Вся електронна бібліотека >>>

Зміст книги >>>

  

Будівництво та ремонт

Побутові печі, каміни і водонагрівачі


Ю. П. Соснін, Е. Н. Бухаркин

 

РОЗДІЛ I

КАМІНИ ТА ПОБУТОВІ ПЕЧІ НА ТВЕРДОМУ ПАЛИВІ

ГЛАВА I

ВИНИКНЕННЯ І РОЗВИТОК КАМІНІВ І ПОБУТОВИХ ПЕЧЕЙ

4. Призначення і класифікація опалювально-варильних печей і плит

  

 

На зорі розвитку людського суспільства найважливішою віхою, ознаменувала початок його культурного розвитку, було, безсумнівно, свідоме і систематичне використання вогню.

Перенісши в оселі вогневої вогнище, змінюючи та вдосконалюючи його опалювальні властивості, людина в той же час прагнув використовувати його і для приготування їжі. Треба сказати, що задача спільного використання вогневого пристрої для цих цілей ускладнювалася істотно різними вимог, що висуваються до цих процесів. Наприклад, по санітарно-гігієнічним вимогам температура зовнішньої теплоотдающей поверхні опалювальних пристроїв обмежена 90-100 °С, а для приготування їжі вона повинна бути значно вище - близько 250-300 °С. Тому спочатку (нерідко і в даний час) харчоварильні пристрої створювалися окремо від опалювальних, і тільки після удосконалення і відпрацювання тих і інших стали створюватися комбіновані конструкції, які; володіють і універсальністю, і добре доповнюють один одного у теплотехнічному сенсі.

Застосування комбінованих конструкцій тому більш економічно у порівнянні з використанням пристроїв одноцільового призначення.

Розвиток опалювально-варильної техніки в нашій країні істотно відрізнялося від зарубіжної практики. У країнах Західної Європи з м'яким кліматом були помірні вимоги до опалення і більшу увагу приділялася пищеварочным пристроїв. У суворих кліматичних умовах нашої країни, зі специфічним способом життя сільського населення, потрібно універсальний пристрій для інтенсивного обігріву житла, але в якому можна було б також готувати їжу і, головне, випікати хліб. Знадобилися багато роки експериментів і пошуків, які завершилися створенням конструкції, що стала підсумком колективної народної творчості, справедливо названої російською піччю.

З тих пір російська піч багато десятиліть була невід'ємною приналежністю кожної селянської хати. Виключно широке поширення російської печі (в 30-х роках XX ст. у нашій країні їх налічувалося близько 20 млн. шт.) пояснювалося вагомими причинами: універсальністю, простотою конструкції і викладки, виконуваної з звичайного червоної цегли; можливістю роботи на найбільш поширених в сільській місцевості видах палива-дровах, торфі, кизяке.

Конструкція російської печі постійно удосконалювалася ( 14). Пристрій звичайної російської печі показано на 14, а. Паливо розташовують у топливнике, поблизу гирла, необхідний для горіння повітря надходить через нижню частину гирла, а продукти горіння, віддавши теплоту поду, стінок і зводом топливника через отвори в щитку, розташованому у верхній частині печі, надходять в димову трубу. Горщики з їжею уста-.навливаются на під припічка або в передній частині топливника. Якщо в печі треба випекти хліб, то після вигрібання золи у топливник садять тісто і закривають гирлі заслінкою. Для збільшення кількості переданої теплоти приміщенню піч( встановлюється з відступом від стін приміщення. Під подом роблять піщану прошарок для кращого збереження теплоти і вистилають його клінкерними плитами.

Накопичений за довгі роки досвід використання великого числа російських печей виявив їх характерні недоліки:

горіння палива в них (на глухому поду) недостатньо абсолютно, так як відсутні пристосування для регулювання витрати повітря, в результаті чого передня частина топкової камери вентилюється великою надмірною кількістю повітря, що знижує тепловий ККД печі;

опалювальні печі якості в цілому невисокі, причому більше важлива для створення комфортних умов нижня зона печі прогрівається дуже слабо;

приготування їжі в літній час пов'язане з витратою великої кількості палива на прогрів усього масиву кладки і до того ж викликає шкідливий перегрів приміщення;

з-за великої товщини стін (вони викладаються в цілий цегла) великі габарити печі;

піч непридатна для спалювання кам'яного вугілля. Недоліки російської печі спонукали фахівців пічного справи шукати шляхи її удосконалення. Починаючи з другої половини XIX ст. з'явилися різні проекти модернізації російської печі. Проте в дореволюційній Росії ці роботи велися зусиллям окремих ентузіастів і без належної підтримки царського уряду не приводили до відчутних результатів. Після перемоги Великої Жовтневої соціалістичної революції партія і уряд приділяли велику увагу питанням розвитку пічного справи, щоб поліпшити умови життя величезних мас селянства, що встали на шлях колективізації. У 1920-1930 рр. ініціативи партійно-господарських і державних органів проводилися численні конкурси, на яких розглядалися проекти нових печей. В довоєнні роки також були запропоновані та апробовані багато вдосконалені конструкції російської печі, але особливо широкого розмаху ці роботи отримали в післявоєнний період відбудови народного господарства.

Ці роки/характеризуються подальшим якісним розвитком печестроительной техніки, яка продовжується і в даний час; незважаючи на повсюдне поширення централізованого теплопостачання.

Удосконалення російської печі відбувалося/в наступних основних напрямках:

створення оптимальних умов горіння палива в котельній камері;

поділ опалювальної та пищеварочной функцій печі шляхом введення додаткового пищеварочного вогнища;

підвищення опалювальних якостей печей за рахунок конструювання системи димооборотов;

збільшення прогріву нижній частині печі.

Розглянемо приклади конструктивного оформлення кожного з цих напрямків.

1. Зазвичай більш оптимальні умови горіння отримують за рахунок пристрою на подової частині топкової камери колосникової решітки з підведенням до неї повітря знизу по повітряному каналу, має піддувальну дверцята. На колосникових гратах з дуттям можна спалювати і кам'яне вугілля. В як приклад на рис; 14, б наведена конструкція, яка показала хороші практичні результати. Тут колосникова решітка і повітряний канал розташовані біля задньої стінки печі. Піддувало забезпечується дверкою, яка має пристрій для регулювання потоку повітря. Передні дверці печі під час топки тримають закритими і відкривають їх лише на короткий час для того, щоб встановити горщики або поправити дрова.

Іншим способом оптимізації процесу горіння є відділення топливника від горна. За таким принципом виконана піч конструкції В. С. Подгородникова ( 14, в). В ній топливник також відділений від горнила і розташований збоку і ззаду печі. Димові гази з топливника через відкритий звід надходять в ліву частину топкової камери, звідки вони можуть переміщатися двома шляхами: по літньому димоходу - через заслінку в димову трубу; по зимовому димоходу - через ліве отвір у поду топкової камери нижню частину печі. Прогрів нижню частину печі, заповнену кількома рядами опорних цегляних стовпчиків, гази надходять в димову трубу. Для підігріву води в нижню частину печі вбудований металевий таган.

2. У різних модернізації печей ( 15) розробці цього напрямку найчастіше зустрічається конструкція з розміщенням пищеварочной плити у шестке.

На 15, а представлена піч, в якій під припічку встановлюється колосникова решітка з підведеним до неї воздуховодом. Топливник перекритий зверху чавунною плитою, на якій готується їжа. Горіння в топливнике регулюється з допомогою піддувальної дверки, так само як і в печі, але опалювальні і варильні функції печі в цій конструкції розділені.

3. Для підвищення опалювальних печей їх якостей постачають (як це показано на " 15, б) системою димооборотов. Тут димові гази з топкової камери надходять через відведення у верхній бічній димар. Звідси гази можуть рухатися двояко: або відразу в димову трубу при відкритій заслінці - річний димохід, або у верхній розподільник обігрівача, якому відразу опускаються по чотирьох паралельних криниць, опалюють приміщення, а потім через нижній збірник йдуть в димову трубу - зимовий димар.

4. Збільшення прогріву нижній частині печі було досягнуто в конструкції, розробленої Н. Мединским ( 15, б), в якій порівняно з звичайною піччю введені наступні зміни:

на шестке влаштована плита з топливником і бічній топкової дверкой, і від неї проведено відокремлений димооборот під камерою печі для обігріву її поду;

в задній і бічній стінках влаштовані дымообороты зимового димаря, за яким пропускаються димові гази від основної топки;

над горном печі влаштована додаткова камера для прогрівання склепіння.

Димові гази печі проходять або по річному димоходу через відвід прямо в димову трубу, або через топкову камеру та отводное отвір - збірник обігрівача, що обрамляє піч з двох сторін, і далі через нижній збірник йдуть в димову трубу.

Димові гази плити аналогічно можуть проходити безпосередньо в димохід по річному димоходу або по горизонтальному відведення, з якого в свою чергу можуть йти в димову трубу або попередньо направлятися у дымообороты нагрівача.

На 16 показана конструкція печі, розроблена В. Ф. Волковим. Вона має чавунну плиту розміром 50Х Х50 см, водогрійну коробку і обладнана закритою камерою з варильної витяжною вентиляцією. Топлення печі можна вироб--дить в зимовому і літньому режимах.

Розглянувши різні конструкції, печей, можна зробити висновок, що в результаті більшості переробок конструкція російської печі суттєво змінилася і по суті були створені нові печі, причому в деяких випадках разом з новими позитивними якостями конструкції привносилися і негативні (погіршення тяги, ускладнення конструкцій тощо).

Тому неодноразово виникало .вопрос про доцільність істотних переробок звичайної російської печі. У зв'язку з цим певний інтерес представляють результати порівняльних випробувань трьох зразків російської печі: звичайного і двох модернізованих (конструкції В. Ф. Волкова і В. С.1 Подгородникова), зведені в табл. 4.

Результати випробувань не відповідали усталеним загальноприйнятим уявленням про характеристики звичайної російської печі. В умовах випробувань спостерігалася відома саморегулировка підсосу повітря в топливник, а величини коефіцієнта надлишку повітря виявилися істотно нижче очікуваних (про = 2-гЗ), відповідно величина ККД звичайною російської печі досягла 70%. Як пищеварочное пристрій вона виявилася більш економічною в порівняно з модернізованими конструкціями, причому ця перевага була особливо помітно при випічці хліба. Підтвердилися відомі і раніше високі теплоакумулюючі властивості звичайної російської печі, температура всередині якої після припинення роботи знижується повільніше, ніж у модернізованих зразках ( 17). У той же час випробування підтвердили невисокі опалювальні якості звичайної російської печі.

Все це показує, що доля російської печі не може бути вирішена однозначно.

Враховуючи історичну популярність російської печі, можна стверджувати, що її будуть використовувати в даний час і в перспективі в сільській місцевості, особливо в районах, у яких поки немає централізованих хлібопоставок. Російська піч мало пристосована до приготування різноманітних кулінарних виробів, для яких потрібні такі способи теплової обробки! продуктів, як жарення, пропарка і т. д., тому для приготування різноманітних за; асортименту страв використовують варильні і опалювально-варильні плити.

У разі; масового приготування їжі раціональніше кожен вид виробів готувати в окремих спеціалізованих приладах, а в невеликих господарствах - використовувати універсальні кухонні плити, що дозволяють одночасно смажити, пекти і варити продукти. Кухонні варильні плити ( 18). Найбільш зручними в експлуатації і малогабаритними є газові і особливо електричні харчоварильні плити, правда встановлюються переважно при міському будівництві.

Незважаючи на те, що кухонні плити сконструйовані набагато пізніше опалювальних печей, вдалося досить швидко визначити їх конструктивні форми, в основі своїй зберегли первісний вигляд до цього часу.

Використання теплоти продуктів згоряння в них здійснюється східчасто у відповідності з необхідним температурним рівнем процесу. Найбільш гарячі гази, після топливника направляються до жарочної плиті, для якої потрібна найвища температура, гази середньої температури нагрівають духова шафа, і, нарешті, охолоджені гази можуть використовуватися для нагріву води в котлі. Звичайна цегляна плита зображена на 18, а. Паливо спалюється на колосникових гратах топливника, розпечені продукти згорання відразу ж спрямовуються до чавунній плиті 2 і обігрівають її, а потім духову шафу 3. Далі в залежності від положення перемикаючих заслінок вони направляються або до водогрейному котлу 4, або відразу в димову трубу. Важливим елементом такого вогнища є секційна чавунна плита, часто має з нижньої сторони ребра для збільшення тепловоспрінімающіе поверхні. Плита комплектується конфорками. Духова шафа зазвичай виготовляють з листової сталі, усередині нього встановлюються листи.

Плита може бути доповнена сушильним шафою, розміщуваних над водогрійним котлом ( 18,6). При частому користуванні гарячою водою під котлом влаштовують окрему топку. У закордонних моделях застосовують індивідуальні топки для плити і духовки ( 18,«). В цьому випадку топливник плити завантажується вугіллям зверху через конфорки, що дозволяє відмовитися від топкової дверки. Модифікація двох-конфорочного вогнища з теплоакумулюючу шафою показана на 18, р. Його особливістю є розташування всередині газоходу спеціальної шафи, володіє хорошими тепло-аккумулирующими властивостями (у шафі можуть тривалий час зберігатися у гарячому вигляді готові вироби). Над чавунною плитою розташовується сушильний шафа, у верхній частині якого влаштовують сітчасті перегородки для установки посуду при сушінні

Опалювально-варильні плити. Порівняно з пищеварочными плитами пристрої, що дозволяють поєднувати опалювальні і пищеприготовительные функції, більш універсальні. Їхній розвиток йшло в двох напрямках: оснащення кухонного вогнища водонагрівачами для квартирного водяного опалення і для гарячого водопостачання (об'єднані кухонні плити); додаток кухонною плити опалювальним щитком, що мають газообороты (опалювально-варильна піч).

У ранніх комбінованих модифікаціях кухонних плит водонагрівач був безпосередньо у топливник плити, Однак таке рішення призводило до погіршення роботи пристрою в цілому: в літній час при топці плити відбувається непотрібний обігрів системи опалення в зимовий період велику частину часу, коли їжа не готується, топка працює зі зниженою навантаженням в неэкономичном режимі горіння. Тому надалі в комбінованих плитах стали влаштовувати індивідуальні топливники для плити водонагрівача. Приклади таких плит показано на 1,8, в, д.

В обох конструкціях чавунна плита і духова шафа нагріваються одним топливником, а водогрійний котел - іншим. Топливник плити працює тільки в процесі приготування їжі. У зимовий час після гази обігріву духової шафи направляються в водогрійний котел, в якому разом з газами топливника котла нагрівають воду системи опалення. У літній час ' гази після нагріву чавунної плити відразу відводяться в димар.

У перехідний (весняний або осінній) період з допомогою перекидний заслінки гази після нагріву чавунної плити частково відводяться в димову трубу, а частково - на підігрів водогрійного котла.

Існують конструкції плит, в яких топливник котла розміщений під топливником плити так, що тепловоспринимаю-щие поверхні нагріву котла утворюють колосникові ґрати топливника плити.

При топці плити горіння в топливнике котла слабшає, а після припинення топки режим горіння відновлюється. Коли плита не працює, гази по найкоротшому шляху направляються відразу в димову трубу.

Опалювально-варильні печі. У порівнянні з комбінованими плитами більш поширені опалювально-варильні печі, не потребують застосування приладів центрального водяного опалення.

Найбільш прості моделі таких печей показано на 19, 2.0. Такі печі нижнього прогріву типу Браббе, Барлаха виконують в основному опалювальну функцію і забезпечені, тільки духовими шафами у верхній своїй частині. В конструкції вдосконаленої печі-плити передбачений духова шафа, дно якого перекрито чавунної, плитою для приготування їжі.

Печі малої теплоємності, як зазначалося, були популярні в західноєвропейських країнах

В нашій країні отримали розвиток теплоємні опалювально-варильні печі, характерна конструкція яких являє собою вбудовану в пічної масив кухонну плиту з топливником, обладнану духовою шафою.

Конструкції опалювально-варильних печей показано на 21. Комбінована опалювально-варильна піч конструкції Л. А. Коробанова і Н. В. Самаріна теплопродуктивністю 3700 Вт представлена на 21, а. Піч може працювати на всіх видах твердого палива та опалювати одну-дві кімнати. Зовнішні стінки печі викладають товщиною в 2 цегли. Піч має чавунну плиту з двома конфорками і духову шафу. Топливник перекриває плита, над якою в ніші розміщена пищеварочная камера з металевими дверцятами. Зліва від топливника розміщений духова шафа. Топлення печі можна виробляти в зимовому і літньому режимах. При роботі в зимовому режимі димові гази, виходячи з топливника, омивають чавунну плиту.и духова шафа, прогріваючи весь пічної масив, і опалюють приміщення.

Якщо піч топиться влітку, то заслінка зимового димоходу закрита. Гази, потрапляючи після духової шафи в нішу біля задньої стінки, відразу за каналу піднімаються вгору і йдуть .у димову трубу. Пищеварочная камера оснащена вентиляційним каналом, сполученим з димовою трубою, службовцям для видалення випарів від їжі, що готується. При непрацюючій плиті вентиляційну заслінку закривають, щоб уникнути непотрібного охолодження настилу і камери. Перекриття камери над плитою змонтовано на опорах з сталевих смуг. Між плитою (по всьому контуру) і кладкою необхідно передбачити зазор близько 1,5 см, щоб запобігти розтріскування кладки від температурного розширення металевих частин плити при її швидкому розігріві.

Матеріали і прилади для викладки опалювально-варильної печі конструкції Л. А. Коробанова і Н. В. Самаріна наведено в табл. 5.

На 21,6 показана опалювально-варильна піч конструкції В. В. Ковалевського, призначена для опалення приміщення площею 40-50 м2 і приготування їжі на сім'ю з 5-10 чол.

Центральний топливник печі знаходиться в подподовом просторі. Через димоходи,; влаштовані в задніх кутах варильної камери, проходять димові гази. У літньому режимі топка печі відбувається так само, як звичайної російської печі, тобто дим через чоло відразу відводиться в димову трубу. Взимку димові гази через жарові вікна у зводі печі потрапляють у верхні канали, потім проходять по опускним каналах, боковим дымооборотам і переднім підйомним дымооборотам, потрапляють в трубу, проходять по ній і викидаються в атмосферу. На практиці встановлено, що кращим режимом є топка печі з усіма відкритими заслінками, причому коли заслінка відкрита варильної камери, то, можна спостерігати за приготуванням їжі.

Харчоварильні котли. Їх застосовують для приготування жид-УОЙ їжі: стаціонарні - на підприємствах громадського харчування або пересувні - у сільській місцевості (у відкритому полі).

Залежно від виду теплоносія застосовують три типу пищеварочных котлів: з вогневим, паровим і водяним обігрівом. Найбільш універсальним є вогневої обігрів, так як в цьому випадку не вимагається постійного теплоджерела у вигляді водогрійного або парового котла. Харчоварильні котли показано на 22. Первісна принципова схема піщева-рочного котла показана на 22, а. Продукти горіння з топливника проходять під дном котла, потім піднімаються вгору, проходять по гвинтовому дымообороту і омивають середню частину котла, після чого видаляються в димову трубу. Зважаючи неповного використання площі поверхні нагріву котла дана конструкція була змінена. У новій конструкції між водогрійним котлом і кладкою був передбачений суцільний кільцевий зазор, проходячи по якому гази омивали всю поверхня котла. Але і в цій конструкції був істотний недолік: через невеликого перерізу кільцевого газового зазору потрібна дуже точна фіксація положення котла. Крім того, вихідний газовий патрубок необхідно було розташовувати строго навпроти топливника, інакше виходив так званий газовий перекіс і внаслідок цього нерівномірний обігрів котла по периметру. Щоб усунути цей недолік, А. П. Тухачев розробив пі-щеварочный колпаковый котел з рівномірним розподілом газів по периметру ( 22,6), яке забезпечувалося тим, що посадочне гніздо котла мало прямокутну форму. Рух газів, які омивають поверхню котла даної конструкції, відбувається під дією вільного напору, що виключає газові перекоси і забезпечує рівномірне прогрівання котла по колу. Під дією тяги відбувається тільки витяжка газів в димову трубу з нижнього збірника. У зв'язку з цим витяжний патрубок можна приєднати до будь-якого місця нижнього збірника без побоювання перекосу газового потоку. Але слід зауважити, що кладка вдосконаленого котла виходить дещо ускладненою.

Крім того, при безпосередньому вогневому обігріві котлів відзначені наступні недоліки: розташовуючись в безпосередній близькості від топливника, холодні поверхні котла занадто сильно охолоджує зону горіння, а при зіткненні полум'я з холодними стінками горіння взагалі переривається, в результаті чого утворюються продукти неповного згорання, які у вигляді сажі відкладаються на поверхні котла; зважаючи на високу температури газів можливо пригорання їжі, до стінок котла. Між тим при приготування багатьох продуктів не потрібна висока температура: гречана каша, наприклад, вариться при температурі 95 °С, картоплю і м'ясо - при 80 °С, риба - при 70 °С і .т. д. Тому раціональніше застосування котлів з водяним або паровим обігрівом, при якому виключається перегрів котла. При водяному обігріві котел поміщається в кожух ( 22,8). У просторі між котлом і кожухом знаходиться вода, що сприймає теплоту від омивають котел газів і передає її котла. У верхній частині водяного простору встановлюється пароотводящая трубка. Котел має запобіжний паровий клапан.

У тих випадках, коли є джерело пара, застосовується паровий обігрів котла, при якому відпадає необхідність у топці котла. За конструкції котли з водяним і паровим обігрівом дуже схожі. Котли з паровим обігрівом випускаються поворотними, що полегшує їхнє чищення. Для виготовлення котлів застосовують мідь (причому внутрішню поверхню котла лудят), а також точений і полірований чавун.

Укладаючи короткий огляд історії розвитку опалювальної та пищеварочной техніки, необхідно відзначити, що її розвиток багато в чому визначалося видом використовуваного палива і, головне, можливими методами його спалювання. Тому в цілях найбільш повного висвітлення особливостей пічної техніки далі будуть розглянуті процеси горіння твердого, рідкого і газоподібного палива в печах та вплив цих процесів на роботу печей.

    

 «Побутові печі, каміни та водонагрівачі» Наступна сторінка >>>

 

Інші книги розділу: Кладіть печі самі Будівництво будинку Червона цегла Будівельні розчини