Принцип работы печи

Самый удобный и экономически выгодный способ отопления небольших дачных домиков, гаражных помещений, технических мастерских – это использование дровяных печей длительного горения (или газогенераторных печей). Они могут функционировать сезонно, хорошо выдерживают периоды вне эксплуатации и остаются круглый год в рабочем состоянии без дополнительной подготовки. Очень часто дровяные печи устанавливаются в банях.

Принцип работы дровяных печей

Принцип работы этих отопительных приборах базируется на классике печного отопления, но дополнен более рациональным и эффективным механизмом преобразования топлива в энергию. Устройство дровяной печи для жилых домов и бань позволяет добиться максимальной энергоэффективности при незначительных затратах на топливо.

Печи длительного горения производятся, как правило, из чугуна или толстых листов стали, которые хорошо удерживают тепло внутри печи и дома, не выпуская его в дымоход. Реже их изготавливают на основе кирпичей. Выбор агрегата нужно планировать уже при разработке проекта дома, бани, мастерской, склада или другого помещения, которое необходимо будет отапливать. Это позволит использовать возможности обогревательных приборов наиболее рационально.

Схема работы

Схематически чертеж дровяной печи для бани можно изобразить следующим образом. 

Конструкция и устройство дровяных печей

• цилиндрический корпус для сжигания топлива;
• дымоход диаметром от 100 мм и более;
• поршень для подачи воздуха в камеру сгорания;
• задвижка в верхней части для регулирования потока поступающего воздуха;
• крышка с отверстием под трубу поршня.

Устройство дровяных печей длительного горения имеет свои особенности. Механизм их действия основан на газогенерации или, говоря более простым языком, тлении, достигаемом за счет постоянного регулируемого притока воздуха. Выделяемое печью тепло равномерно и мягко распределяется по помещению за счет встроенного калорифера. Внешние стены обогревательного прибора достигают лишь безопасно допустимого температурного уровня.

Установка

Установить дровяную печь в баню и даже дом можно самостоятельно либо заказать услугу в компании, профессионально занимающейся проектированием бань, домов и технических помещений.

Основные рабочие зоны:

• область загрузки топлива;
• сборник золы;
• область сгорания пиролизного газа.

Очень популярна установка дровяных печей в баню. Они способны очень быстро нагревать помещение и долго поддерживать необходимую температуру. Даже в очень холодное время для этого требуется всего около получаса.

В верхней части печи, где тлеют дрова, находится распределитель воздуха, регулирующий интенсивность поступающего к топливу потока для поддержания оптимальных условий работы. Дрова тлеют сверху и разжигаются тоже сверху. Это позволяет добиться выделения пиролизных газов, так же способных гореть с выделением тепла. Такой механизм работы позволяет получать дополнительное тепло от одного объема топлива.

Дымоход

Важная часть конструкции печи – дымоход и соединительные трубы. Установка дровяных печей и в домах, и в банях требует особой тщательности и точности. Особенно сложен процесс монтажа дымохода. Поэтому особенности установки печи следует продумывать на стадии строительства домов .

В целом же конструкция печи проста, за счет чего она функционирует в течение максимально возможного срока эксплуатации, легко поддается ремонту и проста в обслуживании.

Как работают дровяные печи

В классической печи дрова сгорают за 1-3 часа. Отопительные приборы длительного горения работают в среднем 6-10 часов. Они не требуют частого добавления дров, лучше удерживают тепло и не забирают из воздуха кислород.

Устройство дровяных печей для бань организуется по принципу целенаправленного блокирования притока воздуха в область горения. В таких условиях древесина под действием высоких температур распадается на летучую часть (пиролизный газ) и твердую составляющую (уголь или кокс).

Дрова в топке прогорают значительно медленнее и на более высокой температуре по сравнению с обычной печью. Это достигается за счет загрузки в топку дров в большом объеме при ограниченном доступе воздуха. Дрова не сгорают сразу, а тлеют, вырабатывая горючий топливный газ, который тоже эффективно участвует в обогреве помещения.

Устройство дымохода дровяной печи, устанавливаемой в бане или доме лучше осуществлять с помощью специалиста, потому что это очень трудоемкий и длительный процесс. При монтаже дымохода должна соблюдаться полная герметичность всех стыков, правильно обрабатываться все части системы для гарантии безопасной работы оборудования.

Конструкционно топка печи длительного горения более вместительна и разделена на две части. В одном отделении тлеют дрова, обогревая помещения, в другом – сухое топливо просто постепенно нагревается, выделяя газ. Процесс горения газов регулируется. Удобно, что пополнять топку можно в процессе работы печи в любой момент.

Некоторые модели оснащены водяным теплообменником и имеют воздушную конвекционную систему. В процессе проектирования системы отопления на основе дровяной бани необходимо учесть минимальный функционал прибора, который позволит ему справиться с конкретными задачами.

Особенности

Дровяные печи обеспечивают цикличный нагрев воздуха в помещении, что положительно сказывается на состоянии здоровья. Цикличность смены температур обладает эффектом закаливания и, по мнению медиков, такой обогрев является самым благоприятным для дома.

Главный принцип работы этих обогревательных приборов – возможность функционирования в двух режимах: быстрого нагрева помещения и длительного горения. Экономичность же работы печей достигается за счет пиролиза – тления топлива за счет работы газа.

Классификация

Печи длительного горения в зависимости от особенностей конструкции классифицируются по таким признакам как:

1. форма,
2. размер,
3. назначение,
4. мощность,
5. способ обработки топлива,
6. способ теплоотдачи,
7. толщина стенок.

По форме агрегаты бывают круглыми, прямоугольными, треугольными и угловыми; по назначению – компактными, с экономичным расходом топлива, повышенной эффективностью использования топлива, печи-камины. Существует два типа обработки топлива – прямой и инжекторный.

По времени длительности тления топочного материала печи делятся на агрегаты с минимальным периодом обогрева (до 4 часов), средним (до 8 часов) и максимальным (более 10 часов). Для установки в баню, дом или мастерскую подбирается соответствующая модель дровяной печи.

Наиболее популярные модели — Булерьян, профессор Бутаков, Теплодар и т.д. Очень востребованы печи-камины, которые помимо функции обогрева отличаются особой внешней эстетикой. Они могут использоваться в жилых помещениях в качестве декоративных элементов. Огнеупорная стеклянная дверца безопасно прикрывает пламя, позволяя в то же время наблюдать за ним.

Монтаж дымохода

Дровяные печи часто используются в бане. Простота конструкции вполне позволяет собрать и установить такую печь своими руками. Но очень важно при этом уделить должное внимание монтажу дымохода. Только при правильной организации работы дымохода можно быть уверенным в пожарной безопасности.

Проблемы с дымоходами печей длительного горения возникают из-за их высокого КПД. Все тепло отдается помещению, а не выходит в трубу. При этом сгоревшие газы конденсируются на внутренних стенках трубы  и стекают вниз. Этот конденсат при малейших щелях на стыках труб способен выходить на их внешнюю сторону, что приводит к появлению неприятного запаха и портит внешний вид прибора. Во избежание таких проблем на стадии проектирования домов и бань учитываются все особенности помещений и внутренняя архитектура пространства для создания оптимальной формы и конструкции дымохода.

Принципы монтажа дымоходов

• «По дыму» — верхние звенья труб надеваются на нижние, чтобы дым на своем движении не испытывал сопротивления стыков. Такой монтаж допустим для примитивных печей и только при наличии специального отстойника для сбора конденсата.
• «По конденсату» — оптимальный тип монтажа для печей длительного горения. В этом случае верхнее звено трубы вставляется в нижнее, чтобы позволить конденсату стекать вниз. Так исключается возможность прохождения конденсата наружу. Вся жидкость попадает в специальный отстойник и сгорает в печи.

На что обратить внимание при покупке

При покупке прибора отопления, в первую очередь, необходимо обращать внимание на его мощность. Это ключевая характеристика, влияющая на эффективность работы. Расчет мощности дровяной печи для бани для уверенности можно заказать накануне покупки у специалистов.

Кроме того, не мене важно правильно подобрать размер печи. Если печь по габаритам слишком велика для помещения, то оно будем перегреваться, а топливо – расходоваться зря. Выбор печей очень велик, поэтому есть возможность подбора оптимального оборудования абсолютно для любого типа и размера помещений.

До выбора печи необходимо узнать площадь потенциально отапливаемого помещения и определиться с необходимым набором технических характеристик. При помощи разных моделей печей возможно отапливаться помещения площадью 80-250 м2.

Данный тип агрегатов, кроме того, имеет две разновидности. Первая используются исключительно для обогрева помещения. Вторая модель более функциональна и помимо обогрева воздуха предоставляет возможность приготовления пищи.

Самые простые модели весьма демократичны по стоимости. Более сложные модели с расширенным функционалом варьируются по цене и могут быть достаточно дорогими. Поэтому нужно знать, какие функции необходимы, чтобы не переплачивать за неиспользуемые возможности.

Преимущества дровяных печей

• не требуют возведения фундамента,
• компакты, легки по весу,
• имеют высокий КПД (до 85%),
• экономичны в потреблении топлива,
• допускают применение не только дров, но и угля или пеллета,
• пригодны для работы во всех типах помещений,
• многие модели имеют современный дизайн и хорошо сочетаются практически с любым интерьером.
• многие виды  печей длительного горения не работают на жидком топливе,
• имеют сложную система настройки,
• создают конденсат,
• требуют присмотра в процессе работы.

В целом, печи длительного горения – лучший вариант для экономного и качественного обогрева загородного дома, бани и любых технических помещений.

Источник: www.Almaz2000.ru

Принцип действия печи длительного горения

В обычной печи, отапливаемой дровами, топливо сгорает за два, три часа. Помещение прогревается быстро, но так же быстро остывает после прекращения горения. Это значит, что дрова необходимо добавлять часто, что неудобно, особенно в ночное время. Кроме того, такой отопительный прибор забирает кислород из помещения, а часть тепла уходит в дымоход.

Отопительные приборы с длительным горением дров производятся из чугуна или стали (толщина листа 3−6 мм). По конструкции они отличаются от обычных печей — топка разделена на две части и более вместительная. Некоторые модели имеют воздушную конвекционную систему или водяной теплообменник.

Основная особенность этих отопительных приборов — способность работать в двух режимах. При необходимости быстро нагреть помещение шибер открывается полностью, зольник выдвигается на несколько сантиметров. Режим длительного горения предназначен для поддержания температуры на одном уровне.

Дрова сгорают очень медленно, с небольшим объемом кислорода и при более высокой температуре, чем в обычной печи.

Такие специфические условия создаются путем загрузки большого объема топлива и ограничения поступления воздуха (перекрытия шибера и поддувала). Дрова не горят, а тлеют, причем только небольшая часть. Основная масса только нагревается и образует горючий «топливный» газ, который впоследствии тоже сгорает, обеспечивая помещение теплом. Благодаря такой конструкции КПД у печи с длительным горением гораздо выше, чем у обычной. С каждой закладки дров можно получить гораздо больше тепла достаточно длительное время.

Преимущества и недостатки

Как любой товар, отопительные приборы длительного горения обладают как преимуществами, так и недостатками. К достоинствам можно отнести:

• компактные размеры и небольшой вес, не требующие сооружения фундамента;
• КПД 75−85%;
• одна заправка может гореть до 10-и часов;
• экономичнее традиционных отопительных приборов, что позволяет сократить потребление топлива;
• добавить в топку дрова можно не прерывая процесс горения;
• все модели оснащены регулировкой горения газов;
• допускается применение в качестве топлива пеллет и угля;
• чугунные модели служат до 50-и лет (устойчивы к коррозии);
• можно установить в любом помещении, в котором есть дымоход;
• два человека могут перенести печь в другое помещение;
• привлекательный вид позволяет сочетать подобный отопительный прибор практически с любым интерьером;
• приемлемая стоимость;
• доступное и экологически чистое топливо, не загрязняющее среду.

К недостаткам относится:

• невозможность использовать жидкое топливо;
• достаточно сложная настройка;
• повышенные требования к дымоходу (труба не должна быть изогнутой из-за небольшой тяги);
• газы в дымоход попадают с низкой температурой, что способствует образованию конденсата;
• требуется постоянный присмотр.

При покупке газогенераторной печки выдается инструкция. Но существуют нюансы, которые она не определяет. Следует учесть, что:

• дымоход должен быть разборный (необходимо часто чистить дымоход);
• трубы следует установить по движению газов;
• требуется обеспечить пространство вокруг печи защитой от возгорания.

Это значит, что в деревянном доме под печь необходимо уложить цементный или металлический лист, а расстояние от дверцы до стены не должно быть меньше, чем 1,2 м, расстояние от печи к любой другой стене — не менее 0,5 м. Ближе к стене отопительный прибор можно установить, если на стене установлена преграда.

Популярные модели печей длительного горения

Самые популярные печи длительного горения в нашей стране: канадская «Булерьян» и российские «Бренеран» и «Профессор Бутаков».

• Булерьян» производится из стали и имеет бочковидную форму. Топка в два яруса, с трубами-воздуховодами, сборника золы нет. Воздуховоды дают возможность отапливать соседние помещения.

Булерьян

Канадские отопительные приборы работают в двух режимах: растопки и длительного горения. При растопке (примерно полчаса) печка и помещение прогревается, потом включается второй режим — топка полностью наполняется дровами, дверца закрывается, уменьшается поток воздуха. Одна закладка горит 10−12 часов. Дров «Булерьян» требует мало, но они должны быть сухими. Использование других видов топлива не допускается. К неудобствам можно отнести необходимость в утеплении дымохода и неполное сгорание генераторного газа.

Инструкцию по изготовлению печи «Булерьян» можно найти здесь: https://teplo.guru/pechi/proekty/buleryan-svoimi-rukami.html

Бренеран

Отечественное оборудование «Бренеран» почти не отличается от канадского «Булерьяна». На конвекционные трубы можно надеть алюминиевые рукава для обогрева смежных помещений. Но теплопотери из таких труб достаточно большие. Поэтому специалисты рекомендуют надеть на «Бренеран» кожух, смонтировать коллектор и потом разводить трубы в соседние помещения. Серийно коллекторы и кожухи не производятся, а изготовленные на заказ по стоимости почти не отличаются от цены отопительного прибора.

Основной недостаток «Бренерана» — дымовой патрубок с тройником и сборником конденсата на стенке. Сборник-стакан практически невозможно сделать герметичным, поэтому конденсат попадает в помещение.

Бренераны» производятся разных размеров, что позволяет подобрать печку для помещения любого объема. Модель «Аква-Бренеран» позволяет подключить водяное отопление. Но холодная вода охлаждает газы, увеличивается объем конденсата, время длительного горения сокращается.

Нюансы установки печи «Бренеран» подробно описаны в данной статье: https://teplo.guru/pechi/piroliznye/ustanovka-breneran.html

Профессор Бутаков

Интересны отопительные приборы «Профессор Бутаков» — они более привлекательны внешне, чем «Бренераны», топка оснащена колосниками, конвекционные трубы более эффективны, патрубок для присоединения к дымоходу сверху. Конденсат стекает в печку и сгорает. Так как нет сборника конденсата, более сложной становится чистка трубы. Ее можно чистить или сверху, или переместив отопительный прибор. При монтаже этой печки следует помнить об этой особенности и уложить под нее постамент, который можно в процессе эксплуатации извлечь и отсоединить прибор от дымохода.

Профессор Бутаков» производится разных размеров. Но длительное горение менее продолжительно, чем у «Бренерана» из-за колосников в топке.

Изготовить печь «Профессор Бутаков» самостоятельно поможет данная статья: https://teplo.guru/pechi/piroliznye/butakova.html

На что обращать внимание при выборе?

При покупке основной показатель, который следует учитывать, мощность. Кроме того, размер отопительного прибора тоже зависит от мощности. Если поставить в маленьком помещении мощную печку большого размера, она займет много места, температура воздуха будет слишком высокой, а дрова будут сжигаться зря. Маленький маломощный прибор в большом помещении придется использовать на пределе возможностей, что, скорее всего, выведет его из строя.

Выбор печек длительного горения достаточно большой, поэтому есть возможность выбрать устройство для помещения любого объема.

Источник: teplo.guru

Принцип работы доменной печи

Рис. 1 – Вид доменного цеха.

• Принцип работы доменной печи
• Устройство доменной печи
• Устройство мартеновской печи
• Как работает мартеновская печь
• Что такое конвекционная печь
• Принцип работы конвекционной печи

Рассмотрим, что такое доменная печь. Выплавку чугуна в крупных масштабах невозможно осуществить без мощных, габаритных печей. Доменная печь – это большой и сложный комплекс, который обслуживается большим количеством вспомогательных систем (Рис. 1). Доменная печь является вертикальной конструкцией, характеризующейся конусообразным форменным исполнением, нижняя часть которого расширяется. Печь шахтного типа, работающая на противотоке, предназначена для плавильных процессов.

Для непосредственной эксплуатации доменной печи необходим следующий спектр материалов:

• Железная руда или обогащенный рудный материал;
• Кокс каменноугольного происхождения;
• Известняковый флюс.

Данные компоненты подаются порциями в верхний конструкционный элемент печи, где происходит процесс их оседания и последующей переработки. Далее производится спуск шлака и выпуск расплавленного чугуна (Рис. 2).

Рис. 2 – Схема производства чугуна в домне

Принцип работы печи доменного типа базируется на непрерывном процессе. Это и обусловливает высокие показатели производительности. Работа осуществляется в круглосуточном порядке. Ремонтно-восстановительные работы производятся каждые 3-12 лет. Суммарная продолжительность эксплуатационного периода приравнивается к 100 годам, а при должном уровне обслуживания – и больше.

Устройство доменной печи

Доменная печь — габаритное сооружение, которое в высоту может достигать 70 м и весом около 35000 т. Снаружи печь покрыта стальным кожухом с толщиной стенок от 4 см, который постоянно охлаждается при помощи холодильных камер с циркулирующей в них водой. Изнутри домна выложена огнеупорным кирпичом. Вся конструкция установлена на прочный железобетонный фундамент.

С помощью засыпного аппарата подаются необходимые материалы, которые по мере расплава опускаются вниз, а их место занимают новые порции. Образующиеся газы, имеющие высокую температуру, выводятся посредством трубопроводов и используются для нагрева свежего потока воздуха, который подается в доменную печь для наддува.

Рис. 3 – Схематическое изображение доменной печи в разрезе, на котором указаны все основные производственные узлы.

Устройство мартеновской печи

Теперь давайте рассмотрим, что такое мартеновская печь. Эта печь по своему принципу действия и устройству относится к категории регенеративных пламенных печей. При непосредственной эксплуатации осуществляется процесс сжигания мазута и газообразного топлива. За счет регенерации избыточного тепла печных газов обеспечиваются номинальные показатели температуры, которые необходимы для получения стали в расплавленном виде.

Рис. 4 – Процесс выплавки стали в мартеновском цеху.

Конструкционная особенность мартеновской печи заключается в горизонтально направленной камере на основе огнеупорного кирпича. Нижняя часть печи ограничена подиной, сверху расположены своды. Сама подина выполнена в форме ванны с откосами в сторону стенок. Передняя стенка укомплектована загрузочными люками, которые используются для подачи флюса и шихты. В задней стенке имеется технологическое отверстие для приема готовой продукции.

Рис. 5 – Схематическое изображение устройства мартеновской печи в разрезе.

Как работает мартеновская печь

Рис. 6 – Принцип работы мартеновской печи

Главный принцип работы мартеновской печи основан на уникальном эвтектическом свойстве сплавов. Раскаленная смесь воздуха и горючего газа вдувается в печь с низким потолком, который жар отражает вниз (Рис. 6). Мартеновская печь может эксплуатироваться в нескольких производственных режимах, определение которых будет зависеть от состава шихты:

• Скрап-процесс. В этом случае шихта основана на стальном ломе (скрап) на 35-45%. Данный производственный процесс будет актуален на заводах, где нет возможности установки доменных печей, но при этом есть много металлолома;
• Скрап-рудный процесс. В таком процессе шихта основана на жидком чугуне (порядка 75%), железной руды и скрапа. Считается наиболее востребованным процессом на заводах, где установлены доменные печи.

Большинство мартеновских печей имеет стационарное исполнение. В случае с качающимися печами, они нашли свое активное применение при работе с фосфористыми чугунами. Данная тенденция обусловливается тем фактом, что обогащенный фосфором шлак необходимо раскачивать.

Процесс розжига печей качающегося типа осуществляется при помощи газообразного топлива или же мазута. Генераторный или смешанный газ, характеризующийся минимальными температурами сгорания, предварительно перед подачей в рабочую камеру подогревается в специализированных генераторах, температура в которых может варьироваться в диапазоне от 1000 до 1100 градусов.

Что такое конвекционная печь

Конвекционная печь – универсальное устройство, сочетающее в себе свойства пароварки и шкафа для жарки. Эта печь нашла обширную область своего непосредственного использования в современной кулинарии. Помимо бытового модельного ряда имеют место и промышленные аналоги, ширина, высота и длинна которых предоставляют возможность размещения объектов повышенных габаритов.

Рис. 7 – Разновидность конвекционной печи.

«Львиная» доля печей данного вида проектируется с целью непосредственного использования на кухне для приготовления выпечки и горячих блюд. В большинство моделей укомплектованы функции электрического гриля, принцип действия которых основан на использовании мощного нагревательного тэна. Данные нагревательные элементы располагаются в нижней и верхней части камеры.

Конвекционная печь обладает возможностью регулировки пароувлажнения, что дает возможность ее использования в качестве пароварки. Столь обширный спектр использования конвекционной печи в совокупности с внушительным внутренним объемом стал причиной тому, что оборудование данного типа встречается практически в любом современном ресторане.

Источник: principraboty.ru