|
Производители сами не знают как посчитать КПД. Почитайте что по этому поводу говорит завод Ферингер.
1) В соответствии с европейским стандартом DIN 15821 испытания мощности печи производятся с входными параметрами, задаваемыми заводом-изготовителем. Завод-изготовитель рекомендует параметры и режимы горения, исходя из назначения, надежности, долговечности, безопасности, технологических, конструктивных и др. особенностей своей продукции. Для непосредственных потребителей продукции эти рекомендации в понятном и доступном виде приводятся в Руководстве по эксплуатации.
Показатель мощности не является универсальным критерием потребительских свойств печи, поскольку одна и та же печь при различных режимах горения выдает различную мощность. Как известно, мощность это работа (энергия) в единицу времени. Одну и ту же работу можно выполнить или быстро, или медленно, в зависимости от конечного результата и цели этой работы. Таким образом, мощность относится скорее к показателям, характеризующим режим использования печи.
2) Существует целое семейство печей, для которых большая мощность («быстрая работа») не является желаемым результатом. К их числу, например, относятся отопительно-варочные печи, где требуется достаточно медленный, «неинтенсивный» отбор тепла и нагрев помещения до температуры ок. 200С – тлеющий режим горения одной закладки дров в течение 4…8 часов. Именно поэтому отопительно-варочные печи при относительно низкой мощности («медленная работа») обеспечивают высокий (ок. 90%) расчетный к. п. д. Напротив, банные печи должны быстро (в течение 1-2 часов) и до высокой температуры нагреть помещение в режиме активного горения («быстрая работа»). Если хотите получить «быстро и много» тепла, то придется раскалить печь и дымовой канал до высокой температуры. Именно поэтому для банных печей расчетный к. п. д. не может и не должен превышать 70%.
3) По поводу к. п. д. печи. В Европе довольно часто этот показатель называют эффективностью работы печи, что, может быть, более корректно отображает его суть. Полезную работу вычисляют как разность между всей производимой энергией и всеми потерями (тепловыми, химическими и др.). Наибольшие потери – тепловые. Тепловые потери (Пт) вычисляют по формуле:
Пт = к * (Твых - Твх), (1)
где Твх – температура на входе в печь (температура в помещении),
Твых – температура отработанных газов на выходе из печи (в дымовом канале),
к – довольно сложный коэффициент, зависящий от содержания летучих и нелетучих компонентов в отработанных газах. (Обратите внимание на то, что в формуле отсутствует значение температуры в печи, а лишь на выходе из нее.)
С измерением температуры в помещении (на входе) нет проблем, а вот с измерением температуры на выходе не все так однозначно. Понятно, что чем дальше от топки в дымовом канале измеряют температуру, тем она ниже, и выше становится расчетное значение к. п. д. Стандарт DIN 15821 регламентирует положение точки замера на определенном расстоянии выше потолка. При этом оговариваются размеры и кондиции помещения, в котором проходят испытания. Таким образом, к. п. д. печи используется как расчетный критерий не столько для характеристики натуральных показателей работы печи, сколько как показатель для сравнения работы различных моделей печей в равных условиях.
Какой же самый простой и быстрый способ повысить расчетное значение к. п. д? Как следует из формулы (1), нужно снизить температуру отходящих газов. А как снизить температуру отходящих газов? Рациональный способ – дополнительный отбор тепла, что не всегда целесообразно и всегда связано с появлением новых проблем. Есть более простое и «дешевое» решение – нужно просто добавить в отработанные газы холодного чистого воздуха. Разумеется, что в этом случае снижается в процентном отношении и концентрация вредных веществ в отработанных газах. Одни плюсы! Повысит это полезную работу? Нет, конечно. Наоборот, часть вырабатываемого тепла будет расходоваться на нагревание этого ненужного воздуха, однако, расчетное значение к. п. д. можно поднять до заоблачных высот.
На эту нехитрую уловку попадаются не только любители, но и профессионалы. Самый первый сертификат ФРГ соответствия стандарту DIN 15821 был выдан на печь европейской фирмы (не называю), которая довольно изобретательно использовала описанный способ «повышения» к. п. д. В дымоотводе расположили хитроумное устройство для подачи извне холодного, якобы, недостающего воздуха (и это при коэффициенте избытка воздуха ~ 2,0). Назвали это устройство «форсажной камерой» для дожигания несгоревшего топлива. Хотя, не понятно, как можно дожечь несгоревшие (высокотемпературные) фракции топлива, снизив при этом температуру горения? Они (высокотемпературные фракции) не сгорели (не успели сгореть) в самой горячей точке печи, а с понижением температуры не сгорят и подавно. (Известно, что в пламени первыми начинают гореть и сгорают низкотемпературные фракции, перманентно повышая его температуру и давая энергию для возгорания следующих (по температуре) фракций.) Что же получает потребитель печи? Печь гудит, дрова горят «весело», труба холодная (к.п.д. радует душу), а помещение прогревается плохо. Тут голову сломаешь, почему? Ларчик прост – закройте «дырочку» в дымоотводе (размеры «дырочки» могут быть очень маленькими (ок. 5 мм), сразу и не приметишь), уберите лишнюю прямую подачу воздуха в печь (печь гудит, прокачивая через себя лишний воздух и унося с ним полезное тепло), смотришь, – оно и наладится.
В стремлении получить наибольшее значение расчетного к. п. д. многие пользователи обманывают сами себя. Здесь явно прослеживается «онаучивание» проблемы. Холодная труба, разумеется, говорит о большом значении расчетного к. п. д. А как на самом деле обстоят дела? Можно ли получить тепло от холодного источника? Может быть, горячая труба это и неплохо? В житейском смысле, к. п. д. это то тепло, которое мы ощущаем, это расход дров, отнесенный к этому теплу, наконец, затраты на приобретение этих дров. Если сможете, то сравните эти показатели.
4) Объективным критерием качества работы печи является полнота сгорания топлива и связанные с ней вредные выбросы в атмосферу. Эффективный способ увеличить полноту сгорания топлива это удлинить путь и время прохождения несгоревших частиц и газа через высокотемпературную зону горения. А как увеличить длину и время без значительного увеличения габаритов печи? Нужно выделить в печи высокотемпературную область и закрутить в ней пламя в спираль. Именно в такую спираль закручивается пламя в печах Ферингер. Результат – вредные выбросы СО, пыли и др. значительно меньше допустимых норм, установленных стандартом DIN 15821 на территории ФРГ (в Европе допустимые нормы выбросов еще выше).
Вредные выбросы не всегда увидишь, а если и увидишь (серо-желтый дым), то это средне- или низкотемпературные фракции несгоревшего топлива. Судите сами о полноте сгорания дров в своей печи.
5) Эти доводы были учтены лабораторией в ФРГ, производившей экспертизу банных печей Ферингер. Решение экспертизы – печи Ферингер соответствуют стандарту DIN 15821 и могут использоваться на всей территории Евросоюза и ФРГ. Сертификаты ЕС и ФРГ сопровождают каждую печь Ферингер, поступающую в Европу и ФРГ. Европейский потребитель очень привередлив, его «на мякине не проведешь» и, тем не менее,… Это уже реклама!
6) Для подтверждения (опровержения) достоверности сведений, приведенных в Руководстве по эксплуатации печей Ферингер, предлагаю проверить несложный расчет мощности и указать на недостоверные (достоверные) сведения, формулы и результаты. Необходимые коррективы будут немедленно внесены в Руководство.
РАСЧЕТ
максимальной (номинальной) мощности печей
Определяем массу дров, исходя из объема топки, плотности древесины и плотности укладки дров в топку:
М = А * В * С * Пл * Кз, (2)
где М – масса дров, кг;
А, В, С – размеры топки, м;
Пл – плотность абс. сухой древесины, кг/куб.м (по данным учебной, научной и практической литературы <интернет>: дуб – 650, бук – 620, береза – 600, сосна – 470 кг/куб.м);
Кз – коэффициент заполнения объема топки.
Для ПФБ-0 имеем: А = 0,320 м, В = 0,250 м, С = 0,350 м (по данным паспорта), Пл = 620 кг/куб.м (бук), Кз = 0,63, откуда
М = 0,320 * 0,250 * 0,350 * 620 * 0,63 = 10,93 кг.
Для ПФБ-1: А = 0,320 м, В = 0,300 м, С = 0,395 м (по данным паспорта), Пл = 620 кг/куб.м (бук), Кз = 0,63, откуда
М = 0,320 * 0,300 * 0,395 * 620 * 0,63 = 14,81 кг.
Для ПФБ-7: А = 0,320 м, В = 0,320 м, С = 0,480 м (по данным паспорта), Пл = 620 кг/куб.м (бук), Кз = 0,63, откуда
М = 0,320 * 0,320 * 0,480 * 620 * 0,63 = 19,19 кг.
Определяем максимальную (минимальную, номинальную, оптимальную, рекомендуемую или др.) мощность печи, исходя из теплотворной способности (высшей, низшей, средней, влажных, сухих, дубовых, березовых или др.) дров, времени и интенсивности сгорания топлива:
Р = (М – Мост) * Сп / Т / 1000, (3)
где Р – мощность печи, кВт;
М – масса закладки дров (см. выше), кг,
Мост – остаток несгоревших дров (в активной фазе горения), кг;
Сп – теплотворная способность дров, дж/кг;
Т – время сгорания дров, с.
Для ПФБ-0 время сгорания дров принимаем Т = 4500 с (по данным испытаний в условно «слабоинтенсивном» режиме горения – 1 ч 10…20 мин, объем парной – 14,5 куб. м). М = 10,93 кг. Остаток Мост = 2,1…2,6 кг. Выберем среднее значение Мост = 2,4 кг. Теплотворная способность дров (бук) Сп = 15,5 мгДж/кг (по данным лаборатории в ФРГ). Отсюда
Р = (10,93 – 2,4) * 15500000 / 4500 / 1000 = 29,38 ~ 30±5,5 кВт.
Для ПФБ-1 время сгорания дров принимаем Т = 4800 с (по данным испытаний в условно «среднеинтенсивном» режиме горения – 1 ч 15…35 мин, объем парной – 18,6 куб. м). М = 14,81 кг. Остаток Мост = 2,4…2,9 кг, среднее значение Мост = 2,7 кг. Теплотворная способность дров (бук) Сп = 15,5 мгДж/кг. Отсюда
Р = (14,81 – 2,7) * 15500000 / 4800 / 1000 = 39,10 ~ 40±6,3 кВт.
Для ПФБ-7 время сгорания дров принимаем Т = 5600 с (по данным испытаний в условно «сильноинтенсивном» режиме горения – 1 ч 40 мин…2 ч 10 мин, объем парной – 30,0 куб. м). М = 19,19 кг. Остаток Мост = 2,4…3,1 кг, среднее значение Мост = 2,8 кг. Теплотворная способность дров (бук) Сп = 15,5 мгДж/кг. Отсюда
Р = (19,19 – 2,8) * 15500000 / 5600 / 1000 = 45,36 ~ 48±8,5 кВт.
Определяем теплопроизводительность (полезную мощность) печи, используемую для нагрева помещения, камней и др. предметов:
Рп = Р * Кп, (4)
где Рп – теплопроизводительность, кВт,
Р – максимальная (номинальная или др.) мощность печи (см. выше), кВт,
Кп – к. п. д. печи (в соответствии с требованиями стандарта DIN 15821 к. п. д. не должен быть меньше 0,5).
Для ПФБ-0 усредненное значение к. п. д. 0,65 (по данным паспорта). Более точное значение для рекомендуемого режима горения Кп = 0,67, откуда
Рп = 30 * 0,67 = 20,1 ~ 20 кВт.
Для ПФБ-1 усредненное значение к. п. д. 0,65 (по данным паспорта). Более точное значение для рекомендуемого режима горения Кп = 0,62, откуда
Рп = 40 * 0,62 = 24,8 ~ 25 кВт.
Для ПФБ-7 усредненное значение к. п. д. 0,65 (по данным паспорта). Более точное значение для рекомендуемого режима горения Кп = 0,60, откуда
Рп = 48 * 0,60 = 28,80 ~ 30 кВт.
Цитата Ответить |