вопрос:
Плохая тяга из камина

Реализация дымососа без вентилятора в печной трубе

Тяга из печи-камина с водяной рубашкой, он же - "котёл"

продолжение

начало:
< Тяга в дымоходе: не-механический "вентилятор"-дымосос в печной трубе (трубе камина)
Конструкция дымососа без вентилятора в печной трубе

читайте также - теория отопления, кондиционирования, вентиляции:
HVAC дома - отопление, вентиляция, кондиционирование воздуха самодома

Хорошее горение топлива печи и большая доля тепла для отопления - а не расход на тягу в трубе: дымосос, тягодутьевая машина, эжекционная дымовытяжная установка.

Аэродинамический дымосос улучшил:
растопку печи - дал стартовую тягу;
при топке печи немного помогает при неблагоприятном ветре.
Срок службы вентилятора - вентилятор вне печной трубы имеет срок службы много лет.

Хочу обратить внимание, что в статье "про дым в комнату из печки" означает: дым в комнату из печки при открытой дверце печки.
Сейчас, когда нужно подложить дров или пошевелить в печке, одна рука автоматически тянется к выключателю вентилятора на чердаке, а вторая - к ручке печной дверцы.

Испытания дымососа для печи-камина в доме

Первые горячие испытания аэродинамического дымососа без вентилятора в каминной трубе показали, что дымосос при растопке тянет, заметен положительный эффект. С нашей печью-камином с водяной рубашкой для водяного отопления (О, с точки правильности зрения горения - это тяжелый случай! "Котел" слишком хорошо впитывает тепло топки.)

Испытывал дымосос в двух тяжелых для топки случаях погоды:
1. в сильных утренних туманах;
2. при порывистом ветре 5-9 метров в секунду.
В обоих случаях температура воздуха +5...+12 градусов Ц.

Но сначала о конструкции Первого варианта.

Конструкция дымососа без вентилятора в печной трубе V1.0 :)

Вентилятор: соосный тандем из двух вентиляторов SP12025S1L3 0,2 ампера 12 вольт (диаметр 120 мм), air flow 65,78 CFM (воздушный поток ), Static Pressure 1.68 mmH2O (всего-то!)
the air flow (in cubic feet per minute)

Spire Corp., The Netherlands.
Производство Shenzhen, China
(spirecoolers.com)

Диаметр трубы From fan - 110 мм (рис. Тяга в дымоходе: не-механический "вентилятор"-дымосос в печной трубе (трубе камина), статья Тяга в дымоходе: не-механический "вентилятор"-дымосос в печной трубе (трубе камина), линк - в начале)
Диаметр трубы From stove - 130 mm
Диаметр внутренней трубы - 100 мм.
(Да, для упрощения конструкции дымоходного вентилятора вместо расширения трубы - выше идет такой же диаметр, как и от печки.)
Верхняя кромка внутренней трубы ниже внешней трубы на 70 мм.
На печную трубу надет колпак, диаметр - 220 мм, высота "щели"- 100 мм.

Тяга из холодной печи немного есть, пламя спички слабо втягивается в поддувало.
При опыте с дымом становится ясно, что поток воздуха от вентилятора не успевает втянуть в себя (пока он ламинарный) поток печного газа из внутренней трубы - дистанция их взаимодействия меньше 100 мм, а выше начинается турбулентнасть из-за колпака.

А когда печка разгорается, при открытой дверце печи, при порыве ветра, дым перетекает в комнату через верхнюю кромку проема печной дверци.

Снял колпак с трубы, получилась версия дымососа V1.1.

Конструкция дымососа без вентилятора в печной трубе V1.1

В печная трубе без колпака тяга заметно появилась при растопке. При открытой дверце печи дым идет в дымоход, в комнате запаха почти нет. Но при порыве ветра ясно видно, как происходит срыв ламинарного потока - ровный (ламинарный) столб дыма над трубой между порывами ветра имеет высоту около полуметра, а при порыве ветра столб ломается. И тут же дым из открытой дверцы. Благо, для испытательного холодного дыма, жёг в печке влажную траву из компостной кучи.

Надставил печную трубу еще на 0,6 метра, получилась версия дымососа V1.2.

Конструкция дымососа без вентилятора в печной трубе V1.2

Порывы ветра стали заметно меньше влиять на тягу при растопке. Оно видно и по выходящему дыму - форма дыма не меняется принципиально, то есть поток воздуха от вентилятора на дистанции 0,7 метра (5,4 диаметра трубы) успевает "разогнать" поток печного газа.

Но когда печка разгорается, увеличенивается количество печного газа, дополнительная тяга мало заметна, на фоне увеличивающейся естественной тяги. То же самое наблюдалось и в вариантах трубы и 1.0, и 1.1.

И что будет с тягой, если скорость ветра возрастёт до 15 м/сек?

Поэтому, вместо вентиляторов без щеток, суммарной мощностью 4,8 ватта решаю поставить вентилятор ватт на 70, от автомобильной печки.

Конструкция дымососа без вентилятора в печной трубе V2.0

Вентилятор от автомобильной печки с двигателем от Bosch тока ест намного больше (6 ампер), шумит на "все 220 вольт", трясёт печную трубу. Поэтому пришлось соединять жесткую металлическую трубу к печной трубе через гофрированную алиминиевую "трубу"-воздуховод.

Помогло. Мощность вентилятора пришлось снизить - включил последовательно "балластное сопротивление" из двух параллельных 12-вольтовых лампочек на 50 и 20 Вт. На случай ветра предусмотрено и включение на полную мощность.

Итого, аэродинамическое устройство-дымосос для увеличения тяги в печной трубе с вентилятором вне самой печной трубы работает и даёт положительный эффект в ситуациях:

1. Растопка печи - дает стартовую тягу:

1.1. При неблагоприятном направлении ветра (у нас это восточный ветер - фронтон, и подсасывает воздух из дома с южной и западной стороны)
1.2. При относительно теплой погоде (выше нуля по Цельсию), при тумане и высокой влажности - когда плотность окружающего дом воздуха низка по сравнению с плотностью теплого воздуха в доме.
1.3. При температуре воздуха во внешней части печной трубы ниже температуры окружающего воздуха - за счет ночного радиационного охлаждения, влаги на и в трубе.
1.4. Интенсивное проветривание трубы ускоряет разогрев трубы, выход тяги печи на рабочий режим.

2. Возможно, более быстрый разогрев трубы уменьшит отложения "смолы" и сажи в дымоходе.

3. При топке в рабочем режиме совсем немного помогает при неблагоприятном ветре.

4. Надеюсь, при усовершенствование конструкции печной трубы дымосос позволит снизить температуру печных газов в дымоходе, т.е. отбирать больше полезного тепла для отопления.

5. Дымосос выбрасывает печной дым на 0,2-2 метра вверх, аки из паровоза на полном газу. Красота! :)

6. Вентилятор, стоящий вне печной трубы, на чердаке работает в идеальных условиях, поэтому срок службы обязательно будет много лет.

Кстати, попытался сравнить "на глаз" тягу от маломощных вентиляторов без щеток и со щетками (автомобильный). Получилось, что 1 "безщеточный" электронный ватт равен 2 ваттам со щётками. Неужели маломощные электродвигатели столько энергии расходуют на трение щеток?

Включил вентилятор на полную мощность - от аккумулятора проложил медные провода сечением 10 мм квадратных

Теперь растопка печи пошла намного быстрее: через 2-3 минуты огонь в топке полыхает белым пламенем как в кузнечном горне. Но какой большой расход воздуха! С ним в трубу "вылетают" дрова... В смысле, неэкономичное горение. А восходящий поток воздуха подхватывает только угольки, которые взрываются, аки метеоры. Как только дрова разгорятся - выключаю. В связи с чем наметил следующий этап - делать супер-экономичную печку на обеднённой топливной смеси - читайте Печь с горением с избытком воздуха, с дожигом печного дыма в высокотемпературном пламени

Но как стабилизировать тягу про порывистом ветре 15 м/с с разных направлений у разгоревшейся печи?

Один вариант - управлять от БЦВМ эдак киловаттным турбонасосом, так как энергия ветра пропорциональна кубу скорости ветра - Проблемы использования энергии ветра, проблемы ветротурбин - а значит, и влияние ветра на тягу в дымоходе имеет кубическую зависимость от скорости ветра.

* - бортовая цифровая вычислительная машина, в т.ч. на крылатых ракетах.
Имеется в виду, что разница давлений в помещении и в топочной камере, в дымоходе и в окружающем воздухе постоянно быстро меняются: ветер - это вихрь. А воздушный насос не может стабилизировать мгновенный расход воздуха в дымоходе. (Расход - это метрологический термин, количество газа или жидкости, проходящей через некое сечение за единицу времени. Мгновенный - в данный миг.) Поэтому для увеличения быстродействия регулирования нужен вычислительный комплекс, предвидящий обстановку - скажем, на 0,25 секунды вперёд. Примерно как на самолёте B-2 стелс - тяжелом бомбардировщике фирмы Northrop, который из-за своей дурацкой "невидимой" формы вообще-то летать не может, но летает под управлением компьютеров.

... А второй вариант - делать активный колпак на печную трубу. Но это уже будет версия дымососа V3.0.
Эксперименты и наблюдения продолжаются!

Скоро у меня печное отопление (эко! на эко-топливе, т.е. чистых горных дровах) станет резервным, на случай аномальных холодов и на случай неблагоприятных условий для извлечения бесплатной энергии из альтернативных источников.
О том, как это делается:
Принципы функционирования самодома

Развитие направления:
Так как появилась возможность регулировать тягу в печи как надо, то следующий этап - обеспечить полное сгорание топлива, без сажи и дыма:
Печь с горением с избытком воздуха, с дожигом печного дыма в высокотемпературном пламени

P.S. При эксплуатации "печного вентилятора" обнаружились неожиданные полезные побочные эффекты:
1. Очень лёгкая растопка печи.
2. "Включение" печки раздуванием углей. Если в печке осталось хоть несколько угольков (несколько часов спустя после окончания топки), то можно положить растопку и раздуть вентилятором. Обычно растапливаем печь подсолнечным маслом (самое дешевое жидкое топливо!), налитым в обрывок картонной яичной упаковки (2-3 ячейки), с опилками, скорлупой грецких орехов и пр. (Зимой колоть орехи и лузгать семечки - самое время.) Но для растопки с тлеющим угольком это не пригодно. Прекрасная комбинация растопки: стружка с... сушеными мандариновыми корками - через 2-5 мин. вентилятор раздувает в пламя. Эфирные масла корки мандаринов горят лучше бензина!

 
последние изменения статьи 26ноя2012, 05янв2013, 12янв2013