О печках

Кузнецовым Игорем Викторовичем изобретены десятки бытовых печей различного назначения и разной тепловой мощности из кирпича: отопительные, отопительно-варочные, русские печи - теплушки, печи для бань с регулированием нагрева воды и регулированием температурно-влажностного режима в парилке бани. Кроме того, изобретены печи выше указанного назначения, совмещённые с каминами, при этом стенки камина обогреваются и являются частью печи.

Для решения отопления двух трёхэтажных домов сконструированы печи с транзитным дымоходом различного назначения, что позволяет выполнять проекты индивидуальных двух трёхэтажных печей с каминами в любой комбинации для любого объёмно - планировочного решения здания, при этом все печи работают на одну трубу. Эти печи могут быть оборудованы системой горячего водоснабжения, и топиться электричеством (резервное топливо). Разработаны печи различного функционального назначения со встроенными водяными котлами для использования в качестве резерва в системах с водяным отоплением. Практика показала, что строительство таких печей даёт значительный экономический эффект.

Что лежит в основе проектирования наших печей? Что обеспечивает гибкость при решении различных технических задач, какими характеристиками обладают наши печи?

Наши печи сконструированы на «принципах свободного движения газов», на основе гидравлической теории печей проф. В.Е. Грум-Гржимайло, изложенной в его труде «Пламенные печи». Он считал, что «…движение пламени должно рассматриваться как движение лёгкой жидкости в тяжёлой». Лёгкая жидкость –нагретые газы, тяжёлая- воздух. Эту теорию развили Подгородников И.С. и Кузнецов И.В.

В системе разработанной Кузнецовым И.В. речь идет о «сжигании топлива в колпаке и оптимальном использовании выделившейся энергии», в отличие от системы, разработанной Грум-Гржимайло В.Е. и Подгородниковым И.С., где речь идет только об «оптимальном использовании выделившейся энергии».

Основная идея, заключается в следующем – горячие газы в окружении холодного поднимаются как более лёгкие, а холодные газы в окружении горячего как более холодного опускается. На основании этой теории сформулирован принцип «свободного движения газов» - движение газов «должно отвечать их естественному стремлению» , т.е. движение газов , в колпаковой печи, происходит не под действием тяги трубы, а под действием собственной силы тяжести. Отказ от оборотов дал возможность резко снизить сопротивление движению газов внутри печи.

Сформулированный выше принцип работы печей, обусловил одно из главных достоинств этой системы – это гибкость, позволяющая делать многофункциональные печи любого размера , формы.

При проектировании печей, мы исходим из того, что печь должна отвечать следующим требованиям:

1. 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.

Как это реализуется в наших печах? Новизна теплогенераторов, разработанных И.В. Кузнецовым заключается в организации сжигания топлива в колпаке. При минимальном разрежении, возникающий газовый поток разделяется на холодную и горячую составляющие по степени нагрева. Подача оптимального количества первичного и вторичного воздуха, эффективное перемешивание воздуха с топливом, отсутствие холодного ядра в топливнике. Всё это в целом обеспечивает условия для возникновения высокотемпературного процесса горения.

2. 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.

При движении через колпак горячие газы , как более лёгкие, поднимаются вверх и собираются в колпаке, где равномерно отдают тепло стенкам и теплообменнику, находящемуся в нём. Более холодные тяжёлые проходят низом колпака , в следующий колпак или трубу, не воздействуя на теплообменник. В колпаковых печах, перенос тепловой энергии происходит за счёт естественных сил природы. Теплопередача происходит во времени и если колпак и теплообменник не успевает не успевают воспринять всё тепло, то его избыток будет поступать во второй колпак.

3. Печь должна хорошо держать тепло, не стынуть при неплотно закрытой вьюшке.

Использование колпака, размещение топливника и объединение в единое, с ним целое, наличие газовой вьюшки, сухого шва, разделение газового потока по степени нагрева, Всё это позволило повысить инерцию наших печей.

4. Печь не должна давать трещин.

Эффективное использование естественных сил природы, позволило достичь в наших печах высокую трещиностойкость. А именно – отказ от « дымооборотов» дал возможность снизить сопротивление газов внутри печи, наши печи работают при разрежении, создаваемом трубой, всего 1,5-2мм вод.ст.

5. Печь не должна забиваться сажей, выделяющейся в результате плохой организации сжигания топлива.

Уменьшение влияния балластных газов , обеспечение газификации топлива, которую можно обеспечить только при повышении температуры в топливнике и создании там кислородосодержащей среды, всё это создало условия для эффективного сжигания топлива.

6. Каналы печи не должны забиваться золой.

Отказ от каналов, эффективная организация сжигания топлива.

7. Печи, предназначенные для одноэтажных домов, должны отличаться минимальным сопротивлением движению в них газов.

«Испытания печи во Франции показали, что теплогенераторы системы СДГ могут работать с разрежением в топливнике 1мм водяного столба. В таких условиях возникающий газовый поток (продукты реакции горения), разделяется на холодную и горячую составляющую. Для лучшего понимания этого процесса рассмотрим следующее.» http://www.stove.ru/index.php?lng=0&rs=173

8. Печь должна быть проста.

Схематично колпаковая печь выглядит так:

1. Обобщая все сказанное выше, мы можем перечислить все свойства системы "свободного движения газов":

1. Колпак может иметь любую форму и объём;
2. Тепловая энергия переносится за счёт естественных сил природы;
3. Внутри колпака происходит турбулентное движение газов;
4. В верхней зоне колпака, собираются самые горячие газы;
5. В канал 2 переливаются наиболее холодные, тяжелые газы;
6. Внутри колпака, с повышением температуры возникает избыточное (повышенное) давление;
7. Нагрев стенок колпака в каждом горизонтальном сечении одинаков и возрастает в каждом, выше лежащем сечении;
8. Источник тепловой энергии может размещаться в любом месте нижней зоны колпака, при этом характер нагрева сохраняется;
9. Может быть несколько источников тепла;
10. колпак обладает эффектом «газовой вьюшки».

Перечисленные выше свойства наших печей, призваны подчеркнуть не их безупречность, а преимущества.