Отопление Храмов

Отопление Храмов дровяными печами (Печи для отопления зданий и помещений большого объема)

В статье речь пойдёт об отоплении Храмов печами, построенными на "принципе свободного движения газов", которые обладают многими замечательными свойствами и спроектированными с учётом основ конструирования печей, сформулированных мной (статья "Основы конструирования печей").

Напомним эти замечательные свойства:

Колпак может иметь любую форму и объём;
Тепловая энергия переносится за счёт естественных сил природы;
Внутри колпака происходит турбулентное движение газов;
В верхней зоне колпака, собираются самые горячие газы;
Вверхний колпак переливаются наиболее холодные, тяжелые газы;
Внутри колпака, с повышением температуры возникает избыточное (повышенное) давление;
Нагрев стенок колпака в каждом горизонтальном сечении одинаков и возрастает в каждом, выше лежащем сечении;
Источник тепловой энергии может размещаться в любом месте нижней зоны колпака, при этом характер нагрева сохраняется;
Может быть несколько источников тепла;
Размещение последовательных колпаков один над другим обеспечивает равномерный прогрев в каждом горизонтальном сечении системы, а так же, нижний колпак воспринимает больше энергии горячих газов, чем верхний;
При горизонтальном размещении последовательных колпаков прогрев в каждом горизонтальном сечении системы неравномерен, а так же, левый, первый колпак воспринимает больше энергии горячих газов, чем последующий.
Не своевременное закрытие задвижки в печах с принудительным движением газов, ведёт к значительной потере тепла. В наших печах в этом случае, потери тепла не значительны;
При увеличении времени топки печи, повышается температура стенок дымоходов, и они воспринимают меньше тепла от дымовых газов, из-за уменьшения разности температур дымовых газов и стенок дымоходов. В этом случае повышается температура выходящих газов, то есть понижается КПД печей. В практической эксплуатации, время протапливания печей не регламентируется, поэтому в печах с принудительным движением газов (в том числе, с системой противотока), неизбежно снижение КПД. В печах "двухъярусный колпак", при увеличении времени топки не происходит заметного снижения КПД, так как воспринимать избыток тепла будет верхний колпак;
Может работать на электричестве.

В зависимости от размеров и объёмно-планировочного решения, Храм можно отопить различными способами:

1.Одноэтажными печами периодического действия, которые могут иметь различную форму и объём.

Как правило, эти печи отапливают 1-4 помещения. Теплоотдача таких печей складывается из теплового излучения и конвективного тепла от большой поверхности, передаётся слабыми тепловыми потоками и благоприятно для здоровья. Такими печами выполнено отопление нескольких Храмов в «Монастыре в честь Святых Царственных Страстотерпцев», г. Екатеринбург, Ганина Яма и Храма в Хорёнках. Например, Храм Державный отапливается двумя печами объёмом около 10 куб. м. каждая. Активная теплоотдающая поверхность такой печи составляет 23,4 кв. м, а средняя часовая теплоотдача печи примерно 12,9 кВт, при двух топках в сутки. Печи, построенные на "принципе свободного движения газов", могут иметь значительно больший объём.

2. Многоэтажными печами периодического действия с раздельной топкой на каждом этаже или одной на всю печь.

Этими печами можно так же отопить 1-4 помещения, и они так же могут иметь очень большой объём и мощность.

Храм Сергия Радонежского в выше указанном монастыре, отапливается двумя трёх этажными печами.

3. Одноэтажной печью со встроенным котлом водяного отопления; Как пример, привожу фотографии Храмов в женском монастыре и селе Шурала, отопление которых выполнено печами с водяным котлом, а так же котлы этих и других объектов.

Печь можно использовать только для нагрева теплоносителя, для чего её защищают снаружи теплозащитной оболочкой. Если печь не изолировать, то она отапливает так же помещение, в котором располагается. Это печь периодического действия, обладает, совместно с объёмом воды в системе водяного отопления, большой инерционной массой (аккумулирующей способностью).

Котёл в этих печах вынесен из топки, и процесс сгорания происходит в объёме с высокой температурой, что обеспечивает полное сгорание топлива и как следствие, высокий КПД. Дровяные типовые котлы не обладают инерционностью, не могут аккумулировать тепло и должны постоянно топиться. Кроме того, котёл у них располагается в топливнике (холодное ядро), реакция горения проходит при пониженных температурах, не происходит полного сгорания топлива и снижается КПД.

4. Двух-трёх этажной печью со встроенными котлами в нижних печах; Привожу фотографию такого котла.

Печи со встроенным котлом нижних ярусов, аналогичны печи, описанной в пункте 3, и использоваться могут для отопления помещения, в котором располагаются (за счёт теплоотдачи стенок печи), а так же батареями, выше расположенного помещения.

5. Калориферными печами.

Такие печи обогревают горячим воздухом все помещения здания из одного места (объёма), в котором нагревается воздух и который раздаётся по воздуховодам за счет сил гравитации или вентилятора. Теплопроизводительность печи должна покрывать теплопотери здания. В этом случае должен быть выполнен проект рециркуляции воздуха, который могут выполнить только специалисты. В противном случае, в некоторых помещениях будет холодно, в других жарко. Возможно возникновения шума.

Печи могут быть выполнены в следующих вариантах:

С теплообменником внутри печи;
С размещением самой печи (нагревательной системы) в вентиляционной камере.
С размещением печи, с теплообменником внутри печи, в вентиляционной камере.

Это могут быть печи длительного или периодического горения и иметь большую мощность.

Печи, построенные на "принципе свободного движения газов", могут иметь любую форму и объём. Поэтому, в первом случае, в печь может быть вмонтирован воздухотеплообменник (калорифер) из различных металлов, а так же теплоаккумулирующий массив, например из талькомагнезита. Горячие газы, выходя из топки, попадают в колпак, где обогревают воздухотеплообменник. Это позволяет быстро нагревать помещение, а так же значительно повысить инерционность системы отопления. Такая печь обеспечивает прямой обогрев помещения, в котором располагается, и обогрев воздухом смежных помещений.

Воздухотеплообменник может быть изготовлен из металла и офутерован кирпичом.

Во втором случае, печь устанавливают в вентиляционную камеру, которую размещают в подвале (под полом) или на первом этаже. Печь выполняют с развитой теплоотдающей поверхностью.

При размещении вентиляционной камеры на первом этаже, стенки печи надо выполнять тонкостенными в металлическом футляре, что бы обеспечить повышенный прогрев стенок печи и воздуха в вентиляционной камере. Стенки вентиляционной камеры должны быть съёмными, что бы можно было провести, при необходимости, ремонт печи, а так же обеспечивать передачу тепла. Топливник и задвижки печи необходимо располагать вне вентиляционной камеры. В этом случае печь передаёт тепло непосредственно через стенки вентиляционной камеры и горячий воздух в смежные помещения.

При размещении вентиляционной камеры в подвале, камера калорифера делается такого размера, чтобы дать возможность войти в нее человеку, наблюдающему за печью. Для подачи воздуха в камеру калорифера устраивают приточный канал. Нагретый воздух выходит в специальные каналы или воздухопроводы.

В настоящее время в селе Резанцы, под Москвой, проводится раскопки такой печи, отапливающей Храм. Привожу фотографию печи.

Мной разработан эскизный проект печи, построенную на принципе "свободного движения газов", которую можно использовать как для отопления Храмов, так и зданий значительного объёма. Эта печь периодического действия и может быть выполнена различного объёма и мощности. Печные приборы можно применять от котлов "Универсал", "Энергия", "НР", используемых в поселковых котельных и др. Смотрите чертежи ПКИК1Х. Печь имеет внутри металлический воздушный теплообменник, который обеспечивает быстрый нагрев воздуха в тепловой камере. Регулирование подачи воздуха осуществляется за счёт открытия или закрытия дверок на задней стороне топливника.

Воздух, необходимый для сжигания топлива, предварительно подогревается в тепловой камере, откуда подводится в зольник сбоку. Это благотворно отражается на реакции горения и как следствие, повышение КПД.

Эта печь может быстро нагревать помещение, а так же накапливать тепло и постепенно отдавать его, так как обладает большой массой. Имеется техническая возможность автоматически регулировать необходимые параметры температуры в помещении в зависимости от наружной температуры воздуха. А так же обеспечивать подачу оптимального количества воздуха, необходимого для горения в различных стадиях реакции горения топлива, в зависимости от состава выходящих газов. При применении гранулированного биологического топлива (древесностружечных отходов), возможна полная автоматизация отопления здания.

И. В. Кузнецов