Обсуждение Эффективный нагрев в печи. Варианты. Помогите понять.

RedHotToad

Аквафан
Владелец Аквапечи
Описал бы... Тема интересная.
Сань, да на всем форуме кроме нас с тобой эта тема интересна еще двум с половиной калекам. для кого писать то? Были интересующиеся и тех разогнали "обменом мнениями" о том кто как не правильно живет и думает.
 
TC
Syslog

Syslog

Советник
Я вот еще что подумал. Топить Аквой, впрочем, как и любым котлом в режиме не интенсивного горения, наверно, не очень хорошо. Любая печь имеет высокий кпд лишь в режиме интенсивного горения. Поэтому, самое логичное, на мой взгляд, для любого тт котла - это спалить дрова интенсивно, при этом набрав тепло в теплоаккумулятор (ТА, буферная емкость). В моей схеме, это может быть бойлер косвенного нагрева, который надо сделать гораздо большего размера, и утеплить. Если температуру в нем не поднимать выше 80 градусов, то можно даже сделать, наверно, из пластика, еврокуба (на тонну).

А можно сделать еще один финт ушами. Сделать бойлер из 200л железной бочки, ее обязательно утеплить. В бочку врезать ТЭН для нагрева телоносителя при старте и в ночном режиме. Гофронержа спиралью - это первичный печной контур с водой из Аквы. Вторичный контур - это заполненная антифризом (пропиленгликоль) сама бочка. Антифриз с антикоррозийными добавками, ржаветь нечему, теплоноситель не меняется часто, свободного кислорода в нем нет. Пока все стандартно. Понятно, что теплоемкость антифриза меньше, чем воды.
Финт далее.
Вместо части воды во внуть бочки заложить пластиковые бутыли с насыщенным раствором выбранной соли. Помните, химические грелки?
Вот их составом и залить. В зависимости от выбранной соли, выбираем температуру квазикристаллизации. Будет работать аналог фазового перехода. при нагреве, пока соль тает, она не дает подняться температуре выше своей точки плавления, аккумулирует в себя энергию фазового перехода вещества. Аналогично, когда печь уже не работает, и СО забирает тепло на себя, соль будет отдавать много тепла на этой температуре. Все как с паром - у него температура парообразования, у соли - температура квазикристаллизации.
 
TC
Syslog

Syslog

Советник
Какие это соли? Смотрел, на базе химреактивов, мешок 25кг стоит около 250..300 рублей.

https://www.forumhouse.ru/posts/6245010/

Цитирую автора поста ( Zzzzyll)
Существуют соли, которые с водой образуют кристаллогидраты при удобных для теплоаккумуляции температурах:
десятиводный сульфат натрия - Тп ~30C с теплотой перехода около 250кДж/кг
ацетат натрия - Тп ~55C с теплотой перехода ~270кДж/кг

Для сравнения, вода имеет чистую теплоемкость 4.2кДж/кг*с. То есть, нагрев воды с 30 до 85С запасает столько же энергии, как "плавление"/"замерзание" сульфата натрия при 30С.

То есть, при температурах выше существует соль, растворённая в воде, при температуре ниже - твёрдое вещество, молекула соли, "жёстко" прикрепившая к себе водородными связями несколько молекул воды.
Своего рода "горячий лёд" (старое жаргонное название ацетата натрия, кстати).

Вообще их куда больше, например, сульфат кальция (гипс) обычно для людей только в форме кристаллогидратов и существует (НЯП, двухводный), то есть, на одну молекулу соли - две воды). При температуре выше 107С эту воду отдаёт и превращается в алебастр. Этот процесс обезвоживания требует энергии, а если в холодный алебастр капнуть воды, образуется кристаллогидрат, он вернёт эту энергию и нагреется.
Но не все удобны. Гипс не проходит по температуре (107С - вода уже давно выкипела).
А, например, калий- или натрий- алюминивые квасцы относительно безопасны, имеют подходящие температуры (90С и 60С) и солидный энергозапас. Но гораздо дороже. А ферроаммониевый (30С) хоть и запасает больше, но может разлагаться, и ещё дороже.

Если долго выбирать, останутся вот те две очень удобные соли, подходящие по температуре. При этом они безопасны (в принципе, насмерть отравиться можно, но поваренной солью чуть легче), дешёвы (ацетат натрия легко получают из соды, а сульфат - вообще природный материал, машинами копают, мешками грузят), используются в промышленности (то есть, можно купить без проблем большими кучами), химически не шибко агрессивны (для соли, конечно; это по-любому сильный электролит), запасают много энергии, стабильны.

В тепловых аккумуляторах их использовали, но есть нюансы:
- в бесконечность раз дороже воды (вода-то - бесплатна);
- наибольшая выгода при работе в определенном интервале температур (если ТА никогда не остывает ниже 55С, ацетат никогда не отдаст своё скрытое тепло, а его обычная теплоёмкость хуже, чем у воды);
- растворы могут легко переохлаждаться (то есть, нужно предусматривать затравки или механические устройства, с которых начнётся кристаллизация, если таких нет, то температура может упасть очень низко, а кристаллизация так и не произойдет).
- при больших колебаниях температур не так выгодны;
- способствуют коррозии металлов: все соли - электролиты. И хорошие. Нужно что-то (пластик, стекло, керамика) устойчивое;
- плохо проводят тепло (вода-то перекачивается-перемешивается, а застывшая соль может только теплопроводностью).

Я себе вижу наиболее простой способ использования таким: в обычный бак с водой добавляются герметичные ёмкости с перенасыщенным раствором. Дальше - всё как обычно.


.....

Там прелесть не только и не столько в том, что энергии запасается очень много, а в том, что её запасается приличное количество при относительно небольшом перепаде. Пока вся соль из раствора в форму кристаллогидрата не перейдёт, температура ниже 50-55С (для ацетата) не опустится.
И пока он весь не "расплавится" выше не поднимется.


Т.е. бойлер практически защишен от закипания. И имеет почти постоянную температуру как в процессе нагрева (пока энергия от котла не правысит энергию кристаллизации и СО), так и в процессе остывания, пока запас энергии кристаллизации больше, чем потребляет СО.


Конечно, размер ТА по запасу энергии, надо бы еще поститать.
 
Последнее редактирование:
TC
Syslog

Syslog

Советник
Запуск от "перемораживания" - это всего лишь стукнуть ногой по баку.
Другими словами, если пересчитать по запасу энергии , использование в ТА 100кг соли ацетата натрия эквивалентно примерно емкости ТА с 350..400 литрами воды.



Чуточку в сторону от печи, и в сторону просушки парной. Выдвину такую сумасшедшую идею.
На полу в ПО размещаем закрытые пластиковые бутылки с сульфатом натрия. Во время парения бутыли прогреются выше 30 градусов и начнут плавить соль, запасая энергию в себя. Через несколько часов соль вся расплавится, запася в себе много тепловой энергии. Баню закончили, началось остывание. При температуре менее 30 градусов соль начинает застывать, отдавя тепло, помогая сушить парилку. Т.е. 20 полторушек отдадут столько же тепла около 30 градусов, сколько и бак со 100 литрами кипятка (+30л своих, в виде соли).
 

RedHotToad

Аквафан
Владелец Аквапечи
Во время парения бутыли прогреются выше 30 градусов и начнут плавить сол
Не прогреются, а если и прогреются, то всю баню будут оттягивать на себя много тепла из парной, что ухудшит банные кондиции и сильно увеличит срок выхода парной на режим. В этом плане лучше заранее смонтировать теплый пол...
Попробуй поставь в дальнем от печи углу бочку с ледяной водой на 100 литров. Посмотрим как сильно ты её нагреешь во время бани и как она поможет тебе потом при просушке, сразу скажу - не прокатит...
 

senelis

Банный брат
Перегрев пара - это 1/12 от всей мощности, 11/12 можно утилизировать в систему отопления, т.к. Аква, по сути, это котел, функция перегрева пара - это 1/12 доля от надобности котла.
А куда же деються эти 11/12 сейчас? Ведь парную греем только паром. Или цифры сильно не сходяться, или эффективность почти нулевая :)
 

Игорь

Советник
Объем при изменении температуры меняется. В случае с жидкостями это решаемо (расширительный бачек). А вот в твердом состоянии и при переходах может быть проблемма.
 
TC
Syslog

Syslog

Советник
Объем при изменении температуры меняется. В случае с жидкостями это решаемо (расширительный бачек). А вот в твердом состоянии и при переходах может быть проблемма.
Там не истинная кристаллизация, а квази. Объем не меняется. По крайней мере, полная стеклянная бутылка не лопается. Та ссылка, что я дал на ФХ, профильтруйте по автору текста, он приводит свои эксперименты.
 
Последнее редактирование:
TC
Syslog

Syslog

Советник
А куда же деються эти 11/12 сейчас? Ведь парную греем только паром. Или цифры сильно не сходяться, или эффективность почти нулевая :)
Они никуда не деваются - 1/12 это доля всей энергии, что затрачена на перегрев пара.

Парную греете: 1/12 (температура контактного теплопереноса от перегрева до конденсации) + 10/12 (удельная теплота парогенерации) + часть от остывания капли со 100 градусов до текущей температуры парной - чуть менее 1/12.
 
TC
Syslog

Syslog

Советник
Ну и как вы "это" передадите топлоносителю, непонимаю
Я тоже не могу понять по куску фразы, что вы меня спрашиваете.

Если это то, что я понял, то отвечу.
Нагрев и кипячение, т.е. суммарно 11/12 всей тепловой энергии, что отдается пару (в данном случае не перегретому), отдается именно в рубашке печи. Это соотношение тепловой мощности в печи, сколько поступает на рубашку печи и сколько на перегрев (исходя их энергетики полученного продукта - перегретого пара), понятно, что есть еще другие виды потерь, но их сейчас не беру в расчет. Вода в рубашке нагревается, далее, она кипит, потому что энергия поступает, если ей не дать кипеть за счет отвода тепла в СО, то вся мощность печи, которая бы ушла на кипячение, пойдет в нагрев воды.

Наверно, не стоит говорить о том, что если к баку подключена батарея, то время нагрева увеличивается, а если их будет много, то теплопотери в батареях СО могут превысить мощность печи, и бак не закипит тогда вообще.

По составляющим энергии перегретого пара и где было произведено это накопление, в какой части печи, я и "рассчитал" какая часть печи сколько энергии способна передать от тепла теплоносителю. Нагрев и выкипание - рубашка, перегрев пара - колпак. Если не дать кипеть, то вся энергия нагрева и выкипания будет идти на нагрев теплоносителя в рубашке печи.
 
Последнее редактирование:

senelis

Банный брат
А не проще пользоваться такими ясными для всех понятиями как мощность топки в КВт, площадь теплообменника, КПД горения, температура ДГ, количество дров, потери через трубу и общий КПД. Ведь говорим об отоплении. И все встанет на свои места.
Но нету таких цифр, никто их не измерял. Если для банной печи это может и не так важно, то для отопительной очень даже :)
 
TC
Syslog

Syslog

Советник
А не проще пользоваться такими ясными для всех понятиями как мощность топки в КВт, площадь теплообменника, КПД горения, температура ДГ, количество дров, потери через трубу и общий КПД. Ведь говорим об отоплении. И все встанет на свои места.
Но нету таких цифр, никто их не измерял. Если для банной печи это может и не так важно, то для отопительной очень даже :)
Проще. Дайте цифры, если есть. У меня нет, и я исхожу из того, что есть, а есть готовый продук - перегретый пар. Из него и вычисляю мощности печи. А если нет цифр, теперь печь нельзя использовать?
 

senelis

Банный брат
А если нет цифр, теперь печь нельзя использовать?
Да пожалуйста - станьте тестером :)
Хотя увжающий себя производитель должен привести цифры и нести за них ответсвенность. Я опять же про отопление
У меня большие сомнения по мощности. Если прогреть условную парную за час кочегаря ее на мощности ~40КВт, то на это надо килограммов 16 дров (учитывая не идеальную влажность, теплопотери, допустим 2.5КВт из килограмма). Те кучки обрезков от стройки, которые показывают пользователи за ВСЮ баню (несколько часов), никак такую мощность не подразумевают :)
 
TC
Syslog

Syslog

Советник
У меня большие сомнения по мощности.
У меня тоже, кстати. Уж больно она маленькая. Не стыкуется "конструктивная габаритная мощность" с тем, что описывают по мощности (15 литров в час). И когда показывают расход дров, то энергия в дровах не стыкуется с этой "большой" мощностью печи. С этим согласен полностью, спасибо, что обратили внимание.
 

senelis

Банный брат
А вам на расчет мощности надо делать теплообменик, расчитывая его площадь в м2 на определенную мощность (в котлах это около 1м2 на 10КВт кажеться). Но там и контактная передача тепла, ИК, конвекция. Да и температура горения и ДГ совсем другая. У вас же будет косвенник, как я понимаю
Кстати вот подобный котел на 40КВт http://www.stropuva.ru/products/kotel-stropuva/modeli-kotlov-stropuva/Stropuva-S40/. Размеры посмотрите
У меня уже 10 лет такой, только на 20КВт
 
Последнее редактирование:
TC
Syslog

Syslog

Советник
Мощности можно рассчитать, зайдя с другого конца. Не от котла, а от теплопотерь, от мощности СО.
Теплообменник - по аналогии (с готовыми). А если он будет совмещен с ТА, то там площади контакта теплопереноса будет с гарантированным запасом.

Кстати, хорошо, что навели на эту мысль - посчитать площадь теплосъема в печи=котле, соотнести с мощностью.

Если внутренний диаметр бака Аквы посчитать 40см, а высоту воды - 50см, то площадь контакта будет: 0,4*3,14*0,5=0,628кв.м или Мощность теплосъема - 6,3кВт (если 10кВт на кв.м) т.е. это примерно выпарить 10литров в час.
А народ говорит, что выпаривали и 15литров, а Василий сказал, что и 40 литров в час.
Опять не стыковка в 4 раза.

А мы испытывали по другому. за 15 мин испарилось 10 (12 это опечатка) литров на максимуме топки.
то есть 40 литров в час спринт может испарить или разогнаться до 28кВт* ч
 
Последнее редактирование:

senelis

Банный брат
Ну правильно - от теплопотерь при определенной дельте внешней и внутренней температур. СО подбираеться по теплопотерям, а нагревать СО будет теплообменник :)
 

RedHotToad

Аквафан
Владелец Аквапечи
Вот примерные цифры для расчета мощности.
Печь подключена к алюминиевому радиатору на 13 секций. Паспортная мощность каждой секции около 170 ватт, это при условии подачи 70 градусного теплоносителя и температуры воздуха 20 (вроде) градусов.
В моем случае, на крейсерской скорости печи, температура теплоносителя выше, условно 95 градусов, а температура воздуха ниже, условно 10 градусов. С учетом этого, опять же условно, будем считать что каждая секция выдает не 170, а 200 ватт, что суммарно дает 2,6 киловата.
При всем при этом печь еще кипятит и испаряет.
Без радиатора печь закипает за 15 минут, а с радиатором минут за 40 (цифры примерные, но порядок такой)....
Блин... И че?
Что-то я не пойму как эти данные сложить/вычесть/поделить/умножить))))))
 

Аквапечи для бани

Верх Низ