Читайте в статье
История подовых печей (ПП) насчитывает несколько тысячелетий, однако последние 2–3 сотни лет им на смену пришли аналоги с колосниковым топливником (топливной или топочной камерой), оказавшиеся более эффективными, а значит экономичными.
Тем не менее, подовые кирпичные печи до сих пор востребованы и в некоторых случаях подходят даже лучше, чем колосниковые аналоги. Ниже мы рассмотрим, какая печь лучше и чем они отличаются.
История возникновения подовых печей
Первой ПП был костер, обложенный со всех сторон камнями, которые запасали тепло от пламени и обогревали находящихся вокруг людей даже после угасания огня. Со временем такие кострища переродились сначала в очаги, затем в камины и русские печи (РП), которые до сих пор пользуются спросом как элемент интерьера или оборудование для готовки определенных блюд.
Появившиеся в XVI–XVII веках «голландские» печи тоже были подовыми, но благодаря более продуманной конструкции оказались заметно эффективней по соотношению объема сожженных дров к количеству полученной тепловой энергии, чем русские, которые тогда топили «по-черному» (как топить РП).
В тридцатых годах ХХ века инженер Подгородников на основании русской печи разработал более эффективную версию, которую назвал «Крестьянской теплушкой». После этого предпринимались попытки улучшить ПП, но сколько-нибудь серьезного успеха достичь не удалось.
Бытовые печи – назначение
Чтобы понять, какие бытовые печи (БП) лучше, необходимо сначала определить цели, для достижения которых их применяют и рассмотреть физико-химические процессы, лежащие в основе их работы.
Все БП можно разделить на 4 вида:
- Отопительные (ОП).
- Варочные (ВП).
- Отопительно-варочные (ОВП).
- Специальные.
Отопительные, как следует из их названия, применяют для обогрева различных помещений, однако они эффективны лишь на относительно небольшом расстоянии (до десяти метров), причем чем хуже утеплено здание, а также чем выше его потолки, тем меньше дистанция эффективного обогрева.
Варочные, как следует из названия, предназначены для термической обработки продуктов и приготовления еды, начиная от варки супа на плите и заканчивая запеканием пирога в духовке или горниле. Отопительно-варочные с различной эффективностью выполняют обе задачи, а специальные, помимо обогрева помещения и готовки еды, могут делать что-нибудь еще, например, греть воду или создавать пар.
Каждый вид БП работает в собственном тепловом режиме, поэтому требования к топливнику у каждого вида свои. Различаются также и виды топлива, пригодные для тех или иных моделей, причем это зависит как от назначения печи, так и от конструкции ее топливника.
К примеру, ПП в принципе не подходят для работы на любых видах топлива, кроме дров или соломы, тогда как колосниковые печи (КП) с хлебной камерой, хоть и могут работать на угле, если футерован топливник, но использование такого горючего испортит любую выпечку, придав ей неприятный запах.
Печь и дом как единая система
Вне зависимости от назначения БП, ее создают под конкретные условия, благодаря чему она полностью соответствует дому. К примеру, для отопления плохо утепленного дома размерами 6х6 м (длина и ширина) с высотой потолков 3 м необходима отопительная печь мощностью 4–4,5 кВт/ч, ведь именно таковы теплопотери этого здания.
Для отопления дома такой же кубатуры, но с хорошим утеплением и продуманной системой вентиляции требуется ОП мощностью 2,5–3 кВт/ч из-за гораздо меньших теплопотерь.
Если поставить излишне мощную конструкцию, то в доме будет слишком жарко, поэтому печь придется топить недостаточно интенсивно, это приведет к плохому прогреву каналов отопительного щитка и дымовой трубы.
Недостаточный нагрев этих элементов приведет к тому, что выпадающий в начале топки конденсат не просохнет даже к моменту прогорания топлива, кладка под действием конденсата будет разрушаться, поэтому печь вскоре выйдет из строя.
Если же мощности ОП недостаточно для компенсации теплопотерь помещения, то ее придется перетапливать, а это приведет к разрушению кладки и печь, опять же, выйдет из строя. Поэтому печь, к какому бы виду она не принадлежала, должна полностью соответствовать тому дому, в котором ее планируется поставить.
Это распространяется не только на тепловую мощность, но и на другие параметры, к примеру, массу, ведь только легкую конструкцию можно поставить там, где нет возможности создать для нее отдельный фундамент.
Взаимодействие топливника с каналами и дымовой трубой
Не только сама БП должна соответствовать дому, для которого предназначена, но и все ее элементы должны быть полностью согласованы между собой.
Если топливник окажется слишком большим, то есть излишне мощным, то сжигание уменьшенного количества горючего приведет к падению эффективности превращения топлива в тепловую энергию, а значит снова возникнет проблема конденсата.
Если же он окажется недостаточно крупным и не сможет вместить то количество горючего, которое необходимо для полного прогрева всего массива печи, то конденсат за 2–3 сезона приведет БП в негодность.
Не менее важная согласованность топливника с первым каналом, ведь для эффективного сгорания любого топлива требуется соблюсти ряд условий, наиболее важными из которых являются:
- тщательное перемешивание горючих газов с воздухом;
- достаточная температура смеси;
- оптимальное соотношение объемов горючего газа и воздуха.
Горение топлива – химия и физика процесса
Горение любого топлива – это окисление молекул углерода и водорода молекулами кислорода с выделением определенного количества тепловой энергии.
Поскольку в реакцию с кислородом вступают только отдельные молекулы углерода и водорода, причем в определенном соотношении, то само по себе топливо, вне зависимости от того, дрова это, уголь или даже мазут, не является горючим.
Чтобы сделать его пригодным для окисления, необходимо сложные цепочки полимеров разбить на более простые и разъединить их, удалив друг от друга, что позволит им вступить в реакцию с окислителем.
Жидкие виды топлива, такие как солярка или сжиженный природный газ, испаряются при комнатной температуре, благодаря чему, пусть и не слишком эффективно, горят без всякой подготовки, однако твердые виды топлива горят только после термического разложения, то есть пиролиза.
Во время нагрева древесины, угля и любых других органических веществ, происходит разрушение молекулярных цепочек, из-за чего сложные углеводороды, например, целлюлоза, превращаются в простые, то есть в пиролизный газ (пиролизный газ и его применение).
Это гораздо более сложные соединения, чем отдельные молекулы углерода или водорода, но благодаря большому расстоянию между ними, они легче находят молекулы кислорода, готовые окислить их.
Сам же процесс горения состоит из трех этапов:
- Розжига.
- Коксования.
- Угольного горения.
Розжиг
Когда вы подносите спичку или зажигалку к уложенной возле дров растопке, то энергии этого огонька хватает для нагрева до температуры пиролиза лишь самых тонких фрагментов, например, бумаги или мелких щепок.
Под воздействием температуры они быстро разлагаются на горючие газы и золу, причем первые смешиваются с кислородом и окисляются с выделением пламени, подогревающего остальное содержимое топливника.
К концу этапа пламя охватывает все содержимое топливника, однако из-за низкой температуры стен топочной камеры и малого объема пиролизных газов температура дыма в районе хайла невысока, из-за чего на холодных стенках каналов оседает конденсат.
Поскольку в первую очередь термическому разложению подвергаются наиболее сложные полимеры, то дым, проходящий через каналы на этом этапе топки печи, содержит множество относительно сложных органических веществ.
Ведь помимо углерода и водорода в состав любого топлива входят, как минимум, кислород и азот в форме различных соединений, которые под воздействием температуры образуют новые вещества.
Коксование
На этапе коксования целлюлоза и лигнин, являющиеся основными компонентами древесины, распадаются на менее сложные соединения и выделяют водяной пар, ведь даже в самых сухих дровах содержится, как минимум, 10–15% воды.
Кроме того, водяной пар образуется при окислении водорода, после чего пар смешивается с пиролизными газами и продуктами их окисления. На этапе коксования древесина теряет подавляющее большинство компонентов, после чего остается древесный уголь, почти полностью состоящий из чистого углерода.
Именно на этапе коксования, когда топливо выделяет летучие углеводородные соединения, получается наиболее сильное и жаркое пламя, которое прогревает массив печи и высушивает осевший на стенках каналов конденсат.
По мере нагрева древесины поленья растрескиваются, ведь иначе их не могут покинуть выделенный пиролизный газ и водяной пар, именно этот звук слышат те, кто говорят, что дрова в печи трещат.
На этапе коксования количество воздуха должно лишь чуть-чуть превосходить необходимое для окисления выделенного объема пиролизных газов, причем чем выше температура в районе хайла и чем эффективней перемешиваются газы в топливнике и первом канале, тем больше углерода превратится в тепло.
К концу этапа коксования температура стенок топливной камеры и первого канала поднимается настолько, что осевший в виде конденсата углерод вступает в реакцию с проходящим кислородом воздуха и выгорает, благодаря чему стенки очищаются. Избыток и недостаток воздуха ведут к обрастанию сажей топочной камеры и первого канала из-за неполного сгорания углерода на их поверхности.
Поэтому в правильно спроектированных и сложенных печах топливник и первый канал всегда чистые, ведь осевшая в начале топки сажа выгорает к концу этапа коксования, если же там все в саже, значит БП не обеспечивает эффективного сгорания дров.
Кроме того, скорость движения воздуха по топливнику и первому каналу должна быть минимальной, что обеспечивает наилучшее перемешивание с пиролизными газами и их наиболее полное окисление с выделением максимального количества тепла. Для этого прикрывают вьюшку, снижая тягу печи и ограничивают подачу воздуха, прикрывая шибер топочной дверцы или дверку зольной камеры.
Угольное горение
После этапа коксования, когда любое топливо, в том числе каменный уголь, теряет большинство своих компонентов, остается почти чистый углерод, который уже не испаряется, а горит при прямом контакте с воздухом. На этом этапе количество дымовых газов сокращается, а также постепенно снижается температура в топливнике.
Проходящий мимо углей воздух окисляет углерод сначала до угарного газа (СО) с образованием голубого пламени, затем до углекислого (СО2). Причем окисление до углекислого газа происходит лишь в том случае, когда воздух проходит через лежащие угли и нагревается от них, если же он проходит мимо, то большая часть угарного газа сохраняется и движется по дымовым каналам.
На этапе угольного горения необходимо еще сильней ограничивать подачу воздуха и тягу, сохраняя их достаточными для двойного окисления углерода.
Если воздуха будет меньше, чем нужно, то возникнет избыток угарного газа, который, будучи заметно тяжелей воздуха, может через дефекты кладки попасть в помещение, избыток же воздуха приведет к охлаждению внутренних стенок каналов, что снизит количество тепла, которое запасла печь.
Излишнее снижение тяги тоже приводит к избыточному образованию угарного газа, а избыток охлаждает стенки каналов.
Виды и отличие топливников
Существует 4 основных вида топливных камер:
- Подовая открытая.
- Подовая закрытая.
- Колосниковая дровяная.
- Колосниковая угольная.
Открытый подовый топливник – это горнило русской печи, ведь в нем воздух входит и дым выходит через общее отверстие (устье), которое нередко остается открытым во время топки.
Колосниковые дровяная и угольная топочные камеры работают по одному принципу, но в первой колосниковая решетка расположена на уровне пода, образуя с ним единую площадку, а во второй лежит внутри шахты, находящейся ниже пода. Поэтому угольный топливник состоит как-бы из двух камер – маленькой, в которую загружают горючий материал и основной, где происходит окисление горючих газов.
Несмотря на то, что химия процесса горения одинакова в любых видах топливников, их конструкция влияет происходящие физические процессы, меняя их эффективность.
Ведь максимальное выделение тепла возможно только при соблюдении следующих условий:
- максимальной температуры в зоне пиролизного разложения топлива;
- максимальной температуры поступающего к огню воздуха;
- качественного перемешивания воздуха с пиролизными и дымовыми газами, благодаря чему к каждой молекуле углерода присоединяются ровно две молекулы кислорода.
Подовый открытый
В таких топливниках пиролизные газы и воздух смешиваются только вокруг дров, из-за чего этап коксования проходит с выделением меньшего количества тепловой энергии.
Кроме того, избыточные размеры горнила, хоть и улучшают перемешивание газов, но общая температура в такой топочной камере получается невысокой, поэтому кирпичи стенок и свода редко нагреваются даже до отметки 600 градусов.
Из-за этого дым, выходящий из устья, содержит много углерода в виде различных соединений и отдельных молекул, поэтому коэффициент полезного действия (КПД) превращения топлива в тепло получается минимальным и редко превышает 30%.
Фактически в таких топливниках дрова не горят, а проходят процесс сухой перегонки, то есть термического разложения без участия кислорода, что приводит к образованию летучих веществ с различной температурой воспламенения.
Газы с наиболее высокой температурой воспламенения окисляются еще внутри топливника, выделяя тепло, которое не только прогревает печь, но и поддерживает происходящие в древесине процессы. Газы с менее высокой температурой воспламенения, если не окислились внутри топки, продолжают гореть, двигаясь по первому каналу, что тоже увеличивает общее количество тепла.
Часть газов, которые получаются при сухой перегонке, невозможно получить при горении, то есть при прохождении воздуха через укладку дров, поэтому дым подовой топливной камеры горит в первом канале дольше, чем колосниковой, если достаточно кислорода для этого.
Тем не менее, у классической русской печи есть одно серьезное преимущество, благодаря которому она до сих пор востребована – расположенный над устьем мешок горячих газов является катализатором окисления углерода.
Пиролизные и дымовые газы, попав в этот мешок, ведут себя подобно смеси жидкостей разной плотности – наиболее легкие, то есть горячие, стремятся вверх, более тяжелые, то есть холодные, уходят вниз. Поскольку в процессе окисления углерода до угарного и углекислого газов выделяется тепловая энергия, то наиболее холодными оказываются газы, не участвующие в этой реакции.
К ним можно отнести:
- азот;
- водяной пар;
- углекислый газ;
- избыточный кислород;
- не нашедшие одной или обоих молекул кислорода молекулы углерода;
- сложные органические соединения, которые не вступили в реакцию с кислородом из-за недостаточной температуры.
Они покидают мешок горячих газов и не снижают его температуру, а пришедшие им на смену газы снова включаются в круговорот и разделяются на выделяющие тепло, поэтому остающиеся в мешке, и остывающие.
Подовый закрытый
Топливник голландской печи по своему размеру заметно меньше горнила русской, поэтому его стенки нагреваются гораздо сильней, что увеличивает общую температуру в нем, а значит повышает эффективность превращения топлива в тепло.
В тех печах, где хайло расположено напротив топочной дверцы, причем у последней шиберы установлены сверху и снизу, как например, вот тут, этот недостаток частично компенсирован, поэтому часть воздуха идет через укладку дров.
Это поддерживает высокую температуру пламени и улучшает снабжение пиролизных газов кислородом. Но добиться тех же параметров температуры горения и эффективности перемешивания, что свойственны колосниковым топливникам, в подовых невозможно вне зависимости от типа дверок и расположения хайла.
Средний КПД таких топок находится на уровне 45%, то есть заметно лучше, чем у горнила русской печи, но заметно хуже, чем у любого колосникового аналога.
Колосниковый
Главное отличие физики горения в колосниковых топках заключается в том, что воздух всегда проходит сквозь дрова или уголь, благодаря чему окисление с выделением тепловой энергии начинается уже внутри закладки горючего материала, а это поднимает температуру пламени.
Кроме того, часть воздуха проходит сквозь раскаленные дрова или уголь, не вступая в реакцию с летучими веществами, но нагреваясь до температуры в сотни градусов, поэтому его охлаждающее действие заметно ниже, чем у воздуха в подовых топочных камерах. По этой причине средний КПД таких топок составляет 50–55%.
Все это в полной мере применимо как к дровяным, так и угольным топливным камерам, ведь физика горения в них одинакова, разница лишь в том, что каменный уголь проходит процесс термического разложения несколько иначе, чем древесина.
Поскольку уголь более плотный и твердый, чем древесина, то во время термического разложения от его поверхности откалываются мелкие фрагменты материала с разрушенными цепочками сложных полимеров, а процесс коксования проходит при более высокой температуре.
Средняя температура пламени при нормальной подаче воздуха в дровяной топочной камере составляет 900–1100 градусов, тогда как в шахте угольного топливника она составляет 1100–1300 градусов.
Из-за этой особенности уголь в дровяной печи горит хуже, чем в той, что оснащена шахтой, ведь температура, при которой процесс пиролиза протекает интенсивно, а также температура окисления летучих соединений намного выше, чем у древесины.
Тем не менее, дровяную колосниковую печь, если ее топливник футерован шамотом, можно топить каменным углем, за исключением антрацита, а угольную печь с шахтой можно топить дровами, но добиться эффективного сгорания топлива с получением необходимого тепла, невозможно.
Как повысить эффективность подового топливника?
Методы повышения эффективности подового и колосникового топливников одинаковы и направлены на:
- повышение температуры в зоне пиролиза;
- улучшение перемешивания газов.
Вот основные способы такого улучшения:
- Футеровка и теплоизоляция топливника.
- Изменение формы пода.
- Изменение формы топливника.
- Подача дополнительного (вторичного) воздуха над дровами.
- Объединение с первым вертикальным каналом.
Футеровка и теплоизоляция топливника
Футеровка, то есть установка внутри топочной камеры защитного ряда из шамотных кирпичей или лещадки, а также утеплителя из каолиновой ваты или любого другого похожего материала в десятки раз снижает потери тепла внутри топливника, вызванные нагревом тела печи.
Благодаря этому температура внутри шамотного ядра возрастает, что приводит к дополнительному нагреву как находящихся в топливнике дров, так и входящего в него воздуха, поэтому повышается эффективность окисления пиролизных газов и растет температура дыма возле хайла.
Изменение формы пода
В традиционной топочной камере голландской печи, воздух, входя через приоткрытую дверцу, доходит до задней стенки и смешивается с холодными фракциями пиролизных газов, после чего как бы обволакивает поток пламени, почти не смешиваясь с ним и движется параллельно.
Из-за этого приходится подавать в топочную камеру гораздо больше воздуха, чем требуется для горения полученных пиролизных газов, а значит вместо получения дополнительного тепла они будут охлаждать стенки дымовых каналов.
Если в задней части топочной камеры между подом и задней стенкой сделать скос под углом 45 градусов, то часть воздушного потока изменит направление движения и возникнет завихрение, улучшающее перемешивание воздуха и пиролизных газов.
Изменение формы топливника
Традиционный топливник русской печи – это невысокая, но широкая камера, дымовые газы из которой выходят через устье, причем его верхний край расположен на 10–20 см ниже верхней точки свода, что образует мешок горячих газов.
Традиционный топливник голландской печи – это камера шириной в один кирпич (примерно 25 см) и высотой до полутора кирпичей (25–39 см), выход из которой расположен чуть ниже (5–8 см) верхней точки топочной камеры, поэтому мешка горячих газов в ней нет. При этом в половине случаев топливник голландской печи накрыт чугунной варочной плитой.
Можно совместить оба варианта топочной камеры, создав ее колпаковый вариант, то есть создать закрытую камеру наподобие горнила русской печи, но такой высоты, чтобы этого хватало для эффективного окисления пиролизных газов (60–100 см).
Выход же из такого колпака должен располагаться настолько низко, чтобы туда уходили только самые холодные газы, то есть на расстоянии 15–30 см от пода. Такую топочную камеру вы найдете в порядовке статьи «Печь Малютка для дачи».
Подача дополнительного (вторичного) воздуха над дровами
Если основной воздух проходит через приоткрытую дверцу или отверстия в ней, то будучи вытесняемым более горячими пиролизными и дымовыми газами, он стелется по поду и поднимается вдоль стенок, нормально не смешиваясь с ними.
Из-за этого добиться нормального горения невозможно, приходится подавать больше воздуха, а это приводит к охлаждению печи.
Если же подавать вторичный воздух (ВВ) над дровами, то происходит следующее:
- Проходя между телом печи и футеровкой, ВВ нагревается, поэтому меньше охлаждает топку, чем первичный воздух (ПВ).
- Благодаря более высокой температуре, ВВ ведет себя иначе, чем ПВ, поэтому лучше смешивается со стремящимися вверх пиролизными газами.
- Более эффективное перемешивание приводит к окислению большего количества углерода, а значит выделяется больше тепла.
Объединение с первым вертикальным каналом
Если расположить первый канал не сбоку от топливника, как в сделано в печах с отопительным щитком, а над ним, а также установить между ними катализатор, улучшающий перемешивание газов, то интенсивное горение продолжится и в первом канале.
Получение дополнительного тепла без увеличения количества дров приводит к росту КПД печи, а значит снижает затраты на отопление. Минус подобного метода в том, что его невозможно реализовать в наиболее привычных моделях печей.
Примеры объединения топливника и первого канала вы найдете в порядовках этих статей:
Как повысить КПД подовой печи?
Несмотря на то, что подовая топка уступает по КПД колосниковой, ПП нередко превосходят по этому параметру КП других конструкций. К примеру, «Крестьянская теплушка», разработанная Подгородниковым, оказалась более эффективной, чем «Шведка» того же размера.
Это произошло потому, что в советских деревнях того периода не было электричества и газа, а крестьяне работали с раннего утра до поздней ночи почти без выходных, поэтому наиболее важным параметром БП была теплоемкость.
Благодаря огромной массе, «Теплушка» обогревала хорошо утепленный дом до двух суток, тогда как более экономичной «Шведки» хватало на 15–20 часов в лучшем случае.
«Шведки» и «Голландки» колосниковым топливником и отопительным щитком, сложенным в полкирпича, обогревали дом в течение суток, поэтому даже несколько меньший (10–20%) расход дров не позволял им конкурировать с новой моделью русской печи.
Однако уже ко второй половине ХХ века «Теплушка» устарела, ведь появились новые и более удачные модели печей, например, финские противоточные или колпаковые с рассечками. А поскольку топливник является лишь частью печи, то для сравнения используют не его, а всю печь целиком.
Определяем КПД
В литературе по печному делу даже печам одной конструкции и размера приписывают различный коэффициент полезного действия, ведь единой методики определения КПД не существует. Чтобы определить его, необходимо использовать идеальную печь, расположенную в идеальных условиях и работающую на идеальных дровах.
А поскольку идеальной печи не существует, то каждый печник за идеал использует наиболее эффективную из известных ему моделей. Во времена Петра I такой идеальной печью была «Голландка», поэтому ее КПД можно было принять за 100%, однако сегодня БП столь архаичной конструкции вряд ли присвоят КПД, превышающий 60–75%.
Кроме того, какой бы не была схема БП, в ней всегда будут следующие недостатки:
- неполное сгорание топлива с превращением остатков в сажу или выбросом в атмосферу;
- потери тепла, связанные с испарением воды, которая не только находится в дровах, но и образуется при окислении водорода;
- потери тепла на прогрев дымовой трубы для высушивания конденсата.
Поэтому КПД даже самой лучше из реальных печей всегда будет ниже этого же параметра идеальной БП как минимум на 15–30%, а значит соотношение между количеством тепла, полученным при сгорании дров и количеством тепла, потраченного на обогрев дома, всегда будет в пользу первого.
Поэтому мы предлагаем брать за основу именно идеальную печь, в которой нет никаких потерь, поэтому реальный КПД даже самой лучшей печи не превысит 85%.
Способы повышения
Чтобы показать, как и за счет чего можно увеличить коэффициент полезного действия, мы предлагаем использовать наименее эффективную из известных БП, русскую печь «по-черному». Ее реальный КПД не превышает 25%, то есть ¾ тепла, полученного при сгорании дров, расходуются на что угодно, кроме обогрева дома.
Причины этого в следующем:
- Горнило не способно создать условия для эффективного получения тепла из дров.
- Огромное тело печи, расположенное вокруг горнила, не способно эффективно запасать и отдавать тепловую энергию, а воздух в комнате, который нагревается от потока выходящего из устья дыма, не обладает высокой теплоаккумулирующей способностью.
- Поскольку огонь в горниле горит на уровне пояса, то нагрев тела печи ниже этого уровня невозможен, а значит, как бы ни было жарко выше пояса, внизу всегда будет холодно.
Эволюция русской печи
Первой попыткой улучшить РП стал переход к топке сначала «по-серому», затем «по-белому», для этого печь оснастили отопительным щитком и дымовой трубой.
Переход к схеме с нижним прогревом (Крестьянская теплушка) увеличил площадь впитывающей и отдающей тепло поверхностей больше чем в 1,5 раза, благодаря чему КПД достиг отметки 50–55%. Следующим улучшением был переход к подаче ВВ над уровнем древесины, что обеспечило более эффективное сгорание и подняло коэффициент до отметки 65–70%.
Дальнейшее улучшение без кардинальной переделки топливника, если и поднимет коэффициент полезного действия, то максимум на 3–5%. Переход же на иной тип топливника повлечет за собой полную переделку схемы движения газов, поэтому получится уже новая печь, зачастую не имеющая ничего общего с исходной моделью.
Универсальные рекомендации
Чтобы понять, как улучшить печь любого другого типа, необходимо действовать по тому же алгоритму, то есть найти и устранить причину неэффективного превращения топлива в тепловую энергию, причем не только кратковременную, во время топки, но и долговременную, то есть обогревающую дом.
Поэтому опытные и умелые печники предлагают воспринимать печь, как часть дома и распространять модернизацию на всю эту систему, то есть:
- Снижать теплопотери здания.
- Менять схему печи для повышения эффективности сгорания дров и запасания увеличенного количества тепла.
- Убирать все элементы, тратящие тепловую энергию на готовку еды.
- Менять расположение печи для возможности установки конструкции требуемого размера и формы, а также более эффективного обогрева помещений.
- Менять способ подачи воздуха в топку, то есть не через дом, ведь холодный воздух с улицы охлаждает помещение, а минуя комнаты, напрямую в печь (система «Живой дом» Игоря Бояринцева).
Снижение теплопотерь здания — это не только увеличение толщины пенопласта или базальтовой ваты в утепляющем слое, но и вентиляция с помощью рекуператора, когда выходящий из дома теплый воздух нагревает входящий холодный, но не обменивается с ним химическим составом.
Перемена схемы движения газов внутри печи зачастую приводит к кардинальному изменению ее размеров и формы, ведь необходимо не только повысить получение тепла из топлива, но и обеспечить более эффективный обогрев помещений.
К примеру, колпаковая «Шведка» размером 3х3,5 кирпича и оснащенная плитой (ее порядовку вы найдете тут), подходит для обогрева двух или трех помещений общей площадью 15–25 м2.
Если же необходимо обогреть четыре комнаты, то придется отказаться от схемы с отопительным щитком и плитой в пользу печи, образующей собой параллелепипед, каждая сторона которого будет обогревать отдельное помещение.
Переход к системе «Живой дом» Игоря Бояринцева поднимает КПД на 3–5% за счет снижения потерь на охлаждение комнат уличным воздухом, а также подогрев ПВ и/или ВВ за счет движения по каналам, расположенным между футеровкой и телом печи.
Каждая из мер по отдельности влияет на стоимость энергоресурсов, потраченных на обогрев дома определенных размеров, незначительно, но вместе они поднимают этот коэффициент на 10–20%, благодаря чему хорошая ПП может заметно превзойти по эффективности плохую колосниковую печь.
Видео на тему статьи
В данном видео речь идет о том, чем различаются между собой подовая печь и колосниковая:
Заключение
Подовые печи являются предшественниками колосниковых, а их топочная камера менее эффективно преобразует древесину в тепловую энергию. Однако потенциал их модернизации не исчерпан и в некоторых областях ПП оказываются даже более эффективными и востребованными, чем их колосниковые аналоги.
Тем не менее, подовая печь будет всегда уступать по эффективности колосниковой того же размера и конструкции в силу особенностей процессов горения древесины в ее топливной камере.
