 |
|
 |
| Автор |
Сообщение
|
_Антон_
Зарегистрирован: Ср 16 Декабрь 2015, 15:38
Сообщения: 4
Регион: Уссурийск
|
 Добавлено:
Ср 16 Декабрь 2015, 16:41
|
  |
Здравствуйте, хочу предложить для обсуждения, доводки и последующего использования всеми желающими следующую модель печи, прикрепленную к сообщению (пока без порядовки, только разрезы с размерами и 3Д, ВВ не обозначен), основанную на личном опыте эксплуатации нескольких купольных печей, построенных для своего пользования. В задачу входило: максимальная теплоемкость, длительное время между протопками, упрощенное приготовление дров.
Для этого используются следующие особенности конструкции:
1. Нижний купол имеет как можно более толстые стенки, с целью максимального аккумулирования, полученного во время быстрого горения, тепла. Перекрыша между первым и вторым куполом имеет увеличенную толщину и отсыпку из золы на дне второго купола. Через сутки после протопки внутри остается высокая температура, что сильно облегчает розжиг.
2. Верхний купол быстро рассеивает тепло, не акуумулированное низом. Для этого он имеет максимально тонкие стенки и "ребра", увеличивающие конвективную теплоотдачу.
3. Регуляция теплоотдачи. После завершения горения верхний купол быстро остывает до температуры не на много больше комнатной. Если открыть задвижку между первым и вторым куполом, то внутри печи возникнет циркуляция горячего воздуха, и верхний купол станет теплым на ощупь (но не горячим). Это позволяет сгладить колебания теплоотдачи при топках раз в двое/трое суток.
4. Большая площадь внутренней поверхности. Стенки нижнего купола имеют несколько слоев с пустым промежутком между ними, в которых циркулирует дым. По сути это несколько вложенных друг в друга куполов (от двух). Толщина одного слоя полкирпича. Толщина воздушной прослойки четверть кирпича. Огнеупорное ядро нагревается сразу с двух сторон (от огня внутри и дыма снаружи).
5. Внешняя теплоизоляция. Нижний купол помещен в отсыпку из золы (или аналогичного по характеристикам материала), снаружи которой чехол из стекломагниевого листа. Во время протопки огнеупорное ядро разогревается выше тысячи градусов, в последующие сутки температура массива между ядром и внешней теплоизоляцией усредняется.
6. Всеядность. Изначально высокая температура сгорания дает возможность эффективно сжигать влажное и свежее дерево. Максимально глубокий топливник (до метра) дает возможность засовывать длинные дрова. Это все в целом исключает необходимость сушить дрова, пилить их короткими чурками и колоть на тонкие дрова. Сухие дрова нужны только для розжига.
7. Внутри печи постоянно находится объем тепла на 2-4 суток обогрева, в зависимости от теплопотерь.
Ориентировочно печь имеет отдачу до 10квт, площадь поверхности 14 м.кв, теплоемкость до полного остывания 400квт, состоит из 1300 кирпичей.
Про эксплуатацию протитипа такой печи, размером 4,5 на 5,5 кирпичей.
В целом конструкция похожа на конструкцию в прикрепленном файле. Печь была сделана на скорую руку во временном жилье, в основном для экспериментов, без жаропрочного кирпича (на убой) но с возможностью заменить внутреннее ядро огнеупором. Топится сейчас древесным хламом со строек и огорода. Возможность сжигать метровые дрова как нельзя кстати.
Верхний купол, сложенный в четверть кирпича, имеет ниши, и предсказуемо нагревается первым, и остывает спустя примерно 12 часов. Низ печи после протопки нагревается не сильно - больше чем был до, но спустя примерно 8-12 часов после протопки становится максимально горячим, если топить вечером, то пик теплоотдачи наступает как раз к утру.
Мы одно времени топили раз в двое суток, сжигая сразу двойную партию дров. Но в нашем неутепленном жилище первую ночь становилось жарко как в летнюю жару, все спали без одеяла, а во вторую наоборот было прохладно. На третий день можно было спокойно уезжать из дома и он не вымерзал. В связи с этим в вышеописанную конструкцию было решено добавить теплоизоляцию низа, и промежуточную задвижку чтобы сгладить теплоотдачу при топке раз в двое суток. Прототип такой задвижки есть в прототипе печи, но в силу геометрии дает слабый эффект так как циркуляция идет только через задвижку, расположенную в канале между первым и вторым куполом.
Вскрытие прочистных кирпичей показало, что в прослойках между стенками нижних куполов сажа в большей части мест регулярно выгорает, остаются только медленно растущие белые зачатки "кораллов" из золы уноса, которые накапливаются гораздо медленнее чем копилась бы сажа. В верхнем куполе внутри обычный сажистый налет.
Фотографии прототипа, который используем сейчас, выложу при необходимости в течение недел
|
| Описание: |
|
| Размер файла: |
85.6 КБ |
| Просмотров: |
843 раз(а) |
|
| Описание: |
|
| Размер файла: |
97.2 КБ |
| Просмотров: |
914 раз(а) |
|
|
|
  |
|
Andrus63
Зарегистрирован: Сб 31 Октябрь 2015, 11:52
Сообщения: 103
Регион: Самара
|
| Добавлено:
Чт 24 Декабрь 2015, 23:28
|
|
Очень интересно. Тоже интересуюсь вопросом максимально возможной аккумуляцией в кирпиче. Теплотехники на печных форумах утверждают, что глиняный кирпич может аккумулировать не больше 10кВт на м2 внутренней поверхности, а шамот не более 15. При дальнейшем нагревании тепло в трубу.
Интересует вопрос, а у Вас как быстро температура дымовых газов выходит за отметку 250С?
Так же утверждается, что из за недостаточной температуропроводности (величина, прямо пропорциональная теплопроводности и обратно пропорциональна теплоемкости) быстро нагреть керамику невозможно. За два часа прогревается 30% толщины. Вы говорите "быстро". А насколько быстро и зачем это быстро?
Печь "Матрешка", как Вам название?
|
|
|
|
|
|
_Антон_
Зарегистрирован: Ср 16 Декабрь 2015, 15:38
Сообщения: 4
Регион: Уссурийск
|
| Добавлено:
Вс 27 Декабрь 2015, 07:59
|
|
Печь матрешка отличное название.
10 кВт на м2 это такая же абстракция как и "1 кВт на 10 м2 отапливаемой площади", это справедливо для стенки толщиной в полкирпича (0,12 м3) при нагревании на 200 градусов (нужен расчет?). Это правило выполняется для внешних слоев матрешки, если конкретно то для второго купола, который только часть печи.
В целом средняя температура камня по печке явно больше 200 градусов (ориентировочно между 300 и 500 градусами, в зависимости от режима): огнеупорное ядро больше тысячи, слои вокруг этого ядра (а это основная масса печи) более 600, раз выгорает сажа, верхний купол (примерно четверть по массе) уже 200-250. Это и обуславливает высокую теплоемкость.
Метр кв. стенки в полкирпича (0,12 м3) нагретый до 600 градусов запасет уже 30 кВт. Внутренние слои разогреваются как раз до таких температур, если выгорает сажа.
Время до нагрева дыма до 250 градусов пока не имею возможности замерить - нет приборов. Планирую восполнить пробел этой зимой, и замерить также точный объем поступающего воздуха для горения, он подается через отверстие в фундаменте печи с подпола.
Стенка в четверть кирпича теплая уже через час. Стенка в полкирпича, нагреваемая с внешней и внутренней стороны будет нагреваться как минимум также быстро как стена в четверть кирпича, нагреваемая с одной стороны. Это компенсирует низкую температуропроводность кирпича. Фактически печь с такими внутренними стенами аккумулирует тепло до двух раз быстрее чем в стандартном случае. Без этого за адекватное время печь на два/три дня не натопится.
Также внешняя площадь поверхности с которой происходит излучение должна за сутки отдавать до нескольких раз меньше тепла, чем способен аккумулировать внутренний массив кирпича. При увеличении длины/ширины основания печи в два раза, ее объем возрастает в четыре раза (закон кубов и квадратов).
|
|
|
|
|
|
Andrus63
Зарегистрирован: Сб 31 Октябрь 2015, 11:52
Сообщения: 103
Регион: Самара
|
| Добавлено:
Чт 31 Декабрь 2015, 10:16
|
|
Обязательно сообщайте о результатах. Мне кажется это путь сделать печь компактнее = дешевле. Рабочая температура шамота 1000С, а в двухконтурных печах, где он не только в топливнике, но и в массиве нагревается в среднем на 100-150С, что далеко от его возможностей.
Есть возможность зимой тоже собрать Вашу конструкцию для экспериментов. Вы не смогли бы показать поподробнее конструкцию, не совсем понятно по чертежам.
Правильно ли я понимаю, что из топливника через узкое хайло (сопло) фонтан пламени бьет в кирпичный теплообменник и из него начинает остывая сливаться между стенок наружней и внутреннего контура? Тогда у меня ряд замечаний к улучшению конструкции будет.
Много вопросов: летний ход для растопки, за какое время прогреется шамот до 500С по всей толщине 65мм при обогреве с двух сторон, при прохождении ДГ через все вложенные колпаки матрешки в начале будет переохлаждение - просится возможность подключать/отключать очередной колпак.
|
|
|
|
|
|
Andrus63
Зарегистрирован: Сб 31 Октябрь 2015, 11:52
Сообщения: 103
Регион: Самара
|
| Добавлено:
Чт 31 Декабрь 2015, 11:46
|
|
если не сложно, покажите 3Д картинку со схемой движения газов. Сколько потребуется закладок для сжигания 40-50 кг?., думаю за раз не больше 10-12 кг. При повторных загрузках в раскаленный топливник черное дымление наблюдается? Вторичный воздух есть?
Думалось, что задача накопления тепла на отопление дома в течении суток в разогретом кирпиче до 500С неразрешима. А Вы говорите о трех сутках.
|
|
|
|
|
|
_Антон_
Зарегистрирован: Ср 16 Декабрь 2015, 15:38
Сообщения: 4
Регион: Уссурийск
|
| Добавлено:
Пн 18 Январь 2016, 09:35
|
|
Зело превелико извиняюсь за задержку с ответом, постараюсь отвечать каждые сутки.
Сразу уточню, есть прототип печи, без шамота, и без теплоизоляции, но со вторичным воздухом, выложенный не по канонам ради экспериментов.
| Цитата: |
Обязательно сообщайте о результатах. Мне кажется это путь сделать печь компактнее = дешевле. Рабочая температура шамота 1000С, а в двухконтурных печах, где он не только в топливнике, но и в массиве нагревается в среднем на 100-150С, что далеко от его возможностей.
Есть возможность зимой тоже собрать Вашу конструкцию для экспериментов. Вы не смогли бы показать поподробнее конструкцию, не совсем понятно по чертежам.
|
3д пока нет возможности выложить, компьютер с 3д моделями сейчас требует запчасть, полетевшую четко перед НГ. Поэтому максимально попытаюсь дать понять о схеме по 2д.
| Цитата: |
Правильно ли я понимаю, что из топливника через узкое хайло (сопло) фонтан пламени бьет в кирпичный теплообменник и из него начинает остывая сливаться между стенок наружней и внутреннего контура? Тогда у меня ряд замечаний к улучшению конструкции будет.
|
Да, правильно, Ваши замечания? Есть кстати мысль сделать не одно хайло, а множество - в виде вертикальных сухих швов между кирпичами в верхней части купола, общей площадью как у исходного отверстия или больше, это сделает выход газа равномерным, увеличит теплообмен, и возможно послужит как катализатор догорания.
| Цитата: |
Много вопросов: летний ход для растопки, за какое время прогреется шамот до 500С по всей толщине 65мм при обогреве с двух сторон, при прохождении ДГ через все вложенные колпаки матрешки в начале будет переохлаждение - просится возможность подключать/отключать очередной колпак.
если не сложно, покажите 3Д картинку со схемой движения газов. Сколько потребуется закладок для сжигания 40-50 кг?., думаю за раз не больше 10-12 кг. При повторных загрузках в раскаленный топливник черное дымление наблюдается? Вторичный воздух есть? |
В прототипе печи хайло расположено снизу топливника, за перегородкой, что ограничивает максимальную загрузку как раз 10-12 килограммами сухого дерева.
В начерченном варианте шамотный топливник прогреется до 500 градусов на второй полной закладке, но вероятно не раньше чем через два часа.
Ориентировочно весь топливник содержит 200 - 220 кирпичей, это примерно 0,37 м3, с теплоемкостью 0.44Вт на дм3 на нагрев до 500С потребуется 80 КВт, до тысячи 160 КВт. Общая площадь поверхности ~5 м2. Для нагрева его за час потребуется перепад в 1300 градусов (0,8 Вт / 0,065 м * 5 м2 = ~60 Вт*С)
Для сжигания 40-50 кг высушенных сосновых дров потребуется 2-3 закладки - предполагается закладывать дровами топливник на всю метровую глубину и на высоту дверцы, это ~ 80 дм3, или ~ 40 дм3 древесины. Если это сухое неплотное дерево типа сосны, то ~20 кг.
Но калорийность дров из-за влажности сильно зависит от веса, и слабо от объема. Поэтому проще считать объемами, 40 дм3 неплотного дерева, даже с учетом потерь 20%, это ~80 КВт тепла http://www.dpva.info/Guide/GuidePhysics/GuidePhysicsHeatAndTemperature/ComnustionEnergy/WoodWetDryCombustion/
В прототипе печи после закладки черное дымление неоднократно наблюдал, катализатора в нем нет, и до красна кирпичи разогреваются не всегда. Требует доработки. Вторичный воздух есть, отверстия для него расположены равномерно по всей высоте топливника.
Подключение/отключение колпаков чтобы кладку не разъедало конденсатом? Главное чтобы конструкция была как можно проще. Для борьбы с конденсатом возможен альтернативный путь - разбавление ДГ с наружным воздухом. Был экстремальный опыт создания трубы из больших металлических консерных банок, вставленных друг в друга елочкой. Большие щели между банками снижали тягу (некритично что интересно), но конденсатом печку и потолок не заливало - воздух разбавлялся наружным.
| Цитата: |
| Думалось, что задача накопления тепла на отопление дома в течении суток в разогретом кирпиче до 500С неразрешима. А Вы говорите о трех сутках. |
На Украине у нас осталась далекая от совершенства печка 3,5 на 3,5 кирпичей с шамотным ядром, которая к утру остывала слабо и топилась в морозы раз в сутки.
|
| Описание: |
|
| Размер файла: |
47.27 КБ |
| Просмотров: |
763 раз(а) |
|
|
|
|
|
Andrus63
Зарегистрирован: Сб 31 Октябрь 2015, 11:52
Сообщения: 103
Регион: Самара
|
| Добавлено:
Вт 19 Январь 2016, 09:22
|
|
Спасибо за пояснения. Особых замечаний нет, т.к. у Вас логичная конструкция и красивая идея, а красивый самолет не может не полететь – говорят авиаконструкторы. Кроме того печь уже не бумажная, а рабочая.
• Колпаковая конструкция топливника способствует повышению температуры в зоне горения, а не отбору тепла из пламени, как в обычных печах. Это конечно должно способствовать полному сжиганию и возможности вести горение при минимальных избытках воздуха (что значительно повышает КПД).
• Последовательно подключаемые колпаки-скорлупки (матрешки) позволяет регулировать температуру отходящих газов и не только максимально прогреть ядро, но так же оптимально проводить отбор тепла в конвективной зоне (гарантировано без конденсата в трубе).
• Заслонки установленные в перекршках колпаков позволяют так же объединять пространства (и накопленную энергию) колпаков в единое после протопки.
• Более высокий нагрев кирпичного теплоаккумулятора позволяет тот же запас тепла, что и в обычной печи вырабатывать и накапливать в меньшем количестве кирпича. Если в обычной печи массив отопительной печи работает в диапазоне температур от 150 (остывшая печь) до 250 (прогретая) = 100 С, то увеличение дельты до 300С даст возможность снизить затраты материала в трое
Есть вопросы. Я уже задавал печникам на форумах вопросы о кажущейся «несправедливости» по отношению к шамоту, который греют в печи до 250С. Из их пояснений понял, что кроме повышения температуры ДГ (у Вас решено последовательным подключением колпаков-матрешек) есть проблема «ползанья» кирпича при остывании, а так же растрескивания при тепловом ударе (особенно холодным воздухом из поддувала в раскаленную топку). Интересны Ваши наблюдения по поводу двух последних эффектов «теплосмен».
По поводу предложений чуть позже.
|
|
|
|
|
|
_Антон_
Зарегистрирован: Ср 16 Декабрь 2015, 15:38
Сообщения: 4
Регион: Уссурийск
|
| Добавлено:
Пт 22 Январь 2016, 18:04
|
|
Последние наблюдения: в течение суток после протопки температура в куполе достаточна чтобы печь излучением под "сводом" рыбу на шампурах, выпечку, и варить еду как на медленном огне. Это с общей толщиной стенки в полтора кирпича (3 слоя) и без внешней теплоизоляции. С самого утра рыба печется за 10-15 минут и быстро "подгорает"если прокараулить, а перед следующей топкой ей надо 30-40 минут. Полагаю с внешней теплоизоляцией это свойство печи будет работать плавнее и мощнее, что позволит "заменить" чугунную варочную плиту, при наличии спец фурнитуры для загрузки конечно. Сравнить с русской печкой никак, но вероятно вкус должен быть аналогичен, так как излучение. Рыба точно вкуснее вареной/жареной на сковородке.
| Цитата: |
Есть вопросы. Я уже задавал печникам на форумах вопросы о кажущейся «несправедливости» по отношению к шамоту, который греют в печи до 250С. Из их пояснений понял, что кроме повышения температуры ДГ (у Вас решено последовательным подключением колпаков-матрешек) есть проблема «ползанья» кирпича при остывании, а так же растрескивания при тепловом ударе (особенно холодным воздухом из поддувала в раскаленную топку). Интересны Ваши наблюдения по поводу двух последних эффектов «теплосмен».
По поводу предложений чуть позже. |
| Цитата: |
| Я уже задавал печникам на форумах вопросы о кажущейся «несправедливости» по отношению к шамоту, который греют в печи до 250С. |
[эмоции]Если его не нагревать выше тысячи, то зачем его вообще применять? Это же огнеупор! Ах да, где-то была информация, что из шамота делают крутые заборы, которые не разрушаются зимой от влаги, так как в нем нет пор... [/эмоции]
В прошлом за два сезона личной эксплуатации шамотного топливника означенных проблем не наблюдалось, но это не значит что их нет. Шамот кстати был выпуска середины прошлого века.
Полагаю опыт эксплуатации печей Кузнецова с шамотным ядром содержит ответ по поводу этих двух проблем, так как шамотное ядро в них в течение суток колеблется с дельтой намного больше 200С - типичная стенка с шамотом на ребро + 1/2 красного кирпича имеет через сутки после протопки просто горячий, не раскаленный шамот.
Насчет ползания, рискну предположить что одна из причин это неравномерное остывание по толщине шамота, когда снаружи он холоднее чем внутри. Равномерное остывание/нагрев с двух сторон должен устранить или ослабить это явление.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Следующая тема
Предыдущая тема
Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете голосовать в опросах
Вы не можете добавлять приложения в этом форуме
Вы можете скачивать файлы в этом форуме
|
|
