Буржуйка III тысячелетия

 Согревающее пламя костра сопровождало Человечество на протяжении многих тысячелетий. Поэтому не стоит думать, что если мы уже летаем в космос и используем ядерную (а в перспективе – термоядерную) энергию, то потребности в огне (в частности – для отопления собственных жилищ) больше не предвидеться. Увы, на пороге очередного циклического Хаоса, когда запредельные технологии будут мирно сосуществовать с орудиями труда каменного века, огромная масса людей будет вынуждена искать альтернативные источники тепла и света, используя уже несколько подзабытые энергоносители (дрова, бумагу, уголь, торф, остатки мебели и тары или собственный паркет, как в Грузии середины 90х).
Самым простым и технологичным теплогенерирующим устройством по прежнему остаётся компактная металлическая печь, в простонародье именуемая «буржуйкой». Но она малоприемлема в условиях современной городской квартиры. Существуют определённые проблемы с дымоудалением и пожарной безопасностью, возможно отравление угарным газом, не оптимальны режимы горения и теплоотдачи, возникают определённые проблемы с размещением столь «активного» агрегата (высокая температура поверхности, вылетающие угольки, неизбежные дым, копоть и запахи в квартире), достаточно высок удельный расход металла (при классическом исполнении «буржуйки» из чугуна) и т.д.Вместе с тем применение новых конструктивных решений способно если не устранить многие недостатки «буржуйки», то хотя бы сильно их минимизировать.Предполагается, что модифицированная печь должна, во-первых, работать не внутри квартиры, а снаружи и, во вторых – быть электрифицированной для оптимизации всех операций (начиная от процессов горения и заканчивая теплопередачей на расстояние).Внешне модернизированная печь выглядит как вертикальный параллелепипед в форме чемоданчика. Крепится к наружной балконной стене с помощью кронштейнов с некоторым интервалом (20-50 мм). Естественно, что при отсутствии балкона установка такой печи теряет свой рациональный смысл, т.к. резко усложняются операции по загрузке печи топливом, а также её чистке и обслуживании.
Часть пространства балкона может быть использована для складирования горючих элементов (дров, остатков мебели, бумаги, угля, сухих остатков пищи). Печь имеет короткий отводок-трубу, выходящую за пределы балкона. Созданию хорошей тяги будет способствовать высотность здания и наличие (как правило) ветра на высотах от 2 этажа и выше. Внешне автономный блок печи будет несколько напоминать кондиционер, т.к. подобной форме вполне можно придать эстетический вид.
Технология изготовления печи очень проста и технологична, рассчитана на массовое производство без применения серьезного и дорогостоящего производственного оборудования. Берётся металлическая лента из жаростойкой хромоникелевой стали типа Х18Н25С2 толщиной 1-1,5 мм, шириной 600 мм и длиной около 2.500 мм. Далее она складывается пополам таким образом, чтобы отформовать вертикально-овальную камеру сгорания печи размерностью 200 х 300 мм (объём – около 30 дм3). Верхняя часть овала имеет некоторое конусообразное сужение, плавно переходящее в плоскопараллельную трубу-экономайзер (В = 7-10 мм).
Далее труба-экономайзер закручивается спиралью вокруг своей оси, а концы ленты несколько отгибаются и завальцовываются таким образом, чтобы получилась горизонтальная трубка, в которую вставляется вертикальная дымовая труба. Желательно овальную камеру сгорания несколько наклонить в сторону, чтобы оптимизировать внутреннее пространство печи для более правильного формования спиральной улитки трубы-экономайзера. Чтобы повысить конструкционную стойкость наиболее термически напряжённой части печи (овальной топки), необходимо из означенной выше стали толщиной 2-3 мм, изготовить петлеобразную вставку, которая вставляется внутрь рабочей зоны топки и приваривается к ней точечной сваркой. Более того, нижняя полукруглая часть петлеобразной вставки имеет просечно-вытяжную перфорацию, выполняющую роль колосниковой решётки. Нижняя часть петлеобразной вставки отстоит (по оси) от края топки на 50-60 мм и образует золоприёмник, который периодически очищается специальным скребком. Задний торец овальной камеры сгорания заваривается наглухо, а к переднему торцу приваривается стенка с эксплуатационными отверстиями под дверцы (топка, золонакопитель). Края трубы-экономайзера загибаются и завальцовываются или завариваются электросваркой (в случае невозможности достижения высокой герметичности шва).
На одной оси со спиралевидной трубой-экономайзером устанавливается осевой вентилятор, крыльчатка которого работает на нагнетание воздуха. Продувая воздух через горячие 600-мм стенки (своего рода радиатор) спиралевидной трубы-экономайзера, мы получаем рабочий теплоноситель. По гофрированной трубе с наружной пенополиуретановой теплоизоляцией нагретый до 60-80 оС воздух подаётся в квартиру для её обогрева. Нагретый воздух также подаётся под колосниковую решётку (для интенсификации процессов горения, а также в первую четверть трубы экономайзера – для дожигания всех горючих газов). В топке, конусе и в экономайзере устанавливаются несколько термопар (КИП), с помощью которых можно отслеживать рабочую температуру топочных газов и воздуха, а также регулировать их параметры с помощью простейшей автоматики. Основные задачи автоматики заключаются в обеспечении скорейшего розжига топлива и выхода печи на рабочий режим (интенсивный поддув колосникового пространства), затем следует соблюсти баланс избытка воздуха (α = 1,1) для наиболее полного сгорания топлива и минимизации дымовых газов. В функции автоматики также входит контроль за температурой теплоносителя (нагрев не выше 80 оС) и выключение вентилятора в случае снижения температуры топки ниже 100 оС (либо работа в импульсном режиме с последующим отключением).Для снижения всех непроизводительных теплопотерь в окружающую атмосферу корпус печи имеет теплоизоляцию из стекловолокна с наружной обшивкой тонким металлическим гофрированным листом.
Уход за печью заключается в систематическом удалении золы из золоприёмника, а также смыв с помощью воды (через дымовую трубу) отложений сажи на внутренней поверхности трубы-экономайзера. Последующая продувка дымохода осуществляется с помощью пылесоса. Грязная вода собирается в ведро и утилизируется в канализацию. Систематическая чистка печи позволит эксплуатировать печь с наибольшей теплоотдачей и эффективностью.
Итак, описанная выше печь несколько необычна для восприятия (хотя электрические тепловые пушки известны давно), имеет свои плюсы и минусы. Попробуем непредвзято разобраться в них.
Плюсы. Тепловая печь данной конструкции имеет сравнительно небольшой вес (порядка 16-18 кг) и высокую тепловую мощность (за счёт интенсификации процессов горения). Она компактна. Более того, её габариты не имеют принципиального значения, т.к. вынесены за габариты квартиры. Очень высока пожарная и биологическая безопасность ввиду размещения печи за пределами обитания человека. В квартиру подаётся не только тёплый, но ещё и чистый уличный воздух, обогащённый кислородом, поэтому отпадает надобность в проветривании помещения (соответственно снижаются теплопотери). Направленный характер подачи теплоносителя (тёплого воздуха) позволяет обеспечить необходимую циркуляцию воздуха в квартире без характерного (особенно зимой) расслоения воздушного пространства. Более того, тёплый воздух можно направить непосредственно на какой-либо объект (на кресло, под кровать, в детскую комнату) с тем, чтобы обеспечить его скорейший нагрев.
В крайнем, аварийном случае, можно спать в некоем небольшом закрытом пространстве (н-р, ванной), к которому подведён теплоноситель печи. Это позволит обогревать не всю квартиру, а только самих её жителей.
Минусы. Конструктивно новая печка, конечно же, гораздо сложнее классической «буржуйки», состоящей из нескольких литьевых чугунных деталей. Наличие автоматики, электропривода не позволит эксплуатировать печь без наличия в квартире электричества либо заставит применить дополнительный автомобильный аккумулятор (для аварийного отопления и освещения квартиры). Конструкция печи совершенно не предусматривает возможность приготовления на ней пищи, а также нагрев воды. Интенсификация процесса горения топлива, помимо обеспечения высокой тепловой мощности, потребует также частого «подбрасывания дровишек». А это будет весьма хлопотно, особенно ночью, когда хочется спать, а не изображать из себя кочегара. К тому же частые выходы на балкон (даже в быстром темпе) неизбежно повлекут за собой попадание в помещение некоторого количества холодного уличного воздуха. Стоимость предложенной выше печи только при серийном выпуске (на уровне китайского ширпотреба) сможет сравниться со стоимостью простейшей чугунной «буржуйки». Правда, здесь уже не в цене дело, а в совокупности всех достоинств и возможностей.Я думаю, что с наступлением очередного «переходного периода» в экономике Украины спрос на автономные теплогенерирующие агрегаты, выполненные на современном уровне (к коим я отношу и мою конструкцию) резко возрастёт. Более того, он может значительно превзойти потенциальные возможности классических «буржуек», т.к. печь новой конструкции обладает неоспоримыми преимуществами, которые в некоторых случая принципиальны.                                                              

/" ТРАКТАТЪ об уменьшении энтропии", т. II, тема № 56/

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить