Ракетный котел

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

с перепадов холода на тепло всегда такой эффектстены отдают холод...за 2 дня после окончания морозов за -40 водяные магистрали замерзаютждите через неделю все устаканится

 

Обычно прохладно становится когда высокая влажность и сильный ветер. 5м/с явно не Ваш случай.

Вот это и смущает, топить, понятное дело, лучше сухими дровами, но они еще быстрее прогорят. Увеличивать бункер? Насколько? Загружать с табуретки?)
Может измельчать дрова до размера кубиков и по принципу пеллет сделать автопогрузчик? Если сверху на догорающие дрова ухнет почти полная загрузка бункера котел выйдет из режима?

 

Немножко не так) Речь идет не о костре, а о герметичном бункере. Как раз для сырых дров нужен бункер побольше, чем для сухих. И, кстати, теплоизоляция бункера для сырых дров требуется более мощная.
В правильно настроенном котле мы получаем от того или иного топлива практически столько тепла, сколько "книжка пишет", а скорость выделения этого тепла (время работы закладки топлива) определяет заданная потребляемая мощность системы.

Проще говоря, одну и ту же закладку дров можно израсходовать и за 12 часов и за 3-4 часа - смотря сколько тепла мы требуем от самого котла. Всё ведь очень просто пересчитывается на мощность.

Единственно, что нужно учесть в расчетах - на воду передается около 70% мощности, а остальное тепло излучается стенками котла и греет помещение, в котором этот котел находится. + какой-то процент (небольшой) теряется через дымоход.
Поэтому, вот как у коллеги: дом 100 квадратов отапливается через воду, а гараж около 25 квадратов отапливается от стенок самого котла, как от печки. У меня 60 квадратов на воде и 22 квадрата от стенок.
В такой пропорции еще нужно учесть, что при теплой погоде в помещении с котлом будет жарко, так как температура самого котла не столь сильно зависит от его мощности "на воду". То есть, температура его стенок будет примерно одинаковой и при температуре воды в 50 градусов, и при 80 градусах.
Поэтому при морозах -15-20 в моем помещении с котлом комфортно, а при оттепели жарко. Если у Вас стабильно теплые зимы, стоит выделить для котла более просторное помещение (до половины отапливаемой через воду площади), а если зимы холодные (чудная погода: минус 43, тихо опадают с веток снегири...), то площадь этого помещения должна быть меньше - до 20% от общей площади.

Напоминаю, что ракетный котел не является "сверхъединичным" теплогенератором, то есть не способен произвести тепла больше, чем можно взять из топлива.

Он также не является полностью замкнутой по теплу системой, и часть тепла теряется вместе с ДГ через дымоход. Пусть это процент потерь будет весьма незначительным по сравнению с потерями через классический "горячий" дымоход, но он всё-таки есть. Это тоже необходимо учитывать.

Все расчеты я приводил выше в теме. И по потерям через дымоход в кВт/часах, и по весу топлива в пересчете на мощность. Повторяться, думаю, не стоит.

Расчеты очень простые и доступны каждому, начиная с уровня средних школьных классов
церковно-приходской школы. Таблицы с данными по теплотворной способности любого топлива (и в зависимости от влажности этого топлива) в Интернет присутствуют в достаточном количестве.
Достаточно лишь знать теплопотери своего здания, характеристики планируемого топлива (вид, влажность) и желаемую периодичность загрузки бункера. От себя: не рекомендую рассчитывать бункер подобного котла на более 10-12 часов горения, так как тогда уже сложно "угадать" с его теплоизоляцией.

 

Господа, а с углем у вас как? В наших краях лес дефицит. Длиннопламенный уголь, почти как дрова поддается пиролизу, понятно, что параметры будут другие, но все же любопытно чего уголь не палим или все участники адепты Киотского протокола, квотами приторговывают.

 

Потому и спрашиваю, очень хорошо, что у Вашего приятеля в качестве топлива используется хвоя. Задаю простой вопрос: Какого примерного объема бункер нужен для отопления подсушеной сосной дома Вашего коллеги где закладки раз в 10-12 часов? (исходя из Вашего опыта). Расчет по квт сделать не сложно, потом перевести в вес топлива, но мы же не можем поставить на паузу котел когда он нагрел помещение (как АОГВ) вот и уточняю, при минимальной нагрузке какой объем бункера нужен для 10-12 часов горения? Или буквальней - есть ограничения по размеру бункера, если помещение позволяет?
ПО квадратным метрам судить - неблагодарный труд. Каждый по разному утепляет свой дом. У меня расход газа при _+5 примерно 200-270м3 на 200м2 площади, у соседа сгорает 800м3 на примерно такую же площадь. При -15 средний расход 360м3 у соседа 1200м3. Вот такая зависимость от качества утепления.
По поводу ВТП, если правильно понял, то у коллеги не стоит узел подмеса - тогда у него 65С вода подается? Если при такой подаче он конфортно выдерживает 4,5 часа - то либо он из Сахары родом и на полу яишницу жарит, или стены на "американский" манер из гипсокартона сделаны и у него качели по температуре от +5 до +30. В описании нет ошибки?(я не придираюсь, просто в моей системе 110м2 ВТП (подача 30-35С), а остальная площадь имеет радиаторное отопление (но они почти всегда холодные т. к. ВТП весь дом тянет). Это как раз мой случай, вот я и уцепился, хочу иметь ориентир до стадии подготовки чертежей)

 

@Бравый солдат, потому я и пишу не о квадратуре, а о теплопотерях здания. Потому, что мероприятия по отоплению сводятся лишь к компенсации этих теплопотерь, так как в целом энергетический баланс здания бывает только положительным (тепло выделяют люди, готовка пищи, холодильник, лампочки, компьютер... вплоть до микроорганизмов, медленно поедающих органические элементы самого дома).

Есть данные по расходу газа? Прекрасно! Определение теплопотерь здания становится простым и быстрым делом.

В Вашем случае: 200-360 м3 при хорошем газовом котле дадут (КПД хорошего газового котла (не конденсационного) составляет примерно 90%. Т. е. потребляем 1 куб. м, получаем 9,45*0,9=8,5 кВт*ч или 30,6 МДж.): 200 х 8,5 = 1700 кВт/месяц; 360 х 8,5 = 3060 кВт/месяц.

Переведем в часы (так привычнее): в месяце у нас в среднем 730 часов, поэтому 1700 / 730 = 2,33 кВт/час, и 3060 / 730 = 4,19 кВт/час общей теплопотери Вашего здания в зависимости от погодных условий.

Для Вашего соседа: 800 м3 => 800 х 8,5 / 730 = 9,32 кВт/час; 1200 м3 => 1200 х 8,5 / 730 = 13,97 кВт/час по теплопотерям его здания в зависимости от погодных условий.

Ремарка: при таких небольших теплопотерях, как у Вас, можно полностью обойтись без водяного отопления, установив пару "зимних" кондиционеров. Тогда при максимальных теплопотерях на погоду -15 градусов Вы будете расходовать на отопление около 2 кВт/час электроэнергии, и менее 1 кВт/час при _+5.

У меня зимой на 60 м2 отапливаемых помещений (пристройка, где сейчас котел находится, еще не существовала) расходовалось в среднем 400 м3 на очень хорошем котле, но при строгой экономии (было слегка так тепло, лишь бы не холодно - спали под толстыми ватными одеялами, ходили в шерстяных носках и свитерах).

То есть, в экономном режиме восполнялось примерно 5 кВт/час теплопотерь здания. И это, видимо, было недалеко от нижней границы, за которой начиналась уже динамика обвала температуры всего строения до некомфортных температур (когда теплопотери превышают мощность отопления, то есть, вроде и греем, а постепенно становится всё холоднее).

Позже я поставил в зал кондиционер и гонял его на обогрев зимой, удалось немного съекономить на газу, доведя расход газа до 320-350 м3 в месяц.

Эксперименты с кондиционером в жилой пристройке, имеющей хорошее утепление и площадь примерно 22 м2 показали, что теплопотери там составляют примерно 1,5 кВт/час.

Итого, общие теплопотери моего дома в зимний сезон в среднем составляли бы 6,5 кВт/час в режиме строгой экономии. Если греть газом (в пристройке есть для этой цели теплый пол), это 558 м3 в месяц. Или, в национальной нашей валюте, примерно 3850 гривен, или 143 доллара в месяц по нынешним ценам.

Кстати, если не экономить и жить в реальном тепле (как сейчас), то это уже нужно около 600 м3 газа в месяц только на дом в 60 м2 без пристройки - были у нас и такие года, когда мы себе такую роскошь позволяли на газу. Тогда, если добавить и пристройку, и ни в чем себе не отказывать в плане тепла,
то 7 кВт/час идет на дом, 1,5 кВт/час на пристройку, итого 8,5 кВт/час, или ровно 1 м3 газа в час, или 730 м3 газа в месяц, или 5000 гривен, или 185 долларов в месяц.

Спрашивал по знакомым, родственникам, которые сейчас отапливаются газом, то в эту зиму у них счета приходят примерно на 4000 гривен за 1 месяц (примерно на 100 м2 отапливаемых помещений и при ощутимой экономии - был в гостях, желания снять зимний свитер в доме не возникало).

А теперь сравниваю со своей ситуацией - у меня реально тепло, даже жарковато, и за машину дров я заплатил ровно 4000 гривен, или 150 долларов (дрова твердых пород, 6 чистых кубометров, пиленые, колотые и с доставкой).

Не знаю, хватит ли этой машины дров до самого конца отопительного сезона (предыдущий месяц пошел сильный перерасход - держали в доме жару ради ребенка, чтобы он везде безопасно ползал и играл при абсолютном минимуме одетой на него одежды), но по топливу я уже окупился в два раза по самым скромным и осторожным подсчетам.

Так, с вопросом теплопотерь вроде разобрались: если у Вас есть данные по расходу газа или электроэнергии (при электрическом отоплении), или по расходу твердого топлива в месяц на ТТ котел с известным КПД, расчет Ваших средних теплопотерь займет от силы пару минут времени.
Если Ваше здание еще не отапливалось, и такие данные отсутствуют, то придется потратить гораздо больше сил и времени - залезть в справочники, сделать расчеты для стен, потолков, окон, дверей, вентиляции... Точность будет далекой от 100%, но что-то, хоть примерно, будет понятно.

Многое зависит от того, какую именно температуру Вы желаете поддерживать в своем доме. Потому, что расход тепла (и топлива) на поддержание температуры 18 градусов и 26 градусов будет отличаться очень значительно. У меня расход отличается раза в полтора (по опыту газового отопления).

Потери определили, можно считать дрова.

 

Цитируем важное:

Высшая (абсолютная) теплотворность 1кг древесины мало зависит от породы дерева, принципиально равна величине абсолютной (высшей) теплотворной способности древесинного вещества и соответствует ≈ 4752.9 ккал/кг

Ход расчёта:
Высшая теплотворная способность (ВТС) древесины определяется как сумма теплотворных способностей всех её отдельно взятых химических элементов и вычисляется по формуле Менделеева:
Q (ВТС) = 81C + 300Н - 26O
где С, H и О – процентное содержание в топливе углерода, водорода и кислорода

Состав древесного вещества для любой породы дерева:
49,5% углерода, 6,3% водорода, 44,1% кислорода

Соответственно, получим:
Q (ВТС) = 81 x 49,5 + 300 x 6,3 – 26 x 44,1 = 4752.9 ккал/кг

Массовая рабочая теплотворная способность древесины (МРТС) определяется по формуле Надеждина и находится в зависимости от влажности дров:

для комнатно-сухой древесины, влажностью 7...18%
Q (МРТС) = 4600 – 50 x W = 4600 - 50 x (7...18) = 4250...3700 ккал/кг
для воздушно-сухой древесины, влажностью 25...30%
Q (МРТС) = 4370 – 50 x W = 4370 - 50 x (25...30) = 3120...2870 ккал/кг
для сплавной древесины, влажностью 50...70%
Q (МРТС) = 3870 – 45 x W = 3870 – 45 x (50...70) = 1620...720 ккал/кг

где W – относительная влажность древесины в процентах,
4600, 4370, 3870 – значения массовой абсолютной (высшей) теплотворности древесины, которые высчитываются индивидуально для каждого образца, исходя из процентного соотношения абсолютно сухого древесного вещества и содержащейся в нём влаги.

Возьмем среднее значение для воздушно-сухой древесины в 3000 ккал/кг. Переведем в кВт/часы:
http://tehnopost.kiev.ua/kalorii.html
Калькулятор говорит: 3.4867киловатт-часа (кВт⋅ч)
Поверим

Теперь возвращаемся к нашим данным о теплопотерях здания.
Разберем на примере:
Если они равны примерно 7 кВт/час, то нужно сжечь примерно 2 кг воздушно-сухой древесины для восполнения этих потерь (КПД котла пока игнорируем для просторы расчетов).
Или 48 кг древесины в сутки. Или 1464 кг в месяц.

Для комнатно-сухой древесины значения будут такими: 4.6489киловатт-часов (кВт⋅ч); 1,5 кг/час; 36 кг/сутки; 1098 кг/месяц.

Очень мокрая древесина: 1.1622киловатт-час (кВт⋅ч); 6 кг/час; 144 кг/сутки; 4392 кг/месяц (если вообще эту древесину как-то заставить гореть).

А вот теперь уже рассмотрим породы древесины. По большому счету, нам интересна плотность этих пород.

Вот ссылка на табличку с плотностью комнатно-сухой древесины разных пород (пересчитать на другую влажность не сложно, так сказать, "просто добавь воды" в нужном проценте):
http://tree-forest.ru/classification/plotnost-dereva/
Берем из таблички: Сосна - 0,52 г/см3 и 520 кг/м3 (0,00052 кг/см3 или 0,52 кг/дм3)
Для влажности в 12% расходы на 7 кВт/час будут: 3 дм3 (литра) в час; 72 дм3 (литра) в сутки или примерно 2 м3 в месяц.
Поэтому на 12 часов - 36 литров чистого объема древесины. Это самый идеальный случай.

То же для твердых пород, имеющих при влажности 12% плотность примерно 650 кг/м3:
на 7 кВт: 2,3 дм3 (литра)/час; 55,2 дм3 (литра)/сутки; 1,68 м3/месяц; 27,6 дм3 (литра) на 12 часов горения при самых идеальных условиях.

Берем мои реальные условия: при воздушно-сухой влажности в 30% плотность сосны составит 540 кг/м3, твердые породы - 720 кг/м3. http://www.pereezd.net.ua/plotnost_dereva.php

Для сосны получим: 3,7 дм3/час; 89 дм3/сутки; 2,715 м3/месяц и 45 дм3/12 часов.
Для твердых пород: 2,8 дм3/час; 67 дм3/сутки; 2050 м3/месяц и 34 дм3/12 часов.

Теперь пересчитаем, учитывая обычную плотность укладки дров в бункер котла, учитывая, что в одном складометре, в зависимости от способа укладки, будет 0,5 - 0,7 реальных кубометра.
У меня эта цифра ближе к 0,5, так как дрова имеют разную длину и сам бункер не такой широкий, чтобы все дрова ложились более-менее плотно.
Но возьмем среднее значение - 0,6.

Итак, на 12 часов, для 7 кВт/час по сосне воздушно-сухой влажности нужно 45 / 0,6 = 75 дм3;
То же для твердых пород = 57 дм3

Эти расчеты верны, если КПД котла = 100%, то есть не теряется ни единой калории тепла, дрова сжигаются полностью, с нулевым содержанием СО, углерода и любых иных теоретически горючих веществ на выходе в дымоход, температура ДГ в дымоходе равна температуре воздуха на улице.

Естественно, такие условия могут существовать только теоретически.
Полезный объем моего бункера равен примерно 70 дм3. При нормальной работе котла зимой полной загрузки дровами твердых пород хватает на 11 часов работы. Тепловые потери здания примерно 8 кВт.
Влажность топлива известна.
Давайте попробуем вычислить КПД системы.

Итак, расход 70 дм3 на 11 часов;
70 х 0,6 = 42 дм3 по чистой древесине;
42 х 0,72 = 30,24 кг;
30,24 х 3,48 = 105 кВт;
105 / 11 = 9,5 кВт/час;

То есть, затраты составляют 9,5 кВт/час, а получено 8 кВт/час.
Несложно вычислить, что КПД в этом случае равен 84%

Конечно, это очень приблизительное значение по ряду причин. Всё-таки следует знать точный вес топлива (с помощью взвешивания, а не от объема загрузки), взять реальную влажность древесины (она у меня выше 30%), учитывать чрезмерное отопление помещения, где находится котел (он там отдает тепло не 1,5 кВт, так я взял для расчета, а, по ощущениям, как минимум, раза в 2 больше).

Ну да ладно, 84-85% КПД будет как раз нормально, чтобы наш расчет бункера сделать с максимальным запасом.

Итак, вернемся к нашему примеру на 7кВт. Мы получили перед этим объем без учета КПД. Теперь введем это значение.

на 12 часов, для 7 кВт/час по сосне воздушно-сухой влажности нужно 45 / 0,6 = 75 дм3;
То же для твердых пород = 57 дм3

Для сосны получим 88 дм3 на 12 часов.
Для твердых пород 67 дм3.

От этих приблизительных значений теперь можно пересчитывать что угодно.
Например, общая площадь 125 м2. Берем классический вариант расчета, где на 10м2 требуется 1кВт отопления, получаем 12,5 кВт.
Топим влажной сосной.
При 88 дм3 на 12 часов на 7 кВт/час определяем, что на 1 кВт/час нужно 88 / 7 = 12,6 дм3,
То есть, на 12,5 кВт получается 12,6 х 12,5 = 157,5 дм3 (или литра) объема бункера.

А если объем бункера 70 дм3 ? На сколько времени его хватит? 70 / 12,6 = 5,5 часа.
Значит ли это, что 70 дм3 будет ровно 5,5 часа отдавать ровно 12,5 кВт тепла? Нет, не значит. Так как при прошествии этого времени температура бункера не станет резко равной комнатной температуре. Практически, через 4 часа будет происходить плавное понижение мощности, и горение дров растянется часов до 6-8... пока дрова полностью не отдадут свое тепло и котел не остынет до температуры окружающей среды.

 

Постоянно кВт с кВт*часами путаете. Все таки попробуйте с весами заложить в 70 литров дрова. Удивитесь.

 

Еще раз перечитал. Единственно, что когда брал для примера систему с полезной мощностью 7 кВт/час, то писал просто "для котла на 7кВт", подразумевая, что речь идет именно о котле с полезной мощностью в 7 кВт/час.
В остальном, где кВт/час или кВт/сутки (месяц...) и где просто кВт, как не привязанное к времени значение (например, говоря о теплотворной способности 1 кг древесины), придерживался общепринятых обозначений этих величин.

Да, я уже писал, что обязательно сделаю весовые замеры когда установится погода и мощность котла будет близка к средней по сезону. Сейчас замеры и основанные на них расчеты будут не показательными.
Самому интересно. Потому, что по расчетам у меня полная загрузка бункера больше 30 кг, но вот очень сомневаюсь, что там эти 30 кг есть. Можно, конечно, сегодня вечером взвеситься на полную загрузку, но хочется притащить весы к котлу уже когда буду делать замеры по общему суточному расходу.

Всё будет, наберитесь терпения. Синоптики обещают нормальную погоду уже к концу недели.

 

Андрей. Про "золотое сечение " не просто так упоминал. Тока у некоторых оно 1,61, у других 1,41. Разговор не об этом был. Лишь тока о минимальных размерах системы, где к полезным и масштабируемым трём факторам прибавляется отрицательное действие поверхностного притяжения газов, о чём и была ссылка моя. Таблицы расчёта райзера для топки Берга не имеют вариантов отношения диаметра райзера к его высоте. Полагаю за базу взята оптимальная температура. Изменяя её (ну, есть у Вас возможность пользовать сверхогнеупоры), можно пропорционально изменить другие размеры, но лишь до тех пор, пока не упрёмся в факторы в основной формуле не учитывавшиеся. Предлагаю нашпиговать райзер перегородками, а потом их убрать, результат засветить народу.

 

Общепринятые обозначения мощность - в кВт, теплотворная способность, кол-во тепла в квт*час. А вы пишите примерно так: проехал всего 50 км/час, со скоростью 100 км.

 

@Сергей247, Буду думать над конструкции с быстросъемными элементами. Действительно надо делать демонстрацию.

 

Вопрос мощности, как таковой, вообще не был затронут в последних моих сообщениях. Все то же я мог бы написать в килокалориях и килокалориях/час. И это было бы более правильно, чем оперировать единицами мощности. Так как речь шла исключительно о Теплопотерях, массовой и объемной Теплотворной способности и количестве Тепла, получаемом за единицу времени. А эти величины классически измеряются не в кВт/часах.
Классически это измеряется в килоджоулях и килокалориях.

Если заметили, мне пришлось делать дополнительную операция по пересчету тепла в единицы мощности. Хотя можно было этого и не делать, продолжая дальнейшие расчеты в тех же калориях. Причина - понятие кВт/час более осязаемое, привычное и знакомое для общественности, чем то же самое в килокалориях в час. Хотя и не совсем соответствующее рассматриваемому предмету. И даже довольно условное. Горящее топливо дает именно тепло, и именно тепло теряет здание.

Поэтому, оперируя единицами мощности, подразумевается некая аналогия. Например, способ пересчета кКал в кВт, который я использовал, предполагает аналогию с электронагревательным прибором (что, кстати, четко указывается в описании такого способа пересчета), где количество тепла сравнивается с количеством тепла, которое производит электронагревательный прибор той или иной мощности (подразумевается электронагреватель с 100% КПД).

Цитирую:
Прим. к калькулятору:
Конвертирование (перевод) калорий в киловатт-часы позволительно использовать исключительно для случаев преобразования тепловой энергии в электрическую и наоборот. Например, при расчётах тепловой мощности электронагревательных приборов или тепловых электростанций.

Читать и понимать это нужно так:

• 1000 калорий (кал) тепла расходуется для получения
  1.1622 ватт-час (Вт⋅ч) электроэнергии (без учёта потерь)

или так:

• 1.1622 ватт-час (Вт⋅ч) электроэнергии расходуется для получения
  1000 калорий (кал) тепла (без учёта потерь)

В случае отопления не так важно, произведено ли тепло ТТ котлом, электрокотлом или электрическим конвектором. Когда мой электрокотел (условно 100% КПД) нагревает помещение при той же погоде до той же температуры и потребляет при этом 8 кВт в час, то я имею полное право утверждать, что если и ТТ котел в тех же условиях дает точно такой же результат, то он точно так же производит тепла на 8 кВт в час своей работы.
Хотя это и условность.
Как условность и обозначение на ТТ котлах их мощности в кВт. Как и данные в таблицах, где указана теплотворная способность тех же дров в кВт.
Да и вообще, расчет мощности отопления и теплопотерь здания в кВт.
Всё это условности.
Например, вот такая табличка:

При чем здесь мощность в этой табличке? Что за бред?
А в табличке просто указано, что 1 кг граба, полностью сгорая за 1 час, даст столько же тепла, сколько за 1 час выделит ТЭН с КПД 100% и мощностью 4,2 кВт (включаем в сеть 220 Вольт на 1 час и видим на амперметре 19 Ампер).

Или объясните, что значит "Твердотопливный котел на 40 кВт".

Это как "лошадиная сила", помните? "А сколько лошадей способна заменить ваша машина?" А ведь понятие прижилось. Хотя, где уже теперь те лошади...

Огромная просьба на будущее: потрудитесь аргументировать свои заявления как-то более определенно. Если увидели конкретную ошибку (описку, опущение), приведите конкретную цитату, где эта ошибка содержится и предложите свой вариант, который считаете более правильным.
Заявляя что-либо, поясните, почему именно так, а не иначе.
В этом заключается отличие конструктивной критики от обычного троллинга под лозунгом: "Ты дурак, а почему - тебе, дураку, объяснять считаю выше своего достоинства".

Труба с минимальным аэродинамическим сопротивлением и труба такого же диаметра с перегородками будут отличаться по мощности примерно в пропорции скоростей потоков ДГ в этих трубах.

 

@Perelesnik, Уменьшение скорости потока, созданного перегородками парировать повышением градиента температур который опять же приведет к увеличению скорости потока. Собственно, для того, чтобы протолкнуть газ через трубу, создают разницу давления. У нас будем считать, что давление постоянное, тогда остается только температура. Поток фактически это литр в секунду (условно) Нагрев газа увеличивает занимаемый литраж. Если в одном месте греем, а в другом охлаждаем, то литры потекут в соответствии с разницей температур. Вот и хотелось бы "уравнять изменение сечения с изменением температуры".