вт или 333 кВт. При условии, что мы сожжем 100кг за час, мощность нашей печи, а соответственно и теплообменника составит 333 кВт. Если мы сожжем 100 кг за 3 часа, мощность будет 111 кВт. В обоих случаях это достаточно большая цифра,
поэтому как я уже и говорил к производительности теплообменника требования высокие. Далее переходим таки к многострадальному теплообменнику. Как уже ранее говорилось, будем пытаться передавать тепло отходящих газов непосредственно воде, то есть прямым контактом,
для придания образности и понятности сему процессу мы называли его прбулькиванием. Предупреждаю сразу, что в создании теплообменников я имею такой же опыт, как и в создании печей,
так что не огорчайтесь, если у нас не получится с первого раза. Итак, принцип пробулькивателя. Как я понимаю, наша основная задача это создать максимальную площадь соприкосновения газа и воды, кроме того, нужно, что бы это соприкосновение проходило в движении во встречном направлении (противоток). Представим перевернутый противень только больших размеров и удлиненный, например его размеры будут 0,5*2метра, высота бортика 10см, в его дно ввариваются две трубы вход и выход горячих газов.
Этот перевернутый противень погружен в воду. См. схему. При продувке газа через противень, погруженный в воду, получаем газовый слой, соприкасающийся с поверхностью воды. При этом нижняя часть этого слоя соприкасается с водой непосредственно, а верхняя часть газового слоя соприкасается с водой через дно противня. Площадь контакта в нашем случае равна 0,5м*2м*2=2кв.м. Вода прокачивается навстречу движению газа.(противоток) Вопрос.
У кого есть, какие соображения относительно возможной мощности такого теплообменника?

Ермила Гир написал : 1 200 000/80/4,2=3571кг. Примерно 3,5 тонны воды. Часть тепла мы все же потеряем с отходящими газами.

С прямыми потерями тепла через конструкции печи и дымоходов потеряется существенная часть тепла. Кроме того, никто не гарантирует стопроцентно эффективное сжигание дров- то есть теплотворная способность дров на уровне 3000Ккал/кг(12000КДж/кг) - чисто теоретическия цифра. Реальная намного ниже (есть еще влажность дров, которая влияет весьма сильно). Все это можно учесть в множителе, который можно назвать к.п.д. печи. На уровне 0,3 - думаю, будет в самый раз. То есть на входе у Вас будет примерно 4000КДж тепла из 100кг дров.
У теплообменника свой к.п.д., тоже явно не единица. Предложенная конструкция имеет недостатки: во-первых, она не будет работать.(см. ниже). Во-вторых, это не "пробулькиватель", а комбинация простого теплообменника(крышка (дно) "противня" передает тепло от газов к воде) и экзотического теплообменника конструкции "горячие газы передают тепло поверхности воды" - который не будет давать заметной теплопередачи от газов к воде. Кстати, для информации: и воздух, и вода имеют очень низкий коэффициент теплопроводности. В отличие от металла, который используется в "нормальных" теплообменниках. Так что теплопередачи через границу горячий газ/холодная вода (вода, естественно, ниже газа) практически не будет. Отбор горячей воды из нижней части- мелочь, но тоже неправильно.

Ну и главное: Под Вашим "противнем" будет давление, равное высоте столба воды от поверхности до края "противня". И если Вы не будете нагнетать дымовые газы под этим давлением, под "противнем" никаких газов не будет. Будет вода- по закону о сообщающихся сосудах. Так что для "пробулькивания" в ЛЮБОМ случае потребуется развить давление газов большее, чем высота столба воды над "пробулькивателем". Как можно это не понимать уже третий месяц?..

И еще одно возражение- по существу. При непосредственном контакте горячих газов (скока-скока? 1500градусов? :D) и воды последняя будет испаряться, на что будет уходить ОЧЕНЬ большая часть тепла. И часть этой воды (и тепла) будет унесено ветром (паром) в трубу. Это тоже потери- и немаленькие.

Я понимаю, написали бы про трубки в баке с водой. Сомнительная с точки зрения удобности эксплуатации конструкция, но все же хотя бы физике не противоречит.

Ну вот хотя бы так (повторяю: я бы никому так не советовал делать, но это- лучше "пробулькивателя")

Burrdozel написал : С прямыми потерями тепла через конструкции печи и дымоходов потеряется существенная часть тепла. Кроме того, никто не гарантирует стопроцентно эффективное сжигание дров- то есть теплотворная способность дров на уровне 3000Ккал/кг(12000КДж/кг) - чисто теоретическия цифра. Реальная намного ниже (есть еще влажность дров, которая влияет весьма сильно).

Теплотворная способность дров тут не причем, дрова у нас одни, вот печи могут быть разные, пляшем от печки. От корпуса печи теплопотери минимальны см. схему. Теплообменник расположим в непосредственной близости от печи. Дымоход от печи до теплообменника и сам теплобм. теплоизолируются мин. ватой. Поэтому теплопотери не будут большими. Кроме того, теплообменник имеет малую тепловую емкость и кратковременный режим работы.
Передав тепло, вода из него убирается.

Burrdozel написал : Во-вторых, это не "пробулькиватель",

Burrdozel написал : Так что для "пробулькивания" в ЛЮБОМ случае потребуется развить давление газов большее, чем высота столба воды над "пробулькивателем". Как можно это не понимать уже третий месяц?..

Это именно «пробулькиватель» потому как газам приходится преодолевать давление воды. Кстати, почему вас это удивляет, печь то с наддувом, посему газ преодолеет небольшое давление воды.

Burrdozel написал : Так что теплопередачи через границу горячий газ/холодная вода (вода, естественно, ниже газа) практически не будет.

Объясните, пожалуйста, эту логическую нестыковку, почему через стенку теплообмен будет проходить лучше, чем без стенки. Даже если вы докажете свою правоту, теплообменник можно видоизменить с учетом этой особенности. При этом сохранив его разборность и ремонтопригодность.

Burrdozel написал : При непосредственном контакте горячих газов (скока-скока? 1500градусов? ) и воды последняя будет испаряться, на что будет уходить ОЧЕНЬ большая часть тепла. И часть этой воды (и тепла) будет унесено ветром (паром) в трубу. Это тоже потери- и немаленькие.

Скорее Твх. газов будет ближе к 1000С, но лучше проверить. Вот вы тоже беспокоитесь об улетании испаряющейся воды. Ну куда она улетит? Далеко ей не улететь, сконденсируется при продвижении вдоль границы холодной воды.

Burrdozel написал : Ну вот хотя бы так

Печь на вашем рисунке не будет эффективно сжигать топливо, из за невозможности создания высокой температуры в топке. Теплообменник будет охлаждать топливник.

1. К.п.д. Вашей печи 100%? Нет? А сколько? Я ставлю на 25-30. Если Ваша цифра больше- надо доказать. К.п.д. в данном случае- это отношение реального полученного полезного тепла к теоретической теплотворной способности сгоревших дров.

2.Тема пробулькивателя не раскрыта. Не видел на Вашей схеме ни одной "бульки". Преодоление давления столба воды, помнится, несколько выше Вы считали не стоящим обсуждения вопросом. Настало, видимо, время и его обсудить.
Какими средствами будете регулировать давление в таком узком диапазоне? (Надо держать давление газов на уровне 0,01+/-0,002бар (10+/-2 сантиметра водяного столба)избыточно к атмосферному). Оцените экономическую сторону реализации такого регулятора. Я так понимаю, что планируется все это сделать с помощью одного дутьевого вентилятора? Ну-ну. Ответьте на простой вопрос: а после "противня" выходная дымовая труба куда идет? В атмосферу? :D:D:D

Ермила Гир написал : Объясните ... логическую нестыковку, почему через стенку теплообмен будет проходить лучше, чем без стенки.

Потому что у металла теплопроводность на порядки выше, чем у воды, тем более воздуха. Наберите в поиске, почитайте, что такое коэффициент теплопроводности и каков порядок величины его у воды, воздуха, кирпича и металла. Именно теплопроводность (а не температура!) определяет, сколько тепла будет передано от одной среды к другой. Конвекцию Вы начисто игнорируете (нагреваете сверху, тепло отводите снизу). Остается только теплопроводность. Ну не ИК излучение же.

4. Доказывать "мою правоту" не собираюсь, заблуждаться- Ваше право. Правота, кстати, не моя, она более к физике относится.

5.Про потери тепла на испарение воды уже написал, повторяться не буду. Тоже справочная величина, поищите. Она ОГРОМНАЯ. Конденсироваться? Где? У Вас нарисована труба, выходящая в атмосферу. Вот туда водяной пар и улетит, вместе с теплом. Сконденсируется, конечно, и отдаст тепло окружающей среде.

Ермила Гир написал : Печь на вашем рисунке

На моем рисунке- теплообменник, точнее, идея теплообменника, а не печь. ДАЖЕ такая неудобная конструкция будет отдавать тепло с мЕньшими проблемами. Если трубки будут иметь некие ребра изнутри (в дыму) и снаружи (в воде), то эффективность теплообмена повысится. Естественно, что такой теплообменник будет производить конденсат. И будет еще много других эксплуатационных проблем, о чем я выше упоминал.

Для непосредственного контакта газы-вода для теплообмена ... Думаю, что-то вроде ректификационной колонны надо делать, с движением навстречу газов и воды. Это уже совсем другая история и другой уровень затрат. Ну или, что проще всего (как я понимаю, с необходимостью получения избыточного давления Вы смирились) - это система тонких трубочек для подачи газов (или распыляющие сопла), вращающийся в воде импеллер для перемешивания. Чем меньше пузырьки, тем более эффективная теплоотдача. (а потом надо еще поставить теплообменник для утилизации тепла конденсирования).

Непонятно- а почему Вы на этой мысли зациклились- обязательно через непосредственный контакт передавать тепло? Чем Вас не устраивает трубчатый или пластинчатый теплообменники?

Burrdozel написал : К.п.д. Вашей печи 100%? Нет? А сколько?

1. Как можно посчитать реальный КПД, об этом речь не идет. КПД у нас по сравнению с атмосферной топкой увеличивается за счет полноты сгорания с наддувом. С наддувом сгорит полней, вы согласны? И за счет макс. возмож. отбора тепла отход. газов. Это опять же возможно только с наддувом (можно добавить дымосос, но это усложняет) Вот две причины влияющие на увеличение КПД этой печи по сравнению с печами на естественной тяге. Вы согласны?

Burrdozel написал : Тема пробулькивателя не раскрыта. Не видел на Вашей схеме ни одной "бульки".

2. Я и не когда не говорил что пробулькивание это передача тепла воде посредством пузырьков. Это с моей точки зрения усложняет схему. Потребуются форсунки для горячих газов, они наверняка будут забиватся сажей, давление придется создавать большее, вот уж там действительно потребуется регулировка давл. В нашем случае регулировка давления не требуется, система один раз и навсегда настроена на давление вентилятора наддува, процесс горения в топке будет влиять на него с постоянной силой.

Burrdozel написал : Потому что у металла теплопроводность на порядки выше, чем у воды, тем более воздуха.

Да согласен. Но на металл теплу еще нужно попасть. Ну, как вы не поймете, есть две среды газ – вода, передается тепло неважно в какую сторону с определенным кооф., далее мы помещаем между этими средами металич., пластину, т.е. дополнительную преграду, обладающую теплосопротивлением, при этом теплопередача, почему то увеличивается.

Burrdozel написал : Про потери тепла на испарение воды уже написал, повторяться не буду. Тоже справочная величина, поищите. Она ОГРОМНАЯ. Конденсироваться? Где? У Вас нарисована труба, выходящая в атмосферу. Вот туда водяной пар и улетит, вместе с теплом. Сконденсируется, конечно, и отдаст тепло окружающей среде.

Пар, образующийся при входе газа в теплообменник с конденсируется по ходу своего дальнейшего полета по 3-4 метровому теплообменнику. Придать оребрение противню или выпустить ребра из воды сложности не составляет. Длину противня можно и увеличить метров до 3-4, теплообмен происходит на противотоке, скорость газа 5-10м/сек, скорость воды 0,1-0,5м/сек. Понятно, что поток газа не будет ламинарным, там будет тубулентность, кроме того завихрения можно искусственно инициировать. Так что верх и низ в таком вихревом слое большого значения иметь не будет. Я уже говорил, охладить газ до Т65С одной ступенью наверно не получится. Поэтому возможно придется сделать еще одну доборочную ступень, с аналог. теплообменником. Потом в атмосферу.

Burrdozel написал : На моем рисунке- теплообменник, точнее, идея теплообменника, а не печь

На вашем рисунке написано слово ДРОВА, поэтому я подумал, что теплообмен происходит непосредственно в топке.

Burrdozel написал : обязательно через непосредственный контакт передавать тепло?

Передача тепла прямым контактом это:

1. Простота изготовления теплообменника.
2. Ремонтопригодность теплообменника.
3. Малая материалоемкость теплообменника.
4. Улучшение теплопередачи.. Трубчатый теплооб. будет забиваться сажей, что кроме прочего отрицательно повлияет на теплообмен.

Самое непонятное зачем перевернутый процесс? Из любви к искусству? Остальные "шедевры" в рамки ваще не лезут. Очень хочется понять, человек действительно хочет такое сделать? Или попидеть просто? Да еще и долго.

shuninm написал : Самое непонятное зачем перевернутый процесс?

Поясняю,еще раз, перевернутый процесс горения это:

1. Уменьшение теплопотерь от корпуса печи.
   Корпус холодный, печь можно вывести за пределы дома.
2. Разворот газов будет способствовать более полному сгоранию продуктов пиролиза. За счет завихрений в топке. Можно и не разворачивать, но все равно горячие газы нужно будет загонять в теплообменник, то есть вниз.