Печи, камины - А. Теверовский

Торф кусковой 3000

Торф брикетный 4000

Бурый уголь 4700

Каменный уголь 5000—7000

Антрацит 7200

Теплота сгорания древесины весьма заметно зависит от ее влажности. Так, при сгорании 1 кг сухих сосновых дров выделяется 4500 ккал, при влажности дров 30 % – 3250 ккал, при 50 % – 2050 ккал.

При валке влажность древесины составляет 50–55 %. Через 1–2 года влажность при храпнении древесины на открытом воздухе снижается до 25 %, а в теплом помещении – до 15 %.

Дрова – экологически наиболее чистое топливо. В древесине содержится: серы – до 0,02 %, азота – до 0,12 %, золы – до до 0,5 %.

КАК УСТРОЕНА ПЕЧЬ

Корпус чисто отопительной печи состоит только из топливника и дымооборотов. В варочных и других видах бытовых печей могут еще предусматриваться плиты, духовки, водогрейные коробки и т. п.

Топливник – основная часть печи. Его конструкция должна удовлетворять следующим требованиям: вмещать необходимое количество топлива (не менее 75 % всего топлива, потребного на одну топку); обеспечивать достаточное поступление воздуха к горящему топливу; сохранять высокую температуру в зоне горения.

Допускаемая теплонапряженность объема топливника, равная 200–250 тыс. ккал/м3. ч, определяет его минимальный объем. Если он недостаточен, не будет обеспечена необходимая теплоотдача печи. Кроме того, для удобства кладки размеры топливника должны быть кратны размерам кирпича.

Размеры топливника в значительной степени определяются теплоотдачей печи. Так, его ширина при теплоотдаче печи до 1000 ккал/ч составляет 120 мм; при 4000 ккал/ч – до 270 мм; при большей теплоотдаче – до 500 мм.

Длину топливника принимают равной 260–510 мм. Для дров лучше иметь более длинный топливник, чтобы поленья укладывались и сгорали лежа. Это обеспечивает более полное сгорание и, следовательно, большую экономичность.

Высота топливника зависит от вида топлива. При использовании дров она колеблется от 420 до 1000 мм, считая от колосниковой решетки (от 6 до 15 рядов кладки). Колосниковую решетку укладывают обычно на 1–2 ряда ниже уровня топочной дверцы с тем, чтобы при ее открывания горящие угли не выпадали на пол. Иногда колосниковую решетку устанавливают с наклоном, при котором задняя часть ее выше передней на 4–5 см. Такой подъем пода обеспечивает более равномерное горение топлива и отделенно пламени от дыма (рис. 1, а).

Т о п л и в н и к рекомендуется выкладывать или футеровать огнеупорным или шамотным кирпичом. Толщина стенок должна быть не менее чем Ѕ кирпича. Если перекрытие топливника выполнить в виде свода, то лучистая энергия, отразившись от него, вернется в зону горения, что улучшит процесс горения топлива.

В топливниках для дров хорошо горит и торф с обычной влажностью (25–30 %), и каменный уголь (последний горит только на колосниковой решетке). Для сжигания более влажного торфа, торфяной крошки и кизяка топливник делают с двумя колосниковыми решетками: горизонтальной – в задней части пода и наклонной – в передней (рис. 1, б). Торф разжигают на горизонтальной решетке. Когда он разгорится, топливник загружают остальным топливом, закрывая при этом и наклонную решетку. Чтобы мелкие частицы торфа и кизяка не просыпались сквозь решетку, прозоры в ней не должны превышать 8—10 мм.

В топливнике для сжигания каменных углей и антрацита нужно обеспечить усиленный подвод воздуха в зону горения. Это условие удовлетворяется при установке колосниковой решетки, по размерам равной поду топливника (рис. 1, в, г). Отметим, что для сжигания каменных углей необходимы усиленные колосники (чтобы они быстро не прогорали) с высотой пластин не менее 40 мм. Тогда воздух, идущий из зольника к топливу, охлаждает решетку, и она дольше служит.

Рис. 1. Топливники для различных видов топлива: а – для дров; б – для торфа; в – для каменного угля

3 о л ь н и к о в а я к а м е р а, находящаяся под колосниковой решеткой, служит для сбора золы и остатков несгоревших частиц топлива и главным образом для подвода воздуха через поддувальную дверцу и щели колосниковой решетки к топливу, находящемуся в топливнике. Высота зольниковой камеры – обычно три слоя кирпича.

Чтобы газы не проникали в помещение при закрытой печи, в дымовой задвижке или вьюшке следует предусмотреть сквозное отверстие диаметром не менее 10 мм.

Для повышения коэффициента полезного действия (КПД) в печах устраиваются системы д ы м о о б о р о т о в. Их назначение – так организовать движение горячих газов, поступающих из топливника, чтобы они, двигаясь по каналам и камерам, отдавали оптимальное количество теплоты кирпичной кладке. Очень важно, чтобы площадь внутренней тепловоспринимающей поверхности дымоходов печи соответствовала объему топливника. Так, если площадь поверхности дымоходов недостаточна, то теплота будет уходить в дымовую трубу недоиспользованной и это снизит КПД печи. При излишней же площади поверхности дымоходов температура уходящих газов будет настолько низкой, что вызовет появление конденсата.

ЭТО ПОЛЕЗНО ЗНАТЬ

Мелкий уголь и угольная пыль могут гореть и выделять теплоту не хуже, чем куски крупного угля. Подобную мелочь, завернув после предварительного смачивания в пакеты из газеты, загружают в печку по 1–2 пакета вместе с кусками крупного угля, размещая их у стенок топливника.

Если мелкого угля слишком много, то для его сжигания можно использовать следующий прием: ввести через верхнюю конфорку и поставить на колосник отрезок жестяной трубы. Затем заполнить ее снизу короткими дровами, а сверху крупными кусками угля. Снаружи трубу надо обложить увлажненным мелким углем. Печь растапливают после извлечения трубы. Подобная укладка обеспечивает прохождение через колосниковую решетку и толщу угля достаточного для горения количества воздуха.

Для наилучшего усвоения теплоты необходимо, чтобы площадь внутренней поверхности дымооборотов превышала площадь наружной теплоотдающей поверхности печи на 30–35 %. Площадь внутренней поверхности печи зависит от сечения дымооборотов, их числа и системы расположения.

Вce дымообороты должны иметь достаточное сечение для свободного пропускания всего объема образующихся при сгорании топлива дымовых газов.

Как правило, размеры каналов кратны размеру кирпича и обычно равны 260x130 мм (1х №/2 кирпича) или 130 х 130 мм (№/2 х №/2 кирпича). Площадь сечения каналов дымооборотов также должна быть согласована с тепловой производительностью печи. При чрезмерно большом их сечении печь недостаточно разогреется, при слишком малом – будет дымить. Опыт говорит, что дымообороты при теплоотдаче печи до 3000 ккал/ч должны иметь сечение 170–250 см2, а при теплоотдаче 3000–5000 ккал/ч – 250–300 смІ.

На практике применяют как бесканальные, так и канальные системы дымоходов (дымооборотов), которые подразделяются на одно – и мпногоборотные (рис. 2).

а

б

в

Рис. 2. Системы дымооборотов печей: а – многооборотная с вертикальными каналами; б – многооборотная с горизонтальными каналами; в – однооборотная с вертикальными каналами; г – однооборотная многоканальная;

д – бесканальная

Однооборотная система состоит из одного подъемного канала и одного (или нескольких, соединенных параллельно) опускных. Преимущество параллельного варианта – низкое сопротивление движению дымовых газов и более равномерный прогрев массива печи. К недостатку однооборотной системы можно отнести то, что верхняя часть печи прогревается значительно больше, чем нижняя. В малых печах этот недостаток в какой-то мере компенсируется достаточно сильным прогревом стенок топливника. В больших же печах приходится прогревать низ печи, пропуская наиболее горячие газы по каналам, расположенным в нижней части печи, что обеспечивает наиболее благоприятный режим прогрева помещения.

Многооборотная система дымоходов включает в себя несколько последовательных вертикальных или горизонтальных каналов. Один из недостатков такой системы состоит в том, что, двигаясь от топливника к дымовой трубе, газы совершают много поворотов и поэтому испытывают значительное сопротивление своему движению. Другой недостаток многооборотных систем – резко неодинаковый прогрев печи на участках первого и последнего канала, а это может привести к растрескиванию кладки. Поэтому применять многооборотную систему обычно не рекомендуется.

При выборе системы каналов надо также учесть, что вертикальная система дымооборотов обеспечивает большую теплоотдачу дымовых газов, а горизонтальная – более надежную тягу, что немаловажно, скажем, при недостаточно высокой трубе.

Из соображений противопожарной безопасности верхняя поверхность перекрытия печи должна располагаться от потолка (обычно делаемого из сгораемых материалов) на расстоянии 55–45 см.