English version English version 
 :: Разделы ::

 Статьи
  В помощь людям, делающим наши печи.
  Встреча на Урале 20-24 июля 2010 г
  Делают наши печи по авторским решениям
  Дровяные котлы и их обвязка
  Ещё раз о Системе
  Как построить баню
  Как построить дом
  Камины, печи, печи с каминами
  Многоярусные печи
  Новая система сжигания топлива с PS
  Наружные комплексы
  О Катаеве О.В. и его книгах
  О новом способе сжигания топлива
  О наших печах
  О нас
  О перспективе развития печного отопления
  Обмен опытом.
  Открытое письмо руководству России
  Отопление теплиц
  Отопление Храмов
  Основы конструирования котлов
  Основы конструирования печей
  Печи с транзитным дымоходом
  Печи-каменки
  Поездка в Европу с P.S.
  Презентация
  Презентация системы СДГ в Word
  Приз инновации в Швеции
  Пиролиз биотоплива
  Установка углежжения
  Использование тепла отходящих газов
  Испытание тепловизором
  Газогенераторные котлы ...
  Эксплуатация печей
  Энергосбережение
  Сравнение печей различных конвективных систем.
  Сжигание топлива...
 Каталоги
 Чертежи
 Фото
 Сотрудничество
 Каталоги без Р.Ч.
 Новости
 Семинары
 Памяти Jean Claude Raybaud (Жан Клода)

  Контакты


 .: Камины, печи, печи с каминами :.

Камины, печи, печи с каминами.

В статье рассматриваются некоторые проблемные вопросы проектирования каминов, печей, печей с каминами, наружных многофункциональных комплексов и их решение.

В название камин, я вкладываю понятие, сложившееся в России с давней поры. Камин – наиболее древнее, простейшее, без дверки, отопительное устройство, содержит в себе топку, где происходит процесс открытого сжигания топлива, не имеет конвективной системы (газоходов), присоединяется к дымоходу в верхней части. Камин обогревает лучистым теплом только видимую зону. Приятное тепло открытого огня, возможность отключиться от земных проблем, возможность пожарить шашлыки. Камин украшает помещение, вентилирует его, это дополнительный источник комфорта в помещении, вот основные достоинства открытого камина. При кажущейся простоте, открытый камин,- не простое устройство и хорошая работа его зависит от многих факторов.

Существенный недостаток камина,- это очень низкий коэффициент полезного действия (КПД). Камин постоянно совершенствовался с целью повышения КПД. Осуществлялся дополнительный конвективный нагрев воздуха (вставлялись калориферы, выполнялись полые стенки), изменялись системы подачи наружного воздуха (предварительный подогрев), необходимого для горения топлива в камине, вставлялись колосники. Однако эти мероприятия не улучшили значительно их КПД и не решили вопрос эффективного отопления помещения. В связи с очень низким КПД использование открытого камина, в качестве постоянного отопительного устройства не имеет смысла.

В дальнейшем в камин стали устанавливать металлические топки (топочная вставка) с герметичными металлическими или стеклянными дверками. Такое устройство уже нельзя называть камином. Камин превратился в однофункциональное отопительное устройство (отопитель) с одноразовой закладкой дров и используется только для обогрева одного помещения. Некоторые модели могут отапливать несколько помещений. Не каждый отопитель можно использовать в качестве открытого камина. Различные конструкции отопителей поставляются в Россию с названием «камины», что не правильно отражает их назначение. В отопителях используется способ тлеющего сжигания дров (при закрытой топочной дверке), позволяющий обеспечивать небольшую часовую теплоотдачу, но в течение некоторого времени. Он греет, пока горит топливо. К недостаткам следует отнести его быстрое засорение сажей, особенно при топке сырыми дровами с влажностью более 15% (дрова с влажностью 15% можно получить при хранении их под крытым проветриваемым навесом в течение 2-3 лет). Летом они могут служить, только в качестве украшения. Следует отметить, что работа этих отопителей обеспечивается за счёт точного инженерного расчёта, так как их эффективная работа обеспечивается только при строгих ограничениях предела разрежения, которое должна создавать труба. Для них требуется полная дорогостоящая заводская комплектация деталей (до выхода на крышу) и квалифицированная сборка. Выпуск дымовых газов в кирпичный дымовой канал, без изменения системы, создающей необходимое разрежение в трубе, может привести к его неудовлетворительной работе. Обычно они используются в качестве вспомогательной системы (второй), которую топят только в наиболее холодный период. Её так же можно использовать в местах временного пребывания людей, например в садовых домиках, рабочих помещениях и т.п.

Целесообразнее использовать в этих случаях печи с каминами, которые лишены указанных недостатков и имеют высокий КПД. Их можно использовать в качестве камина или отопительного устройства в любое время года. В камин печи так же можно вставить с зазором металлическую топку (отопительную вставку). Её можно топить как с закрытой, так и с открытой дверкой (при подсоединении к трубе через дымовую камеру). В этом случае повышается теплоотдача печи с камином. В летнее время, когда хочется посидеть у открытого огня, избыток тепла удаляется через печь на улицу, а используется только лучистое тепло. Кроме этого, такие печи могут иметь много полезных человеку дополнительных свойств, таких как: варить, жарить, запекать, коптить, сушить, лечить (лежанка), готовить горячую воду, работать на электричестве и т.д.

Бытует мнение, что в печи с камином уменьшается теплоотдача печи, так как камин закрывает одну стенку печи. При конструировании печей и устройств различного назначения, в том числе с каминами, нам пришлось решать ряд задач, возникших из их новых конструктивных решений.

Возникли вопросы: как повысить тягу, как понизить температуру выходящих газов, как повысить и оптимизировать теплоотдачу печей с каминами? Потребовалось решать проблемы:

  • Повышения тяги, например в многофункциональных наружных комплексах, в которых требовалось свести выходящие газы от различных устройств в одну трубу, при их большом удалении от неё;
  • Снижения температуры выходящих газов из каминов, например в стенных трубах, что бы не плавилась электрическая проводка, пересекающая дымоход, или исключения выбрасывания искр из трубы камина, барбекю, и т.п.;
  • При блокировании печи с камином традиционной конструкции, он закрывает теплоотдающую поверхность печи, уменьшая её теплоотдачу. Это объясняется тем, что камин традиционной формы имеет низко расположенный зуб и дымовую камеру. Топливник имеет утолщение и наклонные, полнотелые не греющие стенки, снижающие теплоотдачу печи.

    Мы очень много делаем печей с каминами. При этом стенки камина являются теплоотдающими стенками печи. Кроме того, делаем многоэтажные печи, работающие на одну трубу. В составе этих печей могут быть открытые камины.

    При конструировании таких печей, нам пришлось решать следующие задачи:

  • стенки печи с камином должны иметь одинаковую толщину (для лучшей теплоотдачи) и иметь максимально возможную теплоотдающую поверхность;
  • камин должен работать с минимальной тягой (наименьшим сечением трубы);

    Решение этих задач стало возможным в системе «свободного движения газов» (СДГ), где топливник теплогенератора устанавливается в колпак и объединяется с ним в единое пространство через «сухой шов» (щель). Как пример возможности этой системы, можно привести показанную выше 2-х этажную печь, построенную в Москве в 2005 году. Печь имеет один топливник и отапливает 10 комнат. Причем в 2-х комнатах имеются теплые лежанки размером 77х182 см. Ничего подобного в другой системе создать нельзя.

    Продукты горения, представляют собой простую смесь нескольких газов, в том числе балластных, молекулы их совершенно самостоятельны, не сцеплены между собой. Каждая частица газового потока имеет свое состояние: вес, нагрев, энергию и занимает в колпаке место, определенное этим состоянием за все время свободного движения через колпак. Любое вмешательство в это движение, вызванные конструктивным изменением теплогенератора, приводит к изменению системы СДГ. Вертикальные рассечки в колпаках, прогары (шпуры, вылеты, байпас) в топливнике, не обеспечивают свободное перемещение каждой частице газового потока, соответствующее её состоянию. Теплопередача от газа к теплообменнику зависит от площади контакта теплообмена, от разницы температур и от времени контакта, чем они больше, тем больше теплопередача. Колпак может иметь любую форму и объем, в который можно вставить теплообменник, то есть иметь большую площадь теплообмена. При таком построении теплогенератора увеличивается площадь и время контакта горячих газов с теплообменником, то есть улучшается теплообмен. Проходя через систему, газовые потоки разделяются по составу, степени нагрева, весу и имеют различную скорость движения. Наиболее холодные струи имеют наибольшую скорость, проходят низом колпака и мало воздействуют на теплообменник. Горячая составляющая потока под действием архимедовой силы направляет вверх колпака, и находится там все время, пока газы не охладятся, то есть тепло потока концентрируется в колпаке. По аналогии, можно говорить о движении воды над глубоким омутом, в котором температура воды на дне практически не меняется. В системе принудительного движения газов (ПДГ) неразделенный поток (с балластными газами) пропускается через конвективную систему. При увеличении скорости газового потока время контакта уменьшается. Если нисходящий поток пропускать через объем (канал) с большим сечением, то энергия потока рассеивается. И в том и другом случае теплопередача уменьшается, то есть уменьшается КПД. Это подтверждается проведенными в Канаде и Франции испытаниями.

    Нам пришлось искать новые конструктивные решения камина. Создавать свою конструкцию камина. Наши камины выглядят не обычно, но они могут работать при сечениях трубы до 20% меньшем, чем классические камины и не затрудняют теплоотдачу стенок печи, являющимися общими с камином. В практической работе по кладке каминов, мы часто сталкиваемся с некачественным выполнением дымовых каналов. Они частично перекрываются плитами перекрытия, имеются подсосы воздуха через отверстия плит перекрытия, не затираются швы. Поэтому жизнь нас заставила и отдельно стоящие камины выполнять по нашей технологии.

    Для упрощения понимания работы камина (процесса движения газового потока), условно будем считать, что источником тепла будет электрический обогреватель. В этом случае через камин будет двигаться горячий воздух без продуктов сгорания топлива.

    Основные элементы камина fig1, определяющие его работу: топливник-1, колпак-2 (с карнизом), зуб-3, горловина (с задвижкой)-4, дымовая камера-5, труба-6, задняя наклонная стенка-7. Имеются так же портал (проем портала), боковые стенки, под. В некоторых случаях делают зольник с колосником.

    Движение воздуха через камин возникает только тогда, когда температура воздуха в трубе выше температуры в помещении и когда возникающая тяга позволяет преодолеть сопротивление воздуха на пути его движения.

    Рассмотрим движение теплового потока в камине, показанном на fig1.

    Если задвижка- 4 закрыта, то горячий воздух, генерируемый электрическим нагревателем, постоянно подается в колпак-2. Часть теплоты потока воспринимается стенками колпака, а остальная переливается через карниз в помещение. При этом в колпаке возникает повышенное давление, возрастающее по высоте. Если задвижку немного приоткрыть, то часть теплоты будет подаваться в дымовую камеру- 5 и далее в трубу, часть теплоты воспринимается стенками колпака, а часть, уже меньшая, будет также переливаться в помещение. При этом давление в колпаке уменьшится. Можно подобрать такое сечение задвижки, когда вся теплота, генерируемая электрическим нагревателем, будет восприниматься стенками колпака и выходить в дымовую камеру, а в помещение,- не будет. Отсюда можно сделать вывод, что сечение горловины с задвижкой должно быть достаточным, чтобы обеспечивать прохождение потока горячих газов с допустимой скоростью, или больше. Обычно сечение горловины с задвижкой делается равновеликой с сечением трубы, или больше.

    Те же процессы будут происходить, если вместо электрического обогревателя тепло будут отдавать теплые стенки камина, задняя и боковые, нагретые дымовыми газами работающей с другой стороны печи.

    Известное толкование механизма движения дымовых газов в трубе-, fig2 не дает объяснения многих вопросов возникающих в процессе конструирования печей и каминов. В соответствии с этим толкованием работа трубы зависит от средней плотности дымовых газов в трубе, (которая в свою очередь зависит от температуры газов) плотности воздуха в помещении и высоты трубы. То есть гидростатический напор в трубе, действующий на единицу площади - Δp, под действием которого осуществляется движение дымовых газов можно рассчитать по формуле: Δp=H(ρx -ρд•ср.)g, где Н-высота дымохода, ρx и ρд•ср – плотность воздуха в помещении и средняя плотность дымовых газов в трубе. Напор должен быть больше аэродинамического сопротивления на пути движения газового потока через камин (печь). Следует отметить, что в системе СДГ аэродинамическое сопротивление движущему потоку минимально.

    Фактически все значительно сложней. Плотность горячего потока газа даже по горизонтальному сечению трубы имеет различное значение, зависит от формы её сечения и материала. На fig3 показаны сечения квадратной, прямоугольной и круглой трубы.

    Стенки трубы нагреваются проходящим газом, то есть происходит теплообмен от газа к трубе. По этой причине температура потока газа вблизи стенок меньше, а плотность больше и эти показатели имеют различные значения в каждой точке периметра квадратной и прямоугольной трубы. В круглой трубе плотность потока по периметру можно считать одинаковой. Прямоугольная труба имеет самую большую разность указанных показателей по периметру трубы. Вследствие неоднородности поля температур аэродинамические явления осложняются теплообменными процессами. Имеются сложные поля скоростей, концентраций веществ (при потоке продуктов сгорания), плотностей и температур. Описание таких сложных процессов может быть выполнено лишь на современных эвм специалистами по вычислительной гидродинамике и теплообмену. Все указанные стороны процесса взаимосвязаны и воздействуют друг на друга. Этим можно объяснить разность значений в графиках, К. Мякеля, соотношения величин площади поперечного сечения дымохода различной формы, к входному проему открытого очага (в %), в зависимости от высоты трубы. Этими графиками мы пользуемся при расчете каминов. Графики показаны в книге К. Мякеля, Печи и Камины, Москва 1987 г. У круглого сечения отношение самое маленькое, а у прямоугольного сечения самое большое. То есть труба с круглым сечением работает лучше трубы с квадратным сечением и хуже всего работает труба с прямоугольным сечением.

    На fig.5 представлены три одинаковых объема, заполненные горячим воздухом с температурой t. Все эти объемы имеют место при движении газового потока через камин (печь) в системе "свободного движения газов".

    На fig.5а, открыт сверху и снизу; на fig.5в, открыт снизу, образуя колпак; на fig.5с, открыт сверху, образуя «стакан». Нагретый газ под действием архимедовой силы стремится переместиться вверх. В объемах возникают силы F1, F2, F3, направленные вверх, это поддерживающая (подъемная) сила газа.

    Вес нагретого воздуха в трубе меньше веса вытесненного холодного воздуха. Нагретый газ, в случае, показанном на fig.5а под действием архимедовой силы перемещается вверх относительно менее нагретого газа в направлении, противоположном направлению силы тяжести. В случае, показанном на fig.5b по направлению снизу вверх температура в колпаке увеличивается. За счет действия гравитационных архимедовых сил там возникает повышенное давление равное разности весов объема горячего и холодного воздуха в помещении. Нагретый воздух вытесняет холодный воздух из колпака, причем холодный воздух выходит из колпака через поля, имеющие наибольшую плотность.

    В случае, показанном на fig.5с горячий воздух выходит из объема (стакана), создавая там разрежение, и на его место поступает, за счет атмосферного давления, холодный воздух в нижнюю часть объема через места с более плотным полем (конвекция). Если в нижней части этого объема находится раскаленный углерод (угли), источник нагрева воздуха, то происходит его окисление, то есть медленное (тлеющее) горение. На этом явлении основана работа старинных русских, герметизированных металлическим листом, печей с герметичными дверками, не имеющих колосников и задвижки. Такие печи работают по схеме fig.5с. В Европе, с мягким климатом, в настоящее время делаются отопительные подовые печи (без колосников) с тонкими стенками, герметичными дверками и без задвижки. Этим обеспечивается увеличение времени воздействия горячих газов на теплообменник (горение топлива при пониженной температуре в течение 4-6 часов) и возможность заводского изготовления печей. В условиях сурового климата требуется устройство массивных теплоемких печей, в которых горение происходит при повышенных температурах в течение 1-1.5 часов, 1-2 раза в день, а отдача тепла в течение суток. В этих условиях применение мало массивных печей в качестве основного источника отопления не рационально, так как их надо будет часто топить.

    На этом явлении основан способ (режим) тлеющего сжигания твердого топлива в котлах оборудованных колосниками в ночное время, поддерживающий длительное время температуру в котле без участия человека. В этом случае котёл должен быть герметизирован и оборудован герметичной поддувальной и топочной дверкой. В этом режиме, когда в топливнике скапливается большое количество раскаленного угля, дверки плотно закрываются, а задвижка остается открытой.

    Как было отмечено выше, гидростатический напор, действующий на единицу площади, - Δp (кг•м/сек2), можно рассчитать по формуле: Δp=H (ρx -ρд•ср.)g где Н-высота дымохода (м), ρx и ρд•ср – плотность воздуха в помещении и средняя плотность дымовых газов в трубе (кг/м3), g-ускорение (м/сек2). По такой формуле рассчитывается располагаемый гидростатический напор в системах показанных на fig.5а и fig.5b.

    В общественных зданиях обычно выполняется приточная вентиляция, с принудительной подачей воздуха. При этом делается балансовый расчет поступающего и выходящего из помещения воздуха, с учетом работы камина. В открытых каминах потребность в воздухе для сжигания 1 килограмма топлива, по данным К. Мякеля, может достигать 150 м3. Это количество воздуха надо подать в помещение, в противном случае в помещении возникает разрежение, и камин будет дымить.

    Откуда воздух может попадать в помещение? Через специально выполненную для камина приточную вентиляцию. Через не плотности оконных и дверных проёмов. В случае применения современных герметичных столярных изделий и отсутствии специальной приточной вентиляции для камина, через канал вытяжной естественной вентиляции помещения, которая начинает работать на приток. Какие неприятности могут возникнуть в этом случае. Вытяжная вентиляция может, быть выполнена из гаража, кухни, туалета, бассейна, мастерской и т. п. При открытых дверях в эти помещения, все запахи, присущие этим помещениям будут попадать в каминный зал. То же самое происходит, если вытяжной канал естественной вентиляции расположен рядом с трубой камина и в помещении не сделана специальная приточная вентиляции для камина. Вытяжной канал начинает работать на приток, в помещение попадают дымовые газы и через некоторое время начинает щипать глаза. В каминном зале не рекомендуется устраивать вытяжную вентиляцию с искусственным побуждением, а если зал не компенсируется притоком с искусственным побуждением, то устраивать её нельзя. Из сказанного следует, что необходимо в каждом конкретном случае, рассматривать необходимость устройства специальной приточной вентиляции для камина. Воздух можно подвести снаружи, с чердака, проветриваемых помещений технического этажа и подвала и т. д., сечение канала принимают 160–340 кв. см. (суммарное сечение приточных каналов). Воздух должен быть чистый, без вредных примесей и пыли. Существует несколько способов подачи воздуха для камина. Это: непосредственно в верхнюю зону помещения (лучше рядом с камином); в камин через отверстия в днище (возможно колосники) или стенках камина; предварительный конвективный подогрев подаваемого в помещение воздуха с распределением его внутри помещения. Можно сделать так же естественный приток, открывая форточку, однако в этом случае возможно возникновение сквозняка в помещении.

    Встречается частая ошибка, когда в жилом доме, с герметичными окнами и дверями, оборудованном камином делается только естественная вытяжная вентиляция, а искусственная приточная не делается. В отапливаемом доме теплый воздух через вытяжную вентиляцию выходит наружу и в помещении создается разряжение. При открытии задвижки камина возникает встречная тяга (из камина дует) и камин начинает дымить. В этом случае надо обязательно делать принудительную приточную вентиляцию и кондиционирование. Этот вопрос очень сложный для неподготовленного человека и должен решаться специализированными проектными и монтажными организациями

    Рассмотрим работу прямоточного камина fig.6. При естественном притоке, движение воздуха снаружи вовнутрь помещения обеспечивается за счет разрежения в помещении, которое создается трубой. В любом случае, при естественной компенсации выходящего воздуха, в помещении возникает разрежение, так как тяге трубы надо преодолеть сопротивление входящего воздуха на пути его движения. Причем чем в большем объеме компенсируется выходящий воздух, тем меньше возникает разрежение в помещении и чем меньше компенсация притока, тем больше разрежение. При отсутствии подачи воздуха или большом недостатке поступающего воздуха, работающая труба высасывает воздух из помещения, там создается критическое разрежение, при котором внешнее атмосферное давление превысит давление, создаваемое поддерживающей силой газа, и происходит прорыв атмосферного воздуха, загрязненного дымовыми газами, из трубы в помещение, по схеме показанной на fig.5с. Поддерживающая сила газа равна разности веса воздуха и газа в объеме трубы, за вычетом силы расходуемой на преодоление сопротивления на пути движения газов и направлена вверх. Δp=H(ρx -ρд•ср.)g. В трубе возникает встречное движение дымовых газов и воздуха снаружи. Это происходит в короткий промежуток времени, пока давление снаружи и внутри помещения не уравновесится. Далее процесс повторяется, - критическое разрежение, - прорыв воздуха и т.д. Камин начинает дымить. На fig.6 показано как происходит прорыв воздуха в помещение через трубу. По аналогии можно говорить о прорыве воздуха в бутылку, если из неё выливать воду, опустив вниз горлышком.

    Уравновешивание давлений происходит за счет двух составляющих:

  • организованного поступления воздуха снаружи (через специально выполненную приточную вентиляцию);
  • воздуха поступающего встречным потоком из трубы.

    Из сказанного следуют важные выводы, позволяющие правильно конструировать печи с каминами и другие сложные многофункциональные устройства различного назначения. В помещении дольше времени не возникнет критическое разрежение, при котором камин будет дымить, а работа системы становится стабильнее в следующих случаях:

  • Если помещение имеет наибольший объем;
  • При наибольшем объеме поступления воздуха снаружи.

    При построении камина построенного по схеме показанной на (fig.6), и естественной компенсации выходящего воздуха, в помещении возникает критическое разрежение и дымление камина. По этой причине на пути газового потока надо обязательно предусматривать устройство, исключающее прорыв воздуха в помещение из трубы. Таким устройством служит зуб-3, дымовая камера-5 и колпак- 2, показанные на fig7. Сечение трубы должно быть достаточно большим, что бы обеспечивать не только пропуск газов, но и возможность встречного движения дымовых газов и воздуха поступающего снаружи. Если рассматривать объем ограниченный дымовой камерой- 5 и трубой- 6, при закрытой задвижке в горловине- 4, то можно увидеть, что движение газового потока в нем происходит по схеме показанной на fig.5с. В дымовой камере создается критическое разряжение, наружный воздух встречным потоком поступает в дымовую камеру- 5 (конвекция), и в ней происходит уравновешивание давлений. В колпаке- 2, движение газового потока происходит по схеме показанной на fig.5b и в нем создается повышенное давление. На уровне горловины с задвижкой происходит изменение величины давления, что положительно сказывается на работе камина.

    При устройстве дымовой камеры по схеме показанной на fig7 уже в ней, а не в помещении, происходит уравновешивание давлений. Она предотвращает попадание воздуха, загрязненного дымовыми газами, из трубы в помещение. В ней происходят тот же процесс, как и в системе, показанной на fig.6. К ней так же применимы выводы сделанные выше.

    Уравновешивание давлений в дымовой камере происходит за счет двух составляющих:

  • поступления воздуха из колпака-2;
  • воздуха поступающего встречным потоком из трубы.

    В дымовой камере дольше времени не возникнет критическое разрежение, при котором камин будет дымить, и работа системы становится стабильнее в следующих случаях:

  • Если дымовая камера имеет наибольший объем;
  • При наибольшем объеме поступления воздуха снаружи, (в частности из колпака-2, этому способствует большая разница перепада давлений в дымовой камере-5, и колпаке-2.)

    С повышением температуры, в колпаке возникает сила гравитационного напора,- Д. Величина этой силы зависит от высоты колпака, температуры газового потока и увеличивается при их увеличении. В это же время, повышается температура и в дымовой трубе. Возникает сила тяги,- Т в трубе, величина её находится в такой же зависимости от высоты трубы и температуры газа в ней, как и в колпаке, так как природа возникновения этих сил одинакова.

    На движения газового потока в системе fig.7, действуют две силы: в колпаке,- гравитационный напор (давление) - Д; в трубе - тяга (отсос), - Т. При увеличении высоты колпака увеличивается напор,- Д и уменьшается тяга,- Т, а при уменьшении высоты - наоборот. Суммарная сила, движущая поток, складывается из этих сил и направлена вверх. Точкой приложения этих сил является выходное отверстие горловина- 4.

    Следует отметить, что в системе показанной на fig.7 суммарная величина силы двигающей поток, при одинаковой высоте трубы и средней плотности (температуры) газов в ней, остается неизменной при увеличении высоты колпака,- 2. Можно сказать, что «поддерживающая сила газа» в месте изменения положительного давления на отрицательное, остается неизменной и равной сумме напора,- Д и тяги,- Т. При увеличении высоты колпака, может возникнуть состояние, когда сила напора будет равна или больше силы тяги, но суммарная поддерживающая сила остается неизменной. Это позволяет максимально возможно поднять зуб и дымовую камеру, чтобы увеличить площадь теплоотдающей поверхности печи, расположенной за стенками камина, то есть увеличить теплосъем от печи. Уравновешивание давления происходит в дымовой камере, где имеется разность давлений. Процесс выравнивания давления протекает постоянно.

    Обычно мы делаем в каминах высокорасположенный вдоль или поперек камина зуб и дымовую камеру. При этом стремимся максимально возможно увеличить дымовую камеру, 4-6 рядов по высоте (28-42 см), и поднять её выше, причем толщину стенок между камином и печью делаем одинаковой. В печах с каминами дымовая камера объединяет выпуски из камина и печи, при этом выпуск из камина не должен располагаться под трубой. Такое же решение,- дымовую камеру, используем для объединения газовых потоков от различных устройств в одну трубу при их большом удалении от неё в многофункциональных комплексах. Дымовая камера объединяет в плане все выпуски из различных устройств и выходное отверстие трубы. Обычно это объем высотой 4-6 рядов кладки, перекрытие которого опирается на столбики из кирпича. Выпуск дымовых газов в трубу делается в верхней части дымовой камеры, размещая его так, что бы он не располагался над горловиной камина, а так же пути движения газовых потоков от устройств равномерно распределялись по сечению дымовой камеры. При необходимости понизить температуру выходящих газов и устранить выбрасывание искр из трубы, дымовую камеру делаем в виде колпака. То есть входное отверстие трубы опускаем на 1-2 ряда (7-14 см) ниже перекрытия дымовой камеры, при этом соответственно увеличиваем высоту камеры. Применение в качестве искрогасителя металлической сетки с отверстиями не более 5х5 мм обычно не работоспособно, так как на сетку откладывается сажа и забивает её отверстия. На снимке показан наружный комплекс, имеющий одну трубу и объединяющий барбекю, камин и русскую печь-теплушку (РТИК). Видно, что они работают одновременно без дымления.

    Отношение площади поперечного сечения дымохода к площади входного проема камина в %, в зависимости от высоты дымовой трубы принимается по графику, приведённому в книге К. Мякеля "Печи и камины", допуская уменьшение его площади до 20%. Глубину камина, с порталом шириной до метра, принимаем 51 см.

    PS.

    Я благодарен Казачкову И.В., доктору технических наук, профессору Национального Технического Университета Украины (КПИ), за его конструктивные замечания, которые учтены в данной статье.

    Литература:

    1. Под редакцией Г.Ф. Кнорре, «Введение в теорию топочных процессов», М 1968 2. Сайт www.stove.ru

    3. Элементарный учебник физики. Под редакцией академика Г.С. Ландсберга, том I, издательство «Наука», Москва 1972 г.

    4. К. Мякеля, Печи и камины, Москва, Стройиздат,1987 г.

    5. И.И. Ковалевский, Печные работы, Москва, Высшая школа, 1977 г.

    6. Ю.П. Соснин, Е.Н. Бухаркин, Энциклопедия, Москва, Новая волна, 2001 г.

    июль 2007 © Igor Kuznetsov "Kuznetsov's stoves"

    И.В. Кузнецов тел. (343) 3077303 e-mail: igor@stove.ru http://stove.ru