Система дожига в печах для бань

Технология двойного горения. Вторичный дожиг дымовых газов – чистое горение.

Большинство современных каминов и печей оснащаются системой “двойного горения” или как еще её называют – «вторичный дожиг дымовых газов».

Если Вы ранее уже ознакомились с преимуществами этой замечательной технологии, то можно сразу выбрать печь-камин, варочную печь или печь с теплообменником из ассортимента нашего магазина. Если же Вы не до конца разобрались в технологии, или затрудняетесь с выбором и первый раз слышите об этом, то данная статья будет Вам крайне полезна, т.к. содержит очень полезную информацию.

Не смотря на то, что технология «двойного дожига» или «система чистого горения» (S.C.P.), была изобретена уже более 100 лет назад, она без особых изменений используется в настоящее время практически каждым серьезным каминным производителем.

Каминостроение за это время шагнуло далеко вперед, и современные дровяные камины оснащены техническими новшествами, суть метода двойного дожига не изменилась и состоит в том, что подводится дополнительная порция предварительно подогретого воздуха в топочную камеру работающего камина. Это приводит к воспламенению органических частиц содержащихся в дымовых газах, что не только увеличивает КПД камина, но и сокращает количество вредных веществ и токсичных газов выбрасываемых в атмосферу.

Последнее обстоятельство является очень важным, так как печи и автомобильный транспорт являются основными источниками загрязнения воздуха крупных городов, поэтому увеличение их количества необходимо компенсировать технологиями, уменьшающими их негативное влияние на экологию.

1. Патрубок дымохода
2. Система двойного дожига в верхней части топки
3. Топочная камера
4. Подача первичного воздуха
5. Подача вторичного воздуха для двойного дожига
6. Принудительная вентиляция
7. Патрубок соединения с забором внешнего воздуха
8. Забор воздуха из помещения
9. Дверца с термостойким стеклокерамическим окном с температурным порогом в 800°C
10. Отверстия выхода воздуха вторичного дожига

Горение проходящее в топке камина – химическая реакция окисления органических веществ топлива (дров) и окислителя (кислорода содержащегося в воздухе) при высоких температурах, сопровождаемая выделением большого количества тепла. В процессе горения образуются такие вещества как уголь, зола, пары воды, углекислый газ, и некоторые другие.

По причинам недостатка кислорода или температуры в зоне горения, увеличенной скорости прохождения воздуха сквозь зону горения, химических примесей и влажности топлива, а также других причин, приводящих к неполному сгоранию древесины, образуется копоть, сажа и угарный газ.

Сажа и копоть загрязняют стенки дымоходов и разрушают их, тем более в смеси с конденсатом образующемся в дымоходе, а угарный газ представляет реальную угрозу, как для людей, так и для окружающей среды. В рамках данной статьи мы не станем еще раз доказывать опасность последствий образования угарного газа и рассмотрим это и отдельной статье.

На содержание же копоти, сажи и угарного газа мы можем повлиять регулировкой интенсивности горения и подачей воздуха для догорания данных веществ.

При розжиге и горении печи воздух помещения, так называемый первичный воздух, попадает в топку через специальные приточные отверстия с регулировкой (Рис.1 поз. 4), и поддерживает горение. Интенсивность горения регулируется непосредственно притоком первичного воздуха.

При сгорании топлива в зоне колосниковой решетки или пода, в дымовых газах, ещё содержится много мелких частиц органических веществ не полностью сгоревшего топлива. Они поднимаются в верхнюю часть топливника, по направлению к дымоходу, где, в зоне дефлектора, разогреваются до высоких температур, после чего удаляются через дымоход в атмосферу(Рис.1 поз. 1).

Если в процессе горения в топку подавалось недостаточное количество кислорода, то сгорание будет неполным и в дыме вместо углекислого газа (СО₂) будет образовываться опасный для здоровья угарный газ (CO). Подробнее об угарном газе читайте здесь.

Неполное сгорание топлива можно определить по цвету дыма, выходящего через дымовую трубу. В случае полного горения дым будет прозрачным. Черный цвет дыма появляется при не достаточной температуре сжигания и большой влажности дров. Серо-белый дым – говорит о недостатке притока воздуха. Белый – нормальное горение.

Чтобы исключить риски, связанные с неполным горением, применяется технология «двойного дожига», когда в камин, через каналы притока вторичного воздуха, подается дополнительный кислород воздуха. Чаще всего вторичный воздух (Рис.1 поз. 5)., проходя по каналам расположенным между стенками корпуса и раскаленной топочной камерой, нагревается, после чего попадает в камеру сгорания через специальные отверстия. (Рис.1 поз. 10). При смешивании подогретый вторичный воздух с отходящими газами и контакте с раскаленными поверхностями топки, происходит вторичное воспламенение (Рис.1 поз. 2). (визуально это напоминает огненный дождь) и сжигается находящаяся в топке взвесь несгоревшего топлива и окись углерода (СО).

Таким образом, технология «двойного дожига» не только минимизирует опасность отравления человека угарным газом, но и значительно увеличивает тепловую эффективность камина, также сокращая и расход топлива.

Следует отметить, что забор воздуха (Рис.1 поз. 8) для процесса горения из помещения, где установлен камин, может сказаться на самочувствии находящихся там людей, особенно при герметично закрывающихся окнах и дверях. Поэтому многие производители рекомендуют производить забор воздуха для горения извне, используя металлические воздуховоды, подсоединяемые к печам в предназначенных для этого местах (Рис.1 поз. 7).

При установке соединительной трубы важно помнить, что если забор воздуха производится не с улицы, а из смежного помещения, то им не может быть гараж или котельная, т.к. это может справоцировать обратную тягу в дымоходе.

Печи длительного горения: почему они греют лучше и дольше?

Есть известная фраза — «вылететь в трубу». Ее часто употребляют в переносном смысле, обозначая плачевное финансовое положение, ну а в случае с каминами и печами это словосочетание используют в самом что ни на есть прямом смысле. Ведь при относительно простой конструкции прибора и не закрытой задвижке тепло действительно очень быстро вылетает в трубу. А потому многие производители пытаются сократить потери тепла и добавляют в конструкцию камеру дожига отходящих газов, которая превращает обычное устройство в печь длительного горения

Печи длительного горения — эффективные, компактные и относительно недорогие — пользуются заслуженной популярностью уже много лет. В отличие от обычных, такие приборы имеют две камеры. Одна из них, нижняя, работает как топка в обычном камине. После того, как дрова прогорают в ней в течение 10-20 минут, приток воздуха сводят до минимума, закрыв специальные технологические отверстия, и дымовые газы поступают во вторую, верхнюю камеру. Там они дожигаются, получив дополнительную порцию кислорода извне, которая поступает через специальные инжекторы.

По сути, дрова не горят, а тлеют. Но, как ни странно, КПД у печей длительного горения намного выше, чем у обычных. Дело в том, что при нехватке кислорода топливо почти полностью превращается в топочный газ (смесь метана, водорода, моноксида углерода и проч.), а он при сжигании дает очень много тепловой энергии.

КПД печи длительного горения составляет в среднем 70-80%. У каминов с отрытой топкой этот показатель не превышает 10-15%

Конструкция печи Bullerjan с камерой дожига

Как нетрудно догадаться, описываемые устройства слабо дымят, и зола в них скапливается медленно. Но справедливости ради стоит заметить, что у экономичного горения есть и свои минусы. В дымоход поступает полностью отработанный и почти остывший дым. И если труба не утеплена должным образом, на ее стенках будет скапливаться конденсат, стекающий в камеру дожига. Кроме того, это чревато ослаблением тяги.

Впрочем, об устройстве дымохода стоит поговорить подробнее. Печь длительного горения можно подключить и к традиционному кирпичному, и к модульному керамическому дымоходу. Но проще и дешевле будет смонтировать так называемый «сэндвич» — вложенные друг в друга стальные трубы с тепоизолирующей прослойкой из каменной ваты. В любом случае труба должна иметь высоту не менее 6 м. Это важно для хорошей тяги. Желательно, чтобы дымоходный канал был совершенно прямым. Делать колена не рекомендуется. Но если без них не обойтись, важно следить, чтобы угол изгиба не превышал 45º.

Печи длительного горения нельзя эксплуатировать при полностью открытых заслонках. На такой режим работы они не рассчитаны

Но вернемся к конструкции печи. Чтобы повысить отопительный эффект, производители снабжают свои устройства различными теплообменниками (калориферами). Вариантов немало. Например, это может быть система конвективных труб, соприкасающихся с топкой. Снизу в них через специальные отверстия поступает холодный воздух, а сверху выходит хорошо прогретый.

• 

Конструкция печи с щелевым конвектором

В некоторых моделях роль теплообменника играет дополнительный металлический кожух. Под этой «рубашкой» образуется прослойка из теплого воздуха, увеличивающая КПД печи. Есть также устройства с водяным контуром.

В зависимости от эффективности теплообменника у печей с одинаковыми топочными камерами скорость прогрева помещения может различаться в 1,5-2 раза. Определить, насколько хороша та или иная конструкция, довольно просто. Чем больше площадь калорифера, тем выше отопительный эффект.

Разумеется, калорифер — не единственное, на что нужно обратить внимание при выборе печи. Модели различаются по мощности (от 4 до 50 кВт), от которой напрямую зависит объем отапливаемого помещения. Этот момент следует уточнить у производителя или продавца. Впрочем, даже самой «слабой» модели по силам протопить комнату площадью около 20 м².

Также имеет значение время горения от одной закладки дров. У разных устройств этот показатель колеблется, в зависимости от размера и конструкции топки, от 5 до 15 часов. Но к двухзначным цифрам стоит отнестись с разумной долей скепсиса. Добиться настолько высоких показателей крайне трудно, а порой и невозможно. Закладка в печи средних размеров прогорает за 5-7 часов. В любом случае перед покупкой конкретной модели стоит почитать отзывы потребителей. Их показания будут намного ближе к истине.

Цены на печи длительного горения отечественного производства варьируются в пределах 7000-15 000 руб., стоимость импортных чугунных печей с камерой дожига – 120 000-200 000 руб.

Что касается эксплуатации, крайне важно использовать только тот вид топлива, на который рассчитана конкретная модель. Существуют печи, работающие на дровах, пеллетах и угле. И если в описании указано «топить бурым углем», черный уголь закладывать нельзя. Он дает слишком много тепла, и стенки камеры, не рассчитанные на такую нагрузку, прогорят насквозь.

В завершении темы ответим на логичный вопрос, который может возникнуть у читателя. Если высокий КПД описываемых печей обеспечен тем, что дрова не горят, а тлеют, что мешает «перекрыть кислород» огню в простом камине с закрытой топкой? К сожалению, такой прием не сработает, так как обычный камин не имеет камеры дожига. Топочный газ, который можно было бы пустить в дело, в лучшем случае «вылетит в трубу», а в худшем — просочится в комнату.

Подписывайтесь на наш канал в Яндекс Дзен, чтобы ничего не пропустить!

Печи дожига газов (отходящих)

Швейцарская производственно-инжиниринговая компания ENCE GmbH (ЭНЦЕ ГмбХ) образовалась в 1999 году, имеет 16 представительств и офисов в странах СНГ, предлагает оборудование и комплектующие с производственных площадок в Турции и Республике Корея, готова разработать и поставить по Вашему индивидуальному техническому заданию печи дожига газов.

1.1. Общее

Необходимо предложить установку дожига производительностью 426 тон /день как остаточных (отходящих) газов (частичного газа) из установки производства серы, так и газов из газоочистительной установки.

Предлагаем для этих целей соответствующую установку для сжигания и топку, включая арматурную станцию для отдельных газов. Управление горелкой осуществляется со стороны Заказчика.

1.2. Описание установки сжигания

1.2.1. Горелка

Горелка изготовлена из нержавеющей стали (1.4571) и оснащена двойным каналом подвода воздуха. Слой вторичного воздуха подается с завихрениями, чтобы обеспечить оптимальное смешивание воздуха для сжигания и горючего материала.

Основной сжигаемый материал (топочный газ) подается в горелку через радиально расположенные газовые трубки. Электропитание осуществляется через распределитель, который находится в корпусе горелки и соединен с помощью фланца и гибкого шланга (рукава) с арматурной группой. Газовые трубки регулируются и аксиально и радиально для того чтобы обеспечить оптимальное прохождение потока газа в зону сжигания.

Отработанный газ 52 и 62 (богатый аммиаком (NH3)) поступает в горелку через радиально расположенные газовые трубки. Электропитание осуществляется через распределитель, который находится с внешней стороны корпуса горелки и соединен с помощью фланца и гибкого шланга (рукава) с арматурной группой. Газовые трубки регулируются и аксиально и радиально для того чтобы обеспечить оптимальное прохождение потока газа в зону сжигания.

Горелка оснащена смотровым глазком, к которому подводится охлаждающий воздух. Воспламенение осуществляется газовой / электрически запальной или пилотной форсункой с ионизационным контролем пламени. Контроль основного пламени осуществляется с помощью двух датчиков пламени с внутренней обработкой (датчик пламени также обрабатывается холодным воздухом).

Объем сжигаемого воздуха распределяется на 3 парциальных потока, при этом регулируется через внешнюю заслонку, оснащенную пневматическим приводом. Для обеспечения безопасной эксплуатации трубопровод воздуха для сжигания оборудован трансмиттером давления, способным отключить горелку, когда давление воздуха для сжигания опускается ниже минимального настроенного значения.

1.2.2. Камера сгорания (топка)

Топка представлена в горизонтальном исполнении. Материал стали и конструкция лап из углеродистой стали (P265GH). Детали с требованиями к термостойкости, такие как футерованный анкер или консоли для огнеупорного покрытия, изготавливаются из теплоустойчивой стали (1.4828/1.4841).

Подшипник к стороне на выходе топки является подшипником скольжения. Топка оснащена люком – лазом DN600, необходимыми измерительными штуцерами и смотровыми глазками. Для обеспечения многоступенчатого сжигания на входном фланце к топке подведена предварительная камера сгорания (топка). Здесь реализуются две стадии сгорания. Горелка подсоединяется фланцами к данной предварительной камере сгорания.

Топка защищена снаружи от коррозии и поставляется без футеровки. Футеровка поставляется отдельно и монтируется на месте. Сушка футеровки осуществляется на месте в ходе ввода в эксплуатацию.

1.2.3. Арматурные группы

Среда	Материал	DN	PN	RT
Топочный газ	P235G1TH	200	6	20%
№ 1 ÷ 4	P235G1TH	100/65	16	20%
№ 2 ÷ 3	P235G1TH	1000/800/800	10	20%
№ 52 + 62	1.4404/1.4571	200	6	20%

1.2.4. Вентилятор воздуха для сжигания

Вентилятор представляет собой радиальный вентилятор в одноступенчатом сварочном промышленном исполнении, соответствует DIN 241166. Рабочее колесо соединено напрямую с двигателем (лаповое исполнение), который монтируется на консоле. Вентилятор оснащен демпфером колебаний и поставляется с глушителем шума на всасе, для того чтобы соблюсти гарантированные значения по шуму.

Глушитель на всасе поставляется, с фильтром, компенсаторами и соединительным трубопроводом к горелке (макс. 15 м).

Clean Burn – устройство чистого горения печей и каминов Jotul

Устройство чистого горения создано для повышения тепловой эффективности при горении

Clean burn – это процесс дожигания летучих дымовых частиц, выделяемых при горении, путём вторичой подачи воздуха для дожига этих частиц. В результате такого дожига:

• Увеличивается эффективность до 40% по сравнению с печами без устройства дожигания дыма.
• Значительно снижается отложение сажи внутри печи и на стенках дымохода
• При этом сохраняется тепловая эффективность при горении, что приводит к экономии топлива
• Сечение дымохода остаётся прежним и не сужается из-за отложения сажи в дымоходе.
• При этом снижается пожароопасность, так как сажа – горючее вещество.
• Вредные вещества не выбрасываются в атмосферу и таким образом сохраняется экология региона.

Наглядно рассмотрим как происходит дожигание дымовых частиц (вторичный дожиг).

Воздух проходит между стенками и, предварительно нагреваясь, попадает в область вторичного горения. Дым от сгорания дров проходит через область вторичного дожига и возгарается вторично за счёт большой температуры. Таким образом недогоревшие летучие частицы в дыме сгорают и дают дополнительное тепло. В дымоход попадают только горячие газы без сажи, при этом дымоход и окружающий воздух остаются чистыми

Что показывют исследования системы “Клин Бёрн”

Часто исследования сосредотачивают только на максимальном уровне тепловой эффективности (КПД – коэффицент полезного действия) от горения. Хотя, как показывает опыт, большинство людей используют свои камины и печи в основном на медленном горении. Что позволяет назвать исследования КПД на максимальной мощности горения не самыми верными и необходимыми, так как они не учитывают
особенности реального использования таких устройств.

Исходя их этого понимаем, что для достижения максимального КПД в печах с простым горением нужно поддерживать максимальное горение, при максимально разрешённом количестве топлива в топке. При этом следует помнить, что правильно использовать дрова для сжигания при влажности не более двадцати процентов. Иначе эффективность печи будет снижаться с увеличением влажности дров.

В нашем случае дело обстоит по другому. Норвежские печи Jotul тестируют по-другому. Например, технические данные говорят, что печь Jotul оснащена системой чистого горения и её КПД равен 76%. Это означает, что этот уровень находится в определённом диапазоне тепловой мощности, например от трех до девяти киловатт.

При этом следует учитывать, что этот КПД может увеличиваться до 90% при сжигании более плотных пород дерева, таких как дуб или при использовании дровяных брикетов с искусственной влажностью не более восьми процентов.

Схема эффективности системы чистого горения Сlean burn

Верхняя схема показывает, как повышается КПД печи при увеличении мощности, то есть при увлеличении количества загруженного топлива и при увеличении подачи воздуха для горения. В то время как нижняя схема демонстрирует выделяемое количество сажи в обычных печах и в печах Jotul со вторичным дожигом, также в зависимости от тепловой мощности.

Подводя итоги отметим, что печи Jotul с устройством дожигания дымовых газов будут более эффективными в ежедневном использовании, чем печи не оборудованные вторичной подачей воздуха. В таких печах передача тепла к помещению переходит с одинаковой эффективностью при различных режимах горения, будь это два полена или больше. В то время как простые печи при малом горении передают только около 50% тепла от огня, а остальное тепло уходит в дымоход в виде сажи и такое тепло можно считать потерянным.

Если Вы видите камин отмеченный этим знаком – это значит, что в нём используется технология “Клин Берн” – чистое горение (CB). Это означает, что камин использует систему вторичного сжигания, которая преобразует до 90% дыма в тепло. Таким образом, мы получаем минимальный выброс дыма. Горение даёт больше тепла и минимум сажи.