Главная  /  Статьи  /  Оборудование

Назначение и классификация отопительных печей

Печи малой теплоемкости

Конструкции печей малой теплоемкости изготавливаются преимущественно из металла (чугун или сталь). Конструкция печи малой теплоемкости: чугунный короб, топливник, зольник, стальная труба (транспортирует газ к дымовой трубе). Чугунные камины и печи имеют особую конструкцию, которая охлаждает тончайшие металлические стенки топливника, как следствие – происходит снижение температуры горения. Одновременно с этим стенки топливника могут и сильно накаляться, быстро прогорать. Усовершенствованные конструкции печей малой емкости имеют в области топливника футеровку кирпичом, позволяющую снизить накал наружной стенки. Усовершенствование печи предполагает использование кожуха для печного корпуса. Кожух помогает уменьшить излучение от наружных стенок, закрывает нагревательные поверхности. Печи малой емкости используются для  обогрева помещений, в которых редко живут люди. Постоянного отопление дома такой печью не обеспечивается.

Печи высокой теплоемкости

Печь повышенной теплоемкости используется для регулярного нагрева помещений. Такая печь выкладывается кирпичами, которые характеризуются низкой теплопроводностью, иметь высокую удельную теплоемкость. При включенном отоплении кирпичная стенка быстро накапливает тепло, при выключении отопительной системы – равномерно отдает накопленное тепло. Малая теплопроводность печей такой конструкции необходима по следующим причинам: внутренние газоходы при включенном отоплении накапливают температуру 600-700 °C. При этом с наружной стороны печной стенки температура должна быть не больше 100 °C. Такое условие выполнимо только при минимальной теплопроводности материала. Высокая удельная теплоемкость печи нужна для аккумулирования нужного количества тепла.

Голландские печки

Голландская печь – достаточно распространена, имеет простую конструкцию, оснащена глухим подом и дымооборотом (вертикальным или горизонтальным). Недостаток голландской печи – несовершенность сжигания топлива с использованием глухого пода, плохая тяга (из-за длинных дымооборотов), теплоотдача неравномерна, малая удельная площадь наружных стен. При проведении усовершенствования голландской печи, в первую очередь, увеличивали площадь теплоотдачи. Голландская печь устанавливалась с небольшим отступом от примыкающей стены. Также в таком типе печей стали сооружаться изнутри воздушные камеры. Чтобы теплота аккумулировалась в больших объемах, подъемный канал голландской печки оборудовался кирпичной насадкой. Такая конструкция способствовала лучшему перемешиванию сгораемой топливной продукции.

Печь с верхним прогревом

Топливник печи с верхним прогревом сделан по аналогии с голландской печью, представлен глухим подом. Дымообороты подключены по последовательной схеме. Отличительной особенностью печей с верхним подогревом является особая конфигурация дымооборотов, индивидуальная наружная форма. Корпус конструкции представлен футляром из стали, что дает возможности для высокой теплоотдачи. Постепенно такие печные конструкции обрели усовершенствованный топливник, конструкцию подъемного и опускного канала по моделям архитектора И.И.Свиязева. Все теплоемкие печи совершенствовались по конкретной технологии, при которой гравитационный напор создавался при помощи естественной тяги, Такая конструкция обеспечивала вывод продуктов сгорания вверх по вертикали из топливника.

Колпаковые печи

В основе системы колпаковых печей лежит параллельный ток газов, проходящих по единому кольцу (пришедший на смену последовательным дымооборотам). Печная теплоотдача по всему периметру осуществляется в колпаковой печи равномерно, поскольку газ охлаждается равномерно. Колпаковая печь имеет два взаимосвязанных элемента: нижняя часть представлена топливником, верхний участок печи – колпак. Схема действия печи: в топливнике есть крышка с узким отверстием, через которую горячий легкий газ выходит наружу. После выхода газ встречает препятствие – колпак, и начинает растекаться в направлении свода и боковых стен печи. Дым охлаждается, тяжелеет и оседает к печному основанию. Дальше – переходят  в дымовую трубу, тягой выводятся в атмосферу. Дым в печи циркулирует под действием собственной силы тяжести. Печь имеет облачение – стальной короб, позволяющий увеличить теплоотдачу. Недостаток колпаковой печи: неравномерный прогрев верхней и нижней ее части. Колпаковая печь эффективно работает при использовании лишь некоторых типов топлива, в основном короткопламенных углях.

Печь для сжигания каменного угля

В основе конструкции этой печки – колосниковая решетка на топливнике. Раскаленный газ, расположенный в топливнике, поступает под печное перекрытие и распределяется по боковым каналам, спускается в нижнюю часть печи и попадает в дымоход и через него выводится наружу. Колосниковая решетка – выдвижного типа. КПД такой печной конструкции может достигать 80%. Особенность этой печки заключается в том, что продукты сгорания направляются не сразу вверх, а сначала – в нижний участок печи, для лучшего обогрева нижней части конструкции. Затем газы, слегка остывшие, идут вверх и обогревают участок печи вверху.

Индустриальные отопительные печи.

Первая отопительная индустриальная печь появилась после войны. Массовое жилищное строительство и переход от кирпичной к бетонной кладке стали поводом для усовершенствования отопительных систем. Масса индустриальной отопительной печи была снижена за счет прогревания наружных стенок печи до большой температуры (100 °C). Первая индустриальная печка имела каркасный тип. Изнутри конструкция была оформлена кирпичной кладкой, дополнительно проводилась обшивка металлическим листовым материалом. Печные блоки стали собираться из бетонных конструкций. Трудности возникали при подборе бетонного состава для таких блоков. Бетон должен иметь оптимальную для таких конструкций жаростойкость. Центральный научно-исследовательский институт промышленного строительства вместе (ЦНИИПС) вместе с К.Д. Некрасовым вычислил оптимальную жаростойкость бетона для изготовления печных блоков. В последующем изготовление индустриальных печей из бетонных блоков стало невыгодным. Невозможность создания большого ассортимента, много швов (что в результате провоцирует щели в печной конструкции). По этой причине на смену блочным элементам печи пришли кольцевые замкнутые блоки.

Печи непрерывного горения

Печные конструкции с периодической топкой имеют свои преимущества. Но инженерные мастера старались усовершенствовать печи, сделать стационарную печь с непрерывной системой горения. Накопить тепло такая печь может и без кирпичной кладки изнутри. Печь непрерывного горения отличается стабильностью, обеспечивает равномерный и экономичный расход тепловой энергии. Однако  есть у печей непрерывного горения и свои недостатки. Такая конструкция не имеет большой эффективности и надежности. Причина в том, что непрерывная работа такой конструкции остается неконтролируемой. Особенно важно контролировать начальный этап разогрева и просушки, а также момент догорания топлива. Для изготовления печей с непрерывным горением требуется использование специальной высококачественной топочной фурнитуры.

Водяные печи

Водяная теплоаккумуляция в печных конструкциях является эффективной заменой кирпичной кладке. Принцип действия водяной печи – газ из топливника поступает в верхний короб. Из короба газовый поток идет в две боковые опускные трубы. Из них – через дымоотводящий патрубок – в дымовую трубу, дальше – выводится наружу. Изнутри печь соединяется с газоотводом при помощи предохранительного клапана (представлен сифонной трубкой). Если печь будет перегреваться и провоцировать повышение водяного давления – водяной пар через клапан выйдет в газоотвод.