Основы конструирования печей

Основы конструирования печей

В любом очаге выходящие из топки горячие газы при движении внутри него отдают свое тепло стенкам и после этого, охлажденные, отводятся в дымовую трубу. Что вкладывается здесь в понятие очаг. Очаг содержит в себе топку, где происходит процесс сжигания топлива и конвективную систему, для использования теплоты, выделившийся при сгорании топлива. Это может быть печь любого функционального назначения (отопительная, отопительно-варочная, русская, банная и т. п.), печь с камином, отопительный котёл.

При нагревании или горении древесины часть ее вещества испаряется, а часть остается на подине очага. Количество испаряющихся из древесины, например березы, веществ, достигает 88%, а количество твердого вещества составляет всего лишь 12%. Большая часть испаряющихся веществ горючие, поэтому для эффективного использования энергосодержания древесины предусматривается сжигание также и этих газов. Наиболее общая ошибка при проектировании очагов заключается в том, что забывают о существовании газообразной топливной части древесины. Энергосодержание или теплосодержание древесины, это максимальное количество содержащейся в ней химической энергии, которую теоретически можно выделить из топлива при его сжигании.

Руководствуясь этим, определим следующую концепцию. Чтобы получить хороший очаг необходимо:

Обеспечить наилучшие условия полного протекания реакции горения, то есть получить максимальное, полезное количество теплоты от количества теплоты заключённом в топливе;
Организовать естественное движение горячих и холодных газов, разделить поток проходящего через очаг газа, горячие газы направить на аккумуляцию тепла, а холодные удалять;
Выполнить конструктивную часть конвективной системы очага в соответствии с необходимыми функциональными требованиями; чтобы снизить потери тепла от дымовых газов; чтобы обеспечить оптимальное нагревание всех частей очага; чтобы большую часть из всего энергосодержания древесины можно было преобразовать в полезное тепло, то есть добиться наивысшего КПД. Возможность использования электроэнергии в качестве резервного топлива.

Или проще суть концепции: получить из топлива максимальное количество тепла при его сжигании; полученную теплоту в максимальном объёме аккумулировать в очаге; конструкция очага должна отвечать функциональным требованиям и обеспечивать оптимальную теплоотдачу.

Лучше всего этим условиям удовлетворяет теория конструирования печей, разработанная И. С. Подгородниковым. Наилучшие условия протекания реакции горения, а так же организация движения остывающих газов внутри очага решается на принципе естественного (вольного) движения газов. Температура отработавших в колпаках дымовых газов, направляемых в трубу небольшая (около 120 град. С), что обусловливает высокие теплотехнические качества колпаковых конструкций. КПД бесканальных конвективных систем 93,7% (не путать с КПД печей). Основы правильной конструкции бытовых печей разработаны И. С. Подгородниковым на основе гидравлической теории печей, русского ученого-металлурга проф. В. Е. Грум-Гржимайло. Для лучшего понимания вопроса приведём эти основы.

Положения гидравлической теории печей в применении к бытовым печам полностью сохранили свое значение. Основная идея, лежащая в основе этой теории, элементарно проста. Струйка горячего газа в окружении холодного всплывает вверх как более легкая, струйка холодного газа в окружении горячего, как более тяжёлая опускается вниз. В. Е. Грум-Гржимайло рекомендует при проектировании печи в каждой ее части задавать такое направление движению газов, которое отвечало бы их естественному стремлению: струю горячего газа, в окружении холодного следует направлять вверх, струйки охлаждающегося газа - вниз. В печах с «оборотами» это не соблюдается: охлаждающиеся газы идут попеременно то вверх, то вниз.

Горячие газы, поступающие из топки в объем печи, собираются как наиболее легкие под сводом, образуя там, по выражению В. Е. Грум-Гржимайло, «мешок горячих газов». Холодные газы как наиболее тяжёлые стекают в нижнюю часть печи и, если их оттуда не убирать, образуют там «мешок холодных газов». Поэтому отвод газов из печи всегда следует делать снизу, где собираются наиболее охлажденные газы. Печи, построенные с использованием этого принципа, не нуждаются в «оборотах»: движение газов в них совершается за счет естественных сил природы. Такие печи построены на принципе естественного («вольного», по выражению М. В. Ломоносова) движения газов.

Отказ от «оборотов» позволил резко снизить сопротивление движению газов внутри печи, что особенно важно в русских печах с их небольшой высотой дымовой трубы. Только применение принципа «вольного» движения газов, позволило удачно решить задачу создания отопительной камеры в нижней части «теплушки», дымовая труба которой создает разрежение всего 1.5-2 мм вод. ст. Применяя «обороты», решить эту задачу невозможно.

Поток пламени выходящий из слоя топлива, представляет собой смесь струй горючих газов, воздуха и продуктов сгорания. Для того чтобы реакция горения в пламени закончилась, необходимо хорошо перемешать отдельные его струи; в объеме, где заканчивается горение, должна поддерживаться высокая температура.

Подсводовый объём - «мешок горячих газов» есть идеальная сожигательная камера.

Если поток пламени с не закончившимися реакциями горения выпустить в объем с низкой температурой, то газы охладятся, и реакция горения не сможет пройти до конца. В таких газах останутся несгоревшие сажа и смолы, которые при движении газов по каналам печи будут осаждаться на их стенках.

Все разработанные И. С. Подгородниковым печи имеют вид колпака или двух колпаков, расположенных один над другим. Колпак - это объем, ограниченный сплошными стенками с боков и сверху. Горячие газы подводят в колпак снизу; охлажденные газы удаляют через отверстия, расположенные тоже в нижней части колпака.

Опрокиньте стеклянный стакан и поднесите к нему снизу горящую папиросу. Вы увидите, как струйка дыма войдет в стакан, дойдет до его донышка, затем повернется и кольцом вдоль стенок будет опускаться вниз. Такое же движение газов создается и в печах, построенных с использованием принципа колпака.

Когда топка печи окончена, а вьюшка плотно не закрыта, то холодный воздух, входя через топку в печь, будучи более тяжёлым, чем газы, заполняющие печь, не сможет подняться и тотчас уйдет в отводные каналы, не унеся с собой заметного количества тепла. Такая печь имеет как бы автоматическую «газовую» вьюшку, исключающую возможность охлаждения колпака при попадании в него холодного воздуха. Этим объясняется способность колпаковых печей хорошо сохранять тепло и при неплотно закрытой вьюшке.

Большая экономия топлива, полученная после замены обычных печей печами «Двухъярусный колпак», по данным практических испытаний, объясняется именно тем, что эти печи имеют «газовую» вьюшку.

Хорошая бытовая печь должна удовлетворять следующим требованиям:

Печь должна иметь высокий коэффициент полезного действия в пределах 75-85%. Если топка печи имеет колосниковую решетку, этому требованию удовлетворяют все известные типы отопительных печей.
Печь должна прогреваться снизу доверху, причем нагрев внизу должен быть сильнее, чем вверху. Такой характер нагрева должен сохраняться в течение суток. Этим будет обеспечен равномерный нагрев помещения с минимальной разницей температур под потолком и на полу.
Печь должна хорошо держать тепло, не стынуть при неплотно закрытой вьюшке.
Печь не должна давать трещин.
Печь не должна забиваться сажей, выделяющейся в результате плохой организации сжигания топлива.
Каналы печи не должны забиваться золой.
Печи, предназначенные для одноэтажных домов, должны отличаться минимальным сопротивлением движению в них газов.
Печь должна быть проста.

Гидравлическая теория движения газов помогла освободиться от «оборотов», от местных сопротивлений движению газов и направить энергию дымовой трубы на создание разрежения в варочной камере и преодоление отрицательного давления газов при движении их от уровня пода до пола. Результаты оказались осязательными - печь получилась простой, с ярко выраженной идеей. Это дает основания считать, что печь «Двухъярусный колпак» станет основным типом отопительных печей в Советском Союзе.

Руководствуясь выше изложенными концепцией, и основами правильной конструкции бытовых печей И. С. Подгородникова, определим основные правила конструирования очагов, имеющих бесканальные конвективные системы:

Колпак (нижний и верхний) может иметь любую форму, круглую, прямоугольную, Г-образную, П-образную и т. п.;
Не допускается в пределах яруса (верхнего или нижнего) делать последовательные колпаки, так как последующий колпак будет прогреваться хуже предыдущего. Это условие не было учтено И. С. Подгородниковым при конструировании отопительно-варочных печей ИП-1 и ИП-2. В связи с этим задняя стенка этих печей прогревается значительно хуже передней. Как следствие указанные печи не получили широкого распространения. Печи ИП-1 и ИП-2 были мной усовершенствованы (патент Российской Федерации № 2055272 от 27.02.1996г). Можно делать параллельные равнозначные колпаки (равноудалённые пути движения газов);
При необходимости, колпак можно разделить горизонтальной диафрагмой, при этом должны быть обеспечены условия для наилучшего сгорания топлива, а так же разделение потоков холодных и горячих газов; разделение диафрагмой необходимо при конструировании русских «теплушек», некоторых конструкций печей для бань, котлов отопления;
Не рекомендуется делать колпаки с вертикальными рассечками; поток горячих газов из топки (или из нижнего колпака) фонтанируют с большой скоростью, и расширяется по мере подъёма, вертикальные рассечки мешают естественному распространению газов;
Нижний колпак в своём объёме, может иметь переменное сечение и переменную высоту (например: часть объёма колпака имеет высоту половину печи, а часть - всю высоту, при этом нельзя устанавливать вверху высокой части колпака задвижку летнего хода из-за возможности дымления через неё);
Из верхней части топки можно делать один или несколько выходов горячих газов в колпак (лучше дальше от дверки), причём заполнение колпака по возможности делать равномерным; пути движения газов в колпаке до соединительного канала лучше делать равновеликими; газы из топки могут направляться в колпак вверх или вбок; в задней части топки нельзя делать отверстия ниже 12 ряда, во избежание засорения печи; в нижней части топки необходимо предусматривать отверстия или сухие швы для пропуска холодных газов;
Горячие газы подводятся во второй колпак снизу, это важно, причём заполнение колпака по возможности делать равномерным. В некоторых печах, рекомендуемых к строительству Госстроем России, а так же печах построенных на принципе «противотока», горячие газы подводятся в верхнюю зону. Здесь не происходит разделение потока проходящего через очаг газа, горячие и холодные газы принудительно протаскиваются через верхнюю часть печи; (Жидкости и газы следует нагревать снизу, иначе не происходит естественной конвекции);
Духовку необходимо устанавливать по возможности выше (в верхней зоне колпака), чтобы её со всех сторон омывали горячие газы;
Дно нижнего колпака – первый ряд (дымовые газы ходят со второго ряда), это возможно в печах построенных на принципе свободного движения газов (преодолевается отрицательное давления газов при движении их от уровня пода до дна). Это даёт возможность пропускать горячие газы под подом камина и топкой; высоту подвёртки (выход в соединительный канал), необходимо делать внизу высотой 3 ряда;
Наружные стенки колпаков должны иметь одинаковую толщину по всему периметру; колпак должен захватывать пространство по внутренним стенкам и низу камина, а так же под топкой; печь должна прогреваться равномерно по периметру яруса, начиная с первого ряда (фундамент должен быть несгораемым);
Колпак может иметь один или более соединительных каналов, при не равнозначных (не равновеликих) путях движения газов в канал ближнего хода необходимо установить регулирующую задвижку для регулирования равномерности нагрева печи; соединительный канал может иметь одну или более подвёрток;
Топка не должна содержать холодного ядра (котёл, регистр, бак с водой, змеевик и т. п.), так как не выполняется п.1 концепции;
Котёл, регистр, бак с водой, змеевик и т. п. располагаются вне топки, можно располагать их элементы непосредственно под колосниками;
Если печь со встроенным котлом, используется в системе с водяным отоплением, то её необходимо обвязать металлическим каркасом и снаружи теплоизолировать минеральными материалами; при использовании электричества в целях отопления, лучше греть теплоаккумулятор (печь), чем теплоноситель, при этом предусматривать автоматическое использование выгодного ночного режима;
В очагах, имеющих систему горячего водоснабжения, необходимо предусматривать регулирование нагрева воды путём изменения направления движения горячих газов, а так же изменения скорости циркуляции воды за счёт установки вентиля на обратной трубе. Колпак в колпаке - один из способов регулирования нагрева воды, змеевик размещается в малом колпаке, вверху которого устанавливают задвижку регулирования нагрева воды, малый колпак размещается в большем колпаке;
Печь должна хорошо чиститься;
Электротены устанавливать в нижнем колпаке; при этом предусматривать возможность автоматического использования выгодного ночного режима;
Толщину наружных стенок топки у печей, имеющих нижний колпак, по возможности лучше предусматривать 19 см на высоту: у отопительно-варочных - на 7 см ниже плиты, у отопительных - на 21 см выше верха топочной дверки;
В печах типа «двухъярусный колпак» рекомендуется делать трубы насадные; использование коренных и стенных труб не рекомендуется, так как место соединения печи с трубой при нагревании и охлаждении печи подвергается усталостному воздействию и может выйти из строя; при невозможности выполнения насадных труб, дымовые патрубки делать с листовыми (гофрированными) шарнирами;
Применение печей построенных на принципе свободного движения газов, имеющих малое сопротивление движению газов, позволяет использовать один дымовой канал (трубу) для нескольких печей и каминов; это позволяет выполнять 2-3-х этажные печи, работающие одновременно на одну трубу.

Анализ работы некоторых конвективных систем и конструкций очагов, с позиции изложенной «концепции» и «требований» И. С. Подгородникова.

Конвективные системы с последовательно соединёнными каналами.

К ним относятся печи с вертикальными, горизонтальными, смешанными (вертикальными и горизонтальными), подъёмными и опускными каналами, расположенными в одной или двух плоскостях. Такие печи делают печники старой школы. Основные недостатки этих печей: не выдерживается пункты 1, 2, 3 концепции, пункты 2, 3, 4, 5, 6, 7 требований И. С. Подгородникова к печам. В этих системах нельзя использовать электроэнергию в качестве резервного топлива.

Параллельные конвективные системы.

Суть её в том, что дымовые газы, из топки по каналу поднимаются до потолка печи и возвращаются вниз печи по нескольким дымовым каналам и удаляются в трубу. Конвективная система может быть одноплоскостная и многоплоскостная. Параллельные конвективные системы имеют значительные преимущества по сравнению с последовательными системами. Они приближаются по характеристикам к одноколпаковой печи с бесканальной конвективной системой. Однако у этих систем есть серьёзные недостатки. В них не происходит свободного движения газов (разделения потоков холодных и горячих газов), нет «газовой вьюшки». Кроме того, верх этих печей прогревается лучше нижней (одноколпаковой печи тоже), что отрицательно влияет на тепловой режим помещения, в котором образуется «яма» холодного воздуха. В этих системах, нельзя использовать электроэнергию в качестве резервного топлива (верхний прогрев).

На Западе большинство печей в настоящее время строится на принципе противотока, эти печи являются одной из разновидностей параллельной конвективной системы. Основные идеи заключаются в следующем: огневой канал (внутренняя огнеупорная оболочка), соединённый с топкой, отделён от оболочки печи при помощи «сухого» стыка, поэтому наиболее горячая часть печи имеет свободу перемещения и не зависит от остальных конструкций печи; дымовые газы удаляются через дымоход в основании печи, поэтому обеспечивается свобода перемещения оболочки печи. Указанные печи обладают серьёзным достоинством. Применение внутренней огнеупорной оболочки, позволило создать печи с очень большим сроком эксплуатации. Более 100 лет строятся печи, действующие на принципе противотока. Наше время не внесло в эту конструкцию практически ничего нового. Изобретательская деятельность направлялась на объединение различных очагов в комплексы, на усовершенствование различных частей очага.

В качестве примера можно привести строящуюся Американской фирмой Maine Wood Heat Co www.mainewoodheat.com и приведённую в журнале Советы профессионалов, II 2000г. Китайско-Финскую печь (очаг). Здесь внимание обращается на функциональные свойства печи, многоплановость использования.

Комбинированные конвективные системы.

К ним относятся, по классификации А. Е. Школьника, (Печное отопление малоэтажных зданий, Москва «Высшая школа» 1991г) следующие печи: преимущественно нижнего обогрева; с распределительным коллектором равномерной раздачи; многоколлекторная схема; последовательная схема. Эти системы имеют значительное сопротивление проходящим газам, в них не происходит свободного движения газов (разделения потоков холодных и горячих газов), нет «газовой вьюшки». В большинстве разновидностей этих систем, нельзя использовать электроэнергию в качестве резервного топлива.

Бесканальные (колпаковые) конвективные системы.

Выше говорилось о свойствах этой системы. Главный недостаток – перегрев верхней части, легко устраняется устройством двухъярусных печей «колпак над колпаком», то есть печей «двухъярусный колпак». Кроме того, имеется потребность в невысоких печах 15-20 рядов, в которых влияние верхнего перегрева незначительно. Основное преимущество – малое внутреннее сопротивление потоку газов, разделение потоков горячих и холодных газов и как следствие, высокие теплотехнические показатели. Этими свойствами (преимуществом), не обладает ни одна конвективная система. Если сравнивать вышеуказанные конвективные системы, то можно сказать, что конструирование многофункциональных очагов, работающих на принципе свободного движения газов, находится в начальной стадии развития, так как другие системы себя исчерпали. Этот принцип позволяет сконструировать печи с учётом всего многообразия требований архитектора, заказчика, конструктивных решений здания. Только применение принципа свободного (естественного) движения газов, позволило создать большой ряд многофункциональных печей, которые находят всё больший спрос, объединить печь с камином, в которой стенки камина прогреваются, то есть, являются частью печи. При этом камин и печь могут работать на одну трубу одновременно. Более того, позволяет использовать один дымовой канал (трубу) для нескольких печей и каминов; это позволяет выполнять 2-3-х этажные печи, работающие одновременно на одну трубу.

Разработка конструкций печей типа «двухъярусный колпак» с применением внутренней огнеупорной оболочки позволит получить идеальную печь со значительным сроком эксплуатации.

Анализ конструкций некоторых очагов.

Рассмотрим, ранее упоминавшуюся «Китайско-Финскую» печь (очаг). Очаг включает в себя отопительную печь, плиту с духовкой, лежанку между ними с отопительным щитком (спинка), полки; имеет горячее водоснабжение. Очаг имеет комбинированную конвективную систему. Отопительная печь выполнена на принципе противотока (смотрите ранее приведённую схему). Отопительный щиток имеет последовательную конвективную систему. Отопительная печь и плита могут топиться раздельно или вместе; имеются режимы обогрева лежанки и отопительного щитка печью или плитой. Плита может топиться по-летнему. Достоинства очага: функциональная ценность, долговечность отопительной печи; дымовые газы ходят со второго ряда, стенки печи имеют одинаковую толщину и прогреваются с первого ряда.

К недостаткам очага можно отнести:

Необходимость топить печь и плиту одновременно для получения максимальной теплоотдачи;
Сожность в управлении;
При раздельной топке, неравномерный прогрев, что уменьшает её трещиностостойкость;
Из отопительной печи газы поступают в теплообменные каналы лежанки и отопительного щитка отработанные (вторичные), что значительно снижают их обогрев и трещиностойкость; кроме того, принятая конвективная схема отопительного щитка (последовательно соединённые каналы) не эффективна;
Имеет большое сопротивление выходящим газам;
Отопительная печь имеет верхний обогрев.

Очаг не отвечает пунктам 2,3 концепции, пунктам 2, 3, 4, 6, 7 требований И.С.Подгородникова.

Аналогичная печь ОВИК_ЗК10л, stove.ru разработанная мной, содержит отопительно-варочную печь, полочки над плитой, лежанку, имеет одну топку. Кроме того, имеет камин, может иметь горячее водоснабжение, духовку и отапливаться электричеством. Имеет ясную, простую схему движения газов. Отвечает полностью концепции и требованиям И.С.Подгородникова. Обогревается равномерно, начиная с первого ряда. Имеет летний режим топки.

Прежде, чем вернуться к рассмотрению других печей (очагов), рассмотрим влияние требований СНиП 2.04.05-91*, на теплотехнические показатели печей.

Все типовые проекты печей выполнены с учётом требований п.3.85, где устанавливаются расстояния от уровня пола из горючих и трудногорючих материалов до дна зольника-140 мм, до дна газооборота-210 мм. Это требование ведёт к уменьшению тепловой мощности печей до 16%. Кроме того, ухудшается тепловой режим помещения, так как не прогреваются самые нижние его слои, полы остаются холодными. Попытка нагреть полы, ведёт к перетопу печей, перерасходу топлива. Учитывая важность изложенного, целесообразно лабораторными исследованиями обосновановать указанные расстояния, или предусмотреть другие противопожарные мероприятия. Печи должны греться с 1 ряда. Западная технология предусматривает движение газов со второго ряда (смотрите ранее приведённую Китайско-Финскую печь).

Пункты 3.65 (одну печь следует предусматривать для отопления не более трёх помещений …) и 3.70 (для каждой печи, как правило, следует предусматривать отдельную дымовую трубу …), для жилых индивидуальных домов, не соответствуют велению времени и обедняют возможности варьирования объёмно планировочными решениями зданий. Для таких домов, на мой взгляд, возможно, разрешить отапливать одной печью 4 помещения, а так же не актуально, сколько печей работают на одну трубу. Много лет прекрасно работают наши двух, трёхэтажные печи с каминами одновременно на одну трубу.

Рассмотрим работу некоторых типовых печей, рекомендуемых Госстроем России (серия 1.193-1 и 1.193-2) и некоторыми авторами к применению.

Печи бытовые отопительные.

Общие характерные недостатки: (ОПТИ-1, ОПФ-1, ОПТ-11 (ПТО-4800), ОПМ-9, а так же ПТО-2800, ПТО-3100 (ОПТ-3), ПТО-3300, ПТО-4400 (ОПТ-9)) наличие рассечек в колпаках ухудшает их работу, печи плохо чистить; в топке не предусмотрены сухие швы или отверстия для пропуска холодных газов, горячие газы в этом случае вымываются из нижнего колпака. Печь-стенка с выносным топливником (ОВТ-1) имеет, кроме того, горизонтальные каналы, которые быстро засоряются.

Печи, рекомендуемые А. Е. Школьником, (Печное отопление малоэтажных зданий, Москва «Высшая школа» 1991г): ПТО-2500 и ПТОУ-2500 имеют последовательную неэффективную конвективную систему. Печь ПТО-3300 имеет большую высоту подвёрток в обоих колпаках и как следствие уменьшенную теплоаккумулирующую способность печи. Печь ПТО-3900 - неудачно сконструирован нижний колпак, мала протяжённость (сечение) колпака, велико сечение соединительного канала, большая высота подвёртки. Печь ПТО-4400 (ОПТ-9) кроме характерных недостатков, имеет заниженные нижние колпаки и горизонтальный межколпаковый канал, что ухудшает её работу. Отвечает всем требованиям круглая печь ПТО-2000Ф (ОЦФ-1), а также типовые печи ПТО-5000 (ОПТ-10), ПТО-5300, ПТО-6000, ПТО-2800 при условии выполнения в топке сухих швов или отверстий, для пропуска холодных газов. В печи ПТО-2800 нежелательны рассечки в верхнем колпаке.

Двухъярусные печи (2-х этажные), приведённые в этой же книге, имеют те же недостатки, что и их прототипы: ПТД-2800/2600 (прототип ПТО-2800), ПТД-4400/3500 (ПТО-3900), ПТД-5400/5000 (ПТО-5300). У типовых индустриальных каркасных печей нет отверстий или сухих швов для пропуска холодных газов.

Очень хороша отопительная печь «двухъярусный колпак» 77х77см И.С.Подгородникова.

Отопительно-варочные печи.

Кухонные плиты типовой серии (КП-3, КП-4) имеют следующие недостатки: неравномерный прогрев духовки (дымовые газы оборачиваются вокруг неё с 3-х сторон); внутренняя стенка топливника толщиной ¼ кирпича не обеспечивает требуемый прогрев духовки и прочность (долговечность) топливника. Эти плиты должны подключаться только к дымовой трубе. При подключении их к отопительному щитку вторичные, отработанные газы не обеспечивают требуемый прогрев щитка.

Кухонная плита КПОЩ со щитком - абсолютно не работоспособная печь. Основные недостатки: кроме указанных в п.1, имеет два топливника; для получения максимальной теплоотдачи необходимо топить печь и плиту одновременно; в зимнем режиме топки плиты, газы попадают в щиток через зольник (который, с каналом из плиты, постоянно засоряется); в этом режиме, за счёт подсоса воздуха из двух дверок, падает температура отработанных уже в плите газов. Поэтому не обеспечивается требуемый нагрев щитка. Щиток имеет несовершенную конвективную систему (верхний прогрев). Нет регулирования нагрева воды. Между тем, печь (двухъярусный колпак) с такими же функциями и мощностью, но без указанных недостатков, легко решить.
Отопительный щиток ОЩК-1, обогревается теплом, отходящих от кухонной плиты газов. Конструкция щитка и плиты не позволяет получить равномерный прогрев стенок плиты и щитка, так как в щиток попадают вторичные, отработанные газы. Конвективная система щитка не совершенна.
Кухонные плиты с котлом КПВ-1, КПВ-2. Размещение, всегда холодного, котла (ядра) в топке, значительно снижает температуру в ней. Поэтому не происходит полного сгорания газообразной составляющей топлива, и требуемого нагрева теплоносителя. На такой плите трудно вскипятить воду.
Отопительно-варочные печи Ш-5 и Ш-2 имеют комбинированную конвективную систему с нижним обогревом, с принудительным движением газов, менее эффективную, чем система «двухъярусный колпак». Печь Ш-2 имеет недостатки, указанные в п.1. Печь Ш-5 легко переделывается в печь «двухъярусный колпак» (смотрите ОВИК-9 http://www.stove.ru/index.php?lng=0&rs=74).

Сопоставляя всё сказанное, можно подтвердить сказанное 45 лет назад И.С.Подгородниковым - «Печь двухъярусный колпак станет основным типом печей в Советском Союзе», приведя это высказывание к современным условиям.

И. В. Кузнецов