Бесканальные (колпаковые) конвективные системы.

Выше говорилось о свойствах этой системы. Главный недостаток – перегрев верхней части, легко устраняется устройством двухъярусных печей «колпак над колпаком», то есть печей «двухъярусный колпак». Кроме того, имеется потребность в невысоких печах 15-20 рядов, в которых влияние верхнего перегрева незначительно. Основное преимущество – малое внутреннее сопротивление потоку газов, разделение потоков горячих и холодных газов и как следствие, высокие теплотехнические показатели. Этими свойствами (преимуществом), не обладает ни одна конвективная система. Если сравнивать вышеуказанные конвективные системы, то можно сказать, что конструирование многофункциональных очагов, работающих на принципе свободного движения газов, находится в начальной стадии развития, так как другие системы себя исчерпали. Этот принцип позволяет сконструировать печи с учётом всего многообразия требований архитектора, заказчика, конструктивных решений здания. Только применение принципа свободного (естественного) движения газов, позволило создать большой ряд многофункциональных печей, которые находят всё больший спрос, объединить печь с камином, в которой стенки камина прогреваются, то есть, являются частью печи. При этом камин и печь могут работать на одну трубу одновременно. Более того, позволяет использовать один дымовой канал (трубу) для нескольких печей и каминов; это позволяет выполнять 2-3-х этажные печи, работающие одновременно на одну трубу.

Разработка конструкций печей типа «двухъярусный колпак» с применением внутренней огнеупорной оболочки позволит получить идеальную печь со значительным сроком эксплуатации.

Анализ конструкций некоторых очагов.

Рассмотрим, ранее упоминавшуюся «Китайско-Финскую» печь (очаг). Очаг включает в себя отопительную печь, плиту с духовкой, лежанку между ними с отопительным щитком (спинка), полки; имеет горячее водоснабжение. Очаг имеет комбинированную конвективную систему. Отопительная печь выполнена на принципе противотока (смотрите ранее приведённую схему). Отопительный щиток имеет последовательную конвективную систему. Отопительная печь и плита могут топиться раздельно или вместе; имеются режимы обогрева лежанки и отопительного щитка печью или плитой. Плита может топиться по-летнему. Достоинства очага: функциональная ценность, долговечность отопительной печи; дымовые газы ходят со второго ряда, стенки печи имеют одинаковую толщину и прогреваются с первого ряда.

К недостаткам очага можно отнести:

· необходимость топить печь и плиту одновременно для получения максимальной теплоотдачи;

· сложность в управлении;

· при раздельной топке, неравномерный прогрев, что уменьшает её трещиностостойкость;

· из отопительной печи газы поступают в теплообменные каналы лежанки и отопительного щитка отработанные (вторичные), что значительно снижают их обогрев и трещиностойкость; кроме того, принятая конвективная схема отопительного щитка (последовательно соединённые каналы) не эффективна;

· имеет большое сопротивление выходящим газам;

· отопительная печь имеет верхний обогрев.

Очаг не отвечает пунктам 2,3 концепции, пунктам 2, 3, 4, 6, 7 требований И.С.Подгородникова.

Аналогичная печь ОВИК_ЗК10л, stove.ru разработанная мной, содержит отопительно-варочную печь, полочки над плитой, лежанку, имеет одну топку. Кроме того, имеет камин, может иметь горячее водоснабжение, духовку и отапливаться электричеством. Имеет ясную, простую схему движения газов. Отвечает полностью концепции и требованиям И.С.Подгородникова. Обогревается равномерно, начиная с первого ряда. Имеет летний режим топки.

Прежде, чем вернуться к рассмотрению других печей (очагов), рассмотрим влияние требований СНиП 2.04.05-91*, на теплотехнические показатели печей.

Все типовые проекты печей выполнены с учётом требований п.3.85, где устанавливаются расстояния от уровня пола из горючих и трудногорючих материалов до дна зольника-140 мм, до дна газооборота-210 мм. Это требование ведёт к уменьшению тепловой мощности печей до 16%. Кроме того, ухудшается тепловой режим помещения, так как не прогреваются самые нижние его слои, полы остаются холодными. Попытка нагреть полы, ведёт к перетопу печей, перерасходу топлива. Учитывая важность изложенного, целесообразно лабораторными исследованиями обосновановать указанные расстояния, или предусмотреть другие противопожарные мероприятия. Печи должны греться с 1 ряда. Западная технология предусматривает движение газов со второго ряда (смотрите ранее приведённую Китайско-Финскую печь).

Пункты 3.65 (одну печь следует предусматривать для отопления не более трёх помещений …) и 3.70 (для каждой печи, как правило, следует предусматривать отдельную дымовую трубу …), для жилых индивидуальных домов, не соответствуют велению времени и обедняют возможности варьирования объёмно планировочными решениями зданий. Для таких домов, на мой взгляд, возможно, разрешить отапливать одной печью 4 помещения, а так же не актуально, сколько печей работают на одну трубу. Много лет прекрасно работают наши двух, трёхэтажные печи с каминами одновременно на одну трубу.

Рассмотрим работу некоторых типовых печей, рекомендуемых Госстроем России (серия 1.193-1 и 1.193-2) и некоторыми авторами к применению.

Печи бытовые отопительные.

Общие характерные недостатки: (ОПТИ-1, ОПФ-1, ОПТ-11 (ПТО-4800), ОПМ-9, а так же ПТО-2800, ПТО-3100 (ОПТ-3), ПТО-3300, ПТО-4400 (ОПТ-9)) наличие рассечек в колпаках ухудшает их работу, печи плохо чистить; в топке не предусмотрены сухие швы или отверстия для пропуска холодных газов, горячие газы в этом случае вымываются из нижнего колпака. Печь-стенка с выносным топливником (ОВТ-1) имеет, кроме того, горизонтальные каналы, которые быстро засоряются.

Печи, рекомендуемые А. Е. Школьником, (Печное отопление малоэтажных зданий, Москва «Высшая школа» 1991г): ПТО-2500 и ПТОУ-2500 имеют последовательную неэффективную конвективную систему. Печь ПТО-3300 имеет большую высоту подвёрток в обоих колпаках и как следствие уменьшенную теплоаккумулирующую способность печи. Печь ПТО-3900 - неудачно сконструирован нижний колпак, мала протяжённость (сечение) колпака, велико сечение соединительного канала, большая высота подвёртки. Печь ПТО-4400 (ОПТ-9) кроме характерных недостатков, имеет заниженные нижние колпаки и горизонтальный межколпаковый канал, что ухудшает её работу. Отвечает всем требованиям круглая печь ПТО-2000Ф (ОЦФ-1), а также типовые печи ПТО-5000 (ОПТ-10), ПТО-5300, ПТО-6000, ПТО-2800 при условии выполнения в топке сухих швов или отверстий, для пропуска холодных газов. В печи ПТО-2800 нежелательны рассечки в верхнем колпаке.

Двухъярусные печи (2-х этажные), приведённые в этой же книге, имеют те же недостатки, что и их прототипы: ПТД-2800/2600 (прототип ПТО-2800), ПТД-4400/3500 (ПТО-3900), ПТД-5400/5000 (ПТО-5300). У типовых индустриальных каркасных печей нет отверстий или сухих швов для пропуска холодных газов.

Очень хороша отопительная печь «двухъярусный колпак» 77х77см И.С.Подгородникова.

Отопительно-варочные печи.

1. Кухонные плиты типовой серии (КП-3, КП-4) имеют следующие недостатки: неравномерный прогрев духовки (дымовые газы оборачиваются вокруг неё с 3-х сторон); внутренняя стенка топливника толщиной ¼ кирпича не обеспечивает требуемый прогрев духовки и прочность (долговечность) топливника. Эти плиты должны подключаться только к дымовой трубе. При подключении их к отопительному щитку вторичные, отработанные газы не обеспечивают требуемый прогрев щитка.

2. Кухонная плита КПОЩ со щитком - абсолютно не работоспособная печь. Основные недостатки: кроме указанных в п.1, имеет два топливника; для получения максимальной теплоотдачи необходимо топить печь и плиту одновременно; в зимнем режиме топки плиты, газы попадают в щиток через зольник (который, с каналом из плиты, постоянно засоряется); в этом режиме, за счёт подсоса воздуха из двух дверок, падает температура отработанных уже в плите газов. Поэтому не обеспечивается требуемый нагрев щитка. Щиток имеет несовершенную конвективную систему (верхний прогрев). Нет регулирования нагрева воды. Между тем, печь (двухъярусный колпак) с такими же функциями и мощностью, но без указанных недостатков, легко решить.

3. Отопительный щиток ОЩК-1, обогревается теплом, отходящих от кухонной плиты газов. Конструкция щитка и плиты не позволяет получить равномерный прогрев стенок плиты и щитка, так как в щиток попадают вторичные, отработанные газы. Конвективная система щитка не совершенна.

4. Кухонные плиты с котлом КПВ-1, КПВ-2. Размещение, всегда холодного, котла (ядра) в топке, значительно снижает температуру в ней. Поэтому не происходит полного сгорания газообразной составляющей топлива, и требуемого нагрева теплоносителя. На такой плите трудно вскипятить воду.

5. Отопительно-варочные печи Ш-5 и Ш-2 имеют комбинированную конвективную систему с нижним обогревом, с принудительным движением газов, менее эффективную, чем система «двухъярусный колпак». Печь Ш-2 имеет недостатки, указанные в п.1. Печь Ш-5 легко переделывается в печь «двухъярусный колпак» (смотрите ОВИК-9 http://www.stove.ru/index.php?lng=0&rs=74).

Сопоставляя всё сказанное, можно подтвердить сказанное 45 лет назад И.С.Подгородниковым - «Печь двухъярусный колпак станет основным типом печей в Советском Союзе», приведя это высказывание к современным условиям.

И. В. Кузнецов

06/01/2001 © Igor Kuznetsov "Kuznetsov's stoves"