sib-akva@ya.ru
Официальный дилер
работаем с 2000 года
Ваша корзина
пуста
Перейти в корзину

Недостатки современных отопительных печей

НЕДОСТАТКИ СОВРЕМЕННЫХ ОТОПИТЕЛЬНЫХ ПЕЧЕЙ

Неравномерность теплоотдачи печи

Современное состояние печного искусства характеризуется ши­роким применением печей большой и средней теплоемкости, рассчи­танных на периодическую топку их один или два раза |В сутки. Печи малой теплоемкости, способные аккумулировать 2—3 часовой запас тепла и нетеплоемкие, рассматриваются нашими техническими ус­ловиями лишь в качестве временных нагревательных приборов под­собного характера и служат, главным образом, для эпизодического непостоянного отопления, а также для просушки вновь выстроен­ных зданий, а потому существенного значения и применения в прак­тике строительства не получили.

Суровый климат нашей страны, определяющий продолжитель­ность отопительного периода, и низкие расчетные температуры на­ружного воздуха вызывают необходимость, в целях сохранения в отапливаемых помещениях постоянной требуемой температуры, устройства печей большой и средней теплоемкости весьма значи­тельных размеров и веса. Так, например, вес отопительных печей большой темплоемкости с теплоотдачей более 2000 ккал/час колеб­лется от 2500 кг до 4000 кг, а вес печей средней теплоемкости с теплоотдачей более 1000 ккал/час составляет от 1400 м до 2600 кг. Большие размеры и вес печей, помимо неудобств, связан­ных с расположением их в отапливаемых помещениях и потерей иной площади, вызывают еще значительное удорожание строительства зданий за счет необходимости усиления междуэтажных перекрытий или устройства специальных оснований под печи.

Вторым существенным недостатком отопительных печей боль­шой н средней теплоемкости является плохое использование их по­верхности нагрева. Теплоотдача поверхности нагрева печи тем больше, чем выше ее температура. Однако, по избежание возмож­ности пригорания пыли на греющих поверхностях печи, гигиена ставит отопительным печам требование, чтобы максимальные тем­пературы на их поверхностях не превышали: при поверхностях печи, оштукатуренных или одетых кровельным железом, +80° Ц, а при поверхности, облицованной изразцами +90° Ц. Поэтому при периодической топке печи один или два раза в сутки в течение сравнительно короткого времени 1,5—2 часа печь не может в те­чение каждого часа выделять равномерно одинаковое количество тепла. В первое время по окончании ;топки это тепловыделение будет наибольшим, а к началу последующей топки наименьшим.

Падение теплоотдачи происходит не пропорционально падению температуры поверхности печи, так как известно, что теплоотдача излучением пропорциональна разности четвертых степеней темпе­ратур поверхности печи и окружающие ос поверхностей, а тепло­отдача конвекцией пропорциональна корню четвертой степени iиз разности этих температур.

Поэтому изменение температуры поверхности печи большой или средней теплоемкости при периодической топке ее один или два раза в сутки за один полный период с работы происходит по кривой.

Таким образом, при определении необходимой греющей поверх­ности печи берут среднее значение теплоотдачи поверхности печи 8а весь полный период. Отсюда не трудно убедиться, что чем короче по времени  -промежуток между двумя топками, тем выше будут Средние температуры греющих поверхностей печи, а значит, и величина их теплоотдачи. Наибольшее значение величина часовой теплоотдачи поверхности достигает при отсутствии перерывов в толще печи, т. е. при непрерывном горении.

Сравнительно низкая теплоотдача греющих поверхностей печей большой и средней теплоемкости и необходимость аккумулирования тепла массивом печи на длительный период 22 или 10 часов обусловливают большие размеры и вес печей большой и средней теплоемкости.

 Неравномерность и неустойчивость горения

При периодической топке печей один или два раза в сутки сохранение постоянной температуры в отапливаемых помещениях в перерывах между топками печи происходит за счет теплоты, аккумулируемой массивом печи, поэтому средняя температура массива, кладки печи по окончании ее топки должна быть такой, чтобы аккумуляционная способность печи несколько превышала потребность оборот в тепле отапливаемым помещением за весь расчетный период действия печи, т. е. 22 или 10 часов. Техническими условиями на проектирование отопительных печей необходимая величина средней температуры печного массива устанавливается для печей толстостенных при топке их один или два раза в сутки равной 150° Ц, у тонкостенных печей весом более 780 кг — 170° Ц и у тонкостенных печей весом менее 750 кг—180° Ц.   

Однако, вследствие плохой теплопроводности кирпича кирпичная кладка печи прогревается далеко неравномерно, внешние поверхности печи, обращенные в отапливаемое помещение, даже к концу топки печи не бывают прогреты выше 85—90° Ц, что касается внутренних поверхностей печи, обращенных к дымооборотам, то температура их даже в последних опускных каналах, в зависимости от рода сжигаемого топлива, колеблется от 400 до 300 Ц. Таким образом, необходимость более сильного нагревания массива печи чем это требуется нормальными условиями теплопередачи, вызванное существующей практикой периодической топки печей, неизбежно сопровождается большими бесполезными потерями тепла с отходящими газами в дымовую трубу.

Последними исследованиями условий сжигания топлива в ото­пительных печах установлено, что на колосниковой решетке выле­пляется примерно 50% тепла, содержащегося в топливе. Остальное тепло уносится из топливника в виде летучих горючих газов, несгоревших углеводородов в дымообороты печи, где и происходит горение их до тех пор, пока температура газов не упадет ниже точки воспламенения их. Особенно интенсивное выделение летучих газов из топлива происходит в первый начальный период горения топлива, когда газоходы печи и даже сам топливник еще недостаточно прогреты. Поэтому начальный период топки печей периодического действия обычно всегда сопровождается также большими потерями тепла в дымовую трубу за счет значительной части несгоревших углеводородов, что легко видеть по цвету дыма и количеству сажи, отлагающейся в дымоходах отопительных печей.

Наличие в отопительных печах простейших топливников, каковыми по существу являются все типы рассмотренных выше топливников, даже при условии квалифицированного лабораторного об­служивания печи, допускают более или менее эффективное сжигание топлива лишь при поступлении в топку двойного избытка воздуха. Практически этот коэффициент избытка воздуха значительно выше, так как при периодической топке печи процесс горения в ней про­исходит крайне неравномерно.

Как известно, количество поступающего в топку воздуха зависит от величины разрежения в дымовой трубе, т. е. силы тяги и отсопротивления слоя топлива, лежащего на колосниковой решетке. Величина тяги в печах периодического действия не является посто­янной, так как необходимое для этого тепловое равновесие между температурой отходящих газов и температурой поверхности дымооборотов отсутствует в силу того, что процесс топки печи сопровождается непрерывным нагревом массива печи, значительно большим, чем теплоотдача печи в отапливаемое помещение за этот период времени.

В то время, как температура, а значит и скорость движения про­дуктов горения в процессе горения топлива непрерывно возрастают, слой находящегося на колосниковой решетке топлива, а значит и его сопротивление движению воздуха непрерывно уменьшаются, по­этому неравномерность горения должна возрастать в процессе горения в силу увеличения разрежения в дымовой трубе и уменьшения сопротивлению слоя топлива. Кроме того, сжигание всякого топлива на простой колосниковой решетке всегда связано с образованием прогаров в слое топлива и резким увеличением, в связи с этим, по­ступления воздуха в топку.

Архитектор Свиязев и профессор Чаплин, много занимавшиеся процессом горения топлива в отопительных печах, утверждают, что приток воздуха в этот период топки принимает теоритически необходимый объем более чем и десять, при этом продукты горения удаляются и дымовую при температуре, превышающей 400 Ц. Автор также имел возможность в течение длительного периода вести наблюдение за действием наиболее распространенной в Ленинграде, утермарковской печи (но без духового канала), причем даже при закрытой топочной дверце температура отходящих газов достигала 350 градусов Ц.

Неравномерность и неустойчивость процессов горения в отопительных

печах периодического действия наглядно иллюстрируется приведенным ниже графиком содержания углекислоты С02 в новых газах, в зависимости от изменения избытка воздуха, времени и вида сжигаемого топлива (дрова, каменный уголь, торфяники) полученным П. Н. Смухниным при испытании печи его конструкции (рис. 21). Эта печь была установлена в верхнем этаже многоэтажного здания, т. е. испытывалась при весьма ограниченном разрешении в дымовой трубе. Из графика видно, что процесс горения проходит неустойчиво, как следствие неравномерного поступления воздуха с большим избытком последнего при образовании прогара в слое топлива. Такая неравномерность горения должна возрастать по мере увеличения разрежения в дымовой трубе. 

 Трудоемкость производства печных работ

Современное состояние печного искусства характеризуется и  широким применением печей большой и средней теплоемкости, разработанной на периодическую топку их один или два раза в сутки с устройством газоходов, все печи оборудуются простейшим топливником, рассчитанным на единовременную загрузку их в течение суточного расхода топлива и сжигание его в топке в течение 2 2,5 часов. Топливники оборудуются обычно топочной и поддувальной дверцами не герметического действия и простой колосниковой решеткой. Печи кладутся из стандартного красного кирпича на глиняном растворе, при этом части печи, наиболее подверженные действию высоких температур, футеруются огнеупорным кирпичом. Внешняя поверхность печи покрывается кровельным железом или облицовывается изразцами, а при отсутствии указанных материалов — просто штукатурится.

Современные печи, так же как и печи петровской эпохи, выклады­ваются на глиняном растворе, а потому не являются монолитными, так как глиняный раствор не связывает прочно отдельные кирпичи, а играет лишь роль заполнителя между ними, поэтому печи, во избежание расстройства кладки и появления в ней трещин, выполняются толщиною наружных стенок не менее полкирпича с обяза­тельной оштукатуркой внешних поверхностей.

Применение в отопительных печах стенок в четверть кирпича разрешается лишь для опускных дымоходов с обязательной облицовкой кровельным железом. Печи, выполненные таким способом, при небольших внешних габаритах имеют огромный вес, который составляет в среднем 1,25—1,75 килограмма на одну калорию часовой теплоотдачи печи.

Высокая стоимость устройства современных печей определяется в значительной мере трудоемкостью этих работ, так как сущест­вующая практика кладки печей из стандартного кирпича на глиняном растворе исключает возможность даже примитивной рационализации печных работ, не говоря уже об индустриальных способах производства с высоким уровнем механизации.

Производство работ указанным кустарным образом по существу отдает печные работы на откуп печникам, так как строительные десятники, как правило, не всегда хорошо разбираются в конструкциях отопительных печей, а большинство печников, не умея читать технические чертежи, предпочитают класть печи простых, но уже устаревших конструкций. Поэтому коренная рационализация производства печных работ возможна лишь при условии полного отказа от существующей практики кладки кирпичных печей и переход на сборные печи из стандартных элементов или целых блоков.

К сожалению, несмотря на большую работу, проделанную рядом наших научно-исследовательских учреждений Института Норм и стандартов, Института Индустриализации жилищного строительства и других — как по созданию наиболее рациональных блочно- сборных конструкций печей, так и по изысканию рецептуры жароупорной массы для изготовления блоков, до сего времени ни у нас, ни за границей нет еще удовлетворительной конструкции отопительной печи большой теплоемкости.

Объясняется это обилием разнообразия конструкции отопительных печей и отсутствием жестко ограниченного стандарта их, вследствие чего возможность получения небольшого числа стандартных элементов исключается. Поэтому, несмотря на множество проект собою при к сборных печей, все они по тем или иным причинам оказывали мало удачными для их заводского изготовления и не получили применения, главным образом, вследствие отсутствия огнеупорного материала, пригодного для изготовления сборных элементов или блоков печи. Предложенные печные блоки и элементы из бетона с различными добавками глины, кирпичного щебня оказались непригодными для изготовления из них топливника и поэтому последний в ряде предложенных конструкций сборных печей продолжает выполняться из обычного кирпича (сборная печь кандидата технических наук Хлудова А.В.)

Поскольку готовые элементы и блоки печи соединяются между собою при кладке печи обычным глиняным раствором, форма блоков в целях обеспечения прочности и воздухонепроницаемости  швов кладки усложнена устройством специальной шпунтовки поверхностей соединения блоков, что безусловно, усложняет сборку печи, так как при сушке блоков происходит неизбежная деформация их геометрических размеров.

26.jpg

27.jpgТаким образом, на сегодняшний день задача по созданию удов­летворительной конструкции сборной отопительной печи осталась  разрешенной. Разработанные рядом авторов образцы сборных печей оказались мало удачными для массового изготовления и весьма значительными по разнообразию их конструктивных схем. Отдельные элементы и блоки печи при недоработанности рецептуры материала крайне сложны по форме и имеют значительный вес от 35 до 100 килограммов. Большие размеры и вес блоков, а также обилие их разновидностей, так, например, сборная печь ВОДГЕО (рис 22, 23) состоит из 33 типов блоков весом  до 35 кг каждый. Этим, видимо, и объясняется в основном то, что сборные печи не получали у нас практического применения.

Оглавление:

  1.  Русские кирпичные и изразцовые печи

  2.  Печи архитектора Свиязева

  3.  Отопительные печи современных конструкций

Топливники печей

  1.  Топливник с глухим подом
  2.  Топливники печей архитектора Свиязева
  3.  Топливник Лукашевича
  4.  Топливники современных конструкций


Недостатки современных отопительных печей

Конструкции нового типа

  1.  Новые отопительные печи
  2.  Печь непрерывного горения
  3.  Применение новых отопительных печей

Понравилась статья? Поделись с друзьями:

Количество просмотров: 1173
Отзывов пока никто не оставил. Вы будете первым.
 
 

Похожие статьи: